Основные пути поступления влаги в ограждающие конструкции стен домов

К основным проблемам контроля влаги в строительных конструкциях в отапливаемых домах в климатических зонах России относятся проникновение в строительные конструкции осадков, грунтовых вод, конденсация влаги внутри строительных конструкций и на их поверхностях с сопутствующим  ростом плесени[1] и грибков, способствующих биологическому разрушению конструкций и ухудшению микроклимата помещений.   Накопление влаги в строительных конструкциях может приводить к их механическому повреждению при замерзании и расширении влаги, при размачивании. Также накопление влаги увеличивает теплопроводность  материалов и конструкций, что приводит к ухудшению микроклимата и повышению затрат на отопление.

Откуда в стенах берется влага?

Влага может поступать в строительные конструкции тремя путями:

1. Из окружающей дом среды (снаружи).
2. Из внутреннего жилого пространства (изнутри).
3. Изначально содержаться в строительных материалах, которые не успели или не смогли высохнуть.

Снаружи влага может поступать в конструкции в виде потоков жидкости, капиллярного подсоса, переноса водяного пара с воздухом и его диффузии. Чаще всего влага проникает в строительные конструкции в виде потоков жидкости и водяных паров. В редких случаях происходит задувание твердых частиц воды в виде снега.

Перераспределение влаги внутри конструкций может использовать все четыре механизма.

Изнутри влага может поступать в строительные конструкции двумя путями: при переносе с воздухом (утечки воздуха через щели) и путем диффузии пара (когда температура воздуха внутри дома выше, чем температура воздуха снаружи, либо когда влажность внутри дома выше, чем снаружи).

Высыхание (освобождение от влаги) строительных конструкций может происходить тремя путями:  гравитационное дренирование жидкости, вентиляция (движение воздуха), диффузия водяного пара за счет разницы (градиента) концентраций или температур.

После того, как влага проникла в строительные конструкции в виде жидкости или сконденсировалась в жидкость из пара, ее движение  происходит в виде жидкости под действием гравитации и капиллярного подсоса. После того как влага попала в строительные конструкции в виде пара или испарилась из жидкого состояния, ее движение обеспечивается движением воздуха и диффузией паров. Натурные исследования показывают, что, конденсируясь в зоне точки росы в толще утеплителя, влага в результате внутренней миграции концентрируется на поверхностях раздела сред (не в толще утеплителя, а на его поверхности).  

Как сохранить стены сухими?

Современная концепция контроля влаги в строительных конструкциях состоит в обеспечении динамического баланса между поступлением и удалением влаги.  Накопление влаги в строительных конструкциях происходит, когда наблюдается дисбаланс между поступлением и удалением влаги. Этот дисбаланс может частично компенсироваться способностью некоторых пористых или волокнистых материалов накапливать определенное количество влаги без значительного изменения своих свойств на протяжении своего срока службы. Когда же накопление влаги превышает предельный уровень и скорость удаления влаги недостаточна, возникает переувлажнение материалов и конструкций с последующими изменениями их свойств.

Идеальная модель работающей системы контроля влаги в стенах  – это дом, построенный из сухих материалов или конструкций, которым дали возможность высохнуть до равновесной влажности, конструкции которого периодически увлажняются и беспрепятственно  просыхают, сохраняя при этом свои свойства с незначительными изменениями на протяжении всего срока службы.

Существует три основных стратегии контроля влажности в строительных конструкциях:

1. Контроль поступления влаги.
2. Контроль накопления влаги.
3. Обеспечение возможности высыхания материалов.

Конструктивная защита стен от поступающей в жидком (твердом) виде влаги осадков одинакова для всех климатических условий и заключается в создании физических барьеров для поступления влаги и дренажных систем для удаления попавшей в конструкции влаги.

Основную сложность в защите конструкций стен от влаги представляет защита от увлажнения путем диффузии водяного пара[2]  и переноса воздушных паров с массами воздуха, скорость и направление которых значительно зависят от климатических условий и режима отопления или кондиционирования здания.   

Основную проблему в климатических условиях России  представляет увлажнение строительных конструкций во время отопительного сезона за счет утечек воздуха, переносящего водяной пар и диффузии водяных паров изнутри кнаружи за счет градиентов концентрации водяных паров и температур.  Чем холоднее климат, тем выше разница температур воздуха и концентрации водяного пара снаружи и изнутри дома, и тем сильнее выражена проблема увлажнения ограждающих строительных конструкций.   

Воздушные барьеры и замедлители паропроницания на защите стен от влаги

Для контроля поступления водяного пара в строительные конструкции с потоками воздуха используются воздушные барьеры («ветрозащита»).

Воздушный барьер должен отвечать следующим требованиям:

1. Быть непроницаемым для потоков воздуха.
2. Быть непрерывным по всему контуру здания.
3. Быть способен выдержать нагрузки и воздействия, которые могут действовать во время строительства, после него и во время всего срока эксплуатации здания.

Наиболее распространенными системами воздушных барьеров являются:

1. Наружный воздушный барьер из непрерывного слоя ветрозащитной мембраны или пергамина.
2. Наружный воздушный барьер из сборного или монолитного слоя «каменного» стенового материала (бетон, ячеистый бетон, кирпич, керамические блоки и т.п.).
3. Внутренний воздушный барьер из непрерывного слоя гипсокартона с герметизированными швами и примыканиями.
4. Внутренний воздушный барьер из непрерывного слоя полиэтиленовой пленки или другого пароизоляционного материала.

Для создания непрерывного воздушного барьера требуется также произвести герметизацию розеток и осветительных приборов, установленных в наружных стенах и перекрытиях.

Для контроля поступления в строительные конструкции влаги путем диффузии водяных паров используются мембраны - замедлители паропроницания, которые, согласно Международному строительному коду для жилых зданий, делятся на три основных класса:  

Класс I. Пароизоляция (паропроницаемость 0,1 perm[3] и менее).

Класс II.  Замедлители паропроницания (паропроницаемость 0,1 perm  - 1 perm).

Класс III. Замедлители паропроницания (паропроницаемость 1 perm – 10 perm).

Строительные материалы также отличаются способностью пропускать водяные пары путем диффузии.  Материалы подразделяются на 4 класса:

1. Паронепроницаемые (пароизоляционные материалы) с паропроницаемостью меньше 0,1 perm (полиэтилен, фольгированные материалы).
2. Полупаронепроницаемые – проницаемость 0,1 до 1,0 perm (рубероид, масляная краска, виниловые обои, ЭППС).
3. Полупаропроницаемые  -  паропроницаемость 1-10 perm (ОСП, фанера, пенопласт, пергамин, латексные краски)
4. Паропроницаемые  - паропроницаемость более 10 perm (гипсокартон, целлюлозный утеплитель, стекловата, минераловатный утеплитель).

Многие строительные материалы обладают переменной паропроницаемостью. Так, например, фанера и ОСП в нормальном состоянии являются полупаронепроницаемыми материалами. Однако при увлажнении их паропроницаемость увеличивается, что позволяет классифицировать их как полупаропроницаемые материалы.

При установке замедлителей паропроницания необходимо соблюдать следующие основные правила:  

1. Следует избегать применения пароизоляции там, где замедлители паропроницания обеспечат удовлетворительную производительность влагообмена без ущерба для высыхания конструкций как наружу, так и внутрь.
2. Недопустимо устанавливать пароизоляцию по обеим сторонам строительных конструкций, лишая их возможности высыхания хотя бы в одну строну.
3. При наличии на внешней стороне стены слоя непроницаемого или полунепроницаемого для водяных паров, на внутренней стороне стены недопустимо устанавливать пароизоляцию (допустим только замедлитель паропереноса) так  как стена будет лишена возможности просыхать.

 В некоторых случаях функциями воздушных барьеров и замедлителей паропроницания может обладать один и тот же элемент ограждающей конструкции. Например, сплошной слой гидроизоляционной мембраны или полиэтиленовой пленки, уложенный с нахлестом и проклейкой представляет собой и воздушный барьер, и пароизоляционный слой.