Что такое точка росы и как она должна учитываться при определении влажностного режима стен? Мы подходим к обсуждению требований к отделочным покрытиям, исследуя влагу, чтобы в дальнейшем определить, каких характеристик ждать от штукатурок, облицовок и других материалов.
Далее несколько слов о конденсации внутри стен, накоплении влаги и о распространенных опасениях, связанных с этими процессами.
Рисунок 1 – Расчётные характеристики влажностного режима стен из газобетона
Иллюстрация демонстрирует расчётные характеристики влажностного режима в расчёте на наружную температуру самого холодного месяца на территории средней России, принимая, к примеру, Москву. Рассматриваются стены из однослойного газобетона толщиной 300 мм, которые изолируют помещение с различными режимами эксплуатации.
Слева изображена стена жилого помещения, где температура воздуха составляет 20 °С, а влажность, как предполагается, равна 40 %. Обычно зимой такое значение достигается с помощью увлажнителя. В центре располагается стена бассейна, где установлены условия: температура +28 °С, а относительная влажность воздуха — 70 %. Это значение даже выше, чем принято для бассейнов, однако видно, что в условиях января возникает зона конденсации, которая довольно обширна. Справа расположена стена парной, функционирующей круглосуточно с температурой +60°С и влажностью 90%. Здесь вся толщина стены, по расчётам, также относится к зоне конденсации.
В качестве примера реального помещения можно привести бойлерную, где во избежание разного рода проблем с конденсацией существует высокая влажность. Однако сложно представить, чтобы в каком-то помещении поддерживалась такая температура 60 °С при влажности 90 %, что свидетельствует о значительной угрозе формирования конденсата в таких стенах.
Понятие конденсации и влагонакопления
В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» в Главе 8, касающейся защиты ограждающих конструкций от переувлажнения, проверки проводятся по двум критериям.
Во-первых, необходимо удостовериться, что за зимний период в стенах образуется конденсат, который не превышает той влаги, что будет испарена летом; данное условие для однослойных стен в европейской части России, как правило, осуществляется всегда. Во-вторых, учитывается, что количество накопившейся влаги к концу периода её накопления не превышает допустимых норм, указанных в данном своде правил для различных материалов. Например, для газобетона допустимо увеличение массы на 6%. Это довольно упрощенное требование, действующее с шестидесятых годов, когда тонкие газобетонные стены в некоторых областях действительно подвержены значительному увлажнению к концу периода накопления влаги.
Проверка на возможность конденсации не является критически важным показателем. В большинстве стен определённые условия могут способствовать конденсации. Однако, даже если расчёты указывают на образование значительных зон конденсации, в глубине стены вряд ли накопится много влаги; неделя конденсации может привести к количеству, сравнимому с одним стаканом на квадратный метр, что не создаст ситуации переувлажнения.
Давайте рассмотрим данную ситуацию на примере четырех графиков, иллюстрирующих одну и ту же стену. У нас есть ресурс SmartCalc.ru, где представлена эффективная методика расчета тепловой защиты зданий. Здесь определяются одномерное сопротивление теплопередаче, условия влажности и проверяются допустимые уровни влагосодержания в зависимости от различных факторов.
Рисунок 2 – «Точка росы» - условно однослойная стена. Средние параметры периода влагонакопления
В качестве примера возьмем однослойную стену, выполненную из газобетона плотностью 400 и толщиной 375 мм. С внутренней стороны стена облицована гипсово-перлитовой штукатуркой, плотность которой составляет менее 1000 кг/м³. С внешней стороны используется цементно-перлитовая штукатурка, полностью подходящая для применения на газобетоне.
Наблюдается, что средние параметры во время влагонакопления не указывают на наличие конденсата в толще стен. Эти средние значения относятся ко времени, когда наблюдаются месячные средние отрицательные суточные температуры воздуха. Обычно таких месяцев пять: с ноября по март включительно. В некоторых регионах их количество может быть меньше, а в отдельных случаях – всего два. Однако на большинстве территории европейской части России мы имеем пять таких месяцев. В результате, в течение этих пяти месяцев при расчете средних показателей влагонакопления не наблюдается значительного накопления влаги.
Рисунок 3 – «Точка росы» - условно однослойная стена. Средние параметры января (наиболее холодного месяца)
Если рассмотреть январь, то можно обнаружить, что средние температурные показатели, характерные для самого холодного месяца, позволяют предполагать, что условия для конденсации почти сформировались. Хотя их всё ещё нет, тем не менее влажность воздуха в порах газобетона в наружной трети стены достигает почти 100%, колеблясь около 90%. Это значит, что газобетон впитывает влагу до максимальной сорбционной влажности, хотя перехода в конденсацию ещё не происходит.
Рисунок 4 – «Точка росы» - условно однослойная стена. Наиболее холодные сутки (φ int = 55%)
Если мы введем в этот калькулятор температуру самых холодных дней, те, кто не совсем уверенно рассуждает о влажностном режиме, могут испугаться. Они увидят результаты и начнут паниковать, опасаясь, что в стене сконденсируется вода, затем замерзнет и приведет к разрушению конструкции. Однако такой сценарий не соответствует действительности, ведь периоды с такими резко отрицательными температурами у нас довольно кратковременны. Кроме того, важно отметить, что в расчетах для внутренней влажности воздуха использована величина в 55%. Добиться такой влажности в условиях самых холодных дней практически невозможно. Для этого нужно установить мощную систему увлажнителей в помещении, чтобы обеспечить необходимый уровень влажности. Однако на графике можно наблюдать, что зона увлажнения большая.
Рисунок 5 – «Точка росы» - условно однослойная стена. Наиболее холодные сутки (φ int = 25%)
Если рассмотреть ситуацию с реальной влажностью воздуха в 25%, можно заметить, что зона потенциальной конденсации значительно уменьшается. Также, учитывая, что температура в самый холодный период пятидневки выше, чем наиболее холодных суток, эта зона станет еще меньшей.
Важно отметить, что при анализе возможности конденсации следует использовать условия наименьших температур, так как любое другое моделирование не даст адекватного результата. Исследуя условия в самый холодный месяц, мы получаем представление о реальном влажностном режиме в стенах, то есть, существует ли вероятность образования конденсата в зимний период или нет.
Таким образом, при проектировании стен мы проверяем принципиальную возможность конденсации влаги в стене и, что важнее, рассчитываем влагонакопление. Конденсация допускается внутри стены и сама по себе не вызывает проблем. Однако, критическим является избыточное влагонакопление, и именно для его предотвращения разработаны строгие нормативные методы расчетов, которые исключают все потенциально опасные конструкции. Таким образом, даже в случае однослойных стен, данная методика чаще всего демонстрирует отсутствие недопустимого влагонакопления в реальных условиях эксплуатации.
