Действительно ли напыляемая пена с открытой пористостью может быть причиной того, что крыша стала гнить?

Исследователи из лаборатории Oak Ridge National Lab утверждают, что пена с открытой пористостью представляет опасность. В чем же проблема?

Ученые из лаборатории Oak Ridge National Laboratory недавно представили свои исследования, в которых они приходят к заключению, что устройство теплоизоляции напыляемыми пенами с открытой пористостью рискованно для всех климатических зон. К сожалению, их работа привела в смятение множество людей, и совершенно безосновательно.

Слухи и толки о теплоизоляции напыляемыми пенами с открытой пористостью тем временем набирают обороты. Говорят, что из-за них кровли гниют. Не так давно говорили даже, что во Флориде кровельные компании не позволят своим работникам подниматься на крыши, где были использованы пены с открытой пористостью, потому что от них конструкции крыши становятся настолько рыхлыми, что через них можно провалиться.

Напыляемые пены с открытой пористостью начали приобретать плохую репутацию в строительной индустрии. Но заслуженно ли это?

Energy Nerd разворошили осиное гнездо

Влага из внутренних помещений может проникать через пену и достигать холодной кровли крыши, где она аккумулируется и, в конечном счете, приводит крышу в негодность

Мартин Холладей, представитель Energy Nerd, который приводит здесь свои размышления, в начале этого года разворошил осиное гнездо, написав статью под названием “Напыляемая пена с открытой пористостью и сырая кровля крыши”. В ней он сообщил о двух докладах, представленных на конференции Тепловые характеристики ограждающих конструкций целых домов XII (Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Whole Buildings XII) в декабре прошлого года. В общем обе статьи приходят к одинаковому заключению: “Применение напыляемых пен с открытой пористостью опасно во всех климатических зонах”.

Мы уже знаем, что применение напыляемой пены с открытой пористостью, само по себе, представляет опасность в регионах с холодным климатом. Влага из внутренних помещений может проникать через пену и достигать холодной кровли крыши, где она аккумулируется и, в конечном счете, приводит крышу в негодность. Поэтому в Международном кодексе энергосбережения (International Energy Conservation Code) для климатической зоны 5 и выше (холодная, очень холодная и субарктическая) при использовании напыляемой пены с открытой пористостью требуется также устройство пароизоляции.

Многие строители в холодных климатических условиях вместо этого применяют пену с закрытой пористостью, поскольку она обладает более низкой паропроницаемостью, то есть, отдельная пароизоляция уже не нужна. Но напыляемая пена с открытой пористостью и с дополнительной пароизоляцией также неплохо работает. Имеется опыт ее успешного использования в холодном климате, если работы были проведены правильно.

Напыляемая пена с открытой пористостью приобрела популярность и в более теплых климатических зонах, то есть как раз там, где, по мнению авторов статей, на которые посылается Холладей, это вызывает больше всего сомнений. На самом деле Холладей представляет это таким образом, как будто у Вильяма Миллера (автора одной из статей) нет в этом никаких сомнений. “Если используется напыляемая пена с открытой пористостью, кровля крыши становится мокрой”, – цитирует его Холладей.

Упрощенная версия

В некоторых домах, где теплоизоляционный слой из напыляемой пены с открытой пористостью находится под ОСП плитами кровли крыши, есть проблемы с влагой

Обе статьи опираются на результаты компьютерного моделирования. В первой статье  под названием “Руководство по проектированию крыш и чердаков для новых и реконструированных домов в регионах с жарким и холодным климатом” авторы использовали HERS BESTEST (HERS Building Energy Simulation TEST) и AtticSim. Во второй работе, которая называется “Анализ гидротермального риска для невентилируемых чердаков жилых домов”, авторы работали с MATLAB и WUFI.

Дальше – больше. Как сказано в заголовке этого раздела, я намереваюсь сжато изложить проблему, так сказать, выразить ее суть. Если бы вы прочли статью Холладея и просмотрели все 77 комментариев к ней, вы бы, вероятно, вконец запутались. Хотя, все не так уж сложно. (Ладно, это на совсем так. Это действительно может быть сложно, если разбираться поглубже, но все-таки понять, что к чему, можно, и не зная физики и не имея инженерного образования). Давайте разберемся.

В некоторых домах, где теплоизоляционный слой из напыляемой пены с открытой пористостью находится под ОСП плитами кровли крыши, есть проблемы с влагой. ОСП плита становится мокрой и начинает гнить. Но откуда появляется влага?

Влага сверху

Влага сверху, по их мнению, это влага от дождя и росы на черепице, перекочевавшая внутрь, которая затем в течение дня продвигается дальше внутрь благодаря процессам испарения под воздействием солнца

Авторы первой статьи ссылаются на исследование, проведенное в Южной Каролине, где относительная влажность на чердаках летом слишком высока – от 80 до 100%. Они не знали, откуда появилась влага, поэтому предположили, что какая-то часть влаги поступила сверху кровли, а какая-то – снизу.

Влага сверху, по их мнению, это влага от дождя и росы на черепице, перекочевавшая внутрь, которая затем в течение дня продвигается дальше внутрь благодаря процессам испарения под воздействием солнца. Она достигает кровли крыши и продолжает проникать через пену в воздушное пространство чердака. Ночью она возвращается через пену в ОСП плиту. На следующий день уже большее количество влаги снова попадает внутрь.

В этой гипотезе есть два проблемных момента. Первый убедительно сформулирован Джоном Сэммелхеком в его комментариях (№9) к статье Холладея: “ЕСЛИ это и было главной движущей силой, то не должна ли в таком случае пена с закрытой пористостью работать даже еще хуже, поскольку влага будет перемещаться в ОСП плиту, а испарению внутрь будет препятствовать (более или менее) пена?” Да, определенно должна была бы.

Второй проблемный момент – несоответствие гипотезы имеющимся данным. Джои Элстибарек, руководитель Building Science Corporation, ранее полагал, что влага, поступающая сверху, может быть причиной проблем с напыляемой пеной. Ими было проведено исследование в Хьюстоне, показавшее противоположное. В результате исследования было использовано несколько видов материалов для кровельной изоляции, как влагопроницаемых, так и влагонепроницаемых. “Было установлено, что проницаемость кровельной изоляции не оказывает значительного влияния на проникновение влаги внутрь через сборную конструкцию крыши”, – отмечает он в своей последней статье в журнале ASHRAE Journal, “Бесстрастный Люк приводит в порядок чердаки”.

Таким образом, можно заключить, что влага сверху не могла бы быть причиной проблем. Есть еще доказательства в подтверждение этого. Если бы причина была именно в этом, то, при использовании пены с закрытой пористостью, ОСП плита сгнила бы даже еще скорее.

Влага с чердака

Ошибки монтажников напыляемой пены могут привести к попаданию влаги на чердак

Еще одна возможная причина – влага попадает на чердак извне. С этим совсем просто! Если причина в этом, а Вильям Миллер утверждает, что это единственно возможный путь, тогда рабочие-монтажники напыляемой пены плохо сделали свою работу.

Наибольшим преимуществом теплоизоляции из напыляемой пены является ее герметичность, поэтому, если, воздух проникает в изолированный напыляемой пеной чердак, то монтажники пропустили некоторые участки и должны вернуться, чтобы доделать свою работу.

Влага из внутренних помещений

Большая часть влаги на чердаке, утепленном под кровлей напыляемой пеной, происходит от влаги, образующейся во внутренних помещениях или той, что проникает в дом, особенно из подвалов или технического этажа

Представьте себе следующее: Вы принимаете душ, но забыли включить в ванной вытяжной вентилятор. Или вы включили его, но он, как это нередко случается, вытягивает вдвое меньше воздуха, чем указано в его технических характеристиках. Ванная наполняется паром.

Водяной пар – о, неожиданность – легче, чем сухой воздух. Воздух на 78% состоит из азота N2 с молекулярной массой 28. Еще 21% – это кислород O2 с молекулярной массой 32. Если добавить еще 1% газов, то средняя молекулярная масса сухого воздуха будет где-то 29.

Вода H2O имеет молекулярную массу 18. Когда во время приема душа появляется пар, он уменьшает среднюю молекулярную массу воздуха, делая ее ниже 29. Посмотрите на пар. Куда он идет? Вверх! Будучи более легким, чем окружающий его воздух, он поднимается вверх. (Да, да, его подталкивает более плотный воздух снизу. Это как эффект образования тяги. Но, тем не менее, он поднимается). В среднестатистическом доме, где душ принимают несколько жильцов и готовят на кухне, некоторая часть водяного пара может найти путь на чердак.

Большая часть влаги на чердаке, утепленном под кровлей напыляемой пеной, происходит от влаги, образующейся во внутренних помещениях или той, что проникает в дом, особенно из подвалов или технического этажа. Она не проникает сверху, с крыши, и не из какого-то нового источника влаги, появившегося в результате напыления пены.

Элстибарек говорит, что во всем виноваты неточности высказываний

Воздухообмен чердака

Итак, что делать, чтобы быть уверенным, что ваша крыша, утепленная напыляемой пеной с открытой пористостью, не начнет гнить? Нужно разобраться с воздухообменом чердака. Если вы ее еще не прочли, я рекомендую последнюю статью Элстибарека “ Бесстрастный Люк приводит в порядок чердаки ”. Он сознается:

“Выражения, которые оказались неудачными оборотами речи – термины “невентилируемый чердак” и “невентилируемые крыши” – уже вошли в лексикон. Доля ответственности за это лежит на мне, и я прошу за это прощения. “Правильные” термины должны были бы звучать как “кондиционируемые чердаки” и “кондиционируемые крыши”. Далее в статье он разъясняет некоторые из проблем, о которых уже было сказано выше, а также предлагает решение. “Самое простое решение”, – говорит он, – “просто сделать подачу и возврат воздуха в чердачное помещение и поставить на этом точку”.

Проблема с предлагаемым решением такова, что оно попирает положения строительного кодекса для чердаков с внешней незакрытой теплоизоляцией из напыляемой пены. Это нормально оставить на чердаке пену незакрытой, если она покрыта невоспламеняющимся слоем. Однако, если вы непосредственно кондиционируете чердак, то вам нужен термальный барьер, но ни один строитель не захочет этого делать.

Элстибарек работает над тем, чтобы внести поправки в свод правил, но, к сожалению, этого не произойдет до, самое ранее, 2018. Он дает еще парочку советов, чтобы помочь с существующей неразберихой в данном вопросе, и я бы посоветовал почитать его статью, чтобы с ними ознакомиться. Одно из решений – сделать то, что делают в промышленных зданиях и использовать датчики дыма в воздуховодах так, чтобы система выключалась, если появляется огонь. В статье можно более подробно ознакомиться с деталями и посыланиями на нормативную литературу по системам отопления и вентиляции зданий. Вывод, который можно из этого всего сделать – нужно скептически относиться к исследованиям, базирующимся на моделировании, которые не опираются на отраслевые исследования, особенно, когда они противоречат практике. Да, в некоторых домах с теплоизоляцией из напыляемой пены с открытой пористостью существует проблема влажности. Но есть и много других домов, которые работают очень хорошо.

Рекомендации

Напыляемая пена с открытой пористостью – материал, идеально соответствующий требованиям к теплоизоляции для чердаков. Делайте все правильно, и ваша крыша не пострадает

• Не относитесь к напыляемым пенам с открытой пористостью как к злу. У них есть свои плохие и хорошие стороны, как и у любого другого строительного материала. Вас не должен беспокоить вопрос, стоит ли их использовать. Только нужно знать, как сделать все правильно. Не применяйте напыляемую пену с открытой пористостью для условий холодного климата (климатическая зона 5 и выше по классификации IECC) без пароизоляции поверх нее.
• Убедитесь, что монтажники обеспечили герметичность чердака. Проверьте это с помощью прибора для проверки герметичности перед введением в эксплуатацию.
• Следите за относительной влажностью и температурой на чердаке. Недорогие термо-гигрометры с датчиками удаленного доступа продаются повсюду. Вы также можете поставить на них сигнал тревоги.
• Проводите кондиционирование воздуха на чердаке. Элстибарек говорит, что это нужно делать на любом чердаке, утепленном напыляемой пеной. Другие специалисты, такие, как проектант из HVAC Давид Батлер, говорит, это нужно делать только, если проблемы с влажностью прогрессируют.

Напыляемая пена с открытой пористостью – материал, идеально соответствующий требованиям к теплоизоляции для чердаков. Делайте все правильно, и ваша крыша не пострадает.