«Дыхание» стен – упрощенное объяснение эффекта воздухопропускание материалов, на первый взгляд герметичные по свойствам. На самом деле большинство материалов используемых в строительстве пропускают воздух и влагу, в различной степени.
Так и стены на свой лад оказывают сопротивление воздуху. Например, деревянная стена имеет сопротивление на 2-3 порядка меньше, чем у бетона. Стена из массива дерева под микороскопом как каменная стена «в дырочку». И «вентиляция» эта через «дырочки – стены» только в тепловизоре хорошо видна, да еще когда из кармана владельца «выдувает» денежку на оплату энергий.
Для тех, кто считает, что, если стены «дышат», значит идет полезный воздухообмен, который работает КАК вентиляция в доме - разорительное для бюджета и опасное для конструкции дома убеждение.
Так как это не есть вентиляция. Это хуже, это состояние стен, более того – всей ограждающей конструкции. А стены эти внешние (и все что под небом синим), соприкасаясь с окружающей средой, в первую очередь, поддерживают свою влажность, пытаясь не отстать от влажности окружающей среды.
А почему никто не задумывается «когда стены плачут»?
Воздух вокруг нас содержит в себе много чего (и чем дальше, тем все меньше полезного). Содержит он и воду. Природой так отмерено, что в 1м3 воздуха вода не может превышать определенного значения. Причем количество воды в этом кубометре воздуха напрямую зависит от его температуры.
Чем теплее воздух, тем больше он способен удержать влаги.
Пример с дачей будет хорош. Приехали зимним вечером натопили ее, наготовили, напарили, нажарили, хорошо посидели – воздух нагреваясь, влагу в себя «поглощал». Поутру – или к обеду ближе – кто как встанет, с удивлением обнаруживают изморозь на современных стеклопакетах, конденсат на подоконниках, в углах, на двери… Это воздух, остывая, «сбросил» всю излишнюю влагу. Бегом к печке и все по новой – топить, варить, парить, жарить… Печка прогрела дом, стало тепло и влага «высохла»…
В этом примере конденсат «на виду» владельца свое коварство чинит – обои отвалит, полы поднимет, ламинат или линолеум вспучит, окна двери раскосячит, своих «верных друзей» грибков и плесени по углам, где может быстро «расселит». Точно такие же процессы идут и незримо для владельца дома. Ежесекундно. В такт колебаниям температур окружающей среды, помещений, скачками влажности и т.д.
Все эти процессы происходят и в толще «дышащих» стен, при этом неважно, из какого они материала сделаны, важно то, что не утепленные стены с изменением температуры наружного воздуха изменяют свою степень влажности.
Зимой влажность воздуха низкая, и если стена к этому времени набрала влаги больше, чем в окружающем воздухе, то «лишняя влага» заляжет/конденсируется в толще стены. Что-то конечно «выморозится». Но что делают «излишние молекулы воды» замерзая на пути к чистому небу – прежде всего - расширяют свое «лежбище» в трещинках стены, добавляя все новые и новые – обживаясь, расширяются. А там где капли конденсата часто и надолго «окапываются» - там БТР своих родственников заселяет.
Проникая на молекулярном уровне в поры и волокна материала, вода снижает его теплосопротивление. С весенним солнышком молекулы отогреются – особенно на южных фасадах – и уже в виде пара, по проделанным зимой трещинкам, устремятся «на свободу». А какая замечательная диффузия в стенах неоштукатуренных коробок из пеногазобетонов с подветренней стороны. И тут "дыхание" стен ой как сильно от силы ветра зависит. И высасывая теплый воздух из помещений, он изменяет влажность стены уже не в соответствии с влажностью наружного воздуха, а с температурой блоков ...
Задача строителю тут одна, чтобы «точка росы» образовывалась не в толще стены, (а на пару сантиметров до или после нее).
Теперь рассмотрим процесс, если стена утеплена минеральными вспененными материалами.
Здесь «дыхание» переключается с материала стены на ее утеплитель. Если стена утеплена снаружи, точка росы будет располагаться только в утеплителе, а излишняя влага с падением температуры все равно образуется. Ее значительно больше во всяких минватах, минматах, минплитах, ибо, если у кого из них нет капиллярной конденсации, то все имеют «рыхлость», т.е. воздух между волокнами, благодаря которому они «держат» тепло, (и воду). Сухой воздух – тепло в доме, влажный воздух – холодно в доме.
Поэтому для увеличения «срока противостояния» таких утеплителей конденсату (читай срока службы утеплителя), разрабатываются всевозможные технологии вентилируемых фасадов, для вентиляции утеплителя. Только вот внимательный читатель скажет, что если уж конденсат «попер через стену в утеплитель», то он просто не даст возможности ему высохнуть. В чем будет абсолютно прав. Бороться надо с причиной, а не с последствиями… Влага аккумулируется в утеплителях – благо его много и воздуха в нем тоже. Но вода побеждает, не льдом, так паром! Стены становятся холодней, владелец начинает все больше топить, поддерживая температуру в дырявом доме, процесс конденсирования становится интенсивней… А лето не всегда (чаще никогда) не спасает ситуацию. Утеплители минераловатные не сохнут в двух мешках из целлофана. Просто это не видно за сайдингом или евровагонкой…
Проветривание вентилируемых фасадов весьма слабенькая, но она проводит через минвату не подогретый воздух, и пусть он едва снижает ее теплоизолирующие свойства в момент своего прохождения, но зато на полную передает ей свою влажность. Особенно при высоких температурах и повышенной влажности. И особенно если фасад разнороден по материалам.
Теперь рассмотрим пенополистирол и ППУ.
На их поверхности тоже может конденсировать избыточная влага (а куда ей деваться перед таким мощным препятствием). Вентилировать их с помощью такой технологии бессмысленно. Даже первоклассник понимает, что «продуть» пенопласт невозможно.
Но, тем не менее, согласно СНиП II-3-79, паропроницаемость у ПСБ-С и ППУ есть (она сопоставима с камнем), а это значит, что стена, утепленная снаружи ПСБ-С или ППУ, тоже «дышит», но при этом никакой вентиляции ей не требуется.
И тут мы плавно переходим к следующему разделу строительных наук – начнем изучать как отличать и не путать воздухопроницаемость с паропроницаемостью.
Итак, изучая "Диффузию водяного пара" читаем: "…С точки зрения процесса диффузии наиболее рациональна такая последовательность слоев стены, при которой сопротивление теплопередаче уменьшается, а сопротивление паропроницанию возрастает снаружи внутрь".
Монолитный «пассивный» купол обладает такой «способностью», и еще у него есть теплоемкость скорлупы. Но все по порядку.
Делаем расчет.
Сопротивление теплопередаче.
Конструкция - Купол – R-5м, D-10м, h5м,
Площадь пола = 78,5м2 , Площадь сферы = 157м2
VППУ = 157 х 0,15 = 23,5м3
VБФТБ = 157 х 0,10 = 15,7м3
Эксплуатация здания - постоянная. Тип конструкций – двухслойная наружная стена:
0,15м пенополиуретан
0,10м базальтофиброторкретбетон армированный
Плотность смеси в сухом состоянии go = 1500 кг/м 3;
плотность стены из БФТБ - =2720 кг/м3
Расчетный коэффициент теплопроводности L = 1,0Вт/(м°С);
Коэффициент теплоемкости = 0,84 кДж/(м2•°С)
пенополиуретан – ППУ в качестве внешнего утеплителя.
толщина нанесения = 0,15м
Плотность - = 55 кг/м3
Расчетный коэффициент теплопроводности = 0,027 Вт/(м°С);
Rбфтб = 0,10 м / 1,0 Вт/(м oC) = 0,1 0 С/Вт
Rппу = 0,15 м / 0,027 Вт/(м oC) = 5,555 0 С/Вт
Rстена = 0,1 + 5,555 = 5,6550 С/Вт
Общее сопротивление теплопередачи стены в монолитном куполе составляет - 5,6550 С/Вт. Что означает полученная цифра - Rстена = 5,6550 С/Вт ?
Прежде всего, она нам покажет где, на какой глубине в стене будет прятаться "БТР".Это место будет на расстоянии = 5,655 / 2 = 2,83, т.е. ближе к середине теплотехнического слоя.
Сопротивление
ППУ рассчитываемой скорлупы равно 5,555, и если мы отнимем от него значение = 2,83, получим зримое расположение «0» в слое ППУ, где то на глубине 6,5см.
На стыке ППУ и бетона всегда будет положительная температура, что гарантирует долговечность конструкции и комфортные условия проживания при минимальных затратах на проживание.
Даже если на улице будет -400 С, а под куполом всего +20 С, «точка росы, она же «0», не дойдет до скорлупы бетона, остановившись в двух сантиметрах. Бетонная скорлупа купола надежно защищена от любых температурных перепадов. А слой ППУ надежно защищен от внешних воздействий.
Обещал сказать про теплоемкость бетонной скорлупы монолитного купола:
Коэффициент теплоемкости бетона = 0,84 кДж/(кг•°С)
Плотность скорлупы из БФТБ = 2720 кг/м3
Тбфтб = 2720 кг/м3 х 0,84 кДж/(кг•ºC) х 0,10м = 228,5 кДж/(кг•°С)
Учтем арматуру силового каркаса купола (прим. 3т.), которая, не влияя на теплопроводность стен, увеличивает общую теплоемкость.
Вот и получиться общая расчетная теплоемкость купола в пределах 260-280 кДж/(кг•°С). На вскидку, т.с. – ведь теплоемкость купола это не только его скорлупа. Сюда плюсом пойдут теплые бетонные полы, внутрикомнатные перегородки, мебель, и т.д. Тут важно понять, что из чего складывается и на что влияет.
Хотя бы для того, что такой купол можно ставить в Антарктиде, выдержит лютый холод и ураганные ветра. Или что стены этого купола по теплоемкости выше стен из бруса 150х150мм. И что самое главное - такой купол не разоряет владельца "дышащими стенами" , а радует здоровыми и комфортными условиями проживания.
Внимательный читатель заметит, что я ни слова не написал про паро и водопроницаемость бетонной скорлупы купола. Да, не написал. Нечего писать. Вот что такое водопроницаемость – это способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость материала измеряется количеством воды, прошедшей через 1м2 поверхности образца в течение 1 ч при постоянном давлении 1Н на 1м2.
А паропроницаемость. Она определяется коэффициентом, показывающим, какое количество водяного пара проходит через слой материала толщиной 1 м, площадью 1м2 в течение 1 ч при разности давлений на противолежащих сторонах слоя 1 мм вод. ст.
Что там было – «…С точки зрения процесса диффузии наиболее рациональна такая последовательность слоев стены, при которой сопротивление теплопередаче уменьшается, а сопротивление паропроницанию возрастает снаружи внутрь".
У базальтофибробетона – получаемого путем сухого торкретирования – слой даже в 2см с легкостью и успехом держит и воду и пар. Проверенный факт. Уже 40 лет как. Только вот в РФ все это на уровне «НЛО».
