Влажностный режим ограждающих конструкций

Значение влажностного режима наружных ограждающих конструкций и причины появления в них влаги

Строителям хорошо известно, что в условиях повышенной влажности теплопроводность стройматериалов повышается, что приводит к снижению сопротивляемости конструкции теплопередаче. Для предотвращения попадания влаги на наружные ограждающие конструкции в проекте здания предусматриваются определенные меры.

Увлажнение строительных материалов (металлочерепица, мягкая кровля, профнастил, цокольный сайдинг, виниловый сайдинг и пр.) в ограждающих конструкциях приводит и к другим негативным последствиям. Повышенная влажность воздуха в помещениях также становится следствием влажности ограждающих конструкций, что нежелательно согласно требованиям гигиены. Более того, условия повышенной влажности являются прекрасной средой для развития неблагоприятных микроорганизмов. Несомненно и то, что увлажненные ограждающие конструкции более подвержены разрушительным воздействиям (коррозии, гниению и т.д.) и имеют менее длительный срок службы.

Специалисты компании Строймет выделяют ряд причин, которые приводят к увлажнению ограждающих конструкций:

Техническая влага, которая возникает во время выполнения строительных работ, является неизбежной, однако при условии грамотного проектирования ограждающих конструкций влага не превышает допустимых показателей и стабилизируется в течение нескольких лет после сдачи дома в эксплуатацию.

Проникновение грунтовой влаги в толщу ограждающих конструкций является следствием неправильной организации гидроизоляционного слоя. В зависимости от структуры материала, из которого изготовлены данные конструкции, в результате капиллярного подсоса грунтовая влага может подниматься на высоту от 2,5 до 10 м (до высоты третьего этажа современного здания).

Атмосферная влага проникает в толщу конструкций во время сильных дождей летом и осенью, а также в виде инея, образующегося на наружной поверхности стен, имеющей более низкую температуру, чем температура воздуха во время оттепелей в холодное время года. Такая влага может увлажнять ограждающие конструкции на глубину в несколько сантиметров. Атмосферная влага в большей степени воздействует на кровельные материалы (металлочерепицу, гибкую черепицу, волнистые битумные листы и пр.).

Следующей причиной увлажнения ограждающих конструкций является эксплуатационная влага, проникающая из внутренних помещений.

Благодаря применению конструктивных методов данные виды увлажнения (строительной, грунтовой, атмосферной и эксплуатационной влагой) могут быть полностью устранены или значительно сокращены.

Гигроскопичность строительных капиллярно-пористых материалов (т.е. способность впитывать влагу из воздуха) приводит к появлению гигроскопической влаги. Определяющими характеристиками степени гигроскопического увлажнения является температура и уровень влажности окружающей воздушной среды.

В результате отклонения показателей температурно-влажностного режима воздушной среды внутренних помещений, а также температурного режима ограждений, образуется конденсационная влага. Конденсационная влага может образовываться на поверхности ограждающей конструкции и в толще материала в результате диффузии водяного пара.

Стабилизация гигроскопического и конденсационного увлажнения возможна благодаря рациональному конструированию, основанному на теплотехнических расчетах.

Абсолютная и относительная влажность воздушной среды имеют большое значение в строительстве. Воздух всегда имеет в своем составе определенное количество влаги в виде пара. В помещениях с естественной вентиляцией на влажность воздуха влияет выделение влаги во время дыхания людьми и растениями, испарение влаги в кухне и ванной, а также образование технологической влаги в производственных помещениях и техническая влажность ограждающих конструкций (первый год эксплуатации).

Абсолютная влажность представляет собой величину, отображающую количество влаги в граммах на 1 кубометр воздуха (f, г/м³). Тем не менее, расчеты диффузии пара через ограждающие конструкции требуют измерения количества водяного пара в единицах давления для вычисления движущей силы переноса влаги. Для этого в строительной теплофизике применяется такая величина, как парциальное давление водяного пара, называемое упругостью и измеряемое в Паскалях (е, Па).

С повышением абсолютной влажности воздуха повышается и парциальное давление. Тем не менее, данная величина имеет свой предел. При определенной температуре и заданной величине барометрического давления воздуха наступает точка предельного значения абсолютной влажности воздуха (F, г/м³), которая означает полное насыщение воздушной среды водяным паром и значение которой не может повышаться. Данной величине абсолютной влажности соответствует максимальное значение упругости водяного пара (Е, Па), которое также называется давлением насыщенного водяного пара. При повышении температуры воздуха значения величин E и F увеличиваются.

Таким образом, становится понятным, что величины e и f не могут дать представления о насыщенности воздуха паром без указания температуры.

Для выражения степени насыщения воздуха влагой используется понятие относительной влажности воздуха (j, %), которое равняется отношению парциального давления водяного пара (е) к максимальной упругости водяного пара (Е) при данной температуре воздуха ( j = ( e / E )100% ).

Показатель относительной влажности воздуха необходим для технических расчетов и определения соответствия гигиеническим нормам. Данная величина определяет интенсивность водяных испарений во внутренних помещениях здания, в том числе испарений в процессе человеческого дыхания.

Оптимальной считается относительная влажность воздуха 30-60%. Данная величина является определяющей для процесса сорбции (поглощения) влаги капиллярно-пористыми строительными материалами, а также процесса конденсации влаги в воздушной среде (появление тумана) и на поверхности ограждающих конструкций.

При повышении температуры воздуха с определенным содержанием влаги относительная влажность понижается, т.к. парциальное давление водяного пара (e) остается неизменным, в то время как максимальная упругость (E) увеличивается.

При понижении температуры воздушной среды с определенным содержанием влаги относительная влажность, соответственно, будет повышаться.

При постоянном понижении температуры воздуха наступает момент, когда значение парциального давления водяного пара становится равным значению максимальной упругости водяного пара (Е=е). В таком случае относительная влажность будет составлять 100%, что означает полное насыщение охлажденного воздуха водяным паром. Температура, при которой достигается такая влажность воздуха, называется температурой точки росы.

Точка росы – это температура, при которой воздух при данной влажности полностью насыщается водяными парами. При условии продолжения понижения температуры воздуха ниже точки росы упругость водяного пара будет понижаться, и влага станет конденсироваться (переходить в капельножидкое состояние).

В зимнее время температура внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций жилых помещений (цокольный сайдинг, виниловый сайдинг, профнастил и пр.) всегда ниже температуры воздуха во внутренних помещениях. Поверхность ограждающих конструкций охлаждается благодаря воздействию холодного воздуха снаружи, и температура этой поверхности может достигать точки росы. Таким образом, следует обеспечить такую температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции, при которой конденсация влаги при данной относительной влажности воздуха станет невозможной.

Наиболее охлаждаемыми частями ограждающих конструкций являются наружные углы помещения и поверхности теплопроводных включений в неоднородных конструкциях, температура в этих местах обычно более низкая. Именно в них чаще всего склонна конденсироваться влага.