Multipor vs Минеральная вата в климате Кипра, ч.2 - Защита от мокрых стен и плесени

Еще одним параметром, на который часто ссылаются, когда хотят показать, что ватные утеплители являются аналогом Multipor, это показатель паропроницаемости, или, правильнее, показатель сопротивления прохождению водяного пара. В сертификатах он обозначается греческой буквой µ и имеет значение от 1 и выше. Физически он означает, насколько хуже пропускает тот или иной материал водяной пар в сравнении с обычным воздухом, который имеет самый низкий показатель µ=1.

Например, полистиролы типа EPS имеют этот показатель порядка 30, а полистиролы типа XPS – до 150 и выше, поэтому они рассматриваются как пароизоляционные материалы. Полистиролы не только не дают выходить из дома водяному пару, но и воде в жидком виде, что во влажном климате Кипра является критической проблемой. Это, в свою очередь, приводит к переувлажнению стен дома, повышенным теплопотерям, ущербу внутренней отделке, мебели и здоровью людей, вплоть до появления плесени.

С другой стороны, и Multipor, и ватные утеплители обычно имеют показатель сопротивления движению водяного пара µ в диапазоне от 2-3, т.е. очень близко к простому воздуху. Поэтому эти теплоизоляторы рассматриваются как высоко паропроницаемые, или, как иногда говорят, «дышащие». И именно на основании схожести этого показателя у ватных теплоизоляторов и Multipor часто делается вывод о том, что эти материалы одинаковы с точки зрения взаимодействия с излишками воды и водяного пара в доме. Почему этот вывод является поверхностным, не отражающим реальную физику работы стен и приводящим к заблуждениям у проектировщиков и проблемам у владельцев жилья – покажем далее.

Ватные утеплители, к которым относятся в т. ч. минеральная и каменная вата, имеют волокнистое строение с большим количеством воздушных промежутков. Связывает эти волокна и создает пространственную структуру изолятора специальное вещество – связующее, о критической важности которого мы говорили в статье о разнице в пожарной безопасности между Multipor и ватными утеплителями.

Эти воздушные промежутки могут составлять до 95% и более от объема ватного изолятора и обеспечивают его низкую теплопроводность. Но в то же время они способствуют тому, что водяной пар легко проникает внутрь материала и задерживается там. Причем водяной пар может проникать в структуру ваты как снаружи (при нормальном монтаже), так и изнутри (когда отсутствует специальный пароизоляционный барьер между ватой и основной стеной). Из-за такой особенности структуры влагосодержание слоя ваты может быть существенно выше, чем у многих других утеплителей, поскольку конденсат задерживается на волокнах.

Для сравнения, полистирол обладает закрытой ячеистой структурой и стенки этих ячеек сделаны из полимерного материала. Поэтому полистирол практически не пропускает пар и не обладает капиллярной активностью; при дефектах возможны локальные увлажнения, но системного выноса влаги наружу не происходит, а значит, влага не проникает внутрь утеплителя. Но и стена под таким утеплителем не может высохнуть наружу, что также является недопустимым в климате Кипра.

Напротив, Multipor может впитывать и перемещать воду благодаря своему составу и строению. Он сделан из извести, песка и цемента, которые в автоклаве образуют прочный минеральный каркас с множеством мелких, соединённых между собой капилляров. Эти капилляры работают как тонкие каналы, по которым вода может перемещаться в жидком виде — такой способности нет ни у полистиролов, ни у ватных утеплителей. Если в стене или внутри самого Multipor появляется влага, он втягивает её и выводит к наружной поверхности, где она быстро испаряется. Даже когда внутри материала из-за перепада температур образуется конденсат, Multipor не задерживает его в одном месте, а распределяет по капиллярам и «выводит» наружу. Благодаря этому он сам себя осушает и не теряет своих свойств.

Важно подчеркнуть, что само по себе наличие водяного пара внутри теплоизолятора обычно не является проблемой. Проблемой является ситуация, когда находящийся внутри теплоизолятора водяной пар конденсируется, превращаясь в воду и вытесняя воздух. Теплопроводность воды (~0,6 Вт/м·К) примерно в 24 раза выше, чем воздуха (~0,025 Вт/м·К), поэтому важно четко понимать как тот или иной теплоизолятор решает проблему образования конденсата внутри материала.

Когда в минеральной вате появляется вода в жидком виде, она занимает те самые пустоты между волокнами, которые в нормальном состоянии заполнены воздухом. Именно воздух обеспечивает низкую теплопроводность ваты — около 0,030–0,040 Вт/м·К. У воды теплопроводность существенно выше, чем у воздуха, поэтому каждое заполненное водой межволоконное пространство превращается из изолятора в проводник тепла. Даже небольшое содержание воды заметно повышает общий коэффициент теплопроводности материала. Например, если вата набирает 5–10 % воды по массе (или 0.5-1.0% по объему), её сопротивление теплопередаче может заметно снизиться (до 1,5–2 раз) в зависимости от влажности, плотности и монтажа, что делает утепление фактически бесполезным.

В механическом плане жидкая вода тоже вредит ватным изоляторам. Волокна ваты обычно склеены органическим связующим. При намокании связующее частично разрушается или размягчается, а при последующих циклах сушки-увлажнения происходит усталостное разрушение этих связей. Вода, двигаясь по волокнам и между ними, вымывает мелкие частицы и со временем вызывает проседание, уплотнение и образование пустот в толще утеплителя. В результате материал теряет форму, становится менее упругим и хуже прилегает к основанию, а значит — появляются зазоры и «мостики холода». Именно поэтому при использовании ватных утеплителей решаются две задачи: минимизировать появление воды внутри ватного утеплителя и обеспечение условий для высыхания ваты (испарения воды) в случае ее появления.

Что касается Multipor, как упоминалось выше, он способен решать задачу «самоосушения» за счет своей структуры и не требует каких-либо дополнительных мероприятий по поддержанию его структуры в сухом состоянии.

Разберём реальную «зимнюю» ситуацию для Кипра: минеральная вата наклеена на оштукатуренную стену без пароизоляции, снаружи — тонкий слой паропроницаемой штукатурки. Нас интересуют источники водяного пара, место и режим конденсации, возможность сушки и итоговые тепловые и механические свойства, с отдельным акцентом на северный фасад.

Во-первых, откуда идёт пар. Источник №1 — помещение: люди, приготовление пищи, душ, сушка белья дают постоянный приток влаги, а вентиляция зимой ограничена — окна закрыты, чтобы не охлаждать дом. При этом уровень влаги снаружи может быть даже выше чем в доме. Источник №2 — улица: в кипрскую зиму ночная относительная влажность часто очень высокая, а температура невысокая, поэтому парциальное давление водяного пара снаружи нередко сравнимо с внутренним и иногда даже выше. Источник №3 — атмосферная влага в твёрдой фазе ограждения: штукатурка и кладка способны накапливать воду как в виде пара, так и в виде жидкости, после дождей и капиллярным подсосом из почвы, а микротрещины и микронеровности фасада ускоряют этот процесс. В результате зимой поток влаги через ограждение не имеет устойчивого единственного направления, как это происходит в умеренно-холодном континентальном климате. Ночью и в сырые дни влага проникает снаружи внутрь конструкции, а в более сухие и тёплые часы — частично обратно, но, особенно для северного фасада, этот «обратный» период короткий и слабый. Таким образом, объем водяного пара внутри ваты в климате зимнего Кипра сохраняется постоянно на высоком уровне.

Во-вторых, где и когда выпадает конденсат. В многослойной системе без внутренних пароограничителей точка росы зимой чаще всего оказывается внутри слоя минеральной ваты ближе к наружной поверхности или на границе «вата — наружная штукатурка». Причина проста: вата холоднее несущей стены, а тонкий внешний штукатурный слой, хотя и паропроницаем, всё равно создаёт дополнительное сопротивление диффузии, из-за чего пар, идущий как из помещения, так и с улицы, «подзажимается» в толще ваты и охлаждается ниже температуры точки росы. На северном фасаде ситуация критичнее: солнечного прогрева почти нет, суточная амплитуда температуры мала, поэтому фронт конденсации держится стабильно в наружной трети утеплителя, а при влажной погоде и ветровом дожде конденсация происходит и на самом контакте с тонкой штукатуркой.

В-третьих, как ведёт себя жидкая вода в толще минеральной ваты. Вата имеет высокую паропроницаемость, но капиллярно «ленива»: она физически не может тянуть воду в жидкой фазе по непрерывным микрокапиллярам как это делает Multipor. Влага накапливается в виде плёнок и капель на волокнах и в межволоконных полостях. Часть воды стекает вниз под действием силы тяжести и собирается в нижних зонах, часть удерживается за счёт поверхностного натяжения и адгезии к волокнам. Любое локальное переувлажнение резко повышает эффективную теплопроводность: там, где вместо воздуха в порах оказывается жидкая вода, тепло уходит в десятки раз легче. Возникает «пятнистая» картина: мокрые участки с высокой теплопроводностью перемежаются с ещё сухими «островками», которые уже не в состоянии обеспечить общую тепловую защиту стены.

В-четвёртых, будет ли происходить сушка ваты зимой и за счёт чего. Чтобы сохнуть, системе нужен градиент (разница) парциального давления и тепла. На южных и западных фасадах кратковременные окна для сушки создаёт солнце: внешний штукатурный слой прогревается, и часть влаги испаряется наружу. На северном фасаде прогрев практически отсутствует, а наружный воздух долгие часы держится у высокой относительной влажности. Внутрь помещения вате сохнуть тоже трудно: во-первых, внутри влажность зимой на Кипре и так повышенная, во-вторых, сразу за ватой находится относительно тёплая и менее «дышащая» штукатуренная стена, поэтому поток пара из ваты в комнату сравнительно мал; в-третьих, как только отопление не используется стабильно (что на Кипре часто), внутренняя поверхность стены не создаёт достаточного перепада парциальных давлений, но если мы включаем отопление и стена дома изнутри нагревается, это приводит к усиленному испарению влаги из и так уже мокрой стены в направлении помещения — чего нам тоже не нужно. Суммарно картина такая: на солнечных фасадах вата может частично и медленно подсыхать в отдельные теплые и солнечные дни, а на северном — преобладает накопление влаги с эпизодическими «полупросушками». Но в целом, зимних погодных условий недостаточно, чтобы вернуть материал к стационарно сухому состоянию.

В-пятых, как это отражается на теплотехнике зимой. Сухая минеральная вата даёт расчётную теплопроводность порядка 0,030–0,040 Вт/м·К. Даже умеренное увлажнение ощутимо повышает её теплопроводность: замещение части воздуха жидкой водой и образование плёнок на волокнах создаёт параллельные «мостики холода». На практике, при стойком зимнем влагонакоплении эффективное сопротивление слоя может снизиться в полтора-два раза, причём сильнее всего — на северном фасаде, в зонах скапливания конденсата (обычно внизу стены) и в зонах усадки ваты. Дополнительно ухудшает картину возможная конвекция в зазорах: если при наклейке минеральной ваты или в процессе эксплуатации здания образовались неплотности (часто бывает, когда вата наклеивается на неоштукатуренный фасад, а также под воздействием птиц, грызунов и змей), увлажнение и усадка ваты со временем увеличивают эти зазоры, и в них появляются микроконвективные перетоки, практически обнуляющие расчётный эффект утепления.

В-шестых, что происходит с прочностными характеристиками ваты. Связующее на волокнах в условиях постоянного увлажнения постепенно теряет прочность, а циклы «намокание — частичная сушка» и работы при повышенных температурах летом приводят к усталостному разрушению межволоконных связей. Материал постепенно уплотняется и проседает; в верхних зонах появляются полости, в нижних — зоны переувлажнения и повышенной плотности. Адгезия к основанию ухудшается, и локальные отлипания увеличивают теплопотери. На северном фасаде всё это проявляется быстрее: из-за длительного увлажнения без прогрева деградация связующего идёт интенсивнее, вероятность биоповреждений отделки (плесень на внутренней стороне холодных углов, потемнения на наружной штукатурке) выше.

В-седьмых, итоговое состояние системы к концу зимнего сезона. Для южных и западных фасадов возможна частичная реабилитация ваты благодаря весеннему солнцу, хотя локальные зоны повышенной влажности и просадка останутся. Для северного фасада вероятен устойчивый круглогодичный «влажный» режим: повышенная фактическая теплопроводность слоя, неоднородность по толщине, наличие подтёков и потемнений в зоне цоколя, снижение жёсткости и упругости материала, рост риска появления плесени на наиболее холодных внутренних участках ограждения. Расчётная теплопроводность и первоначальная толщина системы утепления ватой, указанные в сертификате, уже не актуальны и не описывают реальную теплотехнику; реальный коэффициент теплопередачи стены выше (хуже), а механический ресурс слоя (а следовательно, и его ожидаемый срок эксплуатации) - ниже, из-за просадки и разрушения связей.

Если сюда ещё добавить косой дождь и микродефекты наружной штукатурки, картина ешё ухудшается: эпизоды прямого намокания наружной зоны ваты с последующим медленным испарением без солнечного прогрева на севере переводят слой в режим длительного переувлажнения. Это означает систематическую потерю тепловой эффективности в сезон, ускоренное старение и повышенные эксплуатационные риски для отделки и здоровья внутреннего микроклимата.

В континентальном, более холодном климате зимой внутри дома теплее, а снаружи воздух по факту сухой, даже если относительная влажность высокая. Разница в содержании влаги направляет пар изнутри наружу. Этим и пользуются: между стеной дома и ватным утеплителем ставят пароизоляционную мембрану, швы тщательно герметизируют, снаружи делают паропроницаемую отделку и иногда добавляют вентиляционный зазор. В итоге вата практически не получает влагу изнутри помещения за счет пароизоляции и не получает влагу снаружи из-за сухости наружного воздуха. В этих условиях вата зимой находится в оптимальных условиях и может при необходимости подсыхать, когда погода даёт окно для испарения — помогает ветер и дневной прогрев фасада.

На Кипре зимой иначе. Влажность высокая и снаружи, и внутри, направление движения влаги в толще стены меняется в течение суток, а на северном фасаде недостаточно солнца. Если попытаться защитить вату пароизоляционными плёнками и с внутренней, и с внешней стороны, слой ваты превращается в ловушку влаги. Добиться полной герметичности на реальной стройке практически невозможно, и любая мелкая неплотность пропустит воду внутрь, но выйти ей будет некуда. Вата начнёт работать в переувлажнённом режиме: теплопроводность вырастет, связующее будет стареть быстрее, появятся просадки и зазоры.

Северный фасад в кипрскую зиму — самый проблемный. Он хуже прогревается, чаще принимает холодный влажный ветер и косой дождь, а периоды естественной сушки короткие и слабые. В этих условиях вата стабильно набирает влагу в наружной трети слоя и долго не отдаёт её обратно. Реальные тепловые характеристики такого фасада оказываются ощутимо хуже расчётных «по сертификату», а механическое состояние со временем ухудшается из-за намокания и усадки.

Итог простой. В более холодном континентальном климате задачу «не пустить лишний пар в вату и дать ей высохнуть» можно решить известными узлами и режимами эксплуатации. В условиях Кипра устойчивого, технически обоснованного и при этом экономичного решения для волокнистого утеплителя нет: либо мы пытаемся герметизировать слой с обеих сторон и получаем влаголовушку, либо осознанно оставляем путь для влаги и получаем ее переувлажнение с деградацией тепловых и механических свойств. Поэтому на практике этот риск часто игнорируют, хотя именно он и определяет поведение фасада зимой.

Ключ к пониманию — в том, в каком виде существует вода в ограждении (внешней стене со всеми ее слоями). Жидкой воды в стенах — килограммы на кубометр, тогда как водяного пара в воздухе — граммы на кубометр. Даже при обычной комнатной температуре пара в воздухе совсем мало в сравнении с тем, сколько жидкой воды растворено в стене. Отсюда вывод: одной паропроницаемости, на которую в сертификате обычно и смотрят начинающие инженеры и строители, как «способности выпускать пар» недостаточно. Она отвечает за финальный этап — испарение у поверхности. Но чтобы справляться с большими объёмами воды внутри стены и самого теплоизолятора, нужна капиллярная активность — способность переносить именно жидкую воду к зоне испарения (на Кипре - к вешней стороне стены). Проще говоря, паропроницаемость «перекачивает граммы», а капилляры позволяют управлять «килограммами».

Multipor — автоклавный минеральный материал с сетью соединённых капилляров. Благодаря этой структуре он одновременно открыт для диффузии пара и умеет перемещать воду в жидком виде. Если зимой где-то внутри него на короткое время образуется конденсат, он не застревает «мокрым пятном» как это происходит в ватах. Влага быстро втягивается в капилляры и перетекает к наружной поверхности, где и испаряется при первом же погодном «окне» — помогает ветер и даже небольшое дневное потепление. Такой цикл «принял — перенёс — выпарил» идёт регулярно, поэтому материал не входит в затяжной мокрый режим. Важно подчеркнуть, этот процесс осущения стены происходит естественным путем, без сложнх и дорогих климатических систем и без расхода электричества.

Отсутствие плёнок при монтаже (пароизоляционных и "дышащих") — ещё одно практическое преимущество. Multipor не требует пароизоляции ни изнутри, ни снаружи, значит, в конструкции нет ловушки, где влага могла бы запереться между двумя барьерами. Даже при неизбежных микронегерметичностях стены влага имеет выход: пар свободно уходит, а жидкая вода переносится капиллярами к поверхности. В результате фактическая теплопроводность остаётся ближе к расчётной «по сретификату», а сезонные колебания характеристик невелики.

На северном фасаде, где почти нет солнца и часто сырой ветер, эта разница особенно заметна. Там, где волокнистый слой без плёнок склонен долго держать влагу, Multipor остаётся стабильным: конденсат перераспределяется и высыхает при первых же условиях, позволяющих испарение у поверхности. Монолитная минеральная структура не проседает и не образует щелей, поэтому не возникает конвективных «обходов» тепла, которые добивают эффективность слоёв ваты с потерей формы.

Итог для зимнего Кипра таков. Multipor согласует конструкцию здания с климатом по главному параметру — влаге. Он не требует тонкой настройки плёнками и идеальной герметизации, допускает свободный выход пара и одновременно активно выносит жидкую воду к наружной поверхности. Это защищает саму стену, стабилизирует тепловые свойства сезон за сезоном и делает решение технически более правильным именно для местных условий.

Летом на Кипре жарко и влажно, а внутри помещений часто работает кондиционер. Это сочетание задаёт особую физику влагообмена: наружный воздух содержит много влаги, а охлаждённые внутренние поверхности и воздух в помещении «тянут» влагу в толщу ограждающих конструкций. В такой ситуации важно различать два разных механизма переноса: диффузию (перенос) водяного пара и перенос жидкой воды капиллярами. Паропроницаемость отвечает за «граммы» пара, капиллярная активность — за «килограммы» влаги в стене. Для устойчивого летнего микроклимата в доме критичен именно второй механизм.

Начнём с кирпично-штукатурной стены без утеплителя. Отделочные слои сравнительно слабо пропускают пар, зато охотно впитывают воду в жидкой форме. При высокой наружной влажности и пониженной комнатной температуре часть избыточного пара уходит через стену, но значительная доля влаги накапливается именно в стене как вода. При этом у такой «голой» стены есть сильная сторона: на солнце она существенно прогревается, а ветер усиленно «подсушивает» поверхность. В результате за день стена способна заметно высыхать наружу.

Если поверх стены установить минеральную вату и закрыть её тонкой паропроницаемой штукатуркой, поле игры меняется. Под утеплителем исчезает ветер, а температура внешней поверхности основной стены падает. Диффузионное сопротивление самой ваты невелико: её коэффициент μ обычно 2–3, то есть вата проводит пар всего в 2–3 раза хуже, чем неподвижный слой воздуха той же толщины. Гораздо большее влияние на общий пароперенос дают наружные штукатурки и покрытия с их эквивалентной толщиной sd, которая часто в разы выше, чем у слоя ваты той же толщины. Но даже при «почти воздушном» паропроницании у ваты есть принципиальная слабость: она не умеет переносить жидкую воду. Влага, которая летом набирается в стене, не находит под утеплителем хороших условий для испарения наружу (мало тепла и нет ветра) и начинает перераспределяться внутрь помещения. Эффект особенно заметен после длительного охлаждения помещения. При остановке кондиционера ощущение сырости нарастает, потому что стена активно испаряет избыток влаги в направлении комнаты, поскольку существует высокий температурно-влажностный градиент между тепло-влажной стеной и холодно-сухим (после работы кондиционера) воздухом внутри помешения.

Нужно помнить масштаб: в воздухе — граммы влаги на кубометр, в стене — килограммы. Поэтому решающим для самочувствия в доме становится не то, «насколько дышит» утеплитель, а то, насколько сухая сама стена. Минеральная вата может быть очень паропроницаемой, но осушать стену она физически не способна: ей нечем перенести жидкую воду к зоне испарения. Дополнительно летом высокие температуры ускоряют старение связующего ваты, снижается упругость, появляются зазоры и локальные конвективные перетоки — отсюда падение реальной теплоэффективности.

На этом фоне видно, почему Multipor ведёт себя стабильнее. По паропроводимости он близок к вате: через него пар проходит легко, и материал не создаёт «замков» для диффузии. Ключевое отличие — капиллярная активность. В теле Multipor есть связанная сеть минеральных капилляров, способная переносить воду в жидком виде от более влажной стены к наружной поверхности. Сама плотность Multipor невысока (порядка 100 кг/м³), поэтому он остаётся суше основной стены и работает как постоянный «насос»: втягивает излишки влаги из кладки, распределяет их по своему объёму и подводит к внешней поверхности, где жара и ветер быстро доводят процесс до испарения. Чем суше становится стена под утеплителем, тем охотнее она принимает влагу из помещения; и вместо «влажного отката» после остановки кондиционера мы получаем более стабильный и сухой микроклимат.

Есть и практические следствия. Multipor не требует плёночных пароизоляций, значит, не создаёт ловушек для влаги и меньше зависит от идеальности монтажа. Монолитная минеральная структура сохраняет геометрию при увлажнении: слой не проседает, не образует щелей и не запускает конвективные «обходы» тепла. Даже при локальном дефекте фасадного слоя материал не превращается в мешок воды: капилляры направляют влагу к поверхности, а не в глубину конструкции; ремонт, разумеется, нужен, но риск долгого скрытого переувлажнения существенно ниже, чем у волокнистых систем.

Логический итог для летнего Кипра следующий. Когда наружный воздух влажен, а интерьер охлаждён, надёжная стратегия — та, что управляет жидкой водой в стене. Минеральная вата формально обеспечивает теплоизоляцию, но не умеет выносить жидкую влагу к зоне испарения и потому поддерживает нестабильный влажностный режим. Multipor сочетает лёгкий выход пара и активный капиллярный перенос воды к поверхности, за счёт чего стена под утеплителем остаётся суше, тепловые характеристики — ближе к расчётным, а микроклимат — устойчиво комфортным. Именно поэтому в летних условиях Кипра Multipor — технически более правильный выбор.

Мы начали с очевидного сходства: у минваты и Multipor близкие значения паропроницаемости в сертификатах. Но теперь ясно, что одна цифра не описывает поведение здания и его стен. На реальный результат в кипрском климате решающе влияет не столько «выпуск пара», сколько работа с жидкой водой: где она образуется, как распределяется и успевает ли выйти. В этом главное различие. Минеральная вата пар пропускает, но не переносит жидкую влагу: конденсат задерживается на волокнах, повышает теплопроводность, старит связующее и провоцирует просадки — особенно зимой на северных фасадах и летом при «влажном напоре внутрь». Multipor, сохраняя диффузионную открытость, капиллярно вытягивает воду к поверхности и использует даже короткие «окна» погоды для испарения, удерживая стену суше и характеристики ближе к расчётным.

Отсюда вывод: несмотря на похожие показатели паропроницаемости, для условий Кипра Multipor предпочтительнее минеральной ваты. Он устойчивее к сезонным увлажнениям, меньше зависит от идеальной герметизации и сложных плёночных узлов, снижает риск мокрых стен, плесени и падения теплоэффективности. Выбирать утеплитель «по одной цифре из сертификата» — непрофессионально и опасно для эксплуатации. Правильный выбор делается по физике процесса и задачам здания, и в этой логике Multipor — более надёжное решение для Кипра.