Паровой барьер для теплоизоляции зданий

1 Изобретение относится к паровому барьеру, расположенному со стороны внутреннего помещения и предназначенному для теплоизоляции зданий, в особенности для теплоизоляции при сооружении новых и санации старых строительных объектов. С целью снижения выброса диоксида углерода, образующегося при отоплении зданий,при сооружении новых и санации старых строительных объектов принимают определенные меры теплоизоляции. С экономической точки зрения, которую всегда учитывают владельцы недвижимости, при этом следует принимать во внимание также вопрос расходов. Кроме того,важным фактором является внешний вид здания, что также накладывает определенные ограничения на практически реализуемые мероприятия. Так, например, на зданиях, которые имеют видимый наружный каркас, такие мероприятия по теплоизоляции можно проводить только за счет внутренних изоляционных покрытий. При этом необходимо обеспечить, в особенности для зимних условий, допустимое воздействие влаги на деревянный каркас за счет возможной диффузии пара и при наличии парового барьера со стороны внутреннего помещения. В противоположность этому в летние месяцы необходимо иметь возможность осушения дождевой влаги, поступающей внутрь через пазы между деревянными стойками и обшивкой каркаса, чтобы, несмотря на улучшенную теплоизоляцию, обеспечить увеличение срока службы древесины, используемой в качестве каркаса. Аналогичные трудности возникают также при последующей полной теплоизоляции стропил пароизоляционным предварительным покрытием (например, толь на деревянной обрешетке крыши). Так, исследования Фраунгофского института строительной физики показали,что в случае пароизоляционных барьеров, расположенных с внутренней стороны здания, с сопротивлением диффузии водяного пара (значение sd), меньшим чем толщина диффузионно эквивалентного слоя воздуха 10 м, в особенности для крыш, ориентированных на север, высыхание деревянной обрешетки летом оказывается недостаточным, чтобы обеспечить безопасную влажность древесины. При этом паровые барьеры, установленные с внутренней стороны здания, не могут в достаточной степени отводить скопления влаги, вызываемые, например,конвекцией. Исходя из указанных недостатков, задачей настоящего изобретения является создание парового барьера с внутренней стороны здания,который при различных условиях окружающей среды, в зависимости от условий эксплуатации,сможет обеспечивать обмен водяного пара между воздухом в помещении и внутренней частью строительного элемента, что в значительной степени исключит повреждение применяемых 2 строительных материалов вследствие высокой влажности. Согласно изобретению эта задача решена за счет признаков, указанных в отличительной части п.1 формулы изобретения. Расширение и развитие изобретения следуют из признаков, указанных в зависимых пунктах. Предложенный в изобретении паровой барьер с внутренней стороны здания, который можно назвать "паровым барьером, адаптирующимся к влажности", выполняют из материала,обладающего способностью изменять сопротивление диффузии водяного пара в зависимости от влажности окружающей среды, а также имеющего пределы прочности при разрыве и сжатии,достаточные для использования материала при строительстве зданий. Материал, применяемый для парового барьера в виде пленки или покрытия, нанесенного на подложку, должен иметь величину сопротивления диффузии водяного пара (величинаsd), равную диффузионно эквивалентной толщине воздушного слоя от 2 до 5 м при относительной влажности атмосферы, окружающей паровой барьер, в диапазоне от 30 до 50%, а при относительной влажности в диапазоне от 60 до 80%, типичной, например, для летнего сезона, величину сопротивления диффузии водяного пара (величина sd), меньшую чем диффузионно эквивалентная толщина воздушного слоя 1 м. В результате в зимних условиях достигается более высокое сопротивление диффузии водяного пара, чем в летних условиях. Таким образом, улучшается высыхание материала летом и вместе с тем зимой обеспечивается подача влаги, при которой не возникают повреждения применяемых строительных материалов и здания в целом. Кроме указанных областей применения,для устранения недостатков строительной техники изобретение может применяться для металлических крыш или конструкций с деревянными стойками. В этих случаях, помимо улучшения теплоизоляции, внедрение изобретения обеспечивает также снижение расходов на строительство. В качестве материала для парового барьера, обладающего желаемыми свойствами, можно использовать, например, полиамид 6, полиамид 4 или полиамид 3, известные, в частности,из книги Biedrbick К. "Kunststoffe - kurz undbundig" ("Пластмассы - коротко и просто"), издательство Vogel-Verlag Wurzburg. Эти полиамиды, применяемые в виде пленки, неизменно проявляют требуемые свойства в отношении сопротивления диффузии водяного пара. Кроме того, они обладают прочностью, необходимой для применения на строительных объектах, что позволяет использовать их без дополнительных сложностей. Толщина пленки может составлять 3 от 10 мкм до 2 мм, предпочтительно в пределах от 20 до 100 мкм. Однако могут применяться и другие материалы, которые не обладают достаточной прочностью, и поэтому их наносят на соответствующие подложки. При этом материалы подложки предпочтительно имеют низкое сопротивление диффузии водяного пара, а требуемые свойства парового барьера согласно изобретению в основном обеспечивает покрытие. В качестве материалов для соответствующих подложек могут применяться такие целлюлозные материалы с усиленными волокнами,как, например, бумажное полотно, пленки из синтетической ткани или перфорированные полиэтиленовые пленки. Материал может также применяться в качестве покрытия подложки. При этом покрытие может наноситься с одной стороны подложки, а в особых случаях - между двумя слоями материала подложки в виде сэндвича. В последнем случае материал покрытия оказывается эффективно защищенным от механического воздействия с обеих сторон и вследствие этого может гарантировать желаемую диффузию водяного пара в течение длительного времени. Можно применять также несколько указанных слоистых структур, накладывая их одна на другую. Для покрытия подложки можно применять различные вещества и материалы. Так, например, с помощью соответствующих способов покрытия можно наносить различные полимеры, в частности модифицированный поливиниловый спирт. При этом сопротивление диффузии водяного пара, измеряемое согласно стандарту DIN 52615, для сухой и влажной среды отличается более чем на порядок. В качестве покрытия подложки могут также применяться дисперсии пластических масс,метилцеллюлоза, алкид льняного масла, костный клей или производные белков. В случае одностороннего покрытия подложки его следует наносить с той стороны, которая не требует никакой защиты или требует минимальной защиты от механического воздействия. При этом паровой барьер согласно изобретению можно установить таким образом,чтобы защитная подложка была обращена внутрь помещения или наружу. Ниже приведен пример, подробнее поясняющий возможность выполнения изобретения. В данном примере паровой барьер согласно изобретению был выполнен исключительно из пленки, состоящей из полиамида 6. Толщина пленки в опытах составляла 50 мкм. Применявшуюся пленку полиамида 6 в настоящее время производит фирма MF-Folien GmbH в Кемптене,Германия. Лабораторные исследования влагостойкости Сопротивление диффузии пара для парового барьера, адаптирующегося к влажности,измеряли согласно DIN 52 615 в сухой области(относительная влажность (ОВ) 3/50%) и во влажной области (ОВ 50/93%), а также при двух промежуточных значениях влажности (ОВ 33/50% и 50/75%). Значения толщины диффузионно-эквивалентного воздушного слоя (величина sd) для парового барьера толщиной 50 мкм в зависимости от средней относительной влажности во время опыта представлены на фиг. 1. Значения величины sd для сухой и влажной области отличаются более чем на порядок, поэтому для практической влажности воздуха в помещении, которая изменяется в пределах от 30 до 50% зимой и примерно от 60 до 70% летом,следует ожидать хорошей управляемости диффузионным потоком, проходящим через паровой барьер. Пример практического применения Теоретические расчеты показали, что крыши с крутыми скатами, снабженные пароизоляционным подслоем, после нанесения на промежуточные стропила сплошной изоляции из минерального волокна толщиной от 10 до 20 см, несмотря на наличие парового барьера с внутренней стороны, в течение нескольких лет могут стать настолько влажными, что их повреждение будет неизбежным. Особенно критичной является ситуация при высокой влажности воздуха в помещении, когда ОВ изменяется,например, от 50% в январе до 70% в июле, при одновременном относительно незначительном воздействии коротковолнового излучения вследствие ориентации крыши на север. В этой связи ниже приведена расчетная оценка влияния адаптирующегося к влажности парового барьера на долговременный режим влажности таких конструкций в климатических условиях деревянной церкви, подтверждаемая неоднократно проведенными экспериментами. На фиг. 2 представлены характеристики влажности ориентированной на север крыши с крутыми скатами (наклон 28) без изоляции, с деревянной обрешеткой, битумным картоном и черепичным покрытием, которая находилась в гигроскопическом равновесии с окружающей средой, после нанесения изоляции на промежуточные стропила для обычного и адаптирующегося к влажности паровых барьеров с внутренней стороны помещения. В верхней части графика показано изменение общего содержания влаги в крыше, а в нижней части - изменение влажности древесины обрешетки в течение периода длительностью 10 лет. В то время как в случае обычного парового барьера влажность крыши при сезонных колебаниях быстро возрастает, причем уже после первого года влажность древесины составляет более 20 мас.%, что внушает сомнение в длительности эксплуатации, в крыше с паровым барьером, адаптирующимся к влажности, не наблюдается какоголибо накопления влаги. Летом влажность древесины здесь постоянно ниже 20 мас.%, поэтому в данном случае не следует опасаться каких-либо повреждений вследствие влаги. Таким образом, адаптирующийся к влажности паровой барьер дает возможность экономично выполнить изоляцию крыш с крутыми скатами в зонах старой застройки без большого риска повреждений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Паровой барьер, устанавливаемый с внутренней стороны помещения и предназначенный для теплоизоляции зданий, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть парового барьера состоит из материала, у которого сопротивление диффузии водяного пара изменяется в зависимости от влажности окружающей среды, при этом материал имеет величину сопротивления диффузии водяного пара (величина sd), равную толщине диффузионно эквивалентного воздушного слоя от 2 до 5 м при относительной влажности атмосферы, окружающей паровой барьер, в диапазоне от 30 до 50%, а при относительной влажности в диапазоне от 60 до 80% - величину сопротивления диффузии водяного пара (величина sd), меньшую чем толщина диффузионно эквивалентного воздушного слоя 1 м. 2. Паровой барьер по п.1, отличающийся тем, что указанный материал является пленкой. 3. Паровой барьер по п.2, отличающийся тем, что указанную пленку выбирают из группы, включающей полиамид 6, полиамид 4 или полиамид 3. 4. Паровой барьер по п.2 или 3, отличающийся тем, что указанная пленка имеет толщину от 10 мкм до 2 мм, предпочтительно от 20 мкм до 100 мкм. 5. Паровой барьер по п.1, отличающийся тем, что указанный материал является полимерным покрытием, нанесенным на подложку. 6. Паровой барьер по п.5, отличающийся тем, что полимер для указанного полимерного покрытия выбирают из группы, включающей поливиниловый спирт, дисперсии пластических масс, метилцеллюлозу, алкид льняного масла,костный клей или производные белков. 7. Паровой барьер по пп.1-6, отличающийся тем, что указанный материал наносят в виде 6 покрытия на материал подложки с низким сопротивлением диффузии водяного пара. 8. Паровой барьер по пп.1-7, отличающийся тем, что указанный материал располагают в виде сэндвича между двумя слоями материала подложки с низким сопротивлением диффузии водяного пара. 9. Паровой барьер по пп.1-8, отличающийся тем, что указанный материал подложки выбирают из целлюлозных материалов с усиленными волокнами.