Меню
Поиск проекта
Автор: Joseph Lstiburek, перевод Татьяны Дерягиной
Опубликовано: 24/12/16

Воздухонепроницаемый или парозащитный барьер



Введение:

Строители каркасных домов устанавливают пароизоляционные пленки внутри стен, а диффузные гидро-, паро- и ветробарьеры снаружи, не понимая какие функции выполняют эти два строительных материала. Эта статья объясняет когда использовать пленку, а когда нет.

Вот как объясняют необходимость применения пароизоляции продавцы:

«Чем меньше паропроницаемость изоляционной мембраны, тем лучше — значит пленка задержит пар и утеплитель, отделка и конструктивные элементы здания не намокнут. При этом пленка должна в какой-то степени пропускать воздух, чтобы в помещениях не создавался парниковый эффект». Водяной пар перемещается в газовой среде воздуха. Перемещение пара называется диффундированием. Водяной пар диффундирует в ту сторону, где ниже температура воздуха.

С какого-то времени полиэтиленовая пленка стала использоваться в пироге каркасной стены как пароизоляция. Со временем, ученные в строительной сфере узнали больше о движении воздуха и влаги через стены и потолки. Ученые начали советовать строителям заменить пароизоляцию на воздухоизоляцию и настаивали на бесполезности использования полиэтиленовой пленки.

Движение воздуха, а не диффузия пара, представляет большую опасность для здания в любом климате. Воздухозащитные мембраны, которые могут пропускать пар, стали более важными. Строители также поняли, что полиэтилен из-за низкой паропроницаемости способен удерживать влагу внутри стен.

Чем меньше отверстий в стенах, тем меньше влажности


Вы должны понять разницу между воздухом и паром. Пароизоляция может быть повреждена, поцарапана или порвана, и количество пара, которое проходит через нее с помощью диффузии значительно меньше по сравнению с паром проходящим через дыры под воздействием разности давлений изнутри и снаружи. Если воздух движется и в нем присутствует пар, то воздух будет переносить пар. Чтобы это произошло, мне нужно отверстие и разница в давлении. Вероятности появления дырок и щелей в пароизоляции и разницы в давлении очень высокая.

Это заставляет нас закрыть как можно больше больших отверстий и попытаться закрыть и маленькие отверстия, но к концу дня у нас все равно останется какое-то количество дырочек. Это также означает, что мы должны уменьшить давление воздуха насколько это возможно. Независимо от того насколько хорошо мы закроем эти дырочки, какое-то количество пара будет переноситься воздухом через оставшиеся дырки благодаря разнице в давлении. Давайте пока оставим этот вопрос.

Диффузия переносит значительно меньше воды, чем протечки воздуха


Если у меня не будет дырок и разницы в давлении воздуха, но у меня будет пар с одной стороны и не будет с другой стороны, то у меня будет разница в давлении пара, а значит и диффузия пара через строительный материл. Гипсокартон легко пропускает пар, поэтому через него будет диффундировать много пара. Но гипсокартон совсем не пропускает воздух. Поэтому, если я установлю внутри гипсокартон и проклею все стыки, и у меня не будет окон, то я получу короб с пятью гранями из гипсокартона и одной гранью из бетонного пола. Получится отличная воздухонепроницаемая система. И не абсолютно не будет влажности, приносимой воздухом.

Переносом пара можно пренебречь в сравнении с отверстием в этом коробе площадью 6 см² и небольшой разницей в давлении снаружи и внутри. Что же важнее для контроля переноса пара? Воздухонепроницаемость. Чтобы уменьшить паропроницаемость на 90%, я покрашу стены, краска и будет пароизоляцией. А 10% не сыграют никакой роли. Поэтому меня абсолютно не беспокоит есть дыры в пароизоляции или нет. Важнее, что воздухонепроницаемый барьер без дыр.

Пароизоляция работает даже при наличии дыр

Что мне интереснее, так это бетонная плита. Допустим я поверх грунта залил бетонную стяжку толщиной 100 мм, а перед этим я постелил полиэтиленовую пленку. Эта пленка будет пароизоляцией. Предположим, что перед заливкой я часа два походил по этой пленке в строительных ботинках с рифленной подошвой. Какой процент дырочек появилось на пленке в сравнении с площадью? Может быть 10%. Иначе говоря, я уменьшил эффективность пароизоляции на 10%.

Поток пара при диффузии это линейная зависимость. Поток воздуха — экспотенциальная зависимость от давления. Но давайте на минутку вернемся к бетонной плите. Что я собираюсь уложить поверх надорванной и поцарапанной пленки? Ну 100 мм бетона. Бетон хороший барьер для воздуха и хороший барьер для пара.

Поэтому я не увеличил ни на грамм перенос пара из земли в пол, порвав полиэтиленовую пленку. Я всегда смеюсь над людьми, которые говорят: "Нужно хорошо проклеить стыки пленки и заделать все дырочки." Это "Сизифов труд".

Нужно знать, когда пароизоляция является барьером для воздуха

Теперь, что случится если я уберу бетон с пластика, и у меня останется проветриваемое подполье, и только порванная пленка будет разделять дом от влажной земли? У меня будут проблемы, потому что я полагал, что эта пленка будет защищать от проникновения воздуха. Теперь количество пара проходящего через пленку с помощью диффузии все еще будет небольшим, но количество пара проходящего через отверстия в пленке будет в два раза больше. Поэтому нас действительно заботит воздушный барьер и не беспокоит пароизоляция.

Атмосфера нашей планеты это смесь газов. Если схватить первую попавшуюся молекулу воздуха, то вероятнее это будет молекула азота. В атмосфере Земли 77% азота и 21% кислорода. Каждая молекула занимает определенный объем. Посмотрите какой объем занимают молекулы воздуха и водяной пар:

*10-10 м
Азот 3,7
Вода 3,0
Водород 2,8
Водяной пар 4,7
Кислород 3,6
Хлор
3,7

В таблице видно, что молекула воды больше только молекулы водорода, но меньше остальных молекул. Это пока молекула находится в воде. Когда вода нагревается, молекулы воды расширяются. Поэтому молекула водяного пара становится больше. Парозащитные мембраны не полностью задерживают молекулы пара. Следовательно молекулы воздуха проникают через мембрану легче.



Пароизоляция стен и перекрытий

Как переносится пар

Газ заполняет весь доступный объем сосуда. Если у сосуда дырявые стенки, то газ будет распространяться дальше за пределы сосуда. Пар, как часть воздуха, также покидает пределы дома, если в стенах есть щели, даже очень маленькие. Также и молекулы пара перемещаются через щели или поры стен, потолка или крыши. Если закрыть все щели и дырочки, то воздух и пар не покинет помещение, если молекулы стенок обшивки находятся настолько близко друг от друга, что молекулы газа не смогут пролететь между ними. Материалы, которые не пропускают воздух называются воздухонепроницаемые. Пример таких материалов: стальной лист или стекло. Строительные материалы для облицовки стен не обладают абсолютной воздухонепроницаемостью. Молекулы пленок, гипсокартона, древесины расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы пропускать молекулы газа. Чем холоднее материал, тем больше молекул газа проникает через него. Это явление называется диффузия. Воздушный перенос влаги и диффузия пара отличаются.

Сторонники пароизоляции путают эти два транспортных механизма. Что контролирует пароизоляция − перенос пара воздухом или диффузию пара, или и то, и другое? Это не ясно.

Пар переносится воздухом сильнее диффузии, так как диффузия происходит только при разности температур. Пароизоляционная мембрана, которая примыкает к внутренней обшивке будет такой же температуры, что и воздух, поэтому диффузия будет невелика или совсем отсутствовать. Не применяйте полиэтиленовую пленку для ограждения конструкций от воздушного переноса пара. Строители используют полиэтиленовую пленку толщиной 150 мкм вместо пароизоляционных мембран. Пленка пропускает 15-35 гр пара через каждый квадратный метр в сутки, но почти не задерживает воздух, который уносит тепло из дома. Воздушный барьер необходим везде, а пароизоляционый барьер − нет. Поэтому плёнки не подходят для защиты стен.

Куда и откуда идет влага

Перенос влаги с помощью диффузии пара подчиняется второму закону термодинамики. Водяной пар перемещается в газовой среде воздуха. Перемещение пара называется диффундированием. Водяной пар диффундирует в ту сторону, где ниже температура воздуха. Но плёнку устанавливают сразу за внутренней обшивкой, где разницы температур не будет, а значит не будет и диффузии пара.

На севере, где отопление работает круглый год влага выходит изнутри помещения наверх. На юге, где всегда работает кондиционер - влага попадает внутрь помещения сверху вниз. В середине страны, часть года влага выходит изнутри наружу, а часть снаружи внутрь и часть года никуда не входит и не выходит.

С какой стороны стены ставить пленку

Легко сказать: "Давайте на севере поставим пароизоляционную мембрану внутри, а на юге — снаружи." Значительно труднее определить "север" и "юг". Каждый согласится поставить пароизоляционную плёнку внутри помещения на Северном полюсе, а на Экваторе снаружи. Труднее согласиться на какой стороне устанавливать пароизоляционную пленку в других районах.

С октября по март в Воронеже парозащитная плёнка будет на неправильной стороне, если поставите пароизоляцию внутри. Не устанавливать же плёнку с обеих сторон стены? Не устанавливайте пароизоляционную мембрану в конструкциях в умеренном климате! "Дышащие стены" больше подходят для умеренного климата, в котором диффузия пара уменьшается, но не останавливается и срок увлажнения утеплителя замедляется.

Материалы

Нужно различать пароизоляцию и пароограниченияние.

Давайте исследуем два строительных материала: минеральная вата плюс крафт бумага с битумной пропиткой. Является ли крафт бумага с битумной пропиткой пароизоляцией или нет? Это зависит от времени года. Если крафт бумага установлена изнутри, то в таких регионах, как центральная полоса России, она будет пароизоляцией зимой и пароограничителем летом. Почему так?

Альтернатива пароизоляции

Крафт-бумага пропитана битумом, а композитные бумажные материалы гигроскопичны. Они абсорбируют воду по мере повышения относительной влажности. При увеличении количества абсорбированной воды, паропроницаемость композита уменьшается. В зимний период, когда внутри относительная влажность высокая, мы получаем пароограничивающий барьер на внутренней стороне стены, который позволяет стене высыхать внутрь. Глупо заменять крафт бумагу полиэтиленовой пленкой. Полиэтиленовая плёнка удерживает влагу в стене и влага попавшая в стену не испаряется в летний период.

Не устанавливайте пароизоляцию внутри дома

Однажды распространив менталитет похожий на "культ", мы начали поклоняться "богу полиэтилена". Этот культ видит ответы на все проблемы с влажностью в виде презерватива для утеплителя. Этот культ ответственен за множество проблем в здании, а не за успех. Пришло время разрушить этот культ.

Таблица воздухопроницаемости строительных материалов

Материалм³/ч/м²
Гладкая мембрана для крыши, 2 мм~0
Парозащитная мембрана с алюминиевым покрытием~0
Полиэтилен, 150 мкм~0
Фанера, 9.5 мм~0
XPS, 38 мм~0
ЦСП, 12.7 мм~0
Пенополиуретан с закрытыми капсулами0,003
Фанера, 8 mm0.0067
OSB, 16 mm0.0069
Гипсокартон, 12.7 mm0.0091
ДСП, 12.7 mm0.0155
ДСП, 15.9 mm0.0260
Пенополистирол0.1187
Рубероид0.3962
Фибролит, 11 mm0.8223
Спанбонд0.9593
Перфорированный полиэтилен3.2307
Пенопласт12.2372
Вагонка19.1165
Стекловата36.7327
Вермикулит70.4926
Эковата86.9457

Коэффициент паропропускания 1 SI perm= 57 нг/с·м2·Па (нг -натуральный газ)

  • Не пропускающие пар ( ≤57 perm) (Такие материалы, как битумированная крафт бумага, паро-непропускающая краска, масляная краска, виниловые обои, экструдированный пенополистирол, фанера, OSB),
  • Полупропускающие (≤ 570 SI perm) (Такие материалы, как пенополистирол, изоцианурат, импрегнированная битумом крафт бумага, некоторые краски на основе латекса),
  • Пропускающие ( >570 SI perm) (Такие материалы, как неокрашенный гипсокартон или штукатурка, минеральная вата, эковата, цемент, спанбонд и некоторые ветро-влагозащитные мембраны)
  • Паронепроницаемые материалы:
  • Алюминиевая фольга, 2.9 SI perm).
  • Бумага с алюминиевым покрытием.
  • Полиэтилен, 100 или 150 мкм, 1.7 SI perm.
  • Паронепроницаемые мебраны ASTM E 1745 стандартные тесты ≤17 SI per).
  • Крафт бумага с битумным покрытием , 22 SI perm.
  • Паронепронепроницаемые краски .
  • Экструдированный пенополистирол или пеноизол.
  • Фанера для наружного применения,40 SI perm.
  • Большинство пластиковых мембран для крыши.
  • Стекло и металл.