Вентиляция кровли

Одним из важнейших вопросов строительной теплофизики является влажностный режим в ограждающих конструкциях. Влажность материалов, составляющих конструкцию, в годичном цикле их эксплуатации существенно влияет на коэффициент теплопроводности, а значит, и на сопротивление теплопередаче конструкции. Недооценка температурно-влажностного режима эксплуатируемого ограждения может привести к выпадению конденсата, систематическому влагонакоплению в толще конструкции, снижению долговечности, а иногда и разрушению.

Накопленный опыт строительства позволил выработать несложные правила отбора нормальных конструкций. Научное развитие проблем влагопереноса и влагонакопления строительными материалами дополнило эти правила и выработало требования к конструктивным решениям, отраженные в СНиП 11-3-79* "Строительная теплотехника". Несмотря на это до сих пор нередки случаи влагонакопления в конструкциях.

Причин для этого несколько. Во-первых, недооценка строителями и проектировщиками важности проблемы. Во-вторых, появление новых строительных материалов и конструктивных решений, которые не всегда укладываются в старые представления и границы. В третьих, несовершенство самих нормативных требовании. Из-за огромной сложности построить стройную и абсолютно точную теорию процесса влагопереноса пока не представляется возможным. Требования, использованные в СНиП 11-3-79*. были разработаны в сороковых-пятидесятых годах, когда возникла проблема нормирования промышленного строительства.

В то время была проведена огромная работа по натурному исследованию, накоплению экспериментального материала, систематизированию и теоретическому осмыслению процесса. И для распространенных или перспективных на тот момент конструкций были выработаны требования и рекомендации, позволяющие судить о будущем влажностном режиме конструкции еще на стадии проектирования. Теория была на тот момент (а отчасти остается и сейчас) очень сложной, а рекомендации нужны были простые. Поэтому требования давались с большим запасом. Так что до сих пор требования на паропроницаемость, заложенные в СНиП 11-3-79*, остаются основным критерием при проектировании конструкций, который в подавляющем большинстве случаев гарантирует нормальное функционирование конструкции с точки зрения влажностного режима.

Наука последние 60 лет не стояла на месте. Был накоплен огромный экспериментальный материал, вводились новые, более сложные характеристики строительных материалов, создавались новые теории, часть из которых нашла практическое воплощение в программах расчета влажностного режима ограждающих конструкций. Точная информация о состоянии конструкции позволяет избежать перерасхода материалов или накопления влаги в ней.

Наиболее сильно проблемы конденсации влаги стали проявляться с появлением в строительстве многослойных ограждающих конструкций с ярко выраженным слоем утеплителя, на который приходится основной перепад температур. В наиболее простом виде правило учета влажностного режима при проектировании таких конструкций формулируется так: сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции с теплой стороны от утеплителя должно быть меньше, чем с холодной. Конечно, это наиболее грубое и не всегда выполняющееся правило, но благодаря своей простоте оно дает возможность быстро выявлять наиболее критические места конструкции. Зная это правило, легко понять, что основную опасность систематического влагонакопления представляют стены, утепленные изнутри, и совмещенные кровельные покрытия.

Проблема влажностного режима совмещенного кровельного покрытия заложена в самом функциональном назначении кровли С одной стороны, совмещенное кровельное покрытие должно защищать внутренние помещения от холода зимой и от перегрева солнечной радиацией летом, поэтому его сопротивление теплопередаче должно быть больше, чем у стен, чего в современных условиях невозможно достичь без применения утеплителя. С другой стороны, кровля должна защищать от различных погодных проявлений, таких, как дождь, град или снег, поэтому ее невозможно устроить без мощной гидроизоляции. Почти любая гидроизоляция является и пароизоляцией, расположенной с холодной стороны от утеплителя.

Пар в таком кровельном покрытии зимой неизбежно конденсируется, а насколько это опасно для конструкции приходится каждый раз рассматривать отдельно. Единственной целесообразной мерой для устранения конденсации влаги в таких покрытиях является устройство в них воздушной прослойки или продухов, расположенных над теплоизоляционным слоем и вентилируемых наружным воздухом. Рассмотрим пример из практики: разрез совмещенного кровельного покрытия. Несмотря на то, что в проекте предусмотрена пароизоляция под слоем утеплителя, а кровельные работы выполнены добротно и в соответствии с проектом, это совмещенное кровельное покрытие стало увлажняться и накапливать влагу в процессе эксплуатации.

  Состав совмещенного кровельного покрытия (сверху вниз):

• сталь кровельная оцинкованная;
• обрешетка из бруса 50x100 мм толщиной 50 мм;
• воздушная прослойка толщиной 280 мм;
• плиты минераловатные повышенной жесткости 250 мм;
• пароизоляция - слой рубероида;
• обрешетка из бруса 50x50 мм толщиной 50 мм; сухая штукатурка 20 мм.

Этот пример выбран потому, что он наиболее ярко показывает описываемую проблему. Качественно выполненная кровля из оцинкованной стали становится непреодолимым препятствием для пара, это предельный случай, позволяющий показать все тонкости процесса влагопереноса и влагонакопления, не прибегая к сложным выкладкам Весь отопительный период пар из слоя утеплителя не уходит, а конденсируется. Препятствием для проникновения пара из теплых помещений в утеплитель служит один слой рубероида сопротивлением паропроницанию Р =1,1 м2- ч Па/мг по Приложению 11 СНиП 11-3-79*. Парциальное давление водяного пара в слое утеплителя будет в данном случае в зависимости от температуры наружного воздуха меняться в пределах от 100 до 1000 Па. Возьмем в среднем 550 Па. Парциальное давление водяного пара во внутренних помещениях колеблется от 900 до 1200 Па, в среднем 1050 Па. За весь отопительный период на 1 м2 кровли сконденсируется 2337 г водяного пара. Для нормальной кровли это огромная величина. В данном случае результатом такого увлажнения стало то, что, стекая по уклону, вода сконцентрировалась по нижним краям кровли, нашла неплотные примыкания пароизоляции и весной стала выливаться на офисные помещения, находящиеся на верхнем этаже.

Если бы воздушная прослойка была вентилируемая, этих проблем удалось бы избежать. Воздух, проходящий через вентилируемую прослойку, уносит большую часть водяного пара, и процесс влагонакопления не происходит. Конечно, и тут можно ошибиться и сделать вентилируемую воздушную прослойку, в которой воздух будет застаиваться или уносить недостаточно пара. Описанный процесс очень сложен. Он зависит от перепада высот в вентилируемой прослойке, толщины прослойки, сопротивления паропроницаемости и теплопередаче слоев совмещенного кровельного покрытия, расположенных ниже прослойки и т.д.

В случае, когда совмещенное кровельное покрытие выполнено без вентилируемой воздушной прослойки и при этом в процессе эксплуатации выясняется, что в слоях конструкции происходит влагонакопление, остается только делать продухи до слоя утеплителя.

При проектировании ограждающих конструкций, особенно с применением новых эффективных материалов, а также нестандартных конструктивных решений, следует обязательно учитывать влажностный режим ограждения.