Точка росы в утеплителе стены: Что такое точка росы и как с ней бороться

Что такое точка росы и как с ней бороться

Планируя утепление дома, необходимо обратить внимание на такую проблему, как возникновение точки росы. Этот термин означает такую температуру воздуха, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, достигает состояния насыщения и начинается процесс его конденсации, то есть образования влаги. Давайте посмотрим, как будет происходить процесс конденсации и как будет проявляться точка росы в утепленных различными способами зданиях.

 Сначала рассмотрим такой случай, в котором дом не утеплен совсем. В этом варианте точка росы будет перемещаться. При охлаждении воздуха снаружи помещения точка росы будет располагаться либо близко к внутренней стороне стены, либо в самом доме, и тогда конденсат выступит на стенах. Это однозначно говорит нам, что стоит задуматься о дополнительном утеплении. В случае, если теплосопротивление стен соответствует нормам, то точка росы будет расположена ближе к улице. Это значит, что стены внутри здания будут сухими, и дополнительное утепление не требуется.  

    Рассмотрим процесс формирования точки росы в доме с утеплёнными стенами. Здесь многое зависит от влагооталкивающих свойств утеплителя: если он хорошо впитывает влагу, теплозащита снижается и начинается формирование конденсата на стенах, а в дальнейшем возможно и разрушение всей конструкции. Большое значение имеет то, является ли утепление наружным или внутренним. 

Утепление стен дома изнутри считается не самым оптимальным вариантом. При слишком тонком слое теплоизоляции точка росы будет находиться между утеплителем и внутренней стороной стены. И это может стать причиной таких проблем, как появление конденсата на стенах, разрушение утеплителя, распространение плесени.  

Утепление строительных конструкций снаружи, по мнению экспертов, намного лучше защищает дом от низких температур и влажности. Однако утепление должно быть качественным. Что это значит? Точка росы должна находиться внутри самого утеплителя, для этого необходимо правильно рассчитать его толщину. Только при таком расположении точки росы стена остается сухой полностью. А если слой утеплителя тоньше необходимого, точка росы будет расположена между теплоизоляцией и наружной стеной. Это приводит к разрушению стены, появлению плесени, а при понижении температуры возможно образование льда в стене.

Так как же утеплить дом, чтобы точка росы была расположена в нужном месте? На самом деле все проще простого! Рекомендуем использовать в качестве утеплителя пенополиуретан. В настоящее время он является самым современным, экологичным и качественным утепляющим материалом. Для решения проблемы с точкой росы потребуется всего один слой пенополиуретана толщиной 3-5 см. К тому же, поскольку пенополиуретан после напыления увеличивается в объеме, он закрывает все имеющиеся пустоты и надежно прилегает ко все материалам. Пенополиуретан также имеет великолепные влагоотталкивающие свойства.

    Точка росы всегда была большой проблемой при строительстве домов, но современные технологии и материалы, такие как пенополиуретан, сводят ее отрицательные свойства к минимуму.

Точка росы, пароизоляция и вентилируемый зазор в стене

РЕКЛАМА

Водяной пар в стене — откуда он?

Для того чтобы понять, к каким последствиям приведёт отсутствие вентилируемого зазора в стенах, выполненных из двух и более слоев разных материалов, и всегда ли нужны зазоры в стенах, необходимо напомнить о физических процессах, происходящих в наружной стене в случае разности температур на её внутренней и наружной поверхностях.

Как известно в воздухе всегда содержатся водяные пары. Парциальное давление пара зависит от температуры воздуха. С повышением температуры парциальное давление водяных паров увеличивается.

РЕКЛАМА

В холодное время года парциальное давление паров внутри помещения значительно выше, чем снаружи. Под действием разницы давлений водяные пары стремятся попасть изнутри дома в область меньшего давления, т.е. на сторону слоя материала с меньшей температурой — на наружную поверхность стены.

Также известно, что при охлаждении воздуха водяной пар, содержащийся в нём, достигает предельного насыщения, после чего конденсируется в росу.

Точка росы – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

На приведённой диаграмме, Рис.1., представлено максимально возможное содержание водяного пара в воздухе в зависимости от температуры.

Отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной доле при данной температуре называется относительной влажностью, измеряемой в процентах.

Например, если температура воздуха составляет 20 °С, а влажность – 50%, это означает, что в воздухе содержится 50% того максимального количества воды, которое может там находится.

Как известно строительные материалы обладают разной способностью пропускать содержащиеся в воздухе водяные пары, под действием разности их парциальных давлений. Это свойство материалов называется сопротивление паропроницанию, измеряется в м2*час*Па/мг.

Кратко резюмируя вышесказанное, в зимний период воздушные массы, в состав которых входят водяные пары, будут проходить сквозь паропроницаемую конструкцию внешней стены изнутри наружу.

Температура воздушной массы будет уменьшаться по мере приближения к внешней поверхности стены. 

В сухой стене — пароизоляция и вентилируемый зазор

Точка росы в правильно спроектированной стене без утеплителя окажется в толще стены, ближе к наружной поверхности, где пар будет конденсироваться и увлажнять стену.

Зимой, в результате превращения пара в воду на границе конденсации, наружная поверхность стены будет накапливать влагу.

В теплое время года эта накопленная влага должна иметь возможность испариться.

Необходимо обеспечивать смещение баланса между количеством поступающих в стену паров изнутри помещения и испарением из стены накопившейся влаги в сторону испарения.

Баланс влагонакопления в стене можно смещать в сторону удаления влаги двумя путями:

1. Уменьшать паропроницаемость внутренних слоев стены, сокращая тем самым количество пара в стене.
2. И (или) увеличивать испарительную способность наружной поверхности на границе конденсации.

Однослойные стены имеют одинаковое сопротивление паропроницанию по всей толщине, а также равномерное изменение температуры по толщине стены. Граница конденсации водяных паров в правильно спроектированной стене без утеплителя находится в толще стены, ближе к наружной поверхности. Это обеспечивает таким стенам положительный баланс удаления влаги из толщи стены во всех случаях, кроме помещений с повышенной влажностью.

В многослойных стенах с утеплителем используются материалы с разным сопротивлением  паропроницанию. Кроме того, распределение температуры в толще многослойной стены не равномерное. На границе слоев в толще стены имеем резкие перепады температуры.

Чтобы обеспечить требуемый баланс перемещения влаги в многослойной стене необходимо, чтобы сопротивление паропроницанию материала в стене уменьшалось по направлению от внутренней поверхности к наружной.

В противном случае, если наружный слой будет иметь большее сопротивление паропроницанию, баланс влагоперемещения сместится в сторону накопления влаги в стене.

Например.

Сопротивление паропроницанию газобетона значительно меньше, чем у керамики. При фасадной отделке дома из газобетона керамическим кирпичом обязателен вентилируемый зазор между слоями. При отсутствии зазора блоки будут накапливать влагу.

Вентилируемый зазор между лицевой кладкой из керамического кирпича и несущей стеной из керамзитобетонных блоков не нужен, т. к. сопротивление паропроницанию кирпичной облицовки меньше, чем у стены из керамзитобетонных блоков.

При неправильном устройстве стены, влага в утеплителе будет накапливаться постепенно.

Уже на второй, максимум третий-пятый отопительный период, можно будет ощутить существенное увеличение расходов на отопление. Связано это, естественно, с тем, что увеличилась влажность теплоизоляционного слоя и всей конструкции в целом, а соответственно существенно снизился показатель термического сопротивления стены.

Влага из утеплителя будет передаваться и в соседние слои стены. На внутренней поверхности наружных стен может образовываться грибок и плесень.

Кроме накопления влаги, в утеплителе стены происходит еще один процесс — замерзание сконденсировавшейся влаги. Известно, что периодическое замерзание и оттаивание большого количества воды в толще материала разрушает его.

Увлажнение конденсатом утеплителя, например эковаты, также ведет к вымыванию антисептиков и антипиренов. Чаще всего, это борная кислота. Концентрация которой со временем будет снижаться.

Любой утеплитель постепенно, с годами, теряет свои теплосберегающие свойства. Когда надо менять утеплитель читайте здесь.

Стеновые материалы различаются по своей способности противостоять замерзанию конденсата. Поэтому, в зависимости от паропроницаемости и морозостойкости утеплителя, необходимо ограничивать общее количество конденсата, накапливающегося в утеплителе за зимний период.

Например, минераловатный утеплитель имеет высокую паропроницаемость и очень низкую морозостойкость. В конструкциях с минераловатным утеплителем (стены, чердачные и цокольные перекрытия, мансардные крыши) для уменьшения поступления пара в конструкцию со стороны помещения всегда укладывают паронепроницаемую пленку.

Без пленки стена имела бы слишком малое сопротивление паропроницанию и, как следствие, в толще утеплителя выделялось и замерзало бы большое количество воды.  Утеплитель в такой стене через 5-7 лет эксплуатации здания превратился бы в труху и осыпался.

Толщина теплоизоляции должна быть достаточной для того, чтобы удерживать точку росы в толще утеплителя, рис.2а.

При малой толщине утеплителя температура точки росы окажется на внутренней поверхности стены и пары будут конденсироваться уже на внутренней поверхности наружной стены, рис.2б.

Понятно, что количество влаги, сконденсировавшейся в утеплителе, будет увеличиваться с ростом влажности воздуха в помещении и с увеличением суровости зимнего климата в месте строительства.

Количество испаряемой из стены влаги в летнее время также зависит от климатических факторов — температуры и влажности воздуха в зоне строительства.

Рис.3. Результат расчета влажностного режима трехслойной стены: керамзитобетон — 250 мм., утеплитель минераловатный — 100 мм., кирпич керамический — 120 мм. жилой дом в г. С.-Петербург. Накопления влаги в годичном цикле нет.

Как видим, процес перемещения влаги в толще стены зависит от многих факторов. Влажностный режим стен и других ограждений дома можно рассчитать, Рис. 3.

По результатам расчета определяют необходимость уменьшения паропроницаемости внутренних слоев стены  или необходимость вентилируемого зазора на границе конденсации.

Результаты проведенных расчетов влажностного режима различных вариантов утепленных стен (кирпичные, ячеистобетонные, керамзитобетонные, деревянные) показывают, что в конструкциях с вентилируемым зазором на границе конденсации накопления влаги в ограждениях жилых зданий не происходит во всех климатических зонах России. 

Многослойные стены без вентилируемого зазора необходимо применять, основываясь на расчете влагонакопления. Для принятия решения, следует обратиться за консультацией к местным специалистам, профессионально занимающимся проектированием и строительством жилых зданий. Результаты расчета влагонакопления типовых конструкций стен в месте строительства, местным строителям давно известны.

«Стена каменная трехслойная с облицовкой из кирпича» — это статья об особенностях влагонакопления и утепления стен из кирпича или каменных блоков.

Особенности влагонакопления в стенах с фасадным утеплением пенопластом, пенополистиролом

Утеплители из вспененных полимеров — пенопласта, пенополистирола, пенополиуретана, обладают очень низкой паропроницаемостью. Слой плит утеплителя из этих материалов на фасаде служит барьером для пара. Конденсация пара может происходить только на границе утеплителя и стены. Слой утеплителя препятствует высыханию конденсата в стене.

Товары для дома

⇆

Для предотвращения накопления влаги в стене с полимерным утеплителем необходимо исключить конденсацию пара на границе стены и утеплителя. Как это сделать? Для этого необходимо сделать так, чтобы на границе стены и утеплителя температура всегда, в любые морозы, была бы выше температуры точки росы.

Указанное выше условие распределения температур в стене обычно легко выполняется, если сопротивление теплопередаче слоя утеплителя будет заметно больше, чем у утепляемой стены. Например, утепление «холодной» кирпичной стены дома пенопластом толщиной 100 мм. в климатических условиях средней полосы России обычно не приводит к накоплению влаги в стене.

Совсем другое дело, если пенопластом утепляется стена из «теплого» бруса, бревна, газобетона или поризованной керамики. А также, если для кирпичной стены выбрать очень тонкий полимерный утеплитель. В этих случаях температура на границе слоев может легко оказаться ниже точки росы и, чтобы убедиться в отсутствии влагонакопления, лучше выполнить соответствующий расчет.

Выше на рисунке показан график распределения температуры в утепленной стене для случая, когда сопротивление теплопередаче стены больше, чем слоя утеплителя. Например, если стену из газобетона с толщиной кладки 400 мм. утеплить пенопластом толщиной 50 мм., то температура на границе с утеплителем зимой будет отрицательной. В результате будет происходить конденсация пара и накопление влаги в стене.

Толщину полимерного утеплителя выбирают в два этапа:

1. Выбирают, исходя из необходимости обеспечить требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены.
2. Затем выполняют проверку на отсутствие конденсации пара в толще стены.

Если проверка по п.2. показывает обратное, то приходится увеличивать толщину утеплителя. Чем толще полимерный утеплитель — тем меньше риск конденсации пара и влагонакопления в материале стены. Но, это приводит к увеличению расходов на строительство.

Особенно большая разница в толщине утеплителя, выбранного по двум вышеуказанным условиям, имеет место при  утеплении стен с высокой паропроницаемостью и низкой теплопроводностью. Толщина утеплителя для обеспечения энергосбережения получается для таких стен сравнительно маленькой, а для отсутствия конденсации — толщина плит должна быть неоправданно большой.

Поэтому, для утепления стен из материалов с высокой паропроницаемостью и низкой теплопроводностью выгоднее использовать минераловатные утеплители. Это относится прежде всего к стенам из дерева, газобетона, газосиликата, крупнопористого керамзитобетона.

Устройство пароизоляции изнутри обязательно для стен из материалов с высокой паропроницаемостью при любом варианте утепления и облицовки фасада.

Для устройства пароизоляции внутреннюю отделку выполняют из материалов с высоким сопротивлением паропроницанию — на стену наносят грунтовку глубокого проникновения в несколько слоев, цементную штукатурку, виниловые обои или используют паронепроницаемую пленку.

Все описанное выше относится не только к стенам, но и к другим конструкциям, ограждающим тепловой контур здания — чердачным и цокольным перекрытиям, мансардным крышам.

Посмотрите видео, в котором наглядно показаны теплофизические процессы в утепленных скатах крыши. Аналогичные процессы происходят и в наружных стенах зданий.

Прочитав эту статью, Вы узнали, как сделать стену сухой.

Стена должна быть еще и теплой. Об этом читайте в следующей статье.

Следующая статья:

Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче.

Предыдущая статья:

Стены несущие, самонесущие и не несущие — какая разница?

BSD-163: Контроль образования конденсата в холодную погоду с помощью изоляции

Конденсация в холодную погоду в первую очередь является результатом утечки наружного воздуха. Диффузия обычно не перемещает достаточное количество водяного пара достаточно быстро, чтобы создать проблему. Для предотвращения разрушительного конденсата внутри стен и крыш ограждений используются воздушные барьеры для остановки воздушного потока и пароизоляционные слои (замедлители диффузии пара или барьеры) для ограничения диффузионного потока.

Воздух, просачивающийся наружу через стену ограждения в холодную погоду, будет контактировать с обратной стороной обшивки каркасных стен. Этот конденсат может накапливаться в виде инея в холодную погоду и впоследствии вызывать «протечки», когда иней тает и жидкая вода стекает вниз, или вызывать гниение, если влага не высыхает быстро после возвращения более теплой и солнечной погоды.

В стенах с достаточной внешней изоляцией температура точки росы внутреннего воздуха будет ниже температуры обратной стороны обшивки: поэтому в пространстве для стоек не может образовываться конденсат из-за утечки воздуха. Если расчет показал, что сборка защищена от образования конденсата при утечке воздуха (с использованием метода, описанного ниже), то диффузионная конденсация не может возникнуть, даже если внутри оболочки не обеспечена абсолютно никакая пароизоляция (т.е. нет пароизоляции или другого контрольного слоя). ), и даже если обшивка представляет собой пароизоляцию (например, фольгированный утеплитель).

Наличие промежуточной конденсации само по себе обычно не является признаком дефекта конструкции: если конденсация при утечке воздуха происходит только в экстремальных условиях (например, проектные условия 99 %, указанные в ASHRAE Handbook of Fundamentals или других источниках), утечка воздуха в течение многих часов, следующих за этим редким событием, стена действительно высохнет, когда температура обшивки превысит внутреннюю точку росы. Следовательно, выбор условий для анализа очень важен. Хотя данные о температуре наружного воздуха легко доступны, даже стены, обращенные на север, будут подвергаться некоторому воздействию рассеянного солнечного излучения, которое нагревает облицовку (и, следовательно, стену) выше температуры наружного воздуха в течение многих часов холодных зимних месяцев.

Трудно выбрать наружную температуру для проектирования, поскольку аналитик может выбрать любой уровень защиты от конденсата, от нулевого до полного. Для материалов с некоторой устойчивостью к влаге (например, гипсовая обшивка для наружных работ, облицованная стекломатом, достаточно устойчива к влаге) и/или с некоторой способностью безопасно удерживать влагу (например, обшивка из фанеры и OSB), гораздо менее строгая конструкция критерии оправданы, чем для материалов без хранения (например, фольгированный утеплитель) или с высокой чувствительностью к влаге (бумажно-гипс). Поэтому требуется некоторое суждение. Средняя зимняя (средняя за три самых холодных месяца) температура считается достаточно безопасным значением (и легкодоступна). Для особо высокопроизводительных систем (или стен, очень чувствительных к повреждению влагой) можно выбрать более консервативное значение, например, самый холодный месяц, на 10°F/6°C меньше среднемесячного значения или 9°C.°C/15°F выше проектной температуры 99 %.

Внутренние условия внутри здания в холодную погоду являются важными переменными для понимания риска образования конденсата, и их необходимо знать, если необходимо делать прогнозы и расчеты. Внутренняя температура часто находится в диапазоне 70 ° F / 21 ° C, но уровни относительной влажности и, следовательно, содержание влаги в воздухе могут значительно различаться. В большинстве офисных, школьных и торговых помещений скорость вентиляции достаточно высока, чтобы относительная влажность в зимние месяцы находилась в диапазоне от 25 до 35%. В некоторых жилых помещениях образование внутренней влаги выше, а скорость вентиляции наружного воздуха ниже, чем в коммерческих помещениях, и, следовательно, относительная влажность часто будет выше. В специальных помещениях, таких как бассейны, как внутренняя температура, так и уровни относительной влажности будут выше (78°F/25°C и относительная влажность 60%), что приводит к очень высоким уровням абсолютной влажности.

Содержание влаги в наружном воздухе всегда падает при очень холодных условиях, так как падает максимальное содержание влаги в воздухе. По мере того как наружные условия становятся холоднее, относительная влажность в салоне падает, потому что влага внутри разбавляется все более сухим наружным воздухом. Этот эффект обеспечивает некоторую защиту от конденсации, поскольку самая холодная неделя в году, вероятно, совпадает с одним из самых низких уровней влажности в помещении. ¹

Содержание влаги в помещении обычно определяется комбинацией температуры и относительной влажности. Более прямыми показателями являются абсолютная влажность или коэффициент влажности, обычно выражаемый в граммах воды на кг сухого воздуха (или в гранах воды на фунт сухого воздуха). Однако с практической точки зрения наиболее полезным показателем является температура точки росы воздуха в помещении.

При согласованном наборе условий внутреннего и внешнего проектирования легко рассчитать уровень изоляции, требуемый снаружи каркасного пространства или обшивки для предотвращения образования конденсата при утечке воздуха. Конденсации можно избежать, обеспечив температуру на задней стороне обшивки выше, чем температура точки росы внутреннего воздуха. Если предположить, что внутренняя отделка и наружная облицовка имеют малое тепловое сопротивление (почти всегда разумное предположение), то обратную сторону температуры обшивки можно найти из:

T _{обратная сторона обшивки} = T _{внутренняя} – (T _{внутренняя} -T _{внешняя} ) * R _{обшивка} /R _общая

Эта концепция показана графически Из этого анализа должно быть ясно, что любое количество теплоизоляционной обшивки на внешней стороне каркасных конструкций обеспечит лучшую защиту от конденсата утечки воздуха в холодную погоду, чем отсутствие внешней изоляции. При фиксированном значении R внешней изоляции риск образования конденсата также снижается по мере снижения значения R внутренней изоляции. Таким образом, если в отсеке стоек вообще нет изоляции (уменьшая внутреннее значение R до значения только внутренней отделки и пустого пространства для стоек, примерно R-2), почти любой разумный уровень значения R внешней изоляции обеспечивает полную защиту от утечка воздуха, конденсация и диффузия в холодную погоду.

Рисунок 1:  Изолирующая оболочка, уменьшающая утечку воздуха и конденсацию

войлочная или дутая волокнистая изоляция) для предотвращения эксфильтрационной конденсации в холодную погоду. Можно видеть, что при умеренных температурах и сухом внутреннем воздухе требуется небольшая внешняя изоляция для контроля конденсации, тогда как музей, поддерживаемый на 50% в Фэрбенксе, Аляска или Йеллоунайф, Северо-Западные территории, должен иметь практически всю изоляцию снаружи.

Точнее, рассмотрим дом в Торонто. Мы выберем среднюю зимнюю температуру в качестве расчетного критерия и расчетную внутреннюю относительную влажность 35%. Температуры декабря, января и февраля в Торонто составляют -1,9, -5,2 и -4,4 ° C соответственно, что приводит к средней зимней температуре в Торонто -3,8 ° C (25 ° F). Из таблицы внутреннюю точку росы можно определить примерно как 40°F/5°C, и, следовательно, несколько менее 37% от общего значения изоляции стены должно приходиться на внешнюю часть в виде изолирующей обшивки, воздушных зазоров. , и обшивка.

Для достижения общего значения R в корпусе, равного 20, потребуется 0,37 * 20 = от общего значения, или R-7,5 на внешней стороне, чтобы избежать конденсации в случае утечки воздуха. Это оставляет R-12,5 внутри, который может состоять из R-12 и внутренней отделки. Внешняя обшивка и воздушное пространство добавляют некоторую R-ценность экстерьеру, но ими можно консервативно пренебречь. Это решение, вставки R-12 между стойками 2×4 с внешней изоляционной обшивкой R-7,5, очень безопасно от конденсата утечки воздуха для этого примера Торонто. Если целью был Р-30, то 0,37*30= Р-11 внешней обшивки и Р-19.изоляция шпилек была бы одним из решений. Более подробные расчеты, включая сопротивление деревянной обшивки и воздушного зазора, а также правильная интерполяция результатов между наружной температурой от 0 до 5 °C показывают, что изоляция обшивки R-5 по сравнению с войлоком R-12 также будет контролировать образование конденсата.

 
Таблица 1:  Соотношение наружной и внутренней изоляции для предотвращения утечки воздуха и конденсации

Этот тип простого анализа можно проводить ежемесячно и отображать на графике, чтобы помочь визуализировать риск образования конденсата. Пример стены с деревянным каркасом в чикагском климате показан на рисунке 9.0039 Рисунок 2 .

 
благонамеренный подрядчик может заполнить полость стойки войлоком R-20), что, конечно, снизит защиту от конденсата, что в данном случае опасно. Добавление значительно большей изоляции снаружи (например, переход с R-7,5 на R-15) значительно снизит риск. Независимо от конструкции стены, внешнего климата и влажности в помещении, всегда будут сохраняться одни и те же тенденции: добавление изоляционного материала снаружи снижает риск образования конденсата, а добавление воздухопроницаемого изоляционного материала в пространство для стоек увеличивает риск образования конденсата.

Важно отметить, что значения R, использованные при анализе, являются значениями R в центре пролета стоек, так как конденсация будет происходить в самой холодной части обшивки, а именно между стойками. Следовательно, хотя фактическое значение R общей стенки войлока R-13 между 3,5-дюймовыми стальными шпильками при 16-дюймовом ос. (шпильки 90 мм на расстоянии 400 мм) будет около R-5 из-за теплового моста на шпильках, войлок будет эффективен посередине каждого отсека для стоек. Следовательно, конденсат, подаваемый за счет утечки или диффузии воздуха, сначала начнет образовываться между стойками, и в большинстве случаев конденсат никогда не образуется на стойках.

Принимая во внимание результаты описанного метода анализа конденсации и знание того, что стальные стойки с изолированными отсеками для стоек обеспечивают общие значения R стены всего от R-5 до R-7, обычно рекомендуется, чтобы все желаемые значения изоляции быть размещены на внешней стороне таких корпусов из тонкой стали.

Рассмотрим две конструкции стены с каркасом из стальных стоек, показанные на Рис. 3 , в период холодной погоды. Применение изоляционной оболочки R-10 (RSI 1.76) (сплошная изоляция любого типа) на внешней стороне каркаса приведет к повышению температуры оболочки выше 60 °F (15 °C) во всем пространстве стоек, в том числе на оболочке. , ночью, когда температура наружного воздуха опускается до 4 °F (-15 °C). Следовательно, конденсация практически невозможна в пространстве для стоек или на обшивке (как правило, на одном из чувствительных к влаге компонентов в сборке). Это верно, даже если происходит утечка воздуха, так как температура всех поверхностей выше точки росы воздуха в помещении. ² Если изоляция R-19 (RSI3.5) размещена между рамой, температура оболочки будет приблизительно 10°F (-12°C), что значительно ниже температуры, при которой может возникнуть конденсация. Последняя конструкция основана на идеальных воздушных барьерах (одно из решений — воздухонепроницаемая пена для распыления), чтобы избежать конденсации утечки воздуха. Если заполнение полости обладает высокой паропроницаемостью (например, стекловолокно, минеральная вата или пена с открытыми порами, плотностью в полфунта), также необходим пароизоляционный слой (класс II) для надежного управления диффузией пара.

Рис. 3:  Изолирующая оболочка как мера контроля конденсации. Сплошная наружная изоляция слева, изоляция полости каркаса справа. Красная линия показывает температуру двух узлов ночью при температуре 4°F (-15°C). Синяя линия показывает обратную сторону температуры оболочки.

Конструкция со всем контролем теплового потока в виде непрерывного слоя изоляции снаружи может работать очень хорошо, даже если происходит утечка воздуха, и не требует особой тщательности при выборе внутренних слоев для контроля пара. Следует также напомнить, что стена только с наружной изоляцией будет иметь общее значение R примерно R-12 (RSI2.1), тогда как стена с изоляцией полости каркаса будет иметь общее значение R от R-6 до R-8 (RSI от 1,1 до 1,4) (в зависимости от деталей пересечения полов и стен и вида облицовки).

Во многих случаях может быть рассмотрено сочетание внешней изолирующей обшивки и изоляции полости каркаса. На рис. 4 показана зависимость температуры от двух гибридных растворов при тех же условиях, которые рассматривались ранее. Установка изоляции R-12 (RSI2.1) в пространстве для стоек улучшит тепловые характеристики стены примерно на R-6 (увеличение сборки до общего значения R более 16 / RSI2.8), но уменьшит температура обшивки до 35 ° F (2 ° C) в эту холодную ночь. Во многих коммерческих помещениях температура точки росы внутри помещения будет опускаться ниже 35 ° F (2 ° C) в холодную погоду, поэтому образование конденсата маловероятно, но далеко не невозможно. Если бы R-12 был добавлен в виде воздухонепроницаемой аэрозольной изоляции (например, SPF), воздух практически не смог бы достичь оболочки, и не было бы риска конденсации при утечке воздуха. 9R-18/RSI 3,2 Итого
быть влагозащищенным во многих приложениях. Обратите внимание, что отношение значения внешней изоляции к значению R полости каркаса определяет риск образования конденсата в холодную погоду.

Если воздухопроницаемая изоляция R-19 (RSI3.5) была добавлена ​​к пространству для стоек, значение R сборки увеличилось бы примерно на R-7 по сравнению со сценарием с пустым пространством для стоек: то есть почти на ² / ₃ теплоизоляционного слоя R-19 все равно будет потеряно. Однако температура оболочки упадет ниже 30 °F (-1 °C), и риск образования конденсата возрастет. Относительно небольшое увеличение контроля теплового потока, обеспечиваемое решетчатой ​​изоляцией, достигается за счет значительного увеличения риска образования конденсата.

Те же решения, которые предотвращают образование конденсата в результате утечки воздуха, также полностью устраняют проблему конденсации в холодную погоду из-за диффузии пара, даже если внешняя обшивка является идеальной пароизоляцией (например, изоляционные плиты с фольгированным или пластиковым покрытием). Если выбранные слои обшивки (включая конструкционную обшивку, гидроизоляцию и изоляцию) в некоторой степени паропроницаемы (например, пенополистирол поверх строительной бумаги и фанеры), можно использовать меньшее значение R, и диффузионная конденсация все равно будет контролироваться (поскольку большая часть пар, который диффундирует или просачивается вместе с воздухом в нишу стойки, безвредно выходит наружу за счет диффузии). Если слои обшивки очень паропроницаемы (например, минеральная вата поверх фибрового картона или гипсовой обшивки, а также изоляционная пленка), то требуется очень небольшая теплоизоляция снаружи отсека стоек. Однако, несмотря на то, что эти проницаемые слои могут по существу устранить риск конденсации диффузии пара с более низкими значениями R внешней оболочки, риск конденсации утечки воздуха снижается не так сильно: утечка воздуха может по-прежнему доставлять больше водяного пара к обратной стороне оболочки, чем может быть удаляются путем диффузии через оболочку, и, следовательно, конденсат все еще может происходить и накапливаться.

Для важных проектов или ситуаций, в которых команда проектировщиков имеет небольшой исторический опыт, исследование с использованием широкодоступных компьютерных моделей, таких как WUFI-ORNL, было бы благоразумным, если имеется необходимое время и навыки.

Сноски

1. Корреляция между уровнями влажности внутри помещений и наружной температурой была бы гораздо более прямой, если бы не влагоаккумулирующая способность строительной ткани и изменяющаяся скорость производства влаги внутри здания. Резкие внезапные перепады температуры наружного воздуха с большей вероятностью приведут к образованию конденсата, поскольку в здании сохраняется более высокий уровень внутренней влажности. Если температура наружного воздуха медленно падает в течение нескольких дней, внутренние помещения здания постепенно становятся более сухими по мере поступления холодного наружного воздуха.

2. Этот вывод верен даже для помещений с высокой влажностью, таких как музеи, поскольку воздух с относительной влажностью 70°F/50% имеет точку росы около 50°F/10°C. Только сквозные крепежные элементы, такие как шурупы, кирпичные стяжки и кровельные шурупы, могут подвергаться риску в условиях такой высокой относительной влажности. Плавательные бассейны могут иметь точку росы, превышающую 60°F/15°C, и, следовательно, для предотвращения внутритканевой конденсации в холодном климате потребуется большее значение R снаружи.

Два правила предотвращения повреждений от влажности

• 17.01.2018
• Эллисон Бейлс
• Блог

утечка воздуха качество воздуха в помещении изоляция проблемы с влажностью

Поскольку я так много писал о влажности в зданиях, я получаю много вопросов по этой теме. Некоторые о стенах. Некоторые про чердак. Некоторые про окна. Некоторые из них касаются пространства для обхода (что вызывает больше всего вопросов по этой теме). Ключ к ответу на многие из этих вопросов сводится к пониманию того, как водяной пар взаимодействует с материалами. Зная это, легко увидеть два правила предотвращения повреждений от влажности.

Как водяной пар взаимодействует с материалами

Первое, что нужно понять, это то, что водяной пар, плавающий в воздухе, втягивается материалами, находящимися в контакте с воздухом. Давайте проигнорируем здесь проблему гигроскопичности материалов и сосредоточимся на влиянии температуры. Разделительной линией является температура точки росы. Когда температура материала выше точки росы, мы не получаем конденсата. Когда температура ниже точки росы, происходит конденсация. И чем ниже температура материала, тем больше водяного пара он вытянет из воздуха. (Да, я знаю. Конденсация — это не то же самое, что адсорбция или абсорбция. Чтобы разобраться в этом вопросе, прочитайте мою статью, Можно ли получить конденсат на губке? И не пропускайте комментарии.)

Мы используем точку росы в наших интересах с осушителями, которые пропускают влажный воздух через холодный змеевик, конденсируя большое количество водяного пара. Однако, когда мы говорим о частях здания, мы бы предпочли, чтобы водяной пар не конденсировался (или не поглощался/абсорбировался) на материалах, будь то окна ванной комнаты, ленточные балки подполья или покрытые винилом стены. Случайное осушение, как правило, не является хорошей вещью. Итак, два правила.

Правило 1. Держите влажный воздух подальше от холодных поверхностей

Когда вы просматриваете планы здания или пытаетесь понять, что пошло не так в реальном здании, стоит начать с определения того, где находится влажный воздух и что части здания, с которыми он соприкасается. Если у вас есть вентилируемое подполье во влажном климате, влажный воздух находится в этом подполье. Точка росы этого воздуха может быть 75° F или выше. Когда жилое пространство наверху кондиционируется, точка росы на полу может опускаться ниже точки росы, в зависимости от того, насколько прохладно жильцы поддерживают дом. Но даже когда термостат находится на 75 ° F, пол может быть прохладнее. Если воздух подпольного пространства обнаружит какое-либо дерево или другие материалы, охлажденные при контакте с пространством наверху, эти материалы могут всасывать воду из влажного воздуха.

Зимой тоже могут быть проблемы. На фотографии ниже показаны ленточные балки, фермы перекрытий и черновой пол в подвале в холодный день. Строитель продолжал инкапсулировать подполье, чтобы предотвратить эту проблему, но они не установили пароизоляцию вовремя, чтобы предотвратить этот беспорядок. Влажный воздух в подвале нашел холодные поверхности повсюду, пока дом еще строился.

С помощью подполья можно добиться разделения влажного воздуха и прохладных поверхностей несколькими способами. Вы можете инкапсулировать подполье и удалить влажный воздух. Или вы можете убедиться, что влажный воздух подполья не приближается к поверхностям, температура которых может быть ниже точки росы. Стеклопластиковые биты в полу не доставят вас туда. Вам нужно будет использовать напыляемую пену с закрытыми порами или положить какой-либо воздушный барьер (обычно это плита из жесткого пенопласта) поверх нижней части балок пола.

То же самое относится и к любой другой части дома. Там, где у вас влажный воздух, вам нужно убедиться, что нет прохладных поверхностей. Иногда эти поверхности охлаждаются с помощью кондиционера жилого помещения. Иногда их охлаждает уличная погода.

Правило 2. Содержите поверхности в тепле, когда они соприкасаются с влажным воздухом

Хорошо, второе правило аналогично первому, но наоборот. (Технически, для вас, логиков, это противопоставление.) Первое правило говорит о том, где у вас крутые поверхности ( т. е. ниже точки росы), необходимо не допускать попадания влажного воздуха. Второе правило гласит, что там, где у вас влажный воздух, нужно поддерживать соседние поверхности выше точки росы.

Подумайте о сборке стены. Перемещаясь изнутри дома наружу, основная сборка состоит из гипсокартона, изоляции каркаса/полости, обшивки и облицовки. Где влажный воздух? Летом, скорее всего, на улице. Если вы не хотите, чтобы водяной пар с улицы конденсировался на вашем сайдинге или обшивке, вам нужно убедиться, что эти материалы не опускаются ниже точки росы. Если у вас есть изоляция в стенах, у вас, скорее всего, не будет проблем. Даже без изоляции эти стены вряд ли будут ниже точки росы, если только вы не поддерживаете в доме очень, очень холодную температуру.

Поверхность, которая, скорее всего, будет иметь температуру ниже точки росы, — это гипсокартон. Если у вас есть проблема, вы нарушили правило 1. Это означает, что ваша обшивка стены не действует как хороший воздушный барьер. (На главной фотографии в этой статье показан случай, когда это произошло.)

Более распространенным примером нарушения правила 2 является образование конденсата на внутренней стороне внешней обшивки в холодную погоду. Если вы поддерживаете воздух в доме при температуре 70 ° F и относительной влажности 40%, точка росы составляет 45 ° F. Обычно мы не считаем это влажным воздухом, но зимой он определенно может найти поверхности с температурой ниже 45 ° F. . Это делает его потенциальным источником проблем с влажностью.

Водяной пар внутри дома и холодные поверхности снаружи, нам просто нужно следить за тем, чтобы влажный воздух соприкасался только с теплыми поверхностями. Это означает, что нам нужна хорошая изоляция, чтобы гипсокартон оставался теплым. И нам нужна хорошая герметизация воздуха, чтобы влажный воздух не попадал в стену и не находил холодную обшивку.

Но и этого недостаточно для домов в холодном климате. Водяной пар может перемещаться через стенку за счет диффузии, а также за счет утечки воздуха. Использование непрерывной изоляции снаружи обшивки решает эту проблему, сохраняя обшивку более теплой. Мартин Холладей затронул эту тему в своей статье 9.0153 Расчет минимальной толщины жесткого пенопластового покрытия . Более новые нормы также включают требования к непрерывной изоляции в большинстве климатических условий.

Если вы выбираете стены с двойными стойками, вы должны убедиться, что у вас есть замедлитель пара, чтобы замедлить движение водяного пара к холодной обшивке. См. мою статью о стенах с двойными стойками для получения дополнительной информации по этому вопросу. Другим хорошим ресурсом является статья Мартина Холладея «Насколько рискованно обшивка стен из холодного OSB?».