Точка росы, пароизоляция и вентилируемый зазор в стене

РЕКЛАМА

Водяной пар в стене — откуда он?

Для того чтобы понять, к каким последствиям приведёт отсутствие вентилируемого зазора в стенах, выполненных из двух и более слоев разных материалов, и всегда ли нужны зазоры в стенах, необходимо напомнить о физических процессах, происходящих в наружной стене в случае разности температур на её внутренней и наружной поверхностях.

Как известно в воздухе всегда содержатся водяные пары. Парциальное давление пара зависит от температуры воздуха. С повышением температуры парциальное давление водяных паров увеличивается.

РЕКЛАМА

В холодное время года парциальное давление паров внутри помещения значительно выше, чем снаружи. Под действием разницы давлений водяные пары стремятся попасть изнутри дома в область меньшего давления, т.е. на сторону слоя материала с меньшей температурой — на наружную поверхность стены.

Также известно, что при охлаждении воздуха водяной пар, содержащийся в нём, достигает предельного насыщения, после чего конденсируется в росу.

Точка росы – это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

На приведённой диаграмме, Рис.1., представлено максимально возможное содержание водяного пара в воздухе в зависимости от температуры.

Отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной доле при данной температуре называется относительной влажностью, измеряемой в процентах.

Например, если температура воздуха составляет 20 °С, а влажность – 50%, это означает, что в воздухе содержится 50% того максимального количества воды, которое может там находится.

Как известно строительные материалы обладают разной способностью пропускать содержащиеся в воздухе водяные пары, под действием разности их парциальных давлений. Это свойство материалов называется сопротивление паропроницанию, измеряется в м2*час*Па/мг.

Кратко резюмируя вышесказанное, в зимний период воздушные массы, в состав которых входят водяные пары, будут проходить сквозь паропроницаемую конструкцию внешней стены изнутри наружу.

Температура воздушной массы будет уменьшаться по мере приближения к внешней поверхности стены. 

В сухой стене — пароизоляция и вентилируемый зазор

Точка росы в правильно спроектированной стене без утеплителя окажется в толще стены, ближе к наружной поверхности, где пар будет конденсироваться и увлажнять стену.

Зимой, в результате превращения пара в воду на границе конденсации, наружная поверхность стены будет накапливать влагу.

В теплое время года эта накопленная влага должна иметь возможность испариться.

Необходимо обеспечивать смещение баланса между количеством поступающих в стену паров изнутри помещения и испарением из стены накопившейся влаги в сторону испарения.

Баланс влагонакопления в стене можно смещать в сторону удаления влаги двумя путями:

1. Уменьшать паропроницаемость внутренних слоев стены, сокращая тем самым количество пара в стене.
2. И (или) увеличивать испарительную способность наружной поверхности на границе конденсации.

Однослойные стены имеют одинаковое сопротивление паропроницанию по всей толщине, а также равномерное изменение температуры по толщине стены. Граница конденсации водяных паров в правильно спроектированной стене без утеплителя находится в толще стены, ближе к наружной поверхности. Это обеспечивает таким стенам положительный баланс удаления влаги из толщи стены во всех случаях, кроме помещений с повышенной влажностью.

В многослойных стенах с утеплителем используются материалы с разным сопротивлением  паропроницанию. Кроме того, распределение температуры в толще многослойной стены не равномерное. На границе слоев в толще стены имеем резкие перепады температуры.

Чтобы обеспечить требуемый баланс перемещения влаги в многослойной стене необходимо, чтобы сопротивление паропроницанию материала в стене уменьшалось по направлению от внутренней поверхности к наружной.

В противном случае, если наружный слой будет иметь большее сопротивление паропроницанию, баланс влагоперемещения сместится в сторону накопления влаги в стене.

Например.

Сопротивление паропроницанию газобетона значительно меньше, чем у керамики. При фасадной отделке дома из газобетона керамическим кирпичом обязателен вентилируемый зазор между слоями. При отсутствии зазора блоки будут накапливать влагу.

Вентилируемый зазор между лицевой кладкой из керамического кирпича и несущей стеной из керамзитобетонных блоков не нужен, т. к. сопротивление паропроницанию кирпичной облицовки меньше, чем у стены из керамзитобетонных блоков.

При неправильном устройстве стены, влага в утеплителе будет накапливаться постепенно.

Уже на второй, максимум третий-пятый отопительный период, можно будет ощутить существенное увеличение расходов на отопление. Связано это, естественно, с тем, что увеличилась влажность теплоизоляционного слоя и всей конструкции в целом, а соответственно существенно снизился показатель термического сопротивления стены.

Влага из утеплителя будет передаваться и в соседние слои стены. На внутренней поверхности наружных стен может образовываться грибок и плесень.

Кроме накопления влаги, в утеплителе стены происходит еще один процесс — замерзание сконденсировавшейся влаги. Известно, что периодическое замерзание и оттаивание большого количества воды в толще материала разрушает его.

Увлажнение конденсатом утеплителя, например эковаты, также ведет к вымыванию антисептиков и антипиренов. Чаще всего, это борная кислота. Концентрация которой со временем будет снижаться.

Любой утеплитель постепенно, с годами, теряет свои теплосберегающие свойства. Когда надо менять утеплитель читайте здесь.

Стеновые материалы различаются по своей способности противостоять замерзанию конденсата. Поэтому, в зависимости от паропроницаемости и морозостойкости утеплителя, необходимо ограничивать общее количество конденсата, накапливающегося в утеплителе за зимний период.

Например, минераловатный утеплитель имеет высокую паропроницаемость и очень низкую морозостойкость. В конструкциях с минераловатным утеплителем (стены, чердачные и цокольные перекрытия, мансардные крыши) для уменьшения поступления пара в конструкцию со стороны помещения всегда укладывают паронепроницаемую пленку.

Без пленки стена имела бы слишком малое сопротивление паропроницанию и, как следствие, в толще утеплителя выделялось и замерзало бы большое количество воды.  Утеплитель в такой стене через 5-7 лет эксплуатации здания превратился бы в труху и осыпался.

Толщина теплоизоляции должна быть достаточной для того, чтобы удерживать точку росы в толще утеплителя, рис.2а.

При малой толщине утеплителя температура точки росы окажется на внутренней поверхности стены и пары будут конденсироваться уже на внутренней поверхности наружной стены, рис.2б.

Понятно, что количество влаги, сконденсировавшейся в утеплителе, будет увеличиваться с ростом влажности воздуха в помещении и с увеличением суровости зимнего климата в месте строительства.

Количество испаряемой из стены влаги в летнее время также зависит от климатических факторов — температуры и влажности воздуха в зоне строительства.

Рис.3. Результат расчета влажностного режима трехслойной стены: керамзитобетон — 250 мм., утеплитель минераловатный — 100 мм., кирпич керамический — 120 мм. жилой дом в г. С.-Петербург. Накопления влаги в годичном цикле нет.

Как видим, процес перемещения влаги в толще стены зависит от многих факторов. Влажностный режим стен и других ограждений дома можно рассчитать, Рис. 3.

По результатам расчета определяют необходимость уменьшения паропроницаемости внутренних слоев стены  или необходимость вентилируемого зазора на границе конденсации.

Результаты проведенных расчетов влажностного режима различных вариантов утепленных стен (кирпичные, ячеистобетонные, керамзитобетонные, деревянные) показывают, что в конструкциях с вентилируемым зазором на границе конденсации накопления влаги в ограждениях жилых зданий не происходит во всех климатических зонах России. 

Многослойные стены без вентилируемого зазора необходимо применять, основываясь на расчете влагонакопления. Для принятия решения, следует обратиться за консультацией к местным специалистам, профессионально занимающимся проектированием и строительством жилых зданий. Результаты расчета влагонакопления типовых конструкций стен в месте строительства, местным строителям давно известны.

«Стена каменная трехслойная с облицовкой из кирпича» — это статья об особенностях влагонакопления и утепления стен из кирпича или каменных блоков.

Особенности влагонакопления в стенах с фасадным утеплением пенопластом, пенополистиролом

Утеплители из вспененных полимеров — пенопласта, пенополистирола, пенополиуретана, обладают очень низкой паропроницаемостью. Слой плит утеплителя из этих материалов на фасаде служит барьером для пара. Конденсация пара может происходить только на границе утеплителя и стены. Слой утеплителя препятствует высыханию конденсата в стене.

Товары для строительства и ремонта

⇆

Для предотвращения накопления влаги в стене с полимерным утеплителем необходимо исключить конденсацию пара на границе стены и утеплителя. Как это сделать? Для этого необходимо сделать так, чтобы на границе стены и утеплителя температура всегда, в любые морозы, была бы выше температуры точки росы.

Указанное выше условие распределения температур в стене обычно легко выполняется, если сопротивление теплопередаче слоя утеплителя будет заметно больше, чем у утепляемой стены. Например, утепление «холодной» кирпичной стены дома пенопластом толщиной 100 мм. в климатических условиях средней полосы России обычно не приводит к накоплению влаги в стене.

Совсем другое дело, если пенопластом утепляется стена из «теплого» бруса, бревна, газобетона или поризованной керамики. А также, если для кирпичной стены выбрать очень тонкий полимерный утеплитель. В этих случаях температура на границе слоев может легко оказаться ниже точки росы и, чтобы убедиться в отсутствии влагонакопления, лучше выполнить соответствующий расчет.

Выше на рисунке показан график распределения температуры в утепленной стене для случая, когда сопротивление теплопередаче стены больше, чем слоя утеплителя. Например, если стену из газобетона с толщиной кладки 400 мм. утеплить пенопластом толщиной 50 мм., то температура на границе с утеплителем зимой будет отрицательной. В результате будет происходить конденсация пара и накопление влаги в стене.

Толщину полимерного утеплителя выбирают в два этапа:

1. Выбирают, исходя из необходимости обеспечить требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены.
2. Затем выполняют проверку на отсутствие конденсации пара в толще стены.

Если проверка по п.2. показывает обратное, то приходится увеличивать толщину утеплителя. Чем толще полимерный утеплитель — тем меньше риск конденсации пара и влагонакопления в материале стены. Но, это приводит к увеличению расходов на строительство.

Особенно большая разница в толщине утеплителя, выбранного по двум вышеуказанным условиям, имеет место при  утеплении стен с высокой паропроницаемостью и низкой теплопроводностью. Толщина утеплителя для обеспечения энергосбережения получается для таких стен сравнительно маленькой, а для отсутствия конденсации — толщина плит должна быть неоправданно большой.

Поэтому, для утепления стен из материалов с высокой паропроницаемостью и низкой теплопроводностью выгоднее использовать минераловатные утеплители. Это относится прежде всего к стенам из дерева, газобетона, газосиликата, крупнопористого керамзитобетона.

Устройство пароизоляции изнутри обязательно для стен из материалов с высокой паропроницаемостью при любом варианте утепления и облицовки фасада.

Для устройства пароизоляции внутреннюю отделку выполняют из материалов с высоким сопротивлением паропроницанию — на стену наносят грунтовку глубокого проникновения в несколько слоев, цементную штукатурку, виниловые обои или используют паронепроницаемую пленку.

Все описанное выше относится не только к стенам, но и к другим конструкциям, ограждающим тепловой контур здания — чердачным и цокольным перекрытиям, мансардным крышам.

Посмотрите видео, в котором наглядно показаны теплофизические процессы в утепленных скатах крыши. Аналогичные процессы происходят и в наружных стенах зданий.

Прочитав эту статью, Вы узнали, как сделать стену сухой.

Стена должна быть еще и теплой. Об этом читайте в следующей статье.

Следующая статья:

Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче.

Предыдущая статья:

Стены несущие, самонесущие и не несущие — какая разница?

Как рассчитать точку росы в стене при утеплении

При строительстве здания или отдельных его частей часто перед застройщиком возникает понятие точка росы.

Этот термин слышали все кто хоть раз менял окна, утеплял стены или менял систему отопления в своем жилье.

Итак, рассмотрим, что такое точка росы, зачем надо знать её расположение в стене и как её можно определить с помощью доступных подручных средств.

Содержание

Определяем суть термина

При высокой температуре и влажности холодные стены покрываются росой

Если выражаться простым языком, то точка росы – это момент, когда внутренняя температура помещения и влажность значительно превышают температуру поверхности перекрытия. При этом на поверхности стены неизбежно конденсируется влага из воздуха. Влияние на этот момент оказывают:

• влажность воздуха в помещении;
• температура стен или перекрытий;
• температура внутри здания.

Если в помещении влажно и жарко, то на холодном стакане сразу образуются капли росы.

Для чего данный термин используется при строительстве?Любые ограждения: стена или окно – это граница с внешним миром, а значит температура их поверхности отличается от средней в помещении.

Значит, в том месте, где на стене расположена точка росы, будет регулярно скапливаться влага. На нахождение точки росы оказывают влияние:

• характеристики используемых при строительстве материалов и их толщина;
• место монтажа, количество слоев и качество утеплителя.

Важно, чтобы точка росы находилась с внешней стороны стены здания. В противном случае мы получаем постоянно влажную поверхность и как следствие образование плесени, грибка, разрушение декоративного слоя и несущих характеристик конструкции.

Расчет точки росы

Многих владельцев квадратных метров интересует вопрос, как самостоятельно рассчитать точку росы в стене. Чисто теоретически в этом нет ничего сложного, особенно, если вы математик, физик или просто хорошо помните школьную программу.

Для этого необходимо воспользоваться формулой:

ТР = (b * λ(Т,RH))  / (a * λ(Т,RH)), где:

• ТР – искомая точка;
• а –константа равная значению 17,27;
• b – константа равная значению 237,7;
• λ(Т,RH) – коэффициент, который рассчитывается следующим образом:

λ(Т,RH) = (а*Т) / (b*T+ lnRH), где:

• Т – внутренняя температура помещения;
• RH – влажность в помещении, значение берется в долях, а не в процентах: от 0,01 до 1;
• ln – натуральный логарифм.

Если в школе вы увлекались игрой в баскетбол или чтением Достоевского больше, чем логарифмами, не расстраивайтесь. Все уже посчитано в таблице данных тепловой защиты за номером СП 23-101-2004, составленной на основании замеров и расчетов научно-проектными организациями.

Наиболее вероятные значения в средних российских условиях указаны в таблице ниже:

Если вы решите рассчитать значение, то получите данные, сходные с указанными в таблице. Кроме всего прочего, для расчета можно воспользоваться онлайн – калькулятором.

Практическое применение

Знание величины значения точки росы важно при планировании утепления здания

На практике значение термина точки росы важно при утеплении стен здания. Для обеспечения оптимальных теплоизоляционных характеристик ограждающих частей здания необходимо знать не только величину значения точки росы, но и ее положение на поверхности или в теле стены.

Современные методы строительства допускают 3 варианта проведения работ и в каждом случае точка выпадения конденсата может быть разной:

1. Здание, построенное из единого материала без дополнительной теплоизоляции. Если тело стены состоит из кирпича, камня или монолитного бетона, то при соблюдении технологии строительства в таких зданиях точка росы находится внутри стены. Её расположение тяготеет к внешнему краю поверхности. При условии снижения внешних температур точка росы будет смещаться внутрь стены. Если разница температур окажется значительной, то может наступить момент, когда точка росы окажется внутри помещения, и на стене выступит влага. Всем нам знакомая ситуация: запотевание окон зимой.

   При правильном утеплении снаружи точка росы будет располагаться внутри утеплителя

2. Здание построено с укладкой слоя внешней теплоизоляции. При правильном расчете данная теплоизоляция является оптимальной. Правильно подобранные толщины материала позволят утеплить строение, при этом точка росы будет располагаться внутри слоя утеплителя.
3. Строение с внутренним утепляющим слоем. В данном случае точка росы будет находиться близко к внутренней поверхности стены, а в случае похолодания сместится непосредственно к поверхности.

Исключение в случае с однотипной стеной составят, пожалуй, деревянные срубы. Дерево – природный материал, обладающий прекрасными качественными характеристиками низкой теплопроводности и высокой паропроницаемости. В таких зданиях точка росы всегда будет расположена ближе к внешней поверхности. Деревянные срубы почти никогда не требуют проведения работ по дополнительной теплоизоляции.

Если всё же утеплитель укладывается внутри здания, то следует провести дополнительные мероприятия:

• оставить воздушный карман между слоем теплоизоляции и облицовкой;
• предусмотреть устройство вентиляционных отверстий и обогрев помещения с дополнительным уменьшением уровня влажности.

Что делать, чтобы вывести точку росы из дома наружу?

Как правильно поступать, когда дом уже построен и эксплуатируется, а стены начали сыреть? Всё выше сказанное говорит нам о том, что необходимо изменить факторы, влияющие на точку росы. А значит, можно либо усилить отопление, чтобы снизить уровень влажности, либо снизить разницу в температуре покрытий, а именно проложить слой внешней теплоизоляции.

Варианты утепления стен

Чем толще покрытие, тем вероятнее смещение точки росы в тело теплоизоляции за пределы стены дома. Как результат, дома, хорошо утепленные снаружи, служат дольше и не требуют больших затрат на отопление.

Материал теплоизоляции

Пеноплекс рекомендуется для наружного утепления стен

Как мы уже разобрались, лучше использовать теплоизоляционный материал, который можно монтировать с наружной стороны здания. Как правило, речь идет о пеноплексе, пенопласте или минеральной вате.

Материал на основе минеральной ваты обладает хорошей паропроницаемостью. При этом частично влага задерживается в утеплителе и стекает вниз под действием силы тяжести. Утеплителю данное обстоятельство ничем не грозит, поскольку базальтовое или стеклянное волокно устойчиво к действию влаги.

Нелишним не будет устроить слой гидроизоляции в нижней части строения, чтобы предотвратить разрушение фундамента.

Материалы типа пеноплекса паронепроницаемы, поэтому при их монтаже следует оставить воздушный карман, чтобы отвести влагу с внутренней поверхности материала.

При соблюдении данных условий можно говорить о сохранности стен и эффективности утепления.

Внутритканевая конденсация — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимально удобные условия пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 21 сен 2020

См.
полная история

Воздух обычно содержит влагу в виде водяного пара.

Когда воздух охлаждается, он менее способен «удерживать» влагу. Когда его относительная влажность достигает 100%, воздух становится насыщенным, и это описывается как температура «точки росы» или «температура насыщения». Если воздух продолжит охлаждаться, влага начнет конденсироваться.

Если этот конденсат образуется на поверхности, его можно описать как «росу», отсюда и термин «точка росы». Это часто случается, например, когда влага конденсируется на холодных окнах.

Когда температура точки росы достигается внутри ткани строительной конструкции, либо на поверхностях компонентов, из которых состоит ткань, либо иногда внутри самих компонентов, это называется ‘ внутритканевая конденсация ’.

Внутритканевая конденсация обычно возникает при проникновении влажного воздуха через элементы строительной ткани, по которым существует перепад температур, как правило, но не всегда, когда теплый, влажный внутренний воздух движется к более холодным наружным частям наружных стен или крыши, движимые разницей давлений. При достаточном падении температуры внутри ткани может быть достигнута точка росы, что приведет к образованию конденсата.

Если это произойдет, например, в наружном листе кирпичной пустотелой стены, проблем может быть не больше, чем дождя, когда он смачивает наружные стены, просто испаряясь со временем. Однако, если это происходит во внутренних компонентах или в изоляции, это может вызвать проблемы:

• Плесень, вызывающая респираторную аллергию.
• Плесень.
• Окрашивание.
• Коррозия и гниение строительной ткани.
• Морозный урон.
• Плохая теплоизоляция и пониженное тепловое сопротивление других элементов строительной ткани. Это, в свою очередь, может снизить температуру строительной ткани, усугубляя проблему конденсации.
• Миграция солей.
• Освобождение химических веществ.
• Повреждение оборудования.
• Электрическая неисправность.

Внутритканевая конденсация обычно возникает на теплой стороне паронепроницаемых слоев.

Чтобы предотвратить это, здания должны быть спроектированы таким образом, чтобы температурный профиль по всей конструкции оставался выше, чем температура точки росы:

• Пароизоляционные слои (VCL) можно располагать на теплой стороне изоляции, однако эти слои необходимо тщательно герметизировать и избегать проникновения.
• Материалы с низкой паронепроницаемостью можно размещать на более прохладной стороне конструкции (хотя это может быть проблематично, например, если внешняя облицовка непроницаема).
• Возле более прохладной стороны конструкции могут быть предусмотрены вентилируемые полости.
• Мостики холода можно устранить.
• Влажность в самом здании можно уменьшить заменой бесдымных газовых или масляных обогревателей, улучшением вентиляции и т.д. Вентиляцию можно активировать по влажности.
• Внутренняя температура здания может быть повышена. Нагрев может регулироваться термостатом.

Доступны калькуляторы точки росы, которые могут прогнозировать вероятность образования промежуточной конденсации в различных конструкциях и для различных условий окружающей среды.

Конденсация в зданиях регулируется Утвержденным документом C (Подготовка площадки и устойчивость к загрязнениям и влаге) и Утвержденным документом F (Вентиляция), а дополнительные рекомендации доступны в BS 5250 Свод правил по контролю конденсации в зданиях.

• Дыхательная мембрана.
• Влажность.
• Влажность.
• Полая стенка.
• DPC с впрыском химикатов.
• Мостик холода.
• Конденсат.
• Влагостойкий курс.
• Влагонепроницаемая мембрана.
• Точка росы.
• Диагностика причин сырости (ОП 5 переработанный).
• Изоляция.
• Известковый сток.
• Рост плесени.
• Проникающая влага.
• Поднимающаяся влага.
• Пароизоляция.
• Теплая крыша.

• Доля
• Добавить комментарий
• Отправьте нам отзыв

Снижение влажности бетонных и каменных стен

В коммерческих зданиях неконтролируемое проникновение влаги в бетонные и каменные стены может иметь дорогостоящие последствия. Влага способствует росту плесени и вызывает вздутие и отслоение стеновых покрытий. Он также насыщает изоляцию, снижая энергоэффективность. В крайних случаях проникновение влаги приводит к растрескиванию и даже может потребовать замены стены.

Покрытия и гидрофобизаторы наносятся на наружную поверхность стен зданий для защиты основания от износа, сведения к минимуму проникновения влаги в сборку стены и улучшения эстетики. Герметики дополняют защиту, обеспечиваемую покрытиями, заполняя промежутки между прилегающими поверхностями и вокруг отливов и проходов — зазоры, которые в противном случае обеспечили бы беспрепятственный доступ влаги в здание.

В этой статье рассматривается выбор покрытий, гидрофобизаторов и герметиков на основе защиты, а не эстетики, и приводятся ресурсы для определения торговых марок материалов и систем-кандидатов.

ПОДБОР СИСТЕМЫ ПОКРЫТИЯ И ВОДООТталкивающих СРЕДСТВ

Для защиты наружной поверхности бетонных и кирпичных стен доступно множество систем покрытий и водоотталкивающих средств. При выборе материалов необходимо учитывать, что стенки движутся и образуются трещины (рис. 1)   .

Рис. 1: Трещины в растворных швах

Если трещины не заделаны или не перекрыты покрытием, они обеспечивают прямой путь для проникновения влаги в стену. По данным журнала Durability + Design Magazine 9 2013 г.В статье 0138 «Эластомерные акриловые покрытия для использования на коммерческих конструкциях» трещина шириной 20 мил и длиной 3 фута представляет примерно такую ​​же площадь для проникновения воды, как и отверстие диаметром один дюйм. Подумайте о множестве трещин, которые часто можно увидеть в блоках и вдоль швов известкового раствора: если оставить их незакрытыми, вероятность проникновения воды огромна. В той же статье указывается, что обычные покрытия для каменной кладки способны перекрывать небольшие трещины шириной примерно 8 мил при достаточно сильном нанесении, а акриловые эластомерные покрытия могут перекрывать трещины шириной примерно до 16 мил. Более широкие трещины перед покраской следует заделать специальными материалами для ремонта трещин.

Рис. 2: Лезвие ножа X-ACTO вставлено в трещину, не перекрытую системой покрытия.

Чтобы представить ширину трещины в перспективе, долларовая банкнота имеет толщину 5 мил; кончик лезвия ножа X-ACTO имеет толщину 20 мил. Трещины в стенах зданий могут быть намного шире, чем этот (рис. 2) , и хотя большинство покрытий не способны восполнить эти недостатки, мелкие трещины обычно не ремонтируются перед покраской.

Материалы для покрытий

Ниже приводится краткое описание нескольких вариантов материалов для покрытия наружных поверхностей зданий. Некоторые продукты входят в список сертифицированных материалов Master Painters Institute (MPI). Набрав «MPI #» и номер продукта в онлайн-поисковике, вы найдете список брендов, которые успешно прошли определенный режим лабораторных испытаний MPI. Если какой-либо торговой марки нет в списке, это не обязательно означает, что продукт не прошел тестирование — возможно, он никогда не представлялся в MPI для оценки. Если номер MPI недоступен для приведенных ниже материалов, для поиска конкретных брендов предоставляются ключевые слова для поиска. После обсуждения отдельных материалов они объединяются в системы.

1. Водоотталкивающие средства (MPI #34): Это тонкие, прозрачные водоотталкивающие средства, которые можно окрашивать. Как правило, они первоначально используются сами по себе, но также могут быть покрыты, как правило, в последующие годы.
2. Акриловый блочный наполнитель (MPI #4): Блочный наполнитель используется для заполнения пористости основания, обычно CMU. Обратите внимание, что для наружных работ наполнитель блока не должен содержать поливинилацетата (ПВА). ПВА чувствителен к воде и может привести к образованию пузырей и отслоению, если вода попадет под пленку.
3. Акриловый эластомер (MPI #113): Акриловые эластомерные покрытия обеспечивают отличные атмосферостойкие барьеры, а из-за их хорошей прочности на растяжение и удлинения эластомеры допускают некоторое смещение и мелкое растрескивание раствора, оставаясь при этом неповрежденными и защищающими (при нанесении на надлежащие толщина). Они обеспечивают хороший барьер для больших объемов воды, часто выдерживая испытания под воздействием дождя с ветром (ASTM D6904, «Стандартная практика по устойчивости к дождю с ветром для наружных покрытий, наносимых на каменную кладку»). В зависимости от проницаемости выбранного продукта акриловые эластомеры позволяют водяному пару выходить через пленку, особенно при нанесении всего нескольких слоев.
4. Щелочностойкая грунтовка на водной основе (MPI #3): Эти грунтовки подходят для щелочных поверхностей, таких как бетон и каменная кладка, и используются под латексными или акриловыми финишными покрытиями.
5. Латекс с высокими эксплуатационными характеристиками (MPI #311 и #315): Эти высокоэффективные изделия из латекса обладают хорошими атмосферостойкими характеристиками, но им не хватает высокого уровня сопротивления ветру и дождю, обеспечиваемого акриловыми эластомерами. Эти материалы также подходят для нанесения на наружные изоляционно-отделочные системы (EIFS). Разница в номерах продуктов связана с блеском (№ 311 — от 35 до 70 единиц при 60 градусах; № 315 — максимум 35 единиц).
6. Акриловое текстурное покрытие (MPI № 42): Эти продукты содержат заполнитель для создания текстурной отделки на бетонных поверхностях, таких как сборные и наклонные. Блеск составляет максимум 5 единиц при 60 градусах.
7. Гидрофобные краски (без номера MPI): Эти продукты отлично защищают бетонные и каменные основания, обеспечивая водоотталкивающие свойства и устойчивость к загрязнениям, плесени и плесени, а также обладают высокой проницаемостью, позволяющей испаряться. Поищите в Интернете «краски с эффектом лотоса» или «гидрофобные краски», чтобы найти конкретные продукты.
8. Эмульсионные краски на основе силиконовой смолы (без номера MPI): Эти продукты обладают превосходными водоотталкивающими характеристиками, при этом они обладают высокой проницаемостью, позволяющей испаряться. Продукты можно найти, выполнив поиск «эмульсионные краски на основе силиконовой смолы». Акрилсилановый/силоксановый герметик часто сначала наносится на пористые основания. При использовании силиконовых покрытий тот же тип материала часто используется для будущего внешнего покрытия.

(Пигментные пятна рассматриваются далее в этой статье в разделе «Водоотталкивающие средства».)

Системы покрытий

Системы, показанные в таблице 1 , подходят для нанесения на новые вертикальные бетонные и кирпичные поверхности. Следует отметить, что это не исчерпывающий список; системы, отличные от перечисленных ниже, могут быть жизнеспособными. Там, где существуют обозначения MPI, они предоставляются.

При перекрытии существующих покрытий необходимо проверить целостность и адгезию системы, чтобы убедиться, что она подходит для перекрытия. Когда это возможно, нанесение покрытия того же типа, что и исходное, помогает обеспечить совместимость. Это также помогает предотвратить чрезмерную нагрузку нового материала на нижележащее покрытие и снижает вероятность того, что расширение нижележащего эластомерного покрытия приведет к растрескиванию более нового (но менее гибкого) материала внешнего покрытия.

Таблица 1: Системы покрытия-кандидаты для новых вертикальных цементных поверхностей (нажмите, чтобы увеличить)

Водоотталкивающие средства

Когда проникновение влаги становится проблемой для вертикальных поверхностей выше уровня земли, таких как цельно окрашенный блок, камень, бетон, терракота , кирпич или другой неокрашенный материал  (рис. 3) , поверхности можно покрыть прозрачным водоотталкивающим средством.

Рис. 3: Трубка RILEM показывает, что блок поглощает воду, а не отталкивает ее.

Доступны многие типы гидрофобизаторов, такие как силановые, силоксановые и силиконовые эмульсии, с различными составами и содержанием твердых веществ, чтобы приспособиться к пористости различных оснований. Доступны гидрофобизаторы как на водной основе, так и на растворителях. Водоотталкивающие средства на основе растворителей могут быть несовместимы с уже существующими водоотталкивающими средствами. Если требуется водоотталкивающий материал на основе растворителя (например, силиконовый эластомер), необходимо сначала определить существующий материал, чтобы обеспечить совместимость.

Даже если известен существующий тип водоотталкивающего средства, рекомендуется перед началом производственных работ нанести пробный участок. Этот тест помогает подтвердить совместимость, согласовать внешний вид после очистки и герметизации, а также определить, сколько применений требуется для достижения желаемых водоотталкивающих характеристик. Пробирку RILEM можно использовать, чтобы определить, достигается ли адекватная устойчивость к абсорбции или требуются дополнительные применения.

Что касается внешнего вида после очистки, особенно при удалении высолов, пятен кальцита или известковых налетов, то в процессе очистки может измениться цвет полностью окрашенного блока (рис. 4) . В этом случае перед нанесением водоотталкивающего средства может потребоваться нанести пигментированное пятно. Соответственно, перед оптовой очисткой следует оценить предлагаемые методы очистки.

Если растворные швы или поверхность каменной кладки содержат тонкие микротрещины, гидрофобизаторы проникают в трещины, делая поверхности гидрофобными, но не заполняют и не перекрывают их. Когда трещины в растворе шире примерно 16 мил, может потребоваться замена швов для создания эффективного уплотнения. Когда новый раствор укладывается в неокрашенные каменные конструкции, полезно добавлять в раствор водоотталкивающую присадку на водной основе.

Рис. 4: Струйная очистка бикарбонатом натрия, используемая для удаления высолов, изменила цвет полностью окрашенного блока.

Водоотталкивающие материалы могут быть окрашены или не окрашены (как описано ниже), поэтому при выборе материалов следует учитывать возможность будущей окраски. Прозрачные материалы рассматриваются ниже в пунктах 1 и 2; пигментные пятна рассматриваются в пунктах 3 и 4. Хотя первые два материала прозрачны, они могут затемнить поверхность или иным образом изменить ее внешний вид. Как указывалось ранее, перед оптовым использованием следует использовать тестовую зону, чтобы подтвердить, что внешний вид является приемлемым.

1. Окрашиваемый водоотталкивающий состав (MPI #34): Эти прозрачные водоотталкивающие средства проникают в поверхность бетона и могут быть окрашены.
2. Неокрашиваемый гидрофобизатор (MPI #117): Это силановые или силоксановые прозрачные гидрофобизаторы, которые проникают в поверхность бетона, делая его гидрофобным. MPI классифицирует их как продукты, которые не следует красить и использовать только тогда, когда поверхность будет повторно покрыта тем же продуктом в будущем.
3. Пигментные водоотталкивающие красители: Эти красители доступны как на основе растворителя, так и на водной основе. Химический состав может быть разным, но некоторые продукты можно найти, выполнив поиск в Интернете по запросам «вертикальные пятна для бетона» и «силиконовые акриловые герметики для бетона».
4. Минеральные водоотталкивающие пятна: Доступные во многих цветах, эти пятна представляют собой материалы из силиката калия с высокой проницаемостью, которые проникают в поверхность, образуя твердый нерастворимый силикат. Продукты можно найти, выполнив поиск по запросу «силикатные минеральные пятна».

ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ ШВЫ

При нанесении на стены покрытий и различных видов гидрофобизаторов для защиты их от разрушающего воздействия влаги влага также может проникать из-за трещин в блочных и растворных швах, а также разделения герметиков, используемых в стыки, на стыках и вокруг проходов.

Бетонные и каменные конструкции подвержены нагрузкам, которые могут привести к нежелательному растрескиванию. Прежде чем приступить к ремонту, следует проанализировать трещины, чтобы определить их причину и принять меры для предотвращения или компенсации смещения. В противном случае трещины могут появиться снова в тех же местах. Если определено, что трещина не является структурной проблемой, трещины следует отремонтировать, чтобы уменьшить проникновение воды.

Методы ремонта трещин различаются и зависят от многих факторов, таких как тип основания и ширина трещины. Например, в каменных конструкциях трещины размером менее 1/16 дюйма обычно можно очистить с помощью универсального ножа и заполнить гибким заполнителем трещин. Трещины размером более 1/16 дюйма должны быть обработаны до минимальной ширины/глубины 1/4 дюйма на 1/4 дюйма. В подвижные трещины следует устанавливать герметик, способный к высокой подвижности; твердые ремонтные материалы, такие как раствор, будут ограничивать движение, вызывая повреждения в других областях.

Герметики, используемые в контрольных швах, внутренних углах, вокруг проемов, таких как двери и окна, вокруг проходов и на примыканиях, часто растрескиваются когезионно внутри себя или прилипают к сопрягаемой поверхности (рис. 5) . Отслоение может произойти в результате:

• Выбора герметика, не способного противостоять движению;
• Неправильное использование поддерживающего стержня;
• Неадекватное соотношение ширины и глубины шва;
• Установка герметика без предварительной грунтовки поверхности; и
• Установка тонкого слоя нового герметика поверх старого существующего герметика.

Рис. 5: Отслоившийся герметик на внутреннем углу стены здания.

Эластомерные герметики для швов классифицируются в соответствии со стандартом ASTM C920, «Стандартная спецификация для эластомерных герметиков для швов». Классификация включает тип герметика (однокомпонентный и многокомпонентный), сорт (текучие, самонивелирующиеся герметики и герметики, не образующие потеков, пригодные для торкретирования), класс (от +/-12 ½ процента до +/-50 процентов; процент представляет собой увеличение/уменьшение ширина шва, которую может выдержать герметик) и использование (проходные и непроходные зоны, работа с погружением и использование с раствором, стеклом, алюминием или другими основаниями).

Полиуретановые герметики обычно используются для вертикальной герметизации зданий. Классификация образцов следующая:

• Тип S (однокомпонентный), Класс NS (без провисания), Класс 35 (выдерживает увеличение и уменьшение ширины шва не менее чем на 35 процентов), Использование NT, M, A, O (без дорожного движения и протестировано на известковом растворе, алюминии и других основаниях). Некоторые продукты также классифицируются по трафику (T).
• Тип M (многокомпонентный), Марка NS (без провисания), Класс 50 (выдерживает увеличение и уменьшение ширины шва не менее чем на 50 процентов), Используйте NT, M, A, O (непроходимые и проверенные на строительный раствор, алюминий и другие материалы). Некоторые продукты также классифицируются по трафику (T).

Для горизонтальных герметиков у основания стен обычно используются полиуретановые или гибридные полиуретановые герметики. Классификация образцов следующая:

• Тип М (многокомпонентный), Класс Р (наливной или самовыравнивающийся), Класс 25 (выдерживает увеличение и уменьшение ширины шва не менее чем на 25 процентов), Применение Т, М, О (движение и испытание на известковый раствор и другие подложки).

Марки герметиков можно найти, выполнив поиск в Интернете по запросу «Шовные герметики ASTM C920».

Для обеспечения оптимальной подвижности необходимо поддерживать правильное соотношение ширины и глубины в соответствии со строительными спецификациями или техническими данными производителя герметика. Герметики, как правило, наносятся в два раза меньше, чем их ширина, чтобы обеспечить оптимальное движение. Сжимаемый защитный стержень из вспененного материала с закрытыми порами используется в контрольных швах для уменьшения требуемой толщины герметика, предотвращения трехсторонней адгезии и компенсации изменения размера шва из-за сжатия и расширения. Некоторые производители герметиков могут также потребовать, чтобы подложка была загрунтована перед установкой их материала.

ПРОВЕРКА ЦЕЛОСТНОСТИ ПОКРЫТИЙ, ВОДООТталкивающих средств и герметиков

Выбор правильного покрытия, гидрофобизатора и/или герметика является одним из шагов в обеспечении надлежащей защиты основания от проникновения влаги. Не менее важны качество очистки и нанесения или установки. Типичные проверки, проводимые во время установки продуктов, следующие:

1. Качество подготовки поверхности: Поверхность должна быть оценена, чтобы подтвердить, что она пригодна для покраски, и определить, существуют ли какие-либо особые условия или ремонт, которые необходимо выполнить. быть предприняты (например, подгибание, замена лицевых поверхностей блоков и т. д.). После подготовки к нанесению краски или гидрофобизатора поверхность следует осмотреть, чтобы убедиться, что она чистая; без сыпучих материалов, жира, масла, разделителя формы, отвердителей, цементного молока, высолов, мела, пыли и грязи; и правильную текстуру, если требуется придание шероховатости поверхности.

Рис. 6: Нанесение кислотного раствора на бетон. Пузырьки указывают на отсутствие интерференционного материала.

Соответствие определяется в первую очередь визуально, хотя отсутствие органических загрязнителей может быть установлено путем тестирования с кислотой (осмотрите поверхность на наличие шипения – Рис. 6 ), разрывом воды (обратите внимание на поглощение воды, а не на образование капель) и черным светом (хотя не все масла флуоресцируют). Отсутствие мела можно определить в соответствии со стандартом ASTM D4214, «Стандартные методы испытаний для оценки степени меления пленок наружной краски». Для этого испытания необходимо протереть поверхность чистой черной тканью, например шерстяным войлоком, и сравнить внешний вид остатка на ткани с оценочной шкалой ASTM 9.0017 (рис. 7) .

Рис. 7: Проверка темным шерстяным войлоком выявила сильное меление на существующей краске.Рис. 8: Пращевой психрометр является одним из многих доступных инструментов для определения температуры воздуха, относительной влажности и температуры точки росы.

2. Условия окружающей среды: Нанесение должно производиться при надлежащих условиях температуры, относительной влажности и точки росы, а не в периоды сырости или когда ожидается дождь или мороз до высыхания. Проблемы с температурой окружающей среды и поверхности включают температуры, которые ниже или выше, чем допуски, указанные производителем. Температура поверхности также должна быть не менее чем на 5 градусов по Фаренгейту выше точки росы. Эти оценки производятся с использованием приборов (рис. 8) .

3. Влажность и pH: Влажность основания должна соответствовать спецификации и требованиям производителя. Визуального осмотра недостаточно. Определения необходимо проводить с помощью приборов (рис. 9) и/или тестов с пластиковым листом (ASTM D4263, «Метод испытаний для определения влажности бетона методом пластикового листа»). В 2016 году Общество защитных покрытий (SSPC) планирует опубликовать новый руководящий документ «Полевые методы определения влажности бетонных и кирпичных стен и потолков», в котором будут описаны типы приборов, используемых для определения влажности стен. перед покраской, включая рекомендуемые частоты испытаний. рН нового бетона также можно проверить с помощью индикаторной бумаги, чтобы убедиться, что он не слишком щелочной для покраски (обычно желательно 10 или ниже).

Рис. 9: Влагомер показывает высокое содержание влаги. Используется измеритель толщины мокрой пленки.

4. Надлежащая толщина и количество слоев: Толщина мокрой пленки должна контролироваться во время нанесения, чтобы убедиться, что достигается достаточная толщина пленки. Недостаточная толщина пленки или недостаточное количество слоев является распространенной проблемой и может привести к недостаточной устойчивости к ветру и дождю. Толщина влажной пленки контролируется с помощью простого толщиномера влажной пленки (рис. 10) . Коэффициенты покрытия также можно рассчитать и использовать вместе с измерениями толщины влажной пленки.
После высыхания покрытия его толщину можно измерить неразрушающим методом с помощью ультразвуковых приборов (рис. 11) в соответствии со стандартом ASTM D6132, «Стандартный метод испытаний для неразрушающего измерения толщины сухой пленки нанесенных органических покрытий с использованием ультразвукового прибора». и SSPC-PA9, «Измерение толщины сухого покрытия на цементных основаниях с помощью ультразвуковых приборов».

Рис. 11: Ультразвуковой измеритель толщины сухой пленки, используемый для определения толщины покрытия после высыхания.

5. Время высыхания и чистота между слоями: Время высыхания между слоями следует контролировать на соответствие требованиям производителя. Поверхность покрытия также должна быть чистой перед нанесением следующего. Физические испытания не требуются, хотя для подтверждения чистоты поверхности можно использовать «испытание белой тканью».

6. Сплошность покрытия: Общей проблемой систем, наносимых на бетонные и каменные поверхности, является наличие точечных отверстий и плохое покрытие. Многое из этого можно предотвратить с помощью обратной прокатки и обратного крацевания, чтобы нанести покрытие на пористость подложки, в сочетании с тщательным визуальным осмотром для устранения дефектов. SSPC разрабатывает новый стандарт «Визуальная оценка точечных отверстий на поверхности с покрытием» для классификации количества точечных отверстий в финишном покрытии вместе с установлением критериев приемлемости.

Рис. 12: Пузырьки на окрашенной поверхности под колпаком детектора утечек воздуха показывают места, где точечные отверстия доходят до подложки.

Сплошность пленки также может быть определена инструментально в определенных местах площадью примерно до 2 квадратных футов одним из методов, описанных в стандарте ASTM E1186 «Обнаружение мест утечки воздуха в ограждающих конструкциях зданий и системах воздушных барьеров». Метод «Разгерметизация камеры в сочетании с течеискательной жидкостью» заключается в нанесении тестового раствора на поверхность и накрытии ее специальным куполом. Создается легкий вакуум, и образование пузырьков в поверхностно-активном веществе указывает на то, что поверхность недостаточно герметизирована (рис. 12) . Оборудование можно использовать для выявления проблемных зон во время нанесения, чтобы улучшить процесс покраски.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Распространенной проблемой является проникновение влаги в бетонные и кирпичные стены. Помимо конструктивных проблем с самим зданием, причинами являются: неправильный выбор и применение покрытий и гидрофобизаторов; некачественный ремонт трещин перед покраской или герметизацией; и раздельные герметики в швах, зазорах вокруг проемов и в местах примыканий. Ряд источников, таких как MPI и производители материалов, доступны для помощи в выборе продуктов по торговой марке, а правильность установки может быть подтверждена путем сочетания визуальных осмотров и использования контрольно-измерительных приборов.

С точки зрения затрат, надлежащая установка для нового строительства, вероятно, будет стоить больше, чем в настоящее время, если будет обеспечиваться соблюдение спецификаций, таких как количество слоев и толщина, надлежащие условия окружающей среды во время нанесения и тщательная обратная прокатка для герметизации точечных отверстий. . Затраты на техническое обслуживание также, вероятно, увеличатся из-за более тщательного ремонта (например, подгонки, полного удаления и замены дефектного герметика и опорного стержня), тщательной и тщательной очистки существующих покрытий перед нанесением последующего покрытия и использования инструментов для проверки высыхания стен перед покраской. .

Полное соответствие спецификациям и процедурам установки, установленным производителем, дает возможность реализовать ожидаемые характеристики и срок службы устанавливаемых материалов. Правильный выбор и установка покрытий, гидрофобизаторов и герметиков помогают снизить ущерб от проникновения влаги, а в случае блочных стен, заполненных изоляцией, повысить энергоэффективность за счет сохранения изоляции сухой. Эстетика также улучшается за счет уменьшения или исключения вздутия и отслоения покрытия, а также образования высолов и известковых потеков.

Как показано в «Долговечность и дизайн»

Об авторах:

Кен Тримбер

Кеннет А. Тримбер является президентом KTA-Tator Inc., Питтсбург. Тримбер имеет более чем 40-летний опыт работы в области промышленной покраски. Он имеет степень бакалавра Университета Индианы в Пенсильвании, является сертифицированным NACE инспектором по покрытиям и специалистом по защитным покрытиям SSPC. В прошлом он был президентом SSPC и членом комитета по обзору стандартов, а также председателем комитета SSPC по коммерческим покрытиям, комитета по подготовке поверхности и рабочей группы по локализации. В прошлом он был председателем ASTM D1 по краскам и связанным с ними покрытиям, материалам и применениям, а также является автором «Руководства по удалению промышленных красок, содержащих свинец».

Кевин Браун

Кевин Дж. Браун является техническим директором группы коммерческих услуг компании KTA-Tator Inc., где он разрабатывает и внедряет программы технического обслуживания для коммерческих клиентов с архитектурными/коммерческими проблемами, связанными с дефектами окраски. Он имеет сертификат CXLT (сертифицированный трибометрист XL), сертификат инспектора по покрытиям уровня 2 NACE и сертификат RRO (зарегистрированный наблюдатель за крышей). Он имеет степень бакалавра и степень магистра делового администрирования Университета Гарднер-Уэбб в Бойлинг-Спрингс, Северная Каролина. Он также посетил несколько семинаров в World of Concrete, SSPC и PACE по системам восстановления и покрытия полов. Браун имеет более чем 15-летний опыт работы в области управления объектами розничной торговли, курируя программы технического обслуживания и профилактического обслуживания зданий для более чем 1700 магазинов, включая перекраску магазинов, замену напольного покрытия и долгосрочное бюджетное планирование.