Надежная основа Вашего будущего
Russian (CIS)English (United Kingdom)
Идеальная комфортность жилища

Лазарашвили М. Г.

(Данная статья подготовлена на основе публикаций в специализированных изданиях России и разработок известных ученых: члена-корреспондента РАН Б.В. Гусева, проф., д.т.н. В.М. Дементьева, а также аналогичных исследований Шведского Государственного Университета).

Несмотря на тысячелетний опыт строительства жилья и нынешний уровень знаний, стеновые композиции наружных ограждений из стройматериалов минерального происхождения – это клубок противоречий, не позволяющий одновременно выполнить все требования комфортности.
 
Классическим примером такого противоречия является проблема пара: для соблюдения паровлажной комфортности пар, выделяемый человеком, необходимо удалить из помещения, но нельзя допускать его в стену, что приводит к ее увлажнению (зимой – к промерзанию), что ухудшает тепловую комфортность помещения и приводит к преждевременному разрушению материалов стены.
 
На бытовом уровне хорошо известно, что наилучшей комфортностью обладает изба, где удачно сочетаются требования всех ее видов: тепловой, паровлажностной и гигиенической. В такой избе тепло и легко дышится.
 
Анализ физической картины работы деревянного бревна показал, что основной его особенностью, как уникального строительного материала, позволяющего совместить требования комфортности, является анизотропность свойств: коэффициент диффузии для пара и проникновения для воздуха со всеми его составляющими в продольном направлении существенно выше, чем в поперечном.
 
Тепловой поток выходит из помещения поперек бревна. В процессе его охлаждения наступает момент, когда температура снижается до «точки росы». Выделяющийся пар удаляется в перпендикулярном (вдоль годовых колец) направлении, имеющем в 5,33 раза больший коэффициент диффузии. Таким образом деревянное бревно выполняет физическую функцию разделения теплового и материальных потоков.
 
Зная физическую картину данного процесса, можно создать оптимальную стеновую композицию из материалов минерального происхождения. Так возникла концепция двухслойной стены, где внутренний слой набирается из материалов с максимальной комфортностью (Кf → 1) и минимальной теплопроводностью (λ), а материалы наружного слоя должны иметь максимальное сопротивление паропроницанию и достаточную прочность. Решающим условием создания стены высокой комфортности является выбор материала внутреннего слоя, критерием подбора является произведения Кf и λ. По шкале комфортности строительных материалов Кf для дерева равен 1, железобетон и пеностекло, как и асбестоцементные листы - 20, пенополистирол - 11, ячеистый бетон объемным весом 500 кг/м ³– 3, керамзитобетон объемным весом 500 кг/ м³ – 0,8.

Приведем в таблице критерии Кf λ для некоторых стеновых материалов.
 
 
Сравнение с деревом
Материалы
Объемный вес, кг/м³
Кf λ
 Хуже дерева
Керамический кирпич пустотелый
Керамзитобетон
Ячеистый бетон
Полистиролбетон
Перлитобетон
Керамзитобетон
1200
1000
500
400
600
500
1,05
0,6
0,5
0,5
0,21
0,18
Дерево
Сосна
500
0,14
Лучше дерева
Вермикулитобетон
Керамзитопенобетон
Керамзитокерамика
Керамзитовый утеплитель
Керамзитоперлитобетон
300
500
500
300
330
0,135
0,13
0,12
0,08
0,07

Как следует из таблицы, наиболее приемлемым материалом для создания стеновых композиций с максимальной комфортностью (даже лучше, чем у дерева) являются композиции на основе легкого керамзита.

Устройство фильтрующих стен (деревянное бревно, стена повышенной комфортности) решает проблему антропотоксинов - токсичных веществ жизнедеятельности человека. Это диметиламины, сероводород, аммиак, оксиды азота и углерода, фенол, бензол, метилстирол и другие - всего более 400 наименований. А с использованием, к примеру, полистирола, необходимо учесть еще и разовую предельно допустимую концентрацию стирола, равную 0,04, и среднесуточную - 0,002 мг/м³. Для сравнения: самая опасная пыль неорганического происхождения - динасовая, дающая силикоз, имеет предельно допустимую концентрацию 0,05 мг/м³, т.е. пенололистирол в 25 раз токсичнее. Он еще более опасен при горении - 1500 раз токсичнее угарного газа.

Антропотоксины ухудшают самочувствие человека, снижают общую работоспособность и умственную деятельность, ускоряют старение организма. Стало быть, удаление антропотоксинов - центральная проблема достижения гигиенической комфортности жилья. Антропотоксины, в отличие от пара, имеют в помещении пониженное пар¬циальное давление, поэтому для их удаления необходим только полный воздухообмен.

При фильтрующих стенах воздухообмен осуществляется по схеме полного вытеснения, когда нулевая концентрация вредностей достигается однократным воздухообменом. При воздухонепроницаемых стенах воздухообмен происходит по схеме идеального смешения, т.е. идет разбавление загрязненного воздуха с последующим удалением смеси. При этом достичь нулевой концентрации вредностей практически невозможно и останавливаемся на каком-то «допустимом» уровне. Как следствие, при переходе от фильтрующих к воздухонепроницаемым стенам при заданной конечной концентрации вредностей кратность воздухообмена составит 7, что соответствует современным тенденциям проектирования вентиляционных систем.

Многократное увеличение расхода вентиляционного воздуха, требующего нагрева, отрицательно сказывается на общем расходе тепла на обогрев помещения (см. диаграмму).
 
alt
 
1 – стена повышенной комфортности
2 – деревянная изба
3 – однослойная керамзитобетонная панель (γ – 1200 кг/м3)
4 – трехслойная панель (бетон с полистиролом)
 
Как следует из диаграммы, наибольший расход тепла требуют помещения с трехслойными панелями. Заменив однослойные керамзитобетонные панели на трехслойные, сократим потери наружной стеной на 15 ккал/м²час, но увеличим расход тепла на подогрев вентиляционного воздуха 30 ккал/м²час. Кроме того, резко ухудшается комфортность помещений (Ко) с 5 до 19,3. Видимо, решение о переходе на новые стеновые конструкции не было продумано, а создание стен из строительных материалов минерального происхождения с высоким уровнем регулируемой комфортности и минимальными затратами на обогрев - дело будущего.