![](/local/templates/.default/static/images/css/ok.png)
DISKURS: Как обеспечить защиту плоской крыши от влаги в деревянном строительстве
![](/upload/resize_cache/iblock/e32/2tewi3clunda30ijtj0og0u22l8sf2ff/840_420_2/50pascal_flachdach_discurs_1.jpg.jpg)
С 2008 года в Германии проводились исследования, выявившие проблемы с влагой в плоских невентилируемых кровлях, вызванные использованием полиэтиленовых пароизоляционных пленок. Это привело к обновлению стандартов DIN 4108-3, касающихся теплозащиты и энергосбережения в зданиях.
Ранее согласно стандарту, если внутри конструкции применялась пароизоляционная пленка с коэффициентом sd > 100 м, не требовались дополнительные подтверждения её надежности. Однако в новой версии стандарта DIN 4108-3, действующей с 2014 года, таких положений больше нет. Невентилируемая конструкция с полным утеплением стропил теперь требует дополнительных подтверждений своей надежности.
Кроме расчетов, также важны факторы, такие как затенение и влажность древесины в конструкции. Вопросы влажности регулируются стандартом DIN 68800-2, устанавливающим еще более высокие требования, чем DIN 4108-3.
Все эти вопросы в статье подробно разбирает инженер службы технической поддержки компании pro clima — Кристоф Бёрингер.
Надежный контроль влажности в плоских кровлях в деревянном строительстве
Если вы подходите с большой ответственностью к процессу проектирования и монтажа, все становится простым и ясным. Когда мы имеем дело с конструкцией плоской крыши возникает несколько вопросов.
- Какие у конструкции есть ограничения?
- Что делает конструкцию надежной?
- Какие конструкции несут в себе риски?
- Как быть с рисками, связанными с влажностью?
Нововведения в DIN 68800-2 или 100 метров против вариативности
Ранее не требовали доказательств невентилируемые конструкции, если они были выполнены с внутренним пароизоляционным слоем, препятствующим диффузии, со значением sd > 100 м. В новой версии стандарта DIN 4108-3, 2014-11 такого определения больше нет. Прежняя невентилируемая конструкция с полным утеплением стропил теперь стала относиться к категории, требующей соответствующих доказательств надежности.
![Использование вариативной мембраны INTELLO PLUS в конструкции плоских крыш Использование вариативной мембраны INTELLO PLUS в плоских крышах](/upload/medialibrary/c14/96rgpb98vg0mwnnnu3hbq1zv3o03cc5r/Flachdach-50pascal.jpg)
Какие конструкции сегодня не требуют подтверждения
То, что согласно стандарту DIN 4108-3 со значением «100 м» не требовало пристального внимания, в реальности приводило к строительным повреждениям. Это стало давно объектом переживаний и исследовании со стороны «деревянщиков». Еще в 2008 году отраслевое издание Informationsdienst Holz (нем. «Информатионсдинст Хольц») в своей брошюре про плоские крыши в деревянном строительстве написало, что пароизоляционный слой с sd=100 м больше не отвечает текущим техническим запросам. Были проведены многочисленные исследования в области деревянного строительства и плоских крыш, которые дали новые данные. Результаты публиковались и обсуждались на всевозможных мероприятиях и в различных изданиях.Многое из исследований и экспертной практики затем вошло в обновленную версию стандарта о защите древесины. Конструкции невентилируемых плоских крыш, не подлежащие подтверждению надежности, современной редакции стандарта DIN 4108-3:2014-11 неизвестны. При оценке конструкций также следует учитывать конструкционную защиту древесины в соответствии с DIN 68800-2, так как «не требующие подтверждения» как раз потерпели неудачу из-за высокого содержания влаги в древесине. Однако говоря о защите древесины, мы принимаем в расчет только свойства материала и его компенсационную (равновесную) влажность в окружающей среде. В зависимости от равновесной влажности материал может относиться к тому или иному классу защиты (ранее — класс опасности). В этом смысле надежной считается та конструкция, древесина которой может быть отнесена к классу защиты 0 (класс 0 — химическая защита древесины не требуется).
Что касается надежности конструкции, стандарт DIN 68800-2 предъявляет еще более высокие требования, чем стандарт DIN 4108-3. Надежность частей конструкции из древесины определяется в DIN 4108-3 тем, что образующийся конденсат должен высыхать полностью, и должны быть соблюдены предельные значения:
- а) по объему конденсата и
- б) по увеличению влажности строительных материалов.
В соответствии со стандартом защиты древесины DIN 68800-2 необходимо предусмотреть наличие резервов к высыханию конструкции. При расчете методом Глазера они составляют: для крыш — 250 г/м2 и 100 г/м2 для перекрытий и стен. Таким образом учитываются оставшиеся негерметичные места в пароизоляционном слое и, как следствие, непредвиденное проникновение влаги. При обосновании надежности конструкции с помощью численного модулирования расчеты производятся с учетом планируемого класса воздухонепроницаемости оболочки здания. Контроль качества монтажа воздухонепроницаемой оболочки здания осуществляется с помощью теста на разницу давлений, например Blower Door. Он рекомендован при использовании любого из указанных подходов к проектированию.
![Конструкция плоской крыши в соответствии с положениями DIN 68800-2, изображение A.20, деревянную конструкцию можно отнести к классу защиты 0 (GK0) Конструкция плоской крыши в соответствии с положениями DIN 68800-2, изображение A.20, деревянную конструкцию можно отнести к классу защиты 0 (GK0)](/upload/medialibrary/29c/7r1uuyho9jqrc9ecidh7olkxafsrm59h/Flachdach_proclima_A20.png)
При проектировании и монтаже древесина конструкции плоской крыши из рисунка A.20 в соответствии с DIN 68800-2:2012-02 может быть отнесена к классу защиты Dk0, но с жесткими ограничениями. По причине возникавших строительных повреждений, вызванных использованием «100 м мембран», границы для конструкций класса Dk0 без расчетных доказательств надежности были сильно сужены (подробнее в информационном блоке ниже). Поэтому в строительной практике подтверждение защиты от влаги с ее ограничениями является таким же важным, как и тщательное проектирование и тщательный монтаж, чтобы в конечном итоге получить надежную конструкцию.
![Сравнение расчета по старой и новой версии, не требующей доказательств, с новой версией с Gk0 Сравнение расчета по старой и новой версии, не требующей доказательств, с новой версией с Gk0](/upload/medialibrary/8be/7sqxuc5hf7advk67llttqkulhyatripm/Flachdach_proclima_sravnenie_norm.png)
Учет старения пароизоляции в расчетах
В полностью утепленных невентилируемых плоских или пологих крышах с металлическим покрытием либо наружной гидроизоляцией при расчетном анализе надежности конструкции необходимо учитывать старение пароизоляционных мембран. Это относится к мембранам как с постоянным сопротивлением диффузии, так и с переменным. Мембраны с постоянным сопротивлением диффузии проходят испытание на старение в соответствии с процедурой, описанной в DIN EN 13984.Поскольку значение sd после испытаний на старение может отклоняться на +/– 50% от первоначального, при проведении влаготехнического анализа рекомендуется использовать sd с учетом отклонения, если нет других достоверных данных. DIN EN 13984 неприменим к пароизоляционным мембранам с вариативным сопротивлением паропроницанию. Таким образом, кривая значения sd при старении должна быть определена и подтверждена документально как часть общего национального допуска строительного надзора (AbZ) или ETA (Европейской технической оценки). При помощи этих значений можно провести качественный расчет надежности конструкции. Если эти документы у вариативной мембраны отсутствуют, для гигротермического расчета конструкции в соответствии с DIN 68800-2, 7.5 можно использовать только постоянное значение сопротивления диффузии.
В зависимости от того, какой коэффициент sd менее эффективен для защиты от влаги, следует выбирать либо значение после испытания на старение (+/– 50%), либо изначальное значение sd. Подтверждение надежности конкретной конструкции производится с использованием численного моделирования под конкретный объект и его местоположение. Из этого следует, что конструкции с вариативными мембранами, поведение которых при старении доказано, наиболее безопасны с точки зрения диффузии. В сравнении с ними судьба вентилируемых конструкций полностью зависит от эффективной работы вентканала. Независимо от типа конструкции нужно учитывать фактор защиты от влаги и изменение при старении. Поведение конструкции с учетом характеристик материалов и работы вариативных мембран может быть реалистично рассчитано только с применением численных методов моделирования, таких как WuFi или Delfin.
![Отрицательное воздействие затенения Отрицательное воздействие затенения](/upload/medialibrary/ede/6fy9ltbqbwte2du6rffy8aq2citfemkm/Flachdach_proclima_zatenenie.png)
Затенение и его влияние на конструкцию
Что происходит зимой и летом?
Какое влияние отброшенная тень оказывает на конструкцию?
В природе всегда есть стремление к равновесию. Она пытается устранить и сбалансировать неравенство. Это является движущей силой для всех внутренних процессов в конструкции, например диффузия. Цель — уравновешенное состояние конструкции, равновесие сил. Для достижения этого равновесия внутри конструкции возникает поток диффузии, который устремляется от зоны высокой энергии к низкой. Таким образом и поток тепла, и поток влаги перемещается с теплой стороны на холодную сторону конструкции, пытаясь найти баланс.
Различные слои материала передают тепло и влажность внутри конструкции в непрерывном обмене. При попадании на холодную поверхность создается необходимость в балансе/отдаче влаги. В диффузно-открытых конструкциях с вариативной пароизоляцией обе поверхности (внутренняя и внешняя) доступны для баланса/отдачи влаги летом. Конструкциям, имеющим снаружи препятствующие диффузии или диффузно-закрытые слои, для отвода влаги доступна только одна поверхность — внутренняя. Она должна быть использована по максимуму. Препятствующий диффузии пара слой, который предотвращает повышенное поступление влаги в конструкцию в зимний период, теперь мешает высыханию. Влага, находящаяся в конструкции, накапливается на пароизоляции с более высоким и постоянным значением sd и может быть видна как так называемый летний конденсат. Вариативная пароизоляция в этом случае снижает значение sd и открывает путь влаге для выхода из конструкции. Чтобы не создавать препятствий на пути к высыханию, в норме значение sd для внутренней отделки ограничено 0,5 м.
Опять же здесь действует естественный принцип: чем меньше сопротивление, тем быстрее высыхание. Еще одним фактором для обратного высыхания является имеющаяся в распоряжении движущая сила. Самый мощный поток диффузии возникает при беспрепятственном поступлении энергии за счет прямого солнечного облучения наружной поверхности конструкции. Для конструкций, древесные элементы которой отнесены к классу защиты 0, по DIN 68800-2 степень защиты от влаги должна быть максимальной, что можно достичь только у незатененных конструкций. Тень крадет энергию, необходимую для обратной диффузии. Существуют различные типы затенения, которые по-разному влияют на находящуюся под тенью конструкцию. Можно выделить три разных типа теней по их воздействию.
![Влияние блуждающего затенения от камина на плоскую крышу Влияние блуждающего затенения от камина на плоскую крышу](/upload/medialibrary/15e/k78rqwnz85g2nzzu1bcgwlilhx1ufdj1/Flachdach_proclima_ten.jpg)
Влияние блуждающего затенения от камина на плоскую крышу
Эффект стены
Вертикальная поверхность мешает коротковолновым солнечным лучам падать на поверхность диффузно-закрытой с наружной стороны конструкции. Коротковолновые лучи, как и в микроволновой печи, играют решающую роль в нагревании. Но излучение либо поглощается, либо отражается тенеобразующей поверхностью. Поверхность конструкции может нагреваться только за счет температуры воздуха и глобального солнечного воздействия. Ночью поверхности конструкции пытаются сбалансировать температуру с противоположным, очень холодным космосом. Создается длинноволновое излучение, которое охлаждает поверхность.При затенении типа «эффект стены» негативное воздействие на конструкцию, накопленное за день и ночь, суммируется. В течение дня прямое солнечное излучение полностью прерывается теневым участком, а ночью длинноволновому обратному излучению ничто не препятствует. Плохой нагрев плюс охлаждение создают наибольший риск повреждения конструкции.
Эффект зонта
Стоящая под наклоном поверхность создает тень на поверхности конструкции. В зависимости от наклона и расстояния создающей тень поверхности до конструкции, прямое воздействие солнечного излучения может полностью блокироваться или снижаться. Но за счет наклона в течение дня при нагреве конструкции может возникать и положительный эффект — к примеру, обратное тепловое излучение и увеличение воздействия непрямого излучения.Эффект навеса для машины
В ночное время параллельная кровле поверхность влияет на длинноволновое излучение. Интенсивность охлаждения снижается. Таким образом, с одной стороны кровля не нагревается так сильно днем, как незатененная конструкция, с другой — не охлаждается так интенсивно ночью. Может возникнуть компенсаторный эффект.
Верхние слои, такие как гравий, камни, подложки при озеленении крыши или даже террасные покрытия, ограничивают воздействие солнечного света, но, с другой стороны, они также сдерживают процесс охлаждения во время ночной фазы излучения. Таким образом, конструкции с верхним покрытием всегда должны перепроверяться и подтверждаться.
![Эффект навеса машины, день Эффект навеса машины, день](/upload/medialibrary/674/dr0dviua1ofyoi3030ns6tsnfcp3xfk8/Flachdach_proclima_carport_den.jpg)
![Эффект навеса машины, ночь Эффект навеса машины, ночь](/upload/medialibrary/a76/cj2c8yxrfl0p6brxeg162ezarlnv50bx/Flachdach_proclima_carport_noch.jpg)
Что делать, если солнечное излучение ограничено? Опять же в игру вступает естественное поведение баланса сил: стремление к равновесию. Древесина и древесные конструкционные материалы при соответствующих окружающих климатических условиях подстраиваются к характерной для этих материалов равновесной влажности. Эта равновесная влажность зависит от относительной влажности, то есть от температуры и абсолютной влажности.
Чем теплее слой конструкции, тем ниже его равновесная влажность. Благодаря этому физическому эффекту в определенных рамках можно разработать решения для конструкций плоской крыши. Как правило, на верхний слой покрытия кровли укладывается дополнительный слой утеплителя, что приводит к повышению температуры слоя и, следовательно, к снижению равновесной влажности или уменьшению относительной влажности воздуха.
При использовании дополнительного слоя утеплителя поверх рекомендуется использовать дополнительный слой, препятствующий диффузии, со значением sd ≥ 100 м.
Эта мера помогает достичь двойного эффекта:
1) Диффузионный поток прерывается. Диффузия (так же, как и конвекция) доходит только до этого слоя. За счет разграничения влага в верхнем слое утеплителя скапливаться не будет. Скопление может возникать при использовании изоляционных материалов вспененного типа, которые медленно пропускают диффузию (более инертны к диффузии), или при использовании обшивки с более высоким значением sd.
2) «Обратный путь» влаги в сторону помещения должен быть максимально коротким. Чем больше доля внешней массы, тем более инертной будет реакция верхней части конструкции. Цель всегда заключается в том, чтобы сократить обратный путь влаги при учете как значений sd, так и фактической толщины конструкции в метрах.
Чем короче расстояние, тем меньше времени требуется на обратное испарение влаги, тем быстрее достигается баланс.
Что делать с внешними факторами воздействия
Чтобы определить интенсивность и продолжительность затенения, специалист по строительной физике обычно проводит анализ затенения и предоставляет данные для моделирования. Для упрощения можно исходить из того, что затенение будет полным, и на этой основе разработать более надежное решение. На сегодняшний день существует множество возможностей для проектирования надежных деревянных конструкции с помощью численного моделирования. Создание надежных, защищенных от строительных повреждений плоских крыш возможно при сохранении предельной внимательности и бдительности. Применение вариативных мембран хорошо себя зарекомендовало как в типовых, так и сложных конструкциях.
![Динамика влажности деревянной обшивки за 7 лет Flachdach_proclima_ten_2.png](/upload/medialibrary/ab6/bcxcc5sfme17qez2c9elx2gf72uxfzmj/Flachdach_proclima_ten_2.png)
![](/upload/resize_cache/iblock/aac/gwstemi0oq63aq2brwh5km7ltiegtd1i/110_110_2/Christoph_Boehringer_proclima.jpg)