Возведение кровли представляет собой сложный процесс, требующий профессионального подхода к сооружению всей конструкции. Одним из главных ее составляющих являются подкровельные пленки, защищающие кровельную конструкцию от разрушения, прежде всего от негативного воздействия пара.
Для защиты кровельных конструкций от теплопотерь и разрушений значительное внимание необходимо уделять пароизоляции, гидроизоляции и вентиляции кровли. Утепленная крыша наиболее подвержена негативным процессам, поскольку зимой через нее интенсивно происходит встречная диффузия водяного пара из воздушной внутренней среды здания во внешнюю среду. Диффузионный перенос зимой происходит только наружу вследствие огромного перепада парциального давления. Летом процесс, как правило, обратный, так как внешний воздух значительно более влажный, чем внутренний. Степень увлажнения конструкции за зимний период зависит от наличия тех или иных составляющих: пароизоляции, гидроизоляции, качественного утепления, вентиляции и т.д.
Влияние влажности на долговечность кровельных конструкций
Проникновение влаги в кровельные конструкции может быть обусловлено рядом причин:
- диффузионные процессы;
- конвекция;
- высокое исходное влагосодержание в строительных материалах (остаточная влажность);
- повреждение системы водоснабжения и др.
В результате конденсации водяных паров в холодное время года на нижнем слое кровельного покрытия образуется иней или наледь, которые непроницаемы для водяных паров (конденсация будет происходить также в верхнем слое утеплителя, на стропилах и подкровельной пленке).
Устойчивыми к воздействию диффузии конструкциями являются невентилируемые наклонные кровли, а также плоские кровли (эксплуатируемые и зеленые). На паронепроницаемых слоях скапливается влага из конструкции и происходит выпадение конденсата. Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке. К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что резко снижает его свойства.
Чтобы исключить разрушительные воздействия влаги, необходимо максимально предотвратить ее попадание в кровельную систему. Однако полностью защитить конструкцию от воздействия влажности невозможно. Влажностная нагрузка, вызванная диффузией, не является основной причиной разрушений. Как правило, повреждения вызывает внешняя влага и конвективный перенос влаги, содержащейся в мансарде. Такие механизмы увлажнения при выполнении строительных работ полностью исключить невозможно!
«Боковая диффузия»
На практике встречаются такие повреждения строительных конструкций, возникновение которых не может быть объяснено исключительно диффузией и конвекцией. Приведем пример случая с «боковой диффузией». Конструкция: деревянная обрешетка, битумное кровельное покрытие, полиэтиленовая пленка (PE), минераловатный утеплитель. Несмотря на полную непроницаемость конструкции, влага проступает на нижней части конструкции. Сначала было сделано предположение о том, что причиной стала повышенная влажность строительных материалов. Но поскольку с течением времени влага продолжала проникать, эта причина была отклонена. По прошествии пяти лет конструкция была вскрыта. Деревянная обрешетка к тому времени уже большей частью сгнила.
Тогда была выдвинута версия о воздействии «боковой диффузии». Под этим явлением понимают проникновение влаги в кровлю через пористую кирпичную кладку. Влажность деревянной конструкции над кирпичной кладкой уже по прошествии одного года увеличилась примерно на 20 %, в результате чего была превышена граница, при которой начинает образовываться плесень, по прошествии трех лет это значение увеличилось на 40 %, а по прошествии пяти лет – на 50 %.
 |
 |
Повреждение строительной конструкции: воздействие влажности, несмотря на использование воздухонепроницаемого соединения и системы пароизоляции |
Причина воздействия влажности: перенос влаги через боковую поверхность, в данном примере – кирпичную кладку |
Сопротивление диффузии пара
Для обеспечения долговечности кровельной системы необходимо сконцентрировать внимание на способности конструкции к высушиванию. Уменьшении нагрузки по влажности обеспечивается с помощью пароизоляции с переменным коэффициентом Sd. Показатель Sd определяется как произведение коэффициента сопротивления диффузии пара (показатель µ), который является постоянным для данного материала, и толщины элемента конструкции в метрах:
Снижение значения показателя Sd можно добиться путем уменьшения значения коэффициента µ при достаточно большом значении толщины элемента конструкции или путем увеличения коэффициента µ при достаточно незначительной толщине материала (например, пароизоляционные пленки). Воздействие водяных паров прежде всего связанно с коэффициентом µ, а затем – с толщиной слоя строительного материала, это означает, что при большом значении коэффициента µ конденсация воды идет быстрее, чем при меньшем его значении.
 |
 |
Физические характеристики воздуха при относительной влажности, равной 50 %. В нормальных климатических условиях (20 °C, относительная влажность воздуха 50 %) точка росы достигается при температуре 9,2 °C. При температуре –10 °C конденсация содержащейся в воздухе влаги составляет 6,55 г/м. |
Физические характеристики воздуха при относительной влажности, равной 65 %. При более высокой относительной влажности воздуха, равной 65 %, точка росы достигается уже при температуре 13,2 °C. При температуре –10 °C конденсация содержащейся в воздухе влаги составляет 9,15 г/м |
«Интеллектуальные» пароизоляционные системы.
В конструкции вентилируемых скатных крыш устраивают специальные зазоры. Как правило, их два – верхний и нижний. Через верхний зазор (между кровельным покрытием и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность. Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель из внутреннего помещения. Качественное обустройство пароизоляции со стороны внутреннего помещения и наличие достаточного нижнего вентиляционного зазора исключают переувлажнение конструкции крыши. Отметим, что при применении в качестве гидроизоляционных материалов «дышащих» мембран необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает.
— безразмерная относительная величина. В качестве эталонной величины принимается коэффициент сопротивления диффузии водяного пара = 1, характерный для слоя воздуха высотой 1 м.Коэффициент сопротивления диффузии показывает, во сколько раз больше сопротивление диффузии строительного материала по сравнению с таким же по толщине слоем воздуха. Показатель паропроницаемости материала (Sd) – величина, представляющая собой произведение коэффициента сопротивления диффузии () и толщины материала (d) в метрах: Sd (паропроницаемость) = • d.Основной возможностью для удаления влаги из невентилируемой конструкции является высушивание вовнутрь: всякий раз, когда значение температуры снаружи изоляции выше, чем внутри, направление диффузионного потока изменяется – влага из строительной конструкции устремляется в сторону помещений . (Для классических конструкций, открытых для диффузии, высушивание внутрь является второстепенным механизмом. Диффузионный поток, главным образом, обусловлен перепадом парциального давления)Это происходит уже в солнечные дни весной и осенью и значительно усиливается в летнее время.
 |
На этих изображениях видно, что материалы, применяющиеся для устройства пароизоляции, например битумы, не являются абсолютно герметичными по отношению к проникновению пара. Поэтому полноценная пароизоляция может быть достигнута только при использовании металлической фольги. Системы пароизоляции с применением слоев из металлической фольги практически паронепроницаемы |
Применение пароизоляции делает, на первый взгляд, строительную конструкцию защищенной от влажности. Однако в случае передачи влажности путем конвекции или вследствие повышенной влажности строительных материалов, высушивание вовнутрь в летнее время становится невозможным. В этом случае пароизоляция препятствует удалению влаги из конструкции.
Идеальная пароизоляция обеспечивается системой с высоким сопротивлением диффузии зимой и низким сопротивлением диффузии летом. Уже в течение нескольких лет оценка «интеллектуальной» системы пароизоляции осуществляется с помощью коэффициента Sd. Эта система изменяет сопротивление диффузии в зависимости от уровня окружающей влажности. Таким образом, пароизоляция в холодный период непроницаема для диффузии и защищает конструкцию от действия влажности. В теплых климатических условиях эта система открыта для диффузии пара и обеспечивает удаление избыточной влаги из утепленной конструкции.
В Европе существуют четкие стандарты, регламентирующие вопросы, связанные со строительством утепленных мансард. В частности, согласно DIN 4108, паропроницаемость внутренней пленки — пароизоляции и внешней – гидроизоляции, находящейся в контакте с утеплителем, должна быть не менее 1:10, т.е. пароизоляция должна пропускать в 10 раз меньше пара, чем гидроизоляция. Другой объединенный стандарт EN 13859 регламентирует критерии выбора материалов для гидроизоляции строительных конструкций. Благодаря нормативной базе и культуре строительства в европейских странах уже давно отработана конструкция утепленной мансарды и перечень материалов, применимых для ее создания. К сожалению, в российской строительной практике ничего подобного не существует, издавна на Руси строили кровлю по технологии «холодного чердака». Переход на понимание «концепции утепленной мансарды» проходит медленно и болезненно. До сегодняшнего дня в России активно строят мансарды с двойным зазором, не говоря уже о том, что материалы применяются не правильно или не соответствующего качества. Для решения вопроса влагопереноса в строительных конструкциях необходим комплексный подход к подбору материалов и технологии их применения. В частности, существуют мембраны для пароизоляции (например, «интеллектуальная» Tyvek® VCL SD2 производства компании DuPont, показатель Sd = 2…4 м) и гидроизоляции (например, Tyvek® Solid или Supro Tape), разработанные в соответствии с жесткими требованиями стандартов и имеющие заданные показатели. Эти материалы монтируются в плотном контакте с волокнистым утеплителем и в комплексе обеспечивают функционирование утепленной мансарды, в любых климактерических условиях, создавая комфортный микроклимат.
В качестве примера «интеллектуальной» пароизоляции можно привести системы ISOVER VARIO KM, pro clima INTELLO и DELTA-Sd-FLEXX (DORKEN), которые изменяют сопротивление диффузии и паропроницаемость в зависимости от влажности и климатических условий.
В заключение еще раз подчеркнем, что в строительной практике нельзя исключать влияние нагрузки по влажности. Поэтому рекомендуется не экономить на конструктивных элементах кровельного покрытия и уделить значительное внимание способности конструкции к высушиванию.
Александр Исаковский, Дарья Полякова
При подготовке статьи были использованы
материалы компании «Пластэкс».
Статья подготовлена при содействии
компании«DORKEN.
В статье дана очень важная информация. Жаль, что большинство строителей и заказчиков до сих пор не понимают, что важна не только толщина теплоизоляции, но и создание нормальных условий для ее «работы».