Збираючись утеплювати своє житло, багато власників будинків стикаються з проблемою вибору утеплювачів. Дійсно, асортимент утеплювачів досить великий і всі вони мають різні характеристики і області застосування. Одним з основних параметрів утеплювача є паропроникність - властивість матеріалів і конструкцій, виконаних з них, пропускати крізь себе водяну пару. Навіщо нам потрібно знати цей параметр?
Справа в тому, що вологі, тим більше мокрі, теплоізоляційні матеріали істотно збільшують свою теплопровідність. І як наслідок перестають виконувати теплоізолюючі функції, тобто утеплювач вже не утеплює, а присутній лише про людське око. Мало того волога, сконденсованих в матеріалі конструкції, що обгороджує, замерзаючи взимку, руйнує його зсередини, послаблюючи конструктивну міцність, що загрожує різким погіршенням здоров'я мешканців.
При вивченні цих процесів з'являється на світ так звана «точка роси» - термін, пов'язаний з конденсацією водяної пари. Яке відношення він має до будівництва, ми зараз і спробуємо розібратися. По-простому, як то кажуть «на пальцях».
Почнемо здалеку. Вода - основа життя на нашій планеті - присутній в наших будинках в трьох агрегатних станах:
- в рідкому - у водопровідних трубах, склянці, наших животики;
- в газоподібному - у вигляді пари над каструлькою з супом, в паровому прасці, в повітрі, що видихається нами повітрі;
- в твердому - в бурульки на даху, у вигляді льоду на ганку (куди дивляться двірники ?!), в морозилці холодильника і келиху віскі.
Крім цих очевидних місць, вода ще знаходиться в огороджувальних конструкціях (стінах, перекриттях, покрівлі) нашого будинку. З метою спрощення розуміння в подальшому ми будемо розглядати тільки стіни (точніше одну стіну), маючи на увазі, що схожі процеси протікають і в інших конструкціях будівлі.
Перш ніж розглядати паропроникність стін, зупинимося на водяній парі. Як і всі гази, що становлять повітря в приміщенні, він володіє парціальним тиском (парціальний - частковий, який є частиною чого-небудь). Тобто водяна пара тисне на стіну з певною силою. І якщо зовні (з вулиці) на цю ж стіну тисне з такою ж силою той же водяна пара, то він (пар) нікуди рухатися не буде.
Але якщо вдома жарко і волого, а за вікном холодний сухий морозець, то пар, як скаковая кінь, кинеться туди, де його парціальний тиск нижче (так як вологи в вуличному повітрі немає або дуже мало), тобто на вулицю, проникаючи крізь пори матеріалу стіни. При цьому охолоджуючись по шляху (адже температура внутрішньої поверхні стіни +25 ° С, а зовнішньої, наприклад, -20 ° С, мороз, проте), і в міру остигання перетворюючись в воду (конденсуючи).
Переходити в інший агрегатний стан (воду) водяна пара може при зниженні температури, підвищення атмосферного тиску, збільшення кількості пара в повітрі (підвищенні вологості). Нормальний атмосферний тиск (760 мм ртутного стовпа) там, де живуть люди, може змінюватися лише на два-три відсотки в обидві сторони, тому його вплив ми враховувати не будемо.
Розглянемо фізику процесу конденсації пари в матеріалі стіни в міру його просування зсередини назовні. Для простоти будемо вважати, що температура повітря всередині і зовні приміщення постійні. Кількість водяної пари в грамах в одиниці об'єму повітря (1 м3) називається абсолютною вологістю повітря. У будівельних теплофізичних розрахунках застосовується параметр відносна вологість повітря. Він показує кількість водяної пари в повітрі в частках від максимально можливого при конкретної температурі і найчастіше виражається у відсотках.
Наприклад, відносна вологість повітря 60% при температурі 20 ° С, говорить про те, що в одному кубічному метрі повітря у вигляді пари знаходиться 10,4 грама води, що становить 60% (6/10) від максимальної кількості води (17,3 грами в 1 м3), яке може перебувати в пароподібному стані в тому ж кубометрі повітря при даній температурі.
Кожен i-тий газ, що становить наше повітря (азот, кисень, аргон, вуглекислий газ і ін.) Як і водяна пара, створює свою власну парціальний тиск е i, яке визначається згідно з рівнянням Клапейрона (формулу дивіться на картинці). Суму парціальних тисків газів повітря можна виміряти за допомогою звичайного барометра. Частка тиску насиченої пари в ній не перевищує 0,1% і для температури 20 ° С становить приблизно 2,34 кПа (дивись таблицю).
При 100% відносної вологості повітря максимально насичений водяною парою і називається насиченим (за аналогією з обжерся людиною). Ступінь насиченості повітря водяною парою залежить тільки від його температури, чим вона вища, тим більше молекул води в одиниці об'єму може перебувати в пароподібному стані. Залежність тиску насиченої пари від його температури була знята експериментальним шляхом і занесена в спеціальні таблиці. Парціальний тиск насиченої водяної пари називається тиском насичення повітря водяною парою і позначається символом Е (дивись картинку з графіками).
Якщо збільшити температуру повітря з деякою (відмінною від нуля) абсолютноювологістю його відносна вологість знизиться, так як величина парціального тиску водяної пари зростає лінійно від температури, причому досить повільно, а тиск насичення зростає по експоненті (тобто набагато швидше). Навпаки, при охолодженні повітря відносна вологість зросте внаслідок більш швидкого зниження величини тиску насичення.
У міру остигання вологого повітря до деякої температури, коли парціальний тиск парастанет рівним тиску насичення парою при цій же температурі, відносна вологість повітря складе 100%, тобто повітря досягне максимального насичення водяною парою. Ця температура називається точкою роси. Якщо повітря буде і далі охолоджуватися, то частина вологи почне з нього конденсуватися. Повітря при цьому буде як і раніше повністю насичене водяною парою, а його тиск насичення буде знижуватися відповідно до падаючої температурою.
У процесі зниження температури, вона в кожен момент часу буде точкою роси для нової сформувалася абсолютної вологості повітря. Іншими словами, у міру просування (дифузії) водяної пари крізь матеріал стіни в сторону холодній вулиці, він з кожним сантиметром потраплятиме у все більш холодні шари, і, остигаючи, продовжить конденсуватися, зволожуючи при цьому стіну.
Умовою відсутності утворення конденсату на внутрішній поверхні стіни і в її товщі є підтримання температури огороджуючих конструкцій і повітря в приміщенні вище точки роси, а це значить, що парціальний тиск водяної пари в кожній точці перетину стіни повинно бути менше тиску насичення пара. Дотримання цієї умови можна досягти зовнішнім утепленням стін, їх внутрішньої пароізоляцією, зниженням абсолютної вологості повітря в приміщенні шляхом його провітрювання і вентилювання.
Про те, чим і які стіни можна утеплювати , Не побоюючись обвалу перекриттів, розповімо в наступній статті.
Навіщо нам потрібно знати цей параметр?Куди дивляться двірники ?
