Дегтярев И.М. гл. инженер АНО СЭЦ «Спецтеплохимзащита»
Белевич В.Б. – д.т.н., зав. отделом кровельных,
гидро- и теплоизоляционных работ ЗАО ЦНИИОМТП
Можно выделить два пути проникновения влаги в толщу покрытия в период эксплуатации здания. Первый путь – проникновение атмосферной влаги сверху через дефекты водоизоляционного ковра, гигроскопической влаги, как следствие сорбционного свойства капиллярно-пористых строительных материалов поглощая влагу из воздуха, иными словами на кровле образуются протечки. Второй – накопление конденсированной влаги в покрытии, из-за плохой пароизоляции, расположенной под теплоизоляционным слоем и его переувлажнение. Рассмотрим подробнее второй вариант. Защита от проникновения атмосферной влаги (косого дождя, сильного ветра, снега) в покрытие вынуждает строителей иногда устраивать усиленный водоизоляционный ковер поверх покрытия. Расположение такого усиленного слоя сверху над теплоизоляцей противоречит рекомендациям и опыту строительства, и приводит к образованию и накоплению конденсационной влаги в толще конструкции. Конденсация влаги может происходить на поверхности конструкции или в процессе диффузии водяного пара. Избежать этого довольно сложно. Для того чтобы не было таких дефектов применяются две производственные технологии: устройство «дышащей» и вентилируемой кровли. Рассмотрим подробнее обе.
«Дышащая» кровля устраивается путем полосовой либо частичной точечной приклейки нижнего слоя рулонного материала к основанию. Для этого выпускаются специальные рулонные материалы с перфорацией или с полосками, которые не имеют на своей поверхности мастики. Кровельный ковер в летнее время года испытывает перепады температур от почти нулевых до семидесяти-восьмидесяти градусов по Цельсию. Влага, поступающая из утеплителя сквозь нарушенную стяжку, при такой температуре интенсивно испаряется, давление водяного пара растет и при недостаточной прочности иногда отрывает кровельный ковер от стяжки. При устройстве кровли традиционным способом, это ведет к образованию воздушных пузырей, со всеми возможными последующими за пузырями процессами. В «дышащей» кровле водяной пар при локальном повышении давления легко распределяется по большой площади и, в конечном счете, должен из-за разности давления выходить наружу, поэтому образования пузырей не происходит. При этом отметим, что конструкция «дышащих» кровель вообще не предусматривает собственно вентиляцию подкровельного пространства – аэродинамические свойства щели, которая образуется между ровным водоизоляционным ковром, лежащим на ровном же основании, не слишком хороши для продувания сколько-нибудь значимого объема воздуха. Насыщенный водяными парами воздух, что соответствует его максимальной упругости, начинает проходить сквозь них только когда кровельный ковер приподнимается под действием избыточного давления водяных паров. То есть, с пузырями такой тип кровли практически справляется хорошо, а с избыточной влажностью – нет. Кроме того, у данного типа кровли есть весьма существенный недостаток: трудность локализации протечек. А именно, при традиционном устройстве кровли (со сплошной приклейкой кровельного ковра), крыша течет, как правило, приблизительно там, где имеется место разрушение целостности кровельного ковра. Вода проникает в кровлю сквозь дефекты – места, где имеются нарушение целостности водоизоляционного ковра, затем просачивается сквозь стяжку, утеплитель и т.д. вертикально вниз. Для того чтобы устранить протечку, чаще всего необходимо произвести ремонт только того участка, который располагается непосредственно над протечкой. В случае наличия пузырей, отслоений кровельного ковра от основания или расслоений самого ковра, а также в случае «дышащих» кровель, вода, просочившаяся под водоизоляционный ковер, без труда растекается на большую площадь, поэтому и просочиться сквозь стяжку может в значительном удалении от дефекта кровли.
Вентилируемая кровля отличается тем, что в покрытии устраиваются специальные каналы, сквозь которые проходит атмосферный воздух, поступающий и уходящий сквозь флюгарки. Проходя по каналам, воздух увлажняется сквозь стенки каналов за счет влаги, содержащейся в утеплителе. Каналы устроены достаточно глубоко, чтобы не допускать их промерзания. Лучше всего (если позволяет технология) устраивать каналы на глубине, на которой наиболее интенсивно идут процессы увлажнения кровли.
Воздух, поступающий сквозь флюгарку из наружной атмосферы, имеет температуру и влажность. Пройдя по каналу он уже имеет температуру и влажность. Влажность утеплителя на глубине залегания каналов равна. Очевидно, что влажность воздуха в процессе прохождения по каналу будет постепенно приближаться к влажности стенок канала, а влажность утеплителя вокруг канала, по мере удаления от стенок стремится к . Если изначальная влажность была ниже, то и ее не превысит. Скорость же увлажнения воздуха будет тем больше, чем больше разница влажности стяжки и самого воздуха . Ясно также, что чем больше времени воздух находится в окружении влажных стенок канала, тем больше будет его конечная влажность. При этом скорость увлажнения воздуха в канале будет тем большей, чем больше площадь поверхности самих каналов. Эффективность работы канала, выраженная в количестве (массе) воды, выводящейся с его помощью наружу, за единицу времени, будет определяться как разность влажности воздуха на выходе и на входе, умноженной на объем воздуха, прошедшего сквозь канал за эту же единицу времени. Скорость движения воздуха, определяется аэродинамическими свойствами канала и флюгарок.
Приведем результаты расчетов для следующей схемы (рис. 1): каналы расположены через каждые 1 м, площадь сечения каналов равно 25 см2. Примем, что на 100 м2 кровли установлено 2 флюгарки, конструкция которых такова, чтобы обеспечить движение сквозь каналы 8 литров воздуха в секунду.
Примерное количество влаги, удаляемое с данной площади при разных погодных условиях по данным наблюдений и замеров, приведено в таблице 1.
Значения таблицы ориентировочны, приведены из наблюдений в 2002 г.
Сопоставление скоростей увлажнения и скоростей осушения покрытия говорит о том, что если бы в кровле были бы предусмотрены каналы, либо они были бы устроены при ремонте, то за 1-2 летних сезона влажность теплоизоляционного слоя покрытия значительно уменьшилось бы. Все же устройство каналов в покрытии – процесс трудоемкий и не всегда выполнимый, особенно при ремонте существующей кровли, а не при устройстве новой кровли. Для упрощения технологического процесса при ремонтах кровли по нашему мнению можно использовать следующую схему: по существующему основанию уложить плиты из пеностиролбетона (например, марки «Теплолит»), с заранее сформированными каналами (рис. 2). Затем по таким плитам устроить водоизоляционный ковер.
Эффективность такой конструкции может быть несколько ниже, чем для каналов устроенных в покрытии с самого начала, тем не менее осушающий эффект несомненно будет наблюдаться. К тому же, при таком варианте устройства вентилируемой кровли, количество конденсирующейся влаги в старом утеплителе уменьшится за счет того, что благодаря дополнительному утеплению, температура в старом утеплителе повысится, и зона конденсации поднимется выше, поэтому накопление конденсата в существующем покрытии будет проходить менее интенсивно.
Выводы:
1. Назначение «дышащей» кровли – избежать возникновения вздутий (пузырей) водоизоляционного ковра. Но «дышащая» кровля гарантированно не обеспечивает условий для надежного и быстрого удаления конденсата из покрытия, то есть для сушки теплоизоляции.
2. В период эксплуатации «дышащей» кровли затруднен процесс обнаружения дефектов – мест нарушений целостности водоизоляционного ковра, вызвавших протечку.
3. При устройстве вентилируемой кровли снижение влажности теплоизоляционного слоя покрытия может быть через 1 – 2 летних сезона.
4. Устройство дополнительного теплоизоляционного слоя с вентиляционными каналами, хотя и приводит к снижению эффективности сушки, но позволяет убрать зону конденсации из существующего покрытия.
5. Гигроскопическое и конденсационное увлажнение теплоизоляционного слоя любой конструкции могут быть стабилизированы конструированием на основами теплотехнических расчетов.
