В июле 2015 года вступило в силу Постановление Правительства № 1521 от 26.12.2014 г., в соответствии с которым, в перечень национальных стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», включен СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (в частности, пункт 7.3 раздела 7), устанавливающий требования к показателям воздухопроницаемости ограждающих конструкций.
Нормируемая поперечная воздухопроницаемость (Gн) должна соответствовать:
* для наружных стен жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений – не более 0,5 кг/(кв.м·ч);
* для наружных стен производственных зданий и помещений – не более 1,0 кг/(кв.м·ч).
Указанная норма была определена еще в 2003 году (СНиП 23-02-2003), однако отсутствие ее обеспечения на обязательной основе оставляло многие проекты без соблюдения данного показателя. Отчасти по этой причине жильцы новостроек жалуются на «сквозняки», продуваемость и холод в квартирах.
Особенно это заметно в технологии современного строительства многоэтажных зданий, которые предполагают устройство ограждающих конструкций мелкоштучными изделиями (кирпич, легкобетонные блоки,керамзитобетон и др.), имеющими низкие показатели сопротивления воздухопроницанию. Проблема еще более обостряется для высотных зданий и верхних этажей, где эксфильтрация воздуха существенно увеличивается за счет перепада давлений.
Таким образом, проектирование теплозащитной оболочки зданий следует выполнять с учетом воздухопроницаемости ограждающих конструкций.
Воздухопроницаемость конструкции зависит от показателей сопротивления воздухопроницанию материалов. Широко распространенное мнение, что минераловатный утеплитель является и ветрозащитным материалом – заблуждение. Подобные утеплители имеют крайне низкие, почти нулевые, значения сопротивления воздухопроницанию.
Даже плиты с кашированной поверхностью не представляют собой какой-либо защиты от воздухопроницания. Здесь необходимы иные, эффективные мероприятия по ветрозащите. Таким решением является применение ветрозащитных строительных мембран (тканей).
Множество мембран, в чьем наименовании или обозначениях на упаковке присутствует слово «ветрозащита», в действительности таковыми не являются.
Официальные документы (протоколы испытаний, экспертные заключения и технические оценки), подтверждающие характеристики сопротивления воздухопроницанию ветрозащитных тканей, в большинстве своем отсутствуют, а показатели, опубликованные на сайтах большинства производителей мембран, находятся в диапазоне от 0,5 до 10,5 кв.м·ч·Па/кг (то есть они практически нулевые). Например, когда требуется сократить сопротивление на 115 м2 ? ч ? Па/кг, такие мембраны ничем не помогут. Решением проблемы является негорючая строительная ткань ТЕND КМ-0. Сопротивление воздухопроницанию данной мембраны превышает 1500 м2 ? ч ? Па/кг.
В нашем примере проблема повышенной воздухопроницаемости ограждающей конструкции может быть решена за счет применения негорючей мембраны ТЕND КМ-0. С применением указанной мембраны сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции достигает (и превосходит) значение, удовлетворяющее нормативным требованиям.
Обратим внимание на то, что протокол испытаний негорючей строительной ткани TEND КМ-0 составлен по результатам испытаний по ГОСТ 32493-2013 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Метод определения воздухопроницаемости и сопротивления воздухопроницанию». Указанный ГОСТ, разработанный НИИСФ РААСН, определяет методику испытаний, соответствующую ветровому воздействию при эксплуатации в натурных условиях. Результаты этих испытаний можно применять в теплотехнических расчетах НФС.
На методику испытаний продукции редко обращают внимание, а результаты получаются недостоверные.
Поясним на примере. В соответствии с СП 50.13330.2012 поперечная воздухопроницаемость (Gн) измеряется в кг/(кв.м·ч), следовательно, показатели воздухопроницаемости нужно определять в зависимости от количества воздуха (кг), проходящего через 1 кв.м мембраны при расчетном перепаде давления за 1 час. Методика испытаний, соответствующая указанным условиям, изложена в ГОСТ 32493. Испытания мембран следует проводить в соответствии с данным стандартом.
Отдельные производители ВГЗМ испытывают свою продукцию по другим методикам, предназначенным для совершенно иных целей. Например, проводят испытания по ГОСТ 26602.2-99 «Блоки оконные и дверные», по ГОСТ EN 12085-2011 «Изделия теплоизоляционные. Методы определения линейных размеров образцов», по ГОСТ 9237-99 «Материалы текстильные. Метод определения воздухопроницаемости» и иным методикам.
Но ведь даже из названий указанных выше ГОСТов понятно, что ни один из них не соответствует области применения ветрозащитных мембран и, соответственно, не содержит требуемых методов определения сопротивления воздухопроницанию, предусмотренных СП 50.133330.2012. Например, ГОСТ 9237-99, разработанный ЦНИИ хлопчатобумажной промышленности, определяет воздухопроницаемость как «скорость воздушного потока, проходящего перпендикулярно через точечную пробу» – а в нашем случае требуются совершенно другие показатели и единицы измерения; ГОСТ 26602.2-99 имеет ограниченную область применения (окна, двери, витражи) и годится только для конструкций, а не для материалов, тем более имеющих малую толщину; ГОСТ EN 12085-2011 – вовсе на другую тему.
При расчетах воздухопроницаемости ограждающих конструкций зданий не следует забывать о продольной фильтрации, процесс которой заключается в том, что воздух перемещается вдоль фасада внутри утеплителя под действием градиентов давления, которые возникают при воздействии ветрового напора. Скорость воздушного потока в слое утеплителя невелика, она исчисляется несколькими сантиметрами в минуту. Вследствие малой скорости воздушный поток, продвигаясь в утеплителе, в скором времени нагревается и далее уже не оказывает существенного влияния на тепловые характеристики глади стены. Однако в углах здания и между оконных простенках ситуация иная: чем короче путь воздуха в утеплителе, тем меньше он успеет прогреться и тем интенсивнее будет отводить теплоту из конструкции. Соответственно, короткие по длине участки конструкции подвержены влиянию продольной фильтрации воздуха (рис. 1).
В статье доктора технических наук В.Г. Гагарина «Продольная фильтрация воздуха в современных ограждающих конструкциях» приведены результаты расчетов влияния фильтрации воздуха на теплозащитные свойства конструкции для межоконного простенка, шириной 1 м. Для определения тепловых потерь на первом этапе рассчитали температурное поле конструкции без учета влияния продольной фильтрации воздуха (при плотности потока воздуха G = 11,5 кг/кв.м·ч). Температурное поле здесь представлено изотермами с шагом 4° С (рис. 2).
На втором этапе рассчитали температурное поле конструкции с учетом влияния продольной фильтрации воздуха (рис. 3).
Вследствие влияния воздушного потока изолинии температурного поля деформировались. Минимальная температура на оконном откосе понизилась с 14,8 до 12,9 °С. Поток теплоты через рассматриваемый участок конструкции увеличился, а приведенное сопротивление теплопередаче снизилось.
Таким образом, тепловые потери данного участка конструкции, вызванные продольной фильтрацией, увеличились на 13 %. Для повышения теплозащиты необходимо предусмотреть дополнительные строительные мероприятия. Самый эффективный и, по существу, единственный вариант защиты между оконных простенков – применение ветрозащитной мембраны с хорошими показателями сопротивления воздухопроницанию.