19. Каким образом можно снизить риск выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения?
Основные причины выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения:
Причина № 1: Влажность воздуха.
В воздухе, содержится вода в виде пара. Отдельные молекулы, находящиеся на границе с воздухом, отрываются от поверхности воды и образуют невидимый водяной пар. Точно так же молекулы переходят обратно из газообразного состояния в жидкое. Итак, мы наблюдаем два процесса: испарение и конденсацию.
Испарение: если за единицу времени из жидкого в газообразное состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды уменьшается.
Конденсация: если за единицу времени из газообразного в жидкое состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды увеличивается.
При равных условиях между испарением и конденсацией наблюдается равновесие. Воздух в состоянии принимать молекулы воды до тех пор, пока не будет достигнут предел насыщения. Количество водяного пара, которое в состоянии принять воздух, зависит исключительно от его температуры: чем выше температура воздуха внутри помещения, тем выше предел насыщения. Содержание воды в таком ненасыщенном воздухе называется относительной влажностью воздуха. Воздух, насыщенный водой, имеет относительную влажность 100%, ненасыщенный — менее 100%.
Причина № 2: Точка росы.
Точка росы — это температура, при которой воздух, имеющий определенную исходную температуру и относительную влажность, больше не в состоянии поглощать влагу. Если воздух будет охлаждаться дальше, начнется образование конденсата, поскольку воздух уже не в состоянии удерживать влагу. Эту влагу необходимо выводить наружу путем проветривания.
Причина № 3: Низкая температура поверхности строительных деталей.
При образовании конденсата немаловажную роль, помимо температуры и влажности воздуха, играет температура поверхности строительных деталей. Для того чтобы началось образование конденсата, воздух вовсе не обязательно должен быть полностью охлажден. Достаточно того, чтобы температура поверхности, которая граничит с воздухом, опустилась ниже точки росы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока воздух, граничащий с данной поверхностью, не освободится от определенного количества воды и его относительная влажность не уменьшится.
Факторы, воздействующие на температуру поверхности строительных деталей:
• Температура воздуха снаружи.
• Температура воздуха в помещении.
• Теплоизолирующие свойства строительных деталей.
Конденсат образуется в том случае, если воздух, охлаждаясь, не в состоянии больше удерживать исходное количество воды.
Для того, чтобы снизить риск выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения необходимо его утеплить снаружи. При утеплении в ограждающей конструкции повысится температура, что в свою очередь приведет к увеличению температуры точки росы.
В большинстве случаев для снижения риска выпадения конденсата необходимо регулярно проветривать помещения. Проветривание необходимо не только для притока свежего воздуха, но в первую очередь, чтобы избавиться от излишней влаги.
Также препятствовать выпадению конденсата можно, повысив температуру внутри помещения.
Обеспечение хорошей принудительной вентиляции поможет снизить риск выпадения конденсата.
Если на ограждающей конструкции обнаружено пятно сырости или плесень, то его необходимо обработать дезинфицирующим раствором и хорошо просушить данный участок, обеспечив постоянный приток теплого воздуха. В зависимости от степени «отсыревания» потребуется от 3 часов до 3 суток. Значительно сократить процесс «сушки» поможет ультрафиолетовая лампа.
Образование конденсата. Физическая суть процесса
Конденсат – это вода в жидкой фазе, образовавшаяся (выпавшая) из воздуха на поверхностях конструкций или в их внутренних слоях. Конденсат, где бы он ни появился, всегда нежелательное, а часто и разрушительное, явление для нормального функционирования ограждающих конструкций. Чтобы предотвратить образование конденсата, необходимо знать суть физических процессов его вызывающих.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ КОНДЕНСАТА
Физическая суть процесса возникновения конденсата состоит в том, что максимальное количество влаги, которое воздух способен содержать в себе в форме газа (водяных паров) зависит в основном от его температуры. Чем меньше температура воздуха, тем меньшее количество водяных паров, т.е. воды в газообразной форме, может содержать в себе воздух, и наоборот.
Таким образом, при понижении температуры самого воздуха или при контакте воздуха с охлажденными предметами, может возникнуть момент, когда его температура понижается до точки росы и, в итоге, выпадает конденсат (роса), т.е. та часть воды, которая уже не удерживается в воздухе в форме газа. Наступает момент насыщения воздуха водяными парами и «лишние» водяные пары выпадают в жидкой фазе в виде конденсата. Данный процесс хорошо иллюстрирует схема возникновения конденсата.
Точка росы в деле мокрых стен
Что такое точка росы? Где она в стене? И где появляется точка росы при утеплении балкона изнутри? Преднамеренно или по незнанию ответы на эти вопросы иногда искажаются или выдёргиваются из контекста. Возникают мифы и, что гораздо опасней, ошибки монтажа, а отсюда растут ноги неприятностей для хозяев квартиры и самого ремонта. Мы решили разложить всё по полочкам, чтобы читатель получил чёткую картину этого процесса.
Что такое роса и где её точка
Природа росы на луговой траве и влаги на отделке, окнах либо, что ещё хуже, внутри строительных конструкций – одна. Роса конденсируется из водяного пара в воздухе, когда он охлаждается до температуры точки росы.
Где искать точку росы? Представим упрощённую структуру воздуха (рис. 1). При обычном атмосферном (комнатном) давлении молекулы воздуха находятся достаточно далеко друг от друга. Между ними остаётся много свободного пространства, в котором может разместиться некоторое количество молекул воды (тот самый водяной пар).
Рисунок 1 Теперь представим, что воздух охлаждается. Известно, что объём любого остывающего тела уменьшается. Молекулы воздуха сближаются, места между ними всё меньше. В микромире становится тесно. Наступит момент, когда молекулы воды начнут «выдавливаться» из объёма воздушной смеси. Что им остаётся? Дружно объединяться в крупные капли – росу – или мелкие – туман. Достигнута температура точки росы воздуха – когда из воздуха «сливается» лишняя вода – выпадает конденсат (рис. 2).
Рисунок 2 Другими словами, каждой температуре соответствует определённый максимум растворённых в воздухе паров (рис. 3). Меньше их может быть, тогда воздух суше и конденсат невозможен. Больше – нет, так как избыток воды из невидимого пара сконденсируется в капельную влагу. Это важный момент, основа для понимания, как проектируется и собирается толковое утепление балкона, да и утепление любого помещения вообще.
Воздух можно сравнить с пористой губкой. Пока вода внутри – мы её не видим. Если сжать губку (охладить воздух), то часть воды вытечет, а часть останется. Прижмём сильнее – вытечет ещё чуть-чуть.
Рисунок 3. График точки росы в воздухе Например, если при +20 °С в 1 м3 (в кубометре) воздуха квартиры содержится 15 г воды, то никакой конденсат нам не грозит (рис. 4). Ведь при этой температуре воздух способен растворить до 17,3 г водяного пара. Охлаждаем помещение до +10 °С. В точке росы при этой температуре воздух может содержать максимум 9,4 г воды. Значит, теперь в каждом кубометре воздушной смеси 5,6 г жидкости лишние (15–9,4=5,6). Она соберётся каплями конденсата на плотных предметах или в виде сырости на впитывающих материалах.
Рисунок 4
Расследуем дело мокрых стен
Структура большинства строительных материалов состоит из многочисленных капилляров – пор, микротрещин, по которым перемещается растворённая в воздухе влага. Количество и размеры таких «дырок» влияют на показатель паропрозрачности.
Представьте два муравейника. Один со множеством крупных ходов (паропрозрачный материал), а в другом ходов мало и они узкие (непаропрозрачный материал). В первом толпы букашек (молекул воды) могут свободно бегать вглубь и обратно. Во втором – лишь единицы.
Паропрозрачность выражается через коэффициент паропроницаемости либо величину сопротивления паропроницанию: 1. Коэффициент паропроницаемости зависит от самого материала. Грубо говоря, от того, насколько он пористый. Чем больше коэффициент (табл. 1), тем легче пару проходить сквозь материал. 2. Сопротивление паропроницанию – обратная величина, учитывающая ещё и толщину слоя. Например, чем толще стена, чем длиннее и запутанней в ней капилляры, тем труднее молекулам пара протискиваться через них.
У толстого слоя плотного материала сопротивление паропроницанию будет выше, чем у тонкого и пористого.
Таблица 1.
Коэффициент и величину сопротивления используют для расчёта точки росы в стене и утеплителе. Расчёты требуют определённых инженерных знаний, но для общего понимания расшифруем: 1. Коэффициент паропроницаемости показывает, сколько миллиграмм (мг) пара пройдёт через образец материала толщиной 1 метр за 1 час, если разница давлений пара между противоположными поверхностями образца – один паскаль (Па, 100 000 Па=1 бар?1 атм) – рис. 5. Обозначение коэффициента «мг/(м*ч*Па)» можно найти на упаковках некоторых строительных материалов. Например, его указывают для пенопласта или газобетона. 2. Сопротивление паропроницанию ((м2*ч*Па)/мг) находят, разделив толщину слоя материала в метрах (м) на коэффициент паропроницаемости. Таким образом, сопротивление, в отличие от коэффициента, уже показывает паропрозрачность не 1 м, а слоя материала конкретной толщины.
В расчётах паропрозрачности многослойной конструкции, например «стена + утеплитель + отделка», общее сопротивление паропроницанию определяют с учётом сопротивления каждого из слоёв.
Рисунок 5
Почему пар хочет на улицу?
Рассмотрим простую (неутеплённую) стену из кирпича или бетона. Пусть в помещении +20 °С при -20 °С снаружи. Дома теплее и фактической влаги в воздухе больше, чем на улице.
Источники пара в квартирах – санузлы, кухни, сохнущее бельё, дыхание человека и растений.
Чем больше влаги, тем она тяжелей – выше её давление. Имеем систему с перепадом давлений и паропрозрачной прослойкой (стеной) внутри (рис. 6). Что произойдёт? Пар будет выравнивать давление. Поэтому зимой направление его потоков всегда направлено из помещения на улицу.
Рисунок 6
Откуда в стене или на стене появляется вода?
Температура в стене постепенно снижается от её внутренней поверхности к внешней. Вода появится там, где воздушная влага остынет до температуры точки росы. Это может произойти во внутреннем слое пористой стены, а также на её поверхности. Место конденсации зависит от паропрозрачности материала, его толщины, температуры и влажности в помещении и на улице. Росу на холодной стене можно увидеть, если: 1. Поверхность окрашена масляной краской. Масляные покрытия практически непаропроницаемы, поэтому весь конденсат на них собирается снаружи. Если его много, то он стекает ручьями. 2. Паропроницаемый материал (кирпич, бетон) остыл настолько, что конденсат выпадает уже как внутри, так и на поверхности. В первую очередь это происходит там, где холоднее всего – в углах помещения, на оконных откосах или за мебелью, придвинутой к внешним стенам. В подобных местах появляются сырые пятна, капли росы или даже иней со льдом.
Не всегда точка росы заявляет о себе столь очевидно. Бывает, она незаметно прячется внутри стеновой конструкции.
А сухая ли стена внутри?
К сожалению, сухие на вид стены не всегда таковы внутри. Зимой в наружных неутеплённых стенах капельная влага не редкость. В этом легко убедиться, приложив ладонь к стеновой поверхности в типовой квартире застройки прошлого столетия. Ощущение стылости – это и есть сочетание холода и высокой влажности. Получается, что хотя конденсат и не стекает ручьями, но он всё же есть. Почему мы его не видим? 1. Воздух вблизи стены подсушивается за счёт проветривания или хорошей вентиляции. 2. Сильные морозы держатся недолго, роса не успевает проступать на поверхность. 3. Днём достаточно солнца, которое дополнительно прогревает стены с улицы. 4. Точка росы глубоко в стене. Из мокрого слоя вода уходит по капиллярам в соседний сухой, где в основном успевает испариться и выветриться (рис. 7).
Примерно так происходит, если положить пористую губку на мокрый стол: губка втянет в себя воду и подсушит поверхность.
Рисунок 7
Чем же опасна точка росы в строительных конструкциях?
- Сырые стены холоднее, так как вода в капиллярах остывает быстрее, чем воздух. Результат: либо мёрзнуть в квартире, либо тратить больше денег на отопление.
Очевидно, что даже немного конденсата в строительных материалах – уже плохо. Как же с ним бороться?
Мокрому месту в стенах не место
Устраните хотя бы одну из причин появления конденсата, и проблема точки росы внутри и снаружи строительных конструкций исчезнет сама собой. Для этого можно выбрать одно из трёх:
1. Не дать стенам замёрзнуть.
2. Закрыть влажному воздуху дорогу в стеновые поры и микротрещины.
3. Сделать и то и другое одновременно.
В строительстве и ремонтах для этого используются различные технологии. Но нас, прежде всего, интересует, как не допустить точку росы в стене при утеплении балкона изнутри, ведь именно таким утеплением мы и занимаемся. Почему оно должно быть внутренним, читайте здесь (скоро), а о подробностях его устройства – здесь (скоро).
Мы собираем практически непаропроницаемый многослойный теплоизоляционный барьер – своеобразный термос (рис. 8).
Через него способно просочиться столь незначительное количество пара из квартиры, что в стене за утеплителем просто нечему конденсироваться. Внешняя стена остаётся холодной, но в её капиллярах не остывающий комнатный воздух, а уличный, и влаги в нём меньше точки росы. В результате на балконе тепло, сухо и комфортно!
Паропроницаемость и теплоизоляционные свойства нашей системы были рассчитаны по соответствующей инженерной методике. Одна из главных задач таких расчётов – избавление от точки росы.
Для проектирования конструкции балконной теплоизоляции мы использовали:
Подведём итоги
1. Точка росы в строительстве – это определённое сочетание температуры и влажности. Для выпадения конденсата в стене или утеплителе одной низкой температуры недостаточно.
2. Если внутренняя теплоизоляция балкона правильно рассчитана, грамотно и аккуратно собрана, то в такой конструкции никакой точки росы не будет, ведь на пути водяных паров стоит многослойная паронепроницаемая система утепления.
• Комплектация объекта под ключ
Присоединяйтесь к нам в соцсетях ВКонтакте и Instagram!
Оставьте заявку на ремонт или дизайн-проект без переделок здесь!
Полезно?
Поделитесь, пожалуйста
Владельцем исключительных прав на все фотографические изображения, размещенные на сайте, является Николаев А.А. ©.
Использование фотографических изображений, размещенных на сайте, другими лицами в целях извлечения прибыли или без такой цели запрещено.
Конденсация влаги на поверхностях конструкций
Излишняя влага была и остается проблемным фактором для строителей, т.к. именно она является одной из главных причин механического и химического повреждения и даже разрушения зданий и сооружений. Влага вызывает или ускоряет процессы коррозии металла, в присутствии воды бетоны, каменные и кирпичные кладки разрушаются при промерзании и оттаивании, из цементно- и известесодержащих растворов вымывается известь, деревянные конструкции деформируются (коробятся и разбухают), на влажных поверхностях поселяются колонии грибов, мхов, лишайников, воздух в помещениях становится затхлым и сырым, что зачастую неблагоприятно сказывается на здоровье человека.
Существуют четыре основных источника влаги в зданиях:
- Жидкая влага (вода) как результат проникновения атмосферных осадков. В зависимости от климатических условий на 1 кв.м кровли приходится от нескольких сотен до тысячи литров воды в год. Стены при этом получают от 25 до 50 % от этой величины и большую часть этой влаги испаряют в воздух помещений.
- Водяной пар из наружного воздуха (пар снаружи попадает в здание как при принудительной, так и при естественной вентиляции), а также из внутреннего воздуха (источниками водяного пара служат влажные помещения: кухни, ванные, сауны и т.д.).
- Вода и водяной пар из грунта, прилегающего к зданию (в том числе влага, поднимающаяся по капиллярам подземных конструкций). Установлено, что испарение с «сухого» земляного пола или не полностью перекрытого подполья может составлять от 100 до 500 г воды в сутки с каждого квадратного метра.
- Технологическая влага, содержащаяся в материалах строительных конструкций. Так, деревянные конструкции в первые годы эксплуатации теряют до 10 % от собственного веса, а бетоны испаряют до 100 л воды с каждого кубометра.
Существует множество способов борьбы с излишней влажностью. Основной – герметизация строительных конструкций и узлов примыкания, устройство гидроизоляционных и гидрофобных барьеров. Однако, для многих помещений основной проблемой остается высокая влажность воздуха и, как результат, конденсация паров влаги на поверхностях ограждающих конструкций. Связано это с явлением, носящим название «выпадение росы». Теплый водяной пар при столкновении с холодной поверхностью осаждается на ней в виде капелек воды. Определить «точку росы» поможет таблица 1.
Значения, приведенные в таблице, соответствуют температуре поверхности, на которой вероятно выпадение конденсата в зависимости от температуры и влажности воздуха в помещении.
Таблица 1
| Температура воздуха внутри помещения, С |
Относительная влажность воздуха в помещении | |||||
| 40 % | 50 % | 60 % | 70 % | 80 % | 90 % | |
| 10 | — 2,6 | 0,1 | 2,6 | 4,8 | 6,7 | 8,4 |
| 11 | — 1,8 | 1,0 | 3,5 | 5,8 | 7,7 | 9,4 |
| 12 | — 1,0 | 1,9 | 4,5 | 6,7 | 8,7 | 10,4 |
| 13 | — 0,1 | 2,8 | 5,5 | 7,7 | 9,6 | 11,4 |
| 14 | 0,6 | 3,7 | 6,4 | 8,6 | 10,6 | 12,4 |
| 15 | 1,5 | 4,7 | 7,3 | 9,6 | 11,6 | 13,4 |
| 16 | 2,4 | 5,6 | 8,2 | 10,5 | 12,6 | 14,4 |
| 17 | 3,3 | 6,5 | 9,2 | 11,5 | 13,5 | 15,3 |
| 18 | 4,2 | 7,4 | 10,1 | 12,5 | 14,5 | 16,3 |
| 19 | 5,1 | 8,3 | 11,1 | 13,4 | 15,5 | 17,3 |
| 20 | 6,0 | 9,3 | 12,0 | 14,4 | 16,4 | 18,3 |
| 21 | 6,9 | 10,2 | 12,9 | 15,3 | 17,4 | 19,3 |
| 22 | 7,8 | 11,1 | 13,9 | 16,3 | 18,4 | 20,3 |
| 23 | 8,7 | 12,0 | 14,8 | 17,2 | 19,4 | 21,3 |
| 24 | 9,6 | 12,9 | 15,8 | 18,2 | 20,3 | 22,3 |
| 25 | 10,5 | 13,9 | 16,7 | 19,1 | 21,3 | 23,2 |
| 26 | 11,4 | 14,8 | 17,6 | 20,1 | 22,3 | 24,2 |
| 27 | 12,2 | 15,7 | 18,6 | 21,1 | 23,3 | 25,2 |
| 28 | 13,1 | 16,6 | 19,5 | 22,0 | 24,2 | 26,2 |
| 29 | 14,0 | 17,5 | 20,4 | 23,0 | 25,2 | 27,2 |
| 30 | 14,9 | 18,4 | 21,4 | 23,9 | 26,2 | 28,2 |
Так, при температуре воздуха внутри помещения 20 С и относительной влажности 60 % на внутренней поверхности стены образуется конденсат в случае, если ее температура равна 12 С или ниже.
Гараж, кухня, прачечная, кладовая и особенно подвальные помещения и бассейны обычно обладают повышенной влажностью. Первым признаком излишней влаги в воздухе являются запотевшие зеркала и стекла.
Также в местах соединения различных элементов строительных конструкций внешняя изотермическая поверхность по площади может быть в несколько раз больше внутренней термопоглощающей, и, как следствие, через эти элементы проходит больше теплоты, нежели через другие ограждающие конструкции здания. Такие соединения называют геометрическими или конструкционными «мостиками холода». Геометрические «мостики холода» характеризуются двух- или трехмерным потоком теплоты и чаще встречаются на углах здания, выступающих балконах, навесах и эркерах. Также конструкционными «мостиками холода» можно считать оконные и дверные перемычки.
Материальными «мостиками холода» называют соединения, когда материалы с низкой теплопроводностью наружных строительных конструкций комбинируются с материалами, обладающими высокой теплопроводностью (к примеру, металлические балки перекрытий в кирпичных зданиях и т.д.). Повышенная теплоотдача через «мостики холода» приводит к тому, что возрастает потребление энергии на отопление здания, на поверхностях конструкций зимой температуры становятся ниже и выпадает конденсат.
Избежать выпадения конденсата на холодных поверхностях можно при помощи следующих мероприятий:
- Повысить температуру ограждающей конструкции путем ее теплоизоляции, тогда точка росы выводится с внутренней поверхности ограждения в зону утеплителя и не причиняет уже столько хлопот;
- уменьшить влажность воздуха, используя для этого кондиционеры и осушители – специальные установки, удаляющие излишнюю влагу из окружающего воздуха или уменьшающие ее до приемлемого значения 40 – 50 %.