Утепление изнутри

Введение

С точки зрения строительной физики, наружные стены старых каменных домов следует утеплять снаружи, поскольку утепление изнутри оказывает негативное воздействие на имеющиеся конструкции стен.

В старой конструкции наружной стены повышается уровень относительной влажности, поскольку из-за утепления изнутри старая наружная стена зимой сильнее охлаждается. Это может привести к образованию плесени внутри стены.
Проблема повышенной влажности существует не только в зимний период – слой утеплителя с внутренней стороны стены становится причиной того, что старые стены остаются влажными и летом. Слой утеплителя препятствует выходу влаги в комнату и высыханию.
Даже в том случае, если слой утеплителя относительно скромный, зимние холода проникают сквозь всю толщину наружной стены вплоть до утеплителя. В совокупности с повышенной влажностью возникает реальный риск возникновения в старой стене повреждений холодом.

Таким образом, бездумным утеплением старого каменного здания изнутри можно нанести конструкции здания непоправимый ущерб. Наружные стены, простоявшие десятки или даже сотни лет, под воздействием дополнительной влаги начнут плесневеть, а повреждения холодом приведут к их разрушению. Особенно легко пострадать от влаги могут деревянные балки в старых каменных стенах.

Из-за всего вышеперечисленного при утеплении изнутри не действует правило, по которому чем больше утеплителя, чем выше значение λ утеплителя и чем выше значение U утепленной стены, тем лучше. При утеплении изнутри основное внимание должно быть направлено на длительное сохранение конструкции старой наружной стены.

Изнутри можно утеплять только в такой степени и такими материалами, которые обеспечивают в старых стенах температурный режим и уровень влажности, не обуславливающие образования конденсата или повреждений холодом.

Приведенные ниже графики отчетливо показывают влияние добавления утеплителя изнутри на температурный режим старой стены в зимний период. При расчетах за условие была взята температура в помещении 20 °С и температура снаружи -5,8 °С, что является средней месячной температурой в феврале в Эстонии. Вычисления производились программой DofTherm 2.2.

Как явно видно на графике справа, утепление старой холодной каменной стены, значение U которой составляло 1Вт/(м²·К), тонкими термопанелями PIR толщиной всего 5 см при температуре -5,8 °С приводит полному промерзанию старой каменной стены! Минусовые температуры доходят до утеплителя.

Если же использовать для утепления термопанели bauroc RENOVE толщиной 10 см, то на внутренней поверхности старой стены сохраняется плюсовая температура, что хорошо влияет на сохранность старой стенной конструкции.

По сравнению с bauroc RENOVE после утепления PIR теплонепроницаемость стены немного лучше, но в то же время выше и риск в долгосрочной перспективе повреждения наружных стен здания.

Капиллярно активный утеплитель

Термопанели bauroc RENOVE изготавливаются из ячеистого бетона – капиллярно активного и хорошо пропускающего водяной пар материала. Капиллярно активный значит, что материал благодаря капиллярным силам перемещает водный конденсат в направлении более сухой области материала. В таком слое утеплителя создается два противоположных течения:

Из-за диффузии водяной пар движется от более холодного воздуха к более теплому, поскольку в более теплом воздухе, как правило, более высокое содержание абсолютной влаги (количество водяного пара г/м³).
Если в холодной области влага конденсируется, то капиллярные силы выводят ее в направлении более теплого и более сухого материала.

Внимание! В случае подходящей толщины утеплителя в нормальном состоянии конденсация внутри утеплителя и под утеплителем не происходит. Капиллярная активность – это пассивный защитный механизм, которые помогает в холодный период выводить конденсирующуюся влагу. Капиллярная активность материала полезна только в том случае, если выделяющийся конденсат не замерзает, то есть температура в утеплителе должна оставаться плюсовой. Некоторые научные исследования показали, что водяной конденсат в ячеистом бетоне сохраняет жидкое состояние даже при паре градусов мороза.

Сравнение альтернативных утеплителей

На приведенном ниже рисунке можно увидеть компактное сравнение четырех разных утеплителей при утеплении стен изнутри.

Утеплитель, хорошо пропускающий водяной пар, например, минеральная вата.
Утеплитель, хорошо пропускающий водяной пар и покрытый слоем пароизоляции
Утеплитель, не пропускающий водяной пар, например, PIR, XPS, стекловата
Капиллярно активный и хорошо пропускающий водяной пар утеплительный материал, например, ячеистый бетон или силикат кальция.

Источник: „Hygrothermal Performance of Masonry Walls Retrofitted with Interior Insulation in Cold Climate“. Докторская работа Пауля Клышейко, Taltech / Таллиннский технический университет, 41/2022.

Цветовая шкала демонстрирует наиболее влажные области (более темные зоны) и наиболее сухие области (более светлые зоны). Каплями воды обозначены области конденсации водяного пара. В левом столбце показаны зимние режимы влажности (cold season) и в правом столбце – летние режимы влажности (warm season).

Краткое резюме сравнения:

Утепление изнутри ватой не подходит, поскольку в зимний период влага из воздуха конденсируется на холодной поверхности старой стены.
Утепление изнутри ватой с пароизоляцией не подходит, поскольку в летний период влага из воздуха конденсируется внутри ваты под пароизоляцией.
Утеплять паронепроницаемым утеплителем можно. Имеется обусловленный качеством строительства и изнашиванием материалов долгосрочный риск того, что из-за утечки воздуха в зимний период влага может конденсироваться на холодной поверхности старой стены, а также риск повреждения влагой и холодом. В летний период стена опять же не может просохнуть, отдав влагу комнате. Из-за этого уровень влаги в старой стене летом высокий, что способствует образованию и распространению плесени.
Капиллярно активным и хорошо пропускающим водяной пар утеплителем утеплять можно. Существует риск, что в случае очень теплого и влажного воздуха в помещении вода будет конденсироваться на внутренней поверхности старой стены в таких количествах, что капиллярные силы не будут успевать ее отводить. В случае слишком толстого слоя утеплителя, когда минусовые температуры достигают утеплительного материала, добавляется риск повреждений холодом, при котором повреждение скорее всего будет нанесено изоляционному материалу, чем старой конструкции стены.