CC BY
52
УДК 662.998
В.Г. Гагарин, П.П. Пастушков*
ФБГОУ ВПО «МГСУ», *НИИСФ РААСН
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПАРОПРОНИЦАНИЮ НАРУЖНЫХ ОТДЕЛОЧНЫХ СЛОЕВ ФАСАДНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМ С НАРУЖНЫМИ ШТУКАТУРНЫМИ СЛОЯМИ
Разработана методика определения сопротивления паропроницания отделочных слоев теплоизоляционных систем с использованием результатов экспериментального определения сопротивления паропроницанию всей системы. Разработанная методика позволяет повысить точность определения по сравнению с ранее известной, предполагающей экспериментальное определение коэффициентов паропроницаемости материалов отделочных слоев с последующим расчетом их общего сопротивления паропроницанию.
Ключевые слова: отделочные слои, сопротивление паропроницанию, коэффициент паропроницаемости.
Введение повышенных требований к теплозащите ограждающих конструкций привело к развитию конструктивных решений с применением эффективных теплоизоляционных материалов. К новым ограждающим конструкциям относятся фасадные теплоизоляционные композиционные системы с наружными штукатурными слоями (далее фасадные теплоизоляционные системы).
Ограждающие конструкции с фасадной теплоизоляционной системой могут обладать достаточными теплозащитными свойствами, они сравнительно дешевы и позволяют реализовать современные архитектурные решения. Опыт применения таких конструкций в Германии насчитывает около 40 лет [1, 2]. Немецкие [1—3] и отечественные [4] специалисты отмечают, что рассматриваемые конструкции обладают достаточной долговечностью, если при их проектировании и строительстве не было допущено серьезных ошибок. Одной из таких ошибок, допускаемых при проектировании, является пренебрежение прогнозированием влажностного режима конструкций. Как показывает практика, именно влажностный режим данных конструкций является определяющим фактором для обеспечения их долговечности. Расчет влажностного режима ограждающих конструкций выполняется как по отечественным методикам, так и по иностранным [5—7]. В любом случае, расчет влажностного режима теплоизоляционных систем с тонким штукатурным слоем невозможен без параметров паропроницаемости штукатурного и клеевого слоев (отделочных слоев). Настоящая статья посвящена описанию методики определения суммарного сопротивления паропроницанию отделочных слоев на примере системы BAUMIT.
Комплексная система теплоизоляции BAUMIT состоит из слоя теплоизоляционного материала — пенополистирола или минераловатных плит, слоя клеевого состава и слоя штукатурного состава.
Методика исследований. Для проведения исследований были предоставлены образцы отдельно штукатурного и клеевого составов, минераловатных плит, а также ми-нераловатных плит с нанесенными клеевым и штукатурным составами. Все образцы были представлены в виде пластин и подготовлены для определения коэффициента паропроницаемости этих материалов, а также сопротивления паропроницанию всей системы на минераловатной плите.
Экспериментальные исследования сопротивления паропроницанию слоев и паропроницаемости материалов проводились по методике ГОСТ 25898—83 [8], которая соответствует известному методу «мокрой чашки».
140
© Гагарин В.Г., Пастушков П.П., 2012
Строительное материаловедение
VESTNIK
MGSU
Результаты измерений. Результаты экспериментальных определений параметров, осредненные по трем образцам материалов теплоизоляционной системы, сведены в табл.
Экспериментально определенные параметры паропроницаемости материалов фасадной теплоизоляционной системы (средние по трем измерениям)
Материал Толщина образца S , м o' Плотность материала р, кг/м3 Сопротивление паропроницанию Rn, (м2-ч-Па)/мг Коэффициент паропроницаемости ц, мг/(м- ч-Па)
Штукатурный состав 0,007 1260 0,082 0,085
Клеевой состав 0,0068 1480 0,11 0,06
Минераловатный утеплитель 0,048 137 0,096 0,51
По результатам экспериментов для образцов системы целиком, состоящих из мине-раловатного утеплителя, слоя клеевого состава, сетки и слоя штукатурного состава, общей толщиной 56 мм, установлено среднее значение сопротивления паропроницанию 0,15 (м2-ч-Па)/мг. Сопротивление паропроницанию слоя минеральной ваты той же толщины, что и в исследованных образцах системы, получено равным 0,096 (м2-ч-Па)/мг.
По этим экспериментальным данным вычислено общее сопротивление паропро-ницанию отделочных слоев (слоя клеевого состава, сетки и слоя штукатурного состава), как разность между сопротивлениями паропроницанию образцов всей системы и минераловатного утеплителя:
Яп = 0,15 - 0,096 = 0,054 (м2-ч-Па)/мг.
Проведен расчет общего (суммарного) сопротивления паропроницанию отделочных слоев (покрытия) системы по результатам экспериментальных исследований паро-проницаемости по отдельности всех составляющих материалов. Измерения толщины слоя штукатурки и клеевого состава на трех испытанных образцах системы BAUMIT показали, что средняя толщина этих слоев составляет 2 и 5 мм соответственно.
Тогда рассчитанное общее сопротивление паропроницанию отделочных слоев составляет:
= 0002 + 0005 = 0 07 (м2-ч-Па)/мг. п 0,085 0,06
Данное значение в два раза выше значения определенного экспериментально и равного 0,054 (м2-ч-Па)/мг.
Заключение. Из полученных результатов можно сделать вывод, что при расчетах влажностного режима фасадных теплоизоляционных систем с наружными штукатурными слоями необходимо определять совокупное сопротивление паропроницанию отделочных слоев как разность между сопротивлениями паропроницанию всей системы и слоя утеплителя. Такое определение повышает точность полученного сопротивления паропроницанию по сравнению с расчетом этого сопротивления с использованием коэффициентов паропроницаемости материалов составляющих отделочных слоев. Разработанная методика позволяет учитывать тот факт, что материалы отделочных слоев могут проникать в слой утеплителя, что, соответственно, сказывается на физических свойствах всей системы. Также невозможно точно определить толщину каждого из отделочных слоев, а предложенная методика не требует этой операции.
Примечание. Статья подготовлена в рамках выполнения ГК № 16.552.11.7064 от 13.07.2012 г.
Библиографический список
1. Гагарин В.Г. Теплоизоляционные фасады с тонким штукатурным слоем // Журнал АВОК. 2007. № 6. С. 82—90.
2. Гагарин В.Г. Температурно-влажностные воздействия и долговечность систем с тонким штукатурным слоем // Журнал АВОК. 2007. № 7. С. 66—74.
3. CziesielskiE., VogdtF.U. Schäden an Wärmedämm-Verbundsystemen. Stuttgart. 2000. 206 s.
4. Александров А.В. Системы наружного утепления: проблемы выбора и критерии оценки. // Стройпрофиль. 2005. № 4. С. 18—19.
5. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М. : Стройиздат, 1984. 168 с.
6. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Математическая модель и инженерный метод расчета влажностного состояния ограждающих конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2006. № 2. С. 60—63.
7. Carmelieta J., Deromeb D. Temperature driven inward vapor diffusion under constant and cyclic loading in small-scale wall assemblies: Part 2. Heat-moisture transport simulations // Building and Environment. 2012. V 47, January, pp. 161—169.
8. ГОСТ 25898—83. Материалы и изделия строительные. Методы определения сопротивления паропроницанию.
Поступила в редакцию в сентябре 2012 г.
Об авторах: Гагарин Владимир Геннадьевич — доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РААСН, заведующий кафедрой отопления и вентиляции, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, (8499)188-36-07, gagarinvg@yandex.ru;
Пастушков Павел Павлович — инженер, аспирант, Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН), 127238, г. Москва, Локомотивный проезд, д. 21, 8 (495) 482-40-58, pavel-one@mail.ru.
Для цитирования: Гагарин В.Г., Пастушков П.П. Методика определения суммарного сопротивления паропроницанию наружных отделочных слоев фасадных теплоизоляционных композиционных систем с наружными штукатурными слоями // Вестник МГСУ 2012. № 11. С. 140—143.
V.G. Gagarin, P.P. Pastushkov
METHODOLOGY OF IDENTIFICATION OF THE OVERALL WATER VAPOUR PERMEABILITY RESISTANCE OF EXTERNAL FINISHING LAYERS OF COMPOSITE THERMAL INSULATION FAÇADE SYSTEMS THAT HAVE EXTERNAL PLASTER LAYERS
The method of identification of the water vapour permeability resistance of finishing layers of composite thermal insulation facade systems that have thin external plaster layers was developed by the authors. The above systems comprise one layer of the heat insulation material that has a 5 mm finishing coating. This system is fastened to the building wall. The method is based on the results of an experiment held to identify the resistance of all systems to the water vapour permeability irrespective of the availability of finishing layers.
The proposed method is more accurate than any of the previously known methods that contemplate the experimental determination of coefficients of water vapour permeability of materials of finishing layers and subsequent calculation of the overall resistance to the water vapour. The State Standard «Method of Determination of Resistance to the Water Vapour Permeability» that implements the «wet cup» technology has been applied. The method has been employed to identify the resistance of finishing layers of BAUMIT insulation system to the water vapour permeability. BAUMIT has a thermal insulation layer made of mineral cotton. It has been identified that the overall resistance of the finishing layer to the water vapour permeability, as determined in accordance with the methodology developed by the authors, is twice as less efficient than the overall resistance identified in accordance with prior methodologies. This difference in the characteristics of finishing layers essentially raises the accuracy of projections of the moisture behaviour of all composite facade insulation systems that have thin external plaster layers.
142
ISSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 11
Строительное материаловедение
VESTNIK
MGSU
Key words: thermal insulation systems, finishing layers, resistance to water vapour permeability, coefficient of water vapour permeability.
References
1. Gagarin V.G. Teploizolyatsionnye fasady s tonkim shtukaturnym sloem [Thermal Insulation Facades That Have Thin Plaster Layers]. Zhurnal AVOK [AVOK Journal]. 2007, no. 6, pp. 82—90.
2. Gagarin V.G. Temperaturno-vlazhnostnye vozdeystviya i dolgovechnost' sistem s tonkim shtukaturnym sloem [Effects of Temperature and Moisture and Durability of Systems That Have Thin Plaster Layers]. Zhurnal AVOK [AVOK Journal]. 2007, no. 7, pp. 66—74.
3. Cziesielski E., Vogdt F.U. Schäden an Wärmedämm-Verbundsystemen. Stuttgart, 2000, 206 p.
4. Aleksandrov A.V. Sistemy naruzhnogo utepleniya: problemy vybora i kriterii otsenki [Systems of External Heat Insulation: Problems of Choice and Assessment Criteria]. Stroyprofil' [Building Profile]. 2005, no. 4, pp. 18—19.
5. Rukovodstvo po raschetu vlazhnostnogo rezhima ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy [Guidebook for Analysis of Moisture Conditions of Filler Structures of Buildings]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1984, 168 p.
6. Gagarin V.G., Kozlov V.V. Matematicheskaya model' i inzhenernyy metod rascheta vlazhnost-nogo sostoyaniya ograzhdayushchikh konstruktsiy [The Mathematical Model and Engineering Method of Analysis of Moisture Conditions of Filler Structures]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. [Academy. Architecture and Civil Engineering]. 2006, no. 2, pp. 60—63.
7. Carmelieta J., Deromeb D. Temperature-driven Inward Vapor Diffusion under Constant and Cyclic Loading in Small-scale Wall Assemblies. Part 2. Heat-Moisture Transport Simulations. Building and Environment. 2012, vol. 47, January, pp. 161—169.
8. GOST 25898—83. Materialy i izdeliya stroitel'nye. Metody opredeleniya soprotivleniya paropro-nitsaniyu. [State Standard 25898—83. Construction Materials and Products. Methods of Identification of Resistance to Vapour Permeability].
About the authors: Gagarin Vladimir Gennad'evich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Associate Member, Russian Academy of Architectural and Construction Sciences (RAACS), Chair, Department of Heating and Ventilation, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; gagarinvg@yandex.ru; +7 (499) 188-36-07;
Pastushkov Pavel Pavlovich — engineer, postgraduate student, Research Institute of Building Physics of Russian Academy of Architectural and Construction Sciences (RAACS), 21 Lokomotivnyy proezd, Moscow, 127238, Russian Federation; pavel-one@mail.ru; +7 (495) 482-40-58.
For citation: Gagarin V.G., Pastushkov P.P. Metodika opredeleniya summarnogo soprotivleniya paropronitsaniyu naruzhnykh otdelochnykh sloev fasadnykh teploizolyatsionnykh kompozitsionnykh sistem s naruzhnymi shtukaturnymi sloyami [Methodology of Identification of the Overall Water Vapour Permeability Resistance of External Finishing Layers of Composite Thermal Insulation Façade Systems That Have External Plaster Layers]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 11, pp. 140—143.
