Паропроницаемость строительных материалов. Паропроницаемость стен – избавляемся от вымыслов Низкая паропроницаемость
Чтобы создать благоприятный микроклимат в помещении, необходимо учитывать свойства строительных материалов. Сегодня мы разберем одно свойство – паропроницаемость материалов .
Паропроницаемостью называется способность материала пропускать пары, содержащиеся в воздухе. Пары воды проникают в материал за счет давления.
Помогут разобраться в вопросе таблицы, которые охватывают практически все материалы, использующиеся для строительства. Изучив данный материал, вы будете знать, как построить теплое и надежное жилище.
Оборудование
Если речь идет о проф. строительстве, то в нем используется специально оборудование для определения паропроницаемости. Таким образом и появилась таблица, которая находится в этой статье.
Сегодня используется следующее оборудование:
- Весы с минимальной погрешностью – модель аналитического типа.
- Сосуды или чаши для проведения опытов.
- Инструменты с высоким уровнем точности для определения толщины слоев строительных материалов.
Разбираемся со свойством
Бытует мнение, что «дышащие стены» полезны для дома и его обитателей. Но все строители задумывают об этом понятии. «Дышащим» называется тот материал, который помимо воздуха пропускает и пар – это и есть водопроницаемость строительных материалов. Высоким показателем паропроницаемости обладают пенобетон, керамзит дерево. Стены из кирпича или бетона тоже обладают этим свойством, но показатель гораздо меньше, чем у керамзита или древесных материалов. 
Во время принятия горячего душа или готовки выделяется пар. Из-за этого в доме создается повышенная влажность – исправить положение может вытяжка. Узнать, что пары никуда не уходят можно по конденсату на трубах, а иногда и на окнах. Некоторые строители считают, что если дом построен из кирпича или бетона, то в доме «тяжело» дышится.
На деле же ситуация обстоит лучше – в современном жилище около 95% пара уходит через форточку и вытяжку. И если стены сделаны из «дышащих» строительных материалов, то 5% пара уходят через них. Так что жители домов из бетона или кирпича не особо страдают от этого параметра. Также стены, независимо от материала, не будут пропускать влагу из-за виниловых обоев. Есть у «дышащих» стен и существенный недостаток – в ветреную погоду из жилища уходит тепло.
Таблица поможет вам сравнить материалы и узнать их показатель паропроницаемости:
Чем выше показатель паронипроницаемости, тем больше стена может вместить в себя влаги, а это значит, что у материала низкая морозостойкость. Если вы собираетесь построить стены из пенобетона или газоблока, то вам стоит знать, что производители часто хитрят в описании, где указана паропроницаемость. Свойство указано для сухого материала – в таком состоянии он действительно имеет высокую теплопроводность, но если газоблок намокнет, то показатель увеличится в 5 раз. Но нас интересует другой параметр: жидкость имеет свойство расширяться при замерзании, как результат – стены разрушаются.
Паропроницаемость в многослойной конструкции
Последовательность слоев и тип утеплителя – вот что в первую очередь влияет на паропроницаемость. На схеме ниже вы можете увидеть, что если материал-утеплитель расположен с фасадной стороны, то показатель давление на насыщенность влаги ниже. 
Если утеплитель будет находиться с внутренней стороны дома, то между несущей конструкцией и этим строительным будет появляться конденсат. Он отрицательно влияет на весь микроклимат в доме, при этом разрушение строительных материалов происходит заметно быстрее.
Разбираемся с коэффициентом
Коэффициент в этом показатели определяет количество паров, измеряемых в граммах, которые проходят через материалы толщиной 1 метр и слоем в 1м² в течение одного часа. Способность пропускать или задерживать влагу характеризирует сопротивление паропроницаемости, которое в таблице обозначается симвломом «µ».
Простыми словами, коэффициент – это сопротивление строительных материалов, сравнимое с папопроницаемостью воздуха. Разберем простой пример, минеральная вата имеет следующий коэффициент паропроницаемости : µ=1. Это означает, что материал пропускает влагу не хуже воздуха. А если взять газобетон, то у него µ будет равняться 10, то есть его паропроводимость в десять раз хуже, чем у воздуха.
Особенности
С одной стороны паропроницаемость хорошо влияет на микроклимат, а с другой – разрушает материалы, из которых построен дома. К примеру, «вата» отлично пропускает влагу, но в итоге из-за избытка пара на окнах и трубах с холодной водой может образоваться конденсат, о чем говорит и таблица. Из-за этого теряет свои качества утеплитель. Профессионалы рекомендуют устанавливать слой пароизоляции с внешней стороны дома. После этого утеплитель не будет пропускать пар. 
Если материал имеет низкий показатель паропроницаемости, то это только плюс, ведь хозяевам не приходится тратиться на изоляционные слои. А избавиться от пара, образовывающегося от готовки и горячей воды, помогут вытяжка и форточка – этого хватит, чтобы поддерживать нормальный микроклимат в доме. В случае, когда дом строится из дерева, не получается обойтись без дополнительной изоляции, при этом для древесных материалов необходим специальный лак.
Таблица, график и схема помогут вам понять принцип действия этого свойства, после чего вы уже сможете определиться с выбором подходящего материала. Также не стоит забывать и про климатические условия за окном, ведь если вы живете в зоне с повышенной влажностью, то про материалы с высоким показателем паропроницаемости стоит вообще забыть.
В таблице даны значения сопротивления паропроницанию материалов и тонких слоев пароизоляции для распространенных . Сопротивление паропроницанию материалов Rп может быть определено, как частное от деления толщины материала на его коэффициент паропроницаемости μ.
Следует отметить, что сопротивление паропроницанию может быть указано только для материала заданной толщины , в отличие от , который к толщине материала не привязан и определяется только структурой материала. Для многослойных листовых материалов общее сопротивление паропроницанию будет равно сумме сопротивлений материала слоев.
Чему равно сопротивление паропроницанию? Например, рассмотрим значение сопротивления паропроницанию обыкновенного толщиной 1,3 мм. По данным таблицы это значение равно 0,016 м 2 ·ч·Па/мг. Что же значит эта величина? Означает она следующее: через квадратный метр площади такого картона за 1 час пройдет 1 мг при разности его парциальных давлений у противоположных сторон картона, равной 0,016 Па (при одинаковых температуре и давлении воздуха с обеих сторон материала).
Таким образом, сопротивление паропроницанию показывает необходимую разность парциальных давлений водяного пара , достаточную для прохода 1 мг водяного пара через 1 м 2 площади листового материала, указанной толщины, за 1 час. Согласно ГОСТ 25898-83, сопротивление паропроницанию определяют для листовых материалов и тонких слоев пароизоляции имеющих толщину не более 10 мм. Следует отметить, что пароизоляция с наибольшим сопротивлением паропроницанию в таблице — это .
| Материал | Толщина слоя, мм |
Сопротивление Rп, м 2 ·ч·Па/мг |
|---|---|---|
| Картон обыкновенный | 1,3 | 0,016 |
| Листы асбоцементные | 6 | 0,3 |
| Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 10 | 0,12 |
| Листы древесно-волокнистые жесткие | 10 | 0,11 |
| Листы древесно-волокнистые мягкие | 12,5 | 0,05 |
| Окраска горячим битумом за один раз | 2 | 0,3 |
| Окраска горячим битумом за два раза | 4 | 0,48 |
| Окраска масляная за два раза с предварительной шпатлевкой и грунтовкой | — | 0,64 |
| Окраска эмалевой краской | — | 0,48 |
| Покрытие изольной мастикой за один раз | 2 | 0,6 |
| Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за один раз | 1 | 0,64 |
| Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за два раза | 2 | 1,1 |
| Пергамин кровельный | 0,4 | 0,33 |
| Полиэтиленовая пленка | 0,16 | 7,3 |
| Рубероид | 1,5 | 1,1 |
| Толь кровельный | 1,9 | 0,4 |
| Фанера клееная трехслойная | 3 | 0,15 |
Источники:
1. Строительные нормы и правила. Строительная теплотехника. СНиП II-3-79. Минстрой России — Москва 1995.
2. ГОСТ 25898-83 Материалы и изделия строительные. Методы определения сопротивления паропроницанию.
Таблица паропроницаемости строительных материалов
Информацию по паропроницаемости я собрал, скомпоновав несколько источников. По сайтам гуляет одна и та же табличка с одними и теми же материалами, но я её расширил, добавил современные значения паропроницаемости с сайтов производителей строительных материалов. Также я сверил значения с данными из документа «Свод правил СП 50.13330.2012» (приложение Т), добавил те, которых не было. Так что на данный момент это наиболее полная таблица.
| Материал | Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па) |
| Железобетон | 0,03 |
| Бетон | 0,03 |
| Раствор цементно-песчаный (или штукатурка) | 0,09 |
| Раствор цементно-песчано-известковый (или штукатурка) | 0,098 |
| Раствор известково-песчаный с известью (или штукатурка) | 0,12 |
| Керамзитобетон, плотность 1800 кг/м3 | 0,09 |
| Керамзитобетон, плотность 1000 кг/м3 | 0,14 |
| Керамзитобетон, плотность 800 кг/м3 | 0,19 |
| Керамзитобетон, плотность 500 кг/м3 | 0,30 |
| Кирпич глиняный, кладка | 0,11 |
| Кирпич, силикатный, кладка | 0,11 |
| Кирпич керамический пустотелый (1400 кг/м3 брутто) | 0,14 |
| Кирпич керамический пустотелый (1000 кг/м3 брутто) | 0,17 |
| Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) | 0,14 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 1000 кг/м3 | 0,11 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 800 кг/м3 | 0,14 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 600 кг/м3 | 0,17 |
| Пенобетон и газобетон, плотность 400 кг/м3 | 0,23 |
| Плиты фибролитовые и арболит, 500-450 кг/м3 | 0,11 (СП) |
| Плиты фибролитовые и арболит, 400 кг/м3 | 0,26 (СП) |
| Арболит, 800 кг/м3 | 0,11 |
| Арболит, 600 кг/м3 | 0,18 |
| Арболит, 300 кг/м3 | 0,30 |
| Гранит, гнейс, базальт | 0,008 |
| Мрамор | 0,008 |
| Известняк, 2000 кг/м3 | 0,06 |
| Известняк, 1800 кг/м3 | 0,075 |
| Известняк, 1600 кг/м3 | 0,09 |
| Известняк, 1400 кг/м3 | 0,11 |
| Сосна, ель поперек волокон | 0,06 |
| Сосна, ель вдоль волокон | 0,32 |
| Дуб поперек волокон | 0,05 |
| Дуб вдоль волокон | 0,30 |
| Фанера клееная | 0,02 |
| ДСП и ДВП, 1000-800 кг/м3 | 0,12 |
| ДСП и ДВП, 600 кг/м3 | 0,13 |
| ДСП и ДВП, 400 кг/м3 | 0,19 |
| ДСП и ДВП, 200 кг/м3 | 0,24 |
| Пакля | 0,49 |
| Гипсокартон | 0,075 |
| Плиты из гипса (гипсоплиты), 1350 кг/м3 | 0,098 |
| Плиты из гипса (гипсоплиты), 1100 кг/м3 | 0,11 |
| Минвата, каменная, 180 кг/м3 | 0,3 |
| Минвата, каменная, 140-175 кг/м3 | 0,32 |
| Минвата, каменная, 40-60 кг/м3 | 0,35 |
| Минвата, каменная, 25-50 кг/м3 | 0,37 |
| Минвата, стеклянная, 85-75 кг/м3 | 0,5 |
| Минвата, стеклянная, 60-45 кг/м3 | 0,51 |
| Минвата, стеклянная, 35-30 кг/м3 | 0,52 |
| Минвата, стеклянная, 20 кг/м3 | 0,53 |
| Минвата, стеклянная, 17-15 кг/м3 | 0,54 |
| Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) | 0,005 (СП); 0,013; 0,004 (???) |
| Пенополистирол (пенопласт), плита, плотность от 10 до 38 кг/м3 | 0,05 (СП) |
| Пенополистирол, плита | 0,023 (???) |
| Эковата целлюлозная | 0,30; 0,67 |
| Пенополиуретан, плотность 80 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 60 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 40 кг/м3 | 0,05 |
| Пенополиуретан, плотность 32 кг/м3 | 0,05 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 800 кг/м3 | 0,21 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 600 кг/м3 | 0,23 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 500 кг/м3 | 0,23 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 450 кг/м3 | 0,235 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 400 кг/м3 | 0,24 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 350 кг/м3 | 0,245 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 300 кг/м3 | 0,25 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 250 кг/м3 | 0,26 |
| Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 200 кг/м3 | 0,26; 0,27 (СП) |
| Песок | 0,17 |
| Битум | 0,008 |
| Полиуретановая мастика | 0,00023 |
| Полимочевина | 0,00023 |
| Вспененный синтетический каучук | 0,003 |
| Рубероид, пергамин | 0 - 0,001 |
| Полиэтилен | 0,00002 |
| Асфальтобетон | 0,008 |
| Линолеум (ПВХ, т.е. ненатуральный) | 0,002 |
| Сталь | 0 |
| Алюминий | 0 |
| Медь | 0 |
| Стекло | 0 |
| Пеностекло блочное | 0 (редко 0,02) |
| Пеностекло насыпное, плотность 400 кг/м3 | 0,02 |
| Пеностекло насыпное, плотность 200 кг/м3 | 0,03 |
| Плитка (кафель) керамическая глазурованная | ≈ 0 (???) |
| Плитка клинкерная | низкая (???); 0,018 (???) |
| Керамогранит | низкая (???) |
| ОСП (OSB-3, OSB-4) | 0,0033-0,0040 (???) |
Узнать и указать в этой таблице паропроницаемость всех видов материалов трудно, производителями создано огромное количество разнообразных штукатурок, отделочных материалов. И, к сожалению, многие производители не указывают на своей продукции такую важную характеристику как паропроницаемость.
Например, определяя значение для теплой керамики (позиция «Крупноформатный керамический блок»), я изучил практически все сайты производителей этого вида кирпича, и только лишь у некоторых из них в характеристиках камня была указана паропроницаемость.
Также у разных производителей разные значения паропроницаемости. Например, у большинства пеностекольных блоков она нулевая, но у некоторых производителей стоит значение «0 - 0,02».
Показаны 25 последних комментариев. Показать все комментарии (63).
С целью ее разгромождения
Расчеты единиц паропроницаемости и сопротивления паропроницанию. Технические характеристики мембран.
Часто, вместо величины Q используют величину сопротивления паропроницанию, по нашему это Rп (Па*м2*ч/мг), зарубежное Sd (м). Сопротивление паропроницанию обратная величина Q. При том импортная Sd - та же Rп, только выраженная в виде эквивалентного диффузионного сопротивления паропроницанию слоя воздуха (эквивалентная диффузионная толщина воздуха).
Вместо того чтобы дальше рассуждать словами соотнесем Sd и Rп численно.
Что значит Sd=0,01м=1см?
Это значит что плотность диффузионного потока при перепаде dP составляет:
J=(1/Rп)*dP=Dv*dRo/Sd
Здесь Dv=2,1e-5м2/с коэффициент диффузии водяного пара в воздухе (взятый при 0градC)/
Sd - наше самое Sd, а
(1/Rп)=Q
Преобразуем правое равенство воспользовавшись законом идеального газа (P*V=(m/M)*R*T => P*M=Ro*R*T => Ro=(M/R/T)*P)и видим.
1/Rп=(Dv/Sd)*(M/R/T)
Отсюда пока не понятное нам Sd=Rп*(Dv*M)/(RT)
Чтобы получить верный результат нужно все представить в единицах Rп,
точнее Dv=0,076 м2/ч
M=18000 мг/моль - молярная масса воды
R=8,31 Дж/моль/К - универсальная газовая постоянная
T=273К - температура по шкале Кельвина, соответствующая 0градC где и будем вести расчеты.
Итак, все подставляя имеем:
Sd=
Rп*(0,076*18000)/(8,31*273)=0,6Rп
или наоборот:
Rп=1,7Sd.
Здесь Sd - тот самый импортный Sd [м], а Rп [Па*м2*ч/мг] - наше сопротивление паропроницанию.
Также Sd можно связать с Q - паропроницаемостью.
Имеем, что Q=0,56/Sd
, здесь Sd [м], а Q [мг/(Па*м2*ч)].
Проверим полученные соотношения. Для этого возьме технические характеристики различных мембран и подставим.
Для начала возьму данные по Tyvek отсюда
Данные в итоге интересные, но не очень пригодные для проеврки формул.
В частности для мембраны Soft получаем Sd=0,09*0,6=0,05м. Т.е. Sd в таблице занижен в 2,5 раза или, соответсвенно завышен Rп.
Беру дальше данные с просторов интернета. По мембране Fibrotek
Воспользуюсь последней парой данных проницаемость, в данном случае Q*dP=1200 г/м2/сут, Rп=0,029 м2*ч*Па/мг
1/Rп=34,5 мг/м2/ч/Па=0,83 г/м2/сут/Па
Отсюда вытащим перепад абсолютной влажности dP=1200/0,83=1450Па. Данная влажность соответствует точке росы 12,5град или влажности 50% при 23град.
На просторах интернета также обнаружил на ином форуме фразу:
Т.е. 1740 нг/Па/с/м2=6,3 мг/Па/ч/м2 соответствует паропроницаемости ~250г/м2/сут.
Попробую получить такое соотношение сам. Упоминается, что величина в г/м2/сут измеряется в том числе при 23град. Берем полученную ранее величину dP=1450Па и имеем приемлемое схождение результатов:
6,3*1450*24/100=219 г/м2/сут. Ура-ура.
Итак, теперь мы умеем соотносить паропроницаемость которую можете встретить в таблицах и сопротивление паропроницанию.
Осталось еще убедится что полученное выше соотношение между Rп и Sd верно. Пришлось порыться и нашел мембрану для которой приведены обе величины (Q*dP и Sd), при том Sd конкретная величина, а не "неболее". Перфорированная мембрана на основе ПЭ пленки
И вот данные:
40,98 г/м2/сут => Rп=0,85 =>Sd=0,6/0,85=0,51м
Опять не сходится. Но в принципе результат недалек, что учитывая то что неизвестно при каких параметрах определена паропроницаемость вполне нормально.
Что интересно, по Tyvek получили несхождение в одну сторону, по IZOROL в другую. Что говорит о том что везде каким-то величинам доверять нельзя.
PS Буду признателен за поиски ошибок и сравнений с иными данными и нормативами.
В последнее время все большее применение в строительстве находят разнообразные системы наружного утепления: "мокрого" типа; вентилируемые фасады; модифированная колодезная кладка и т.д. Всех их объединяет то, что это многослойные ограждающие конструкции. А для многослойных конструкций вопросы паропроницаемости слоев, переноса влаги, количественной оценки выпадающего конденсата являются вопросами первостепенной важности.
Как показывает практика, к сожалению, что этим вопросам как проектировщики, так и архитекторы не уделяют должного внимания.
Мы уже отмечали, что российский строительный рынок перенасыщен импортными материалами. Да, безусловно, законы строительной физики одни и те же, и действуют одинаково, например, как в России, так и в Германии, но методики подхода и нормативная база, очень часто, весьма различны.
Поясним это на примере паропроницаемости. DIN 52615 вводит понятие паропроницаемости через коэффициент паропроницаемости μ и воздушный эквивалентный промежуток s d .
Если сравнить паропроницаемость слоя воздуха толщиной 1 м с паропроницаемостью слоя материала той же толщины, то получим коэффициент паропроницаемости
μ DIN (безразмерный) = паропроницаемость воздуха/паропроницаемость материала
Сравните, понятие коэффициента паропроницаемости μ СНиП в России вводится через СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", имеет размерность мг / (м * ч * Па) и характеризует то количество водяного пара в мг, которое проходит через один метр толщины конкретного материала за один час при разности давлений в 1 Па.
Каждый слой материала в конструкции имеет свою конечную толщину d , м. Очевидно, что количество водяного пара, прошедшего через этот слой будет тем меньше, чем больше его толщина. Если перемножить μ DIN и d , то и получим, так называемый, воздушный эквивалентный промежуток или диффузно-эквивалентную толщину слоя воздуха s d
s d = μ DIN * d [м]
Таким образом, по DIN 52615, s d характеризует толщину слоя воздуха [м], которая обладает равной паропроницаемостью со слоем конкретного материала толщиной d [м] и коэффициентом паропроницаемости μ DIN . Сопротивление паропроницанию 1/Δ определяется как
1/Δ= μ DIN * d / δ в [(м² * ч * Па) / мг],
где δ в - коэффициент паропроницаемости воздуха.
СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" определяет сопротивление паропроницанию R П как
R П = δ / μ СНиП [(м² * ч * Па) / мг],
где δ - толщина слоя, м.
Сравните, по DIN и СНиП сопротивления паропроницаемости, соответственно, 1/Δ и R П имеют одну и ту же размерность.
Мы не сомневаемся, что нашему читателю уже понятно, что вопрос увязки количественных показателей коэффициента паропроницаемости по DIN и СНиП лежит в определении паропроницаемости воздуха δ в .
По DIN 52615 паропроницаемость воздуха определяется как
δ в =0,083 / (R 0 * T) * (p 0 / P) * (T / 273) 1,81 ,
где R 0 - газовая постоянная водяного пара, равная 462 Н*м/(кг*К);
T - температура внутри помещения, К;
p 0 - среднее давление воздуха внутри помещения, гПа;
P - атмосферное давление при нормальном состоянии, равное 1013,25 гПа.
Не вдаваясь глубоко в теорию, отметим, что величина δ в в незначительной степени зависит от температуры и может с достаточной точностью при практических расчетах рассматриваться как константа, равная 0,625 мг/(м*ч*Па) .
Тогда, в том случае, если известна паропроницаемость μ DIN легко перейти к μ СНиП , т.е. μ СНиП = 0,625/ μ DIN
Выше мы уже отмечали важность вопроса паропроницаемости для многослойных конструкций. Не менее важным, с точки зрения строительной физики, является вопрос последовательности слоев, в частности, положение утеплителя.
Если рассматривать вероятность распределения температур t , давления насыщенного пара Рн и давления ненасыщенного (реального) пара Pp через толщу ограждающей конструкции, то с точки зрения процесса диффузии водяного пара наиболее предпочтительна такая последовательность расположения слоев, при которой сопротивление теплопередаче уменьшается, а сопротивление паропроницанию возрастает снаружи внутрь.
Нарушение этого условия, даже без расчета, свидетельствует о возможности выпадения конденсата в сечении ограждающей конструкции (рис. П1).
Рис. П1
Отметим, что расположение слоев из различных материалов не влияет на величину общего термического сопротивления, однако, диффузия водяного пара, возможность и место выпадения конденсата предопределяют расположение утеплителя на внешней поверхности несущей стены.
Расчет сопротивления паропроницаемости и проверку возможности выпадения конденсата необходимо вести по СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника".
В последнее время пришлось столкнуться с тем, что нашим проектировщикам предоставляются расчеты, выполненные по зарубежным компьютерным методикам. Выскажем свою точку зрения.
· Такие расчеты, очевидно, не имеют юридической силы.
· Методики рассчитаны на более высокие зимние температуры. Так, немецкая методика "Bautherm" уже не работает при температурах ниже -20 °С.
· Многие важные характеристики в качестве начальных условий не увязаны с нашей нормативной базой. Так, коэффициент теплопроводности для утеплителей дается в сухом состоянии, а по СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника" должен браться в условиях сорбционной влажности для зон эксплуатации А и Б.
· Баланс набора и отдачи влаги рассчитывается для совершенно других климатических условий.
Очевидно, что количество зимних месяцев с отрицательными температурами для Германии и, скажем, для Сибири совершенно не совпадают.
