Рис. 8. Теплообменные процессы, возникающие в коробке здания
Воздух, нагреваясь от отопительных приборов, приобретает большую скорость движения молекул, то есть плотность становится меньшей, а объем большим, чем у воздуха снаружи здания. Разгоряченный воздух просачивается через поры и щели строительных конструкций наружу, причем просачивание идет во все стороны вверх, вбок и вниз. Просачивание вниз несколько меньше, чем вверх, так как внизу воздух холоднее, чем под потолком, но он все равно теплее наружного. Этот процесс называется тепловой инфильтрацией воздуха. Но как говорится, свято место пусто не бывает. Более тяжелый и плотный наружный воздух просачивается через те же конструкции и занимает освободившееся место (эксфильтрация воздуха). Таков вкратце воздухо- и теплообмен, происходящий в коробке здания.
Для уменьшения теплопотерь из коробки здания на пути движения теплорода и ин-, эксфильтрации воздуха нужно поставить преграду. Остановить этот процесс можно двумя способами: увеличить толщину конструкции перекрытий и стен, чем в старину и занимались, или установить на пути движения тепла утеплитель.
Воздух не бывает абсолютно сухим, в своем составе он содержит различные примеси, в том числе и водяные пары. Влажный воздух, проходя через чердачное и подвальное перекрытия, встречает на своем пути утеплитель и смачивает его, то есть поры утеплителя заполняются водой, открывая дорогу теплороду. Другими словами, утеплитель перестает отвечать теплозащитным требованиям, он становится проводником тепла (холода). Для отсечения водяных паров от утеплителя устраивают пароизоляцию. Сейчас пароизоляцию чаще всего выполняют из полиэтиленовой пленки с проклеенными швами клейкой лентой (малярным скотчем). Раньше пароизоляцию выполняли из одного слоя пергамина или рубероида. Пароизоляцию чердачного перекрытия выполняют снизу утеплителя, подвального перекрытия — сверху утеплителя (рис. 9,а). Между пароизоляционной пленкой и утеплителем подвального перекрытия устраивают воздушный продух для проветривания (сушки) утеплителя (рис. 9,б). Конструкция чердачного утепления подробно рассматривалась в статье «Крыши».
Рис. 9. Утепление конструкций перекрытий здания:
а — чердачное перекрытие; б — надподвальное перекрытие; 1 — железобетонная плита перекрытия; 2 — пароизоляция; 3 — утеплитель расчетной толщины; 4 — паропроницаемая (на основе известковых вяжущих) армированная стяжка (к исполнению желательна, но необязательна); 5 — воздушный продух; 6 — конструкция чистого пола; 7 — плинтус, устанавливаемый на деревянные подкладки толщиной 1–1,5 см (конструкция образует щель воздухообмена); QE — векторы направления теплового и влажностного потоков
Влажный воздух, фильтруясь через тонкие стены, непременно встречает на своем пути изотерму, имеющую температуру точки росы. Для тех, кто не помнит, что это такое, скажу, что это температура, при которой вода, находящаяся в парообразном состоянии, превращается в жидкость. Так вот, в конструкции стены происходит превращение водяных паров в капельки воды и происходит смачивание стены. Она теряет свои теплозащитные качества. В натуре это выглядит как появление черной плесени на стенах (пахнет сыростью). Для уменьшения процесса инфильтрации стены обычно штукатурят и(или) окрашивают масляной краской с внутренней стороны.
При недостаточной толщине наружной стены или при тяжелом тепловом режиме отопления здания (когда его эксплуатируют наездами) происходит полное промерзание стены (рис. 7), то есть нулевая изотерма температур смещается к самой кромке внутренней поверхности стены или заходит внутрь помещения. И тогда при включении отопления теплый воздух конденсируется непосредственно на внутренней стороне стены — стены «заплачут». Просушить такой дом и впоследствии поддерживать в нем необходимый тепловой режим весьма проблематично, а экономически совершенно невыгодно. Требуется потратить огромное количество тепловой энергии. Так что же делать? Выполнять толстые стены, что тоже невыгодно? Необходимо отодвинуть нулевую изотерму, а вместе с ней — изотерму температуры точки росы к наружной кромке стены, а еще лучше — за ее пределы. Для этого конструкцию стены из однослойной превращают в многослойную, ставя снаружи утеплитель. Установка утеплителя внутри помещения тоже практикуется и будет приведена в этой статье, но извините — это все равно что мертвому припарка. Посмотрите, на рис. 10 утеплитель снаружи отодвигает изотерму нулевых температур наружу — стена прогревается теплым воздухом, из нее выпаривается избыточная влага и она аккумулирует тепло.