Паропроницаемость строительных материалов. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций Как найти дефекты герметизации наружных стен и других ограждений дома

Чтобы создать в доме благоприятный для проживания климат, нужно учитывать свойства используемых материалов.Особое внимание стоит уделить паропроницаемости. Этим термином называется способность материалов пропускать пары. Благодаря знаниям о паропроницаемости можно правильно подобрать материалы для создания дома.

Оборудование для определения степени проницаемости

Профессиональные строители имеют специализированное оборудование, которое позволяет точно определить паропроницаемость определенного строительного материала. Для вычисления описываемого параметра применяется следующее оборудование:

• весы, погрешность которых является минимальной;
• сосуды и чаши, необходимые для проведения опытов;
• инструменты, позволяющие точно определить толщину слоев строительных материалов.

Благодаря таким инструментам точно определяется описываемая характеристика. Но данные о результатах опытов занесены в таблицы, поэтому во время создания проекта дома не обязательно определять паропроницаемость материалов.

Что нужно знать

Многие знакомы с мнением, что «дышащие» стены полезны для проживающих в доме. Высокими показателями паропроницаемости обладают следующие материалы:

• дерево;
• керамзит;
• ячеистый бетон.

Стоит отметить, что стены, сделанные из кирпича или бетона, также обладают паропроницаемостью, но этот показатель является более низким. Во время скопления в доме пара он выводится не только через вытяжку и окна, но еще и через стены. Именно поэтому многие считают, что в строениях из бетона и кирпича дышится «тяжело».

Но стоит отметить, что в современных домах большая часть пара уходит через окна и вытяжку. При этом через стены уходит всего лишь около 5 процентов пара. Важно знать о том, что в ветреную погоду из строения, выполненного из дышащих стройматериалов, быстрее уходит тепло. Именно поэтому во время строительства дома следует учитывать и другие факторы, влияющие на сохранение микроклимата в помещении.

Стоит помнить, что чем выше коэффициент паропроницаемости, тем больше стены вмещают в себя влаги. Морозостойкость стройматериала с высокой степенью проницаемости является низкой. При намокании разных стройматериалов показатель паропроницаемости может увеличиваться до 5 раз. Именно поэтому необходимо грамотно производить закрепление пароизоляционных материалов.

Влияние паропроницаемости на другие характеристики

Стоит отметить, что, если во время строительства не был установлен утеплитель, при сильном морозе в ветреную погоду тепло из комнат будет уходить достаточно быстро. Именно поэтому необходимо грамотно производить утепление стен.

При этом долговечность стен с высокой проницаемостью является более низкой. Это связано с тем, что при попадании пара в стройматериал влага начинает застывать под воздействием низкой температуры. Это приводит к постепенному разрушению стен. Именно поэтому при выборе стройматериала с высокой степенью проницаемости необходимо грамотно установить пароизоляционный и теплоизоляционный слой. Чтобы узнать паропроницаемость материалов стоит использовать таблицу, в которой указаны все значения.

Паропроницаемость и утепление стен

Во время утепления дома необходимо соблюдать правило, согласно которому паропрозрачность слоев должна увеличиваться по направлению наружу. Благодаря этому зимой не будет происходить накопление воды в слоях, если конденсат станет накапливаться в точке росы.

Утеплять стоит изнутри, хотя многие строители рекомендуют закреплять тепло- и пароизоляцию снаружи. Это объясняется тем, что пар проникает из помещения и при утеплении стен изнутри влага не будет попадать в стройматериал. Часто для внутреннего утепления дома применяется экструдированный пенополистирол. Коэффициент паропроницаемости такого строительного материала является низким.

Еще одним способом утепления является разделение слоев при помощи пароизолятора. Также можно применить материал, который не пропускает пар. В пример можно привести утепление стен пеностеклом. Несмотря на то, что кирпич способен впитывать влагу, пеностекло препятствует проникновению пара. В таком случае кирпичная стена будет служить аккумулятором влаги и во время скачков уровня влажности станет регулятором внутреннего климата помещений.

Стоит помнить, что если утеплить стены неправильно, стройматериалы могут потерять свои свойства уже через небольшой отрезок времени. Именно поэтому важно знать не только о качествах используемых компонентов, но еще и о технологии их закрепления на стенах дома.

От чего зависит выбор утеплителя

Часто владельцы домов для утепления используют минеральную вату. Данный материал отличается высокой степенью проницаемости. По международным стандартам сопротивления паропроницаемости равен 1. Это означает, что минеральная вата в этом отношении практически не отличается от воздуха.

Именно об этом многие производители минеральной ваты упоминают достаточно часто. Часто можно встретить упоминание о том, что при утеплении кирпичной стены минеральной ватой ее проницаемость не снизится. Это действительно так. Но стоит отметить, что ни один материал, из которого изготавливаются стены, не способен выводить такое количество пара, чтобы в помещениях сохранялся нормальный уровень влажности. Также важно учитывать, что многие отделочные материалы, которые используются при оформлении стен в комнатах, могут полностью изолировать пространство, не пропуская пар наружу. Из-за этого паропроницаемость стены значительно уменьшается. Именно поэтому минеральная вата незначительно влияет на обмен паром.

В основной своей массе являются пористыми телами. Размеры и структура пор у различных материалов неодинакова, поэтому воздухопроницаемость материалов в зависимости от разности давлений проявляется по-разному.

На рис.11 показана качественная картина зависимости воздухопроницаемости G от разности давлений ΔР для строительных материалов, приведенная К.Ф. Фокиным .

Рис.11. Влияние пористости материала на его воздухопроницаемость.1 - материалы с равномерной пористостью (типа пенобетона); 2 - материалы с порами различных размеров (типа засыпок); 3 - маловоздухопроницаемые материалы (типа древесины, цементных растворов), 4 - влажные материалы.

Прямолинейный участок от 0 до точки а на кривой 1 свидетельствует о ламинарном движении воздуха по порам материала с равномерной пористостью при малых значениях разности давлений. Выше этой точки на криволинейном участке происходит турбулентное движение. В материалах с разными размерами пор движение воздуха турбулентно даже при малой разности давлений, что видно из кривизны линии 2. В маловоздухороницаемых материалах, напротив, движение воздуха по порам ламинарно и при довольно больших разностях давлений, поэтому зависимость G от ΔР линейна при любой разности давлений (линия 3). Во влажных материалах (кривая 4) при малых ΔР , меньших определенной минимальной разности давлений ΔР мин , воздухопроницаемость отсутствует, и лишь при превышении этой величины, когда разность давлений окажется достаточной для преодоления сил поверхностного натяжения воды, содержащейся в порах материала, возникает движение воздуха. Чем выше влажность материала, тем больше величина ΔР мин .

При ламинарном движении воздуха в порах материала справедлива зависимость

где G - воздухопроницаемость ограждения или слоя материала, кг/ (м 2. ч);

i - коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/ (м. Па. ч);

δ - толщина слоя материала, м.

Коэффициент воздухопроницаемости материала аналогичен коэффициенту теплопроводности и показывает степень воздухопроницаемости материала, численно равную потоку воздуха в кг, проходящему сквозь 1 м 2 площади, перпендикулярной направлению потока, при градиенте давления, равном 1 Па/м.

Величины коэффициента воздухопроницаемости для различных строительных материалов отличаются друг от друга значительно.

Например, для минеральной ваты i ≈ 0,044 кг/ (м. Па. ч), для неавтоклавного пенобетона i ≈ 5,3.10 - 4 кг/ (м. Па. ч), для сплошного бетона i ≈ 5,1.10 - 6 кг/ (м. Па. ч),

При турбулентном движении воздуха в формуле (2.60) следует заменить ΔР на ΔР n . При этом показатель степени n изменяется в пределах 0,5 - 1. Однако на практике формула (2.60) применяется и для турбулентного режима течения воздуха в порах материала.

В современной нормативной литературе не применяется понятия коэффициент воздухопроницаемости. Материалы и конструкции характеризуются сопротивлением воздухопроницанию R и, кг/ (м. ч). при разности давлений по разные стороны?Р о =10 Па, которое при ламинарном движении воздуха находится по формуле:

где G - воздухопроницаемость слоя материала или конструкции, кг/ (м 2. ч).

Сопротивление воздухопроницанию ограждений в своей размерности не содержит размерности потенциала переноса воздуха - давления. Такое положение возникло из-за того, что в нормативных документах делением фактической разности давлений?P на нормативное значение давлений?P o =10 Па, сопротивление воздухопроницанию приводится к разности давлений?P o = 10 Па.

В приведены значения сопротивления воздухопроницанию для слоев некоторых материалов и конструкций.

Для окон, в неплотностях которых движение воздуха происходит при смешанном режиме, сопротивление воздухопроницанию, кг/ (м. ч), определяется из выражения:

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое воздухопроницаемость материала и ограждения?

2. Что такое воздухопроницание?

3. Что такое инфильтрация?

4. Что такое эксфильтрация?

5. Какая количественная характеристика процесса воздухопроницания названа воздухопроницаемостью?

6. Через какие два типа неплотностей осуществляется фильтрация воздуха в ограждениях?

7. Какие три вида фильтрации существует, по терминологии Р.Е. Брилинга?

8. Что является потенциалом воздухопроницания?

9. Какие две природы формируют разность давлений на противоположных сторонах ограждения?

10. Что такое коэффициент воздухопроницаемости материала?

11. Что такое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции?

12. Напишите формулу для определения сопротивления воздухопроницанию при ламинарном движении воздуха через поры материалов конструкции.

13. Напишите формулу для определения сопротивления воздухопроницанию окна.

Воздухопроницаемость – это способность материалов пропускать воздух. Необходимым условием для прохождения воздуха через материал является наличие перепада давления воздуха (DР ) по обеим сторонам пробы материала. Чем выше величина перепада давления, тем интенсивнее процесс прохождения воздуха через материал. При небольших скоростях прохождения воздуха через материалы зависимость скорости движения воздуха от величины перепада давления имеет линейный характер и выражается уравнением Д’Арси:

Такая зависимость имеет место при небольших величинах или при плотной структуре текстильного полотна. С увеличением скорости движения воздуха через материалы может наблюдаться отклонение от линейного характера зависимости скорости от перепада давления. В этой связи для материалов бытового назначения, предназначенных для изготовления одежды, в соответствии со стандартом (ГОСТ 12088–77) воздухопроницаемость оценивается при перепаде давления = 49 Па (5 мм вод. столба), что соответствует условиям эксплуатации одежды в климатических условиях средней полосы России, где скорость ветра составляет не более 8–10 м/с.

Общепринятой характеристикой воздухопроницаемости является коэффициент воздухопроницаемости , дм 3 /(м 2 ∙ с):

, (58)

где – объем воздуха, дм 3 , проходящий через рабочую часть пробы материала, площадь которой , м 2 , за время , равное 1 с, при перепаде давления .

При использовании м 3 в качестве единицы измерения объема воздуха, проходящего через пробу материала, получаемое значение коэффициента воздухопроницаемости (м 3 /(м 2 ×с)) численно равно скорости движения воздуха через материал (м/с).

Воздухопроницаемость современных материалов колеблется в широких пределах – от 3,5 до 1500 дм 3 /(м 2 ∙ с) (табл. 8 ).

Таблица 8 Группировка тканей по воздухопроницаемости

(по данным Н. А. Архангельского)

Воздушный поток проходит через поры текстильного материала, поэтому показатели воздухопроницаемости зависят от структурных характеристик материала, определяющих его пористость, число и размеры сквозных пор. Материалы из тонких сильно скрученных нитей имеют большое число сквозных пор и соответственно большую воздухопроницаемость по сравнению с материалами из толстых пушистых нитей, в которых поры частично закрыты выступающими волокнами или петлями нитей.

Важнейшими структурными характеристиками текстильных полотен, имеющих сквозные поры, которыми главным образом определяется их воздухопроницаемость, являются толщина полотна, величина сквозной пористости и характеристический размер поперечника (диаметр) сквозных пор. Определить значения скорости прохождения воздуха через материал при разных перепадах давления можно используя математическую модель, предложенную А.В. Куличенко, которая имеет вид

, (59)

где – вязкость воздуха, мПа ∙ с; – диаметр сквозных пор, м;

– сквозная пористость; – толщина материала, м.

В тех случаях, когда материалы не имеют сквозных пор, их воздухопроницаемость определяется величиной общей пористости, размерами пор и толщиной полотен. Так, для нетканых материалов на основе волокнистых холстов зависимость коэффициента воздухопроницаемости от их структуры выражена экспериментально полученными А. В. Куличенко уравнениями, имеющими общий вид

, (60)

где – заполнение нетканого материала волокнами; L – толщина материала; – параметр, связанный с геометрическими характеристиками волокон.

К числу важнейших факторов, от которых зависит воздухопроницаемость материалов, относится их влажность. Значение этого фактора тем выше, чем большей плотностью характеризуется материал и чем выше гигроскопические свойства волокон, из которых он изготовлен. Так, по данным Б. А. Бузова, при 100 %-й влажности шерстяных суконных тканей воздухопроницаемость по сравнению с воздушно-сухим их состоянием снижается в 2–3 раза. Уменьшение воздухопроницаемости материалов при увлажнении связано с набуханием волокон и появлением микро- и макрокапиллярной влаги, что вызывает резкое сокращение числа и размеров пор и, в конечном итоге, приводит к повышению аэродинамического сопротивления материала и, соответственно, к снижению коэффициента воздухопроницаемости.

Деформация текстильных материалов вызывает существенные изменения в их структуре (в частности, нарушается пористость), что приводит к изменению воздухопроницаемости. Исследования, проведенные в Ивановской государственной текстильной академии проф..В. В. Веселовым, показали, что при несимметричном двухосном растяжении ткани наблюдается вначале некоторое уменьшение воздухопроницаемости, а затем ее возрастание до 60 % от исходного значения. Это обусловлено сложным характером перестройки структуры материала, которая связана с растяжением и сжатием нитей основы и утка.

Наиболее значительно влияние деформаций растяжения на воздухопроницаемость проявляется в трикотажных полотнах. В отличие от тканей трикотажные полотна имеют более высокую растяжимость, что связано с большей подвижностью их структуры, чувствительной даже к невысоким величинам прикладываемых к ним растягивающих усилий. Структурные изменения в трикотажных полотнах при приложении к ним таких усилий заключаются прежде всего в изменениях конфигурации петель. Сами нити, особенно в легко растягивающихся полотнах, могут быть напряжены незначительно. Высокая растяжимость трикотажных полотен при приложении к ним внешних нагружений является причиной не только их структурных изменений, но и изменений величин показателей их свойств, в частности проницаемости.

Для таких высокорастяжимых полотен зависимость воздухопроницаемости от величины их пространственной деформации растяжения имеет линейный характер (рис. ) и выражается уравнением вида ,

где – коэффициент воздухопроницаемости в исходном недеформированном состоянии; – пространственная деформация; – коэффициент, характеризующий изменение воздухопроницаемости полотна при его растяжении и зависящий от структуры полотна.

При проектировании изделий необходимы сведения не только о воздухопроницаемости материалов, из которых изготовляются те или иные изделия, но и о воздухопроницаемости пакета одежды. С увеличением числа слоев материала в пакете снижается общая воздухопроницаемость пакета (рис.22 ). Наиболее резкое снижение воздухопроницаемости (до 50 %) наблюдается при увеличении числа слоев материала до двух; дальнейшее повышение числа слоев влияет в меньшей степени. С введением воздушных прослоек между слоями воздухопроницаемость пакета зависит от толщины воздушной прослойки.

Рис. 22 Зависимость коэффициента воздухопроницаемости

трикотажных полотен от величины поверхностной деформации :

1 – поперечновязаное, интерлок (ПА нить эластик + ПУ эластомерная нить);

2 – поперечновязаное, гладь (пряжа хлопчатобумажная);

3 – поперечновязаное рисунчатое (пряжа ПАН);

4 – поперечновязаное, интерлок (пряжа шерстяная)

Рис. 23 Зависимость воздухопроницаемости пакетов

тканей в зависимости от числа слоев: 1 – драп; 2 – сукно

Общая воздухопроницаемость многослойного пакета одежды рассчитывается по формуле Клейтон, которая может давать погрешность до 10 % :

, (61)

где , , …, – коэффициенты воздухопроницаемости каждого слоя в отдельности.

Воздухопроницаемость материалов является также технологическим свойством, так как она оказывает влияние на параметры влажно-тепловой обработки швейных изделий на паровоздушных прессах и манекенах.

Влагопроницаемость

Организм человека в процессе жизнедеятельности постоянно выделяет пары воды, накопление которых в пододежном и внутриобувном пространстве может вызвать неприятные ощущения, прилипаемость одежды, намокание прилегающих слоев, что приводит к снижению теплозащитных свойств изделия.

Способность материалов проводить влагу из среды с повышенной влажностью в среду с пониженной влажностью является их важным гигиеническим свойством. Благодаря этому свойству обеспечивается вывод излишков парообразной и капельно-жидкостной влаги из пододежного и внутриобувного слоя или изоляция тела человека от воздействия внешней влаги (атмосферные осадки, гидроизоляционная одежда и обувь и т. п.).

Процесс переноса влаги через материалы включает следующие составляющие:

– диффузия и конвективный перенос ;

– сорбция влаги из внутреннего (пододежного или внутриобувного) пространства, перенос через полимер и десорбция во внешнюю среду;

– капиллярная конденсация, капиллярное поднятие и последующая десорбция .

В зависимости от размеров пор в материале может наблюдаться преобладание тех или иных составляющих процесса влагопереноса. В макропористых материалах (с преобладанием макрокапилляров с размерами поперечника от 10 -7 м и более) наблюдается преобладание процесса диффузии. В тех случаях, когда материалы гидрофильны, наблюдается проявление также второй составляющей. В микропористых материалах (с преобладанием микрокапилляров, имеющих поперечные размеры менее 10-7 м) наблюдается преобладание переноса за счет сорбции – десорбции и капиллярного поднятия. Для гетеропозных материалов, т. е. имеющих микро- и макропоры, характерно наличие всех трех составляющих процесса влагопереноса.

Влагопроницаемость материала существенно зависит от сорбционных свойств волокон и нитей его составляющих. Процесс влагопереноса у гидрофильных и гидрофобных материалов неодинаков. Гидрофильные материалы активно поглощают влагу и, таким образом, как бы увеличивают поверхность испарения, что практически не характерно для гидрофобных материалов. Наступление динамического равновесия между процессами сорбции и десорбции у гидрофильных материалов требует значительного времени, а у гидрофобных происходит очень быстро.

В зависимости от средней плотности структуры материала преобладает тот или иной способ прохождения влаги. В текстильных материалах (с поверхностным заполнением более 85 %) преобладает перенос влаги путем ее сорбции – десорбции волокнами материала. Влагопроницаемость таких материалов зависит главным образом от способности волокон поглощать влагу. В материалах с поверхностным заполнением менее 85 % влага проходит, в основном, через поры материала. Влагопроницаемость таких материалов зависит от их структурных параметров. При заполнении по массе менее 30 % способность тканей пропускать влагу практически не зависит от гидрофильности волокон и нитей.

На влагопроводность материала также оказывает влияние движение воздуха через материал . При малых скоростях воздуха преобладает процесс прохождения влаги путем сорбции – десорбции. С увеличением скорости движения воздуха более активно проявляется процесс диффузии влаги через поры. При скорости воздуха 3–10 м/с наблюдается тесная корреляционная связь между показателями воздухо- и влагопроницаемости.

Способность материалов пропускать пары влаги называется паропроницаемостью .

Коэффициент паропроницаемости ,г/(м 2 ∙ с), показывает, какое количество водяных паров проходит через единицу площади материала в единицу времени:

, (62)

где А – масса водяных паров, прошедших через пробу материала, г; S – площадь пробы материала, м 2 ; – продолжительность испытания, с.

Коэффициент паропроницаемости зависит от величины воздушной прослойки –расстояния от поверхности материала до поверхности испарения влаги, мм. С ее уменьшением коэффициент увеличивается. Поэтому в обозначении коэффициента паропроницаемости всегда указывается величина , при которой проводились испытания. Величина должна быть минимальной и одинаковой при испытаниях материалов для их сопоставления, так как сопротивление прохождению паров влаги складывается из сопротивления слоя воздуха между материалом и поверхностью испарения и из сопротивле­ния самого материала.

Увеличение перепада температуры и перепада относительной влажности воздуха, т. е. парциального давления водяных паров, по обеим сторонам материала вызывает повышение интенсивности процесса паропроницаемости. Проведение испытаний при температуре воды 35–36 °С приближает условия испытания к условиям эксплуатации одежды, так как эта температура соответствует температуре тела человека.

Относительная паропроницаемость , %, – отношение массы паров влаги А, испарившихся через испытываемый материал, к маcce паров влаги В, испарившихся с открытой поверхности воды, находившейся в тех же условиях испытания:

100 % . (63)

В связи со значительным влиянием толщины воздушной прослойки между пробой материала и поверхностью испарения влаги применяется характеристика, называемая сопротивление паропроницаемости. Этот показатель измеряется в мм толщины слоя неподвижного воздуха, оказывающего такое же сопротивление прохождению водяных паров, как и испытываемый материал.

В зависимости от сопротивления паропроницаемости И. А. Димитриевой предложено делить ткани на четыре группы (табл. 9 )

Таблица 9 Группировка, тканей в зависимости от

их сопротивления переносу водяных паров

Проницаемость текстильных материалов при прохождении через них капельно-жидкой влаги оценивается с помощью характеристик водопроницаемости и водоупорности.

Водопроницаемость - способность текстильных материалов пропускать воду при определенном давлении. Основная характеристика этого свойства – коэффициент водопроницаемости дм 3 /(м 2 ∙ с). Он показывает, какое количество воды проходит через единицу площади материала в единицу времени:

, (64) где V – количество воды, прошедшее через пробу материала, дм 3 ;

S – площадь пробы, м 2 ; – время, с.

Коэффициент водопроницаемости определяют, замеряя время прохождения через пробу материала воды объемом 0,5 дм 3 под давлением Н = 5 ∙ 10 3 Па. Для материалов спленочным покрытием или водоотталки-вающей отделкой коэффициент водопроницаемости определяют при дождевании в течение 10 мин (ГОСТ 30292–96).

Водоупорность (водонепроницаемость) – сопротивление текстильных материалов проникновению через них воды. Водоупорность характеризуетсянаименьшим давлением, при котором водa начинает проникать через материал (табл. 10 ).

Таблица 10 Нормы водоупорности плащевых тканей

По времени промокания при дождевании оценивают водоупорность материалов с водоотталкивающей пропиткой или пленочным покрытием (ГОСТ 30292–96).

Водопроницаемость, водоупорность и водооттаткивание зависят от структурных показателей заполнения полотен, от их толщины, сорбционных свойств и способности к смачиванию. Для ряда швейных изделий, защищающих человека от атмосферных осадков (плащей, пальто, костюмов, зонтов, палаток и т. п.), водоупорность материалов является одним из важнейших показателей качества.

Водонепроницаемость плащевых тканей оценивают также по способности плащевых материалов к водоотталкиванию, которая определяется по состоянию намокшей поверхности пробы после ее дождевания и встряхивания (табл. 11 ).

Таблица 11 Состояние поверхности материалов после дождевания

В соответствии с ГОСТ 28486–90 нормы водоотталкивания установлены в баллах и составляют для плащевых и курточных тканей из синтетических нитей с пленочным покрытием в 3 слоя не менее 80 баллов, в 1 слой – не менее 70 баллов, с водоотталкивающей отделкой – до 70 баллов.

Пылепроницаемость

Материалы в процессе носки изделий способны пропускать в пододежный слой или удерживать в своей структуре частицы пыли. Это приводит к загрязнению как самих материалов, так и слоев изделия, располагающихся под ними. Частицы пыли проникают сквозь материал в основном тем же путем, что и воздух – через сквозные поры материала. Удерживаются частицы пыли в структуре материала вследствие механического сцепления их с неровностями поверхности волокон и масляной смазки. Кроме того, процессу захвата материалом частиц пыли способствует их электризуемость при трении. Мельчайшие частицы пыли (менее 50 мкм) не имеют зарядов, однако способны при трении друг о друга или о материал приобретать заряд короткой продолжительности. При наличии на поверхности материала статического электричества заряженные частицы пыли притягиваются к поверхности волокон, где они впоследствии удерживаются благодаря механическому сцеплению или смазке. Таким образом, чем выше электризуемость материала, тем в большей степени он загрязняется. Рыхлая пористая структура материала из волокон с неровной поверхностью обладает способностью захватывать большее количество пыли и удерживать ее более длительное время, чем плотная структура материала, имеющего гладкие ровные волокна. По этим причинам наибольшей пылеемкостью обладают шерстяные и хлопчатобумажные ткани. Добавление в нихполиэфирныхволокон уменьшает пылеемкость.

Пылепроницаемость – способность материалов пропускать частицы пыли. Она характеризуется коэффициентом пылепроницаемости ,г/(см 2 ∙ с):

, (65)

где – масса пыли, прошедшей через пробу материала, г; – площадь пробы, м 2 ; – время испытания, с.

Относительная пылепроницаемость , %, показывает отношение массы пыли, прошедшей через материал , к массе пыли, использованной в испытании, :

100 % . (66)

Пылеемкость – способность материала воспринимать и удерживать пыль. Она характеризуется относительной пылеемкостью , %, – отношением массы пыли, поглощенной материалом, , к массе пыли, использованной в испытании, :

100 % . (67)

Показатели пылепроницаемости и пылеемкости определяют путем просасывания через материал с помощью пылесоса навески пыли, имеющей определенный состав и размер частиц. Взвешиванием устанавливают количество пыли, прошедшей через материал и осевшей на материале.

Материалы разных видов имеют отличающиеся значения показателей пылепроницаемости и пылеемкости (табл.12 ).

Таблица 12 Пылепроницаемость и пылеемкость материалов

(по данным М. И. Сухарева)

Рисунок 1 - паропроницаемость оцинкованного нащельника

Согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий", приложение Т, таблица Т1 "Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий" коэффициент паропроницаемость оцинкованного нащельника (мю, (мг/(м*ч*Па)) будет равна:

Вывод: внутренний оцинкованный нащельник (смотрим рисунок 1) в светопрозрачных конструкциях может устанавливаться без пароизоляции.

Для устройства пароизоляционного контура рекомендуется:

Пароизоляция мест крепления оцинкованного листа, это можно обеспечить мастикой

Пароизоляция мест стыковки оцинкованного листа

Пароизоляция мест стыковки элементов (оцинкованный лист и витражный ригель или стойка)

Обеспечить отсутствие паропропускания через крепежные элементы (полые заклепки)

Термины и определения

Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину.

Водяной пар - газообразное состояние воды.

Точка росы характеризует количество влажности в воздухе (содержания водяного пара в воздухе). Температура точки росы определяется как температура окружающей среды, до которой воздух должен охладится, чтобы содержащийся в нем пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Таблица 1.

Таблица 1 - Точка росы

Паропроницаемость - измеряется количеством водяного пара, проходящим через 1м2 площади, толщиной 1метр, в течении 1 часа, при разности давлений 1 Па. (согласно СНиПа 23-02-2003). Чем ниже паропроницаемость, тем лучше теплоизоляционный материал.

Коэффициент паропроницаемость (DIN 52615) (мю, (мг/(м*ч*Па)) это отношение паропроницаемости слоя воздуха толщиной 1 метр к паропроницаемости материала той же толщины

Паропроницаемость воздуха можно рассмотреть как константу, равную

0,625 (мг/(м*ч*Па)

Сопротивляемость слоя материала зависит от его толщины. Сопротивляемость слоя материала определяется путем деления толщины на коэффициент паропроницаемости. Измеряется в (м2*ч*Па) /мг

Согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий", приложение Т, таблица Т1 "Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий" коэффициент паропроницаемость (мю, (мг/(м*ч*Па)) будет равна:

Сталь стержневая, арматурная (7850кг/м3), коэфф. паропроницаемости мю = 0;

Алюминий (2600) = 0; Медь (8500) = 0; Стекло оконное (2500) = 0; Чугун (7200) = 0;

Железобетон (2500) = 0,03; Раствор цементно-песчаный (1800) = 0,09;

Кирпичная кладка из пустотелого кирпича (керамический пустотный с плотностью 1400кг/м3 на цементном песчаном растворе) (1600) = 0,14;

Кирпичная кладка из пустотелого кирпича (керамический пустотный с плотностью 1300кг/м3 на цементном песчаном растворе) (1400) = 0,16;

Кирпичная кладка из сплошного кирпича (шлакового на цементном песчаном растворе) (1500) = 0,11;

Кирпичная кладка из сплошного кирпича (глиняного обыкновенного на цементном песчаном растворе) (1800) = 0,11;

Плиты из пенополистирола плотностью до 10 - 38 кг/м3 = 0,05;

Рубероид, пергамент, толь (600) = 0,001;

Сосна и ель поперек волокон (500) = 0,06

Сосна и ель вдоль волокон (500) = 0,32

Дуб поперек волокон (700) = 0,05

Дуб вдоль волокон (700) = 0,3

Фанера клееная (600) = 0,02

Песок для строительных работ (ГОСТ 8736) (1600) = 0,17

Минвата, каменная (25-50 кг/м3) = 0,37; Минвата, каменная (40-60 кг/м3) = 0,35

Минвата, каменная (140-175 кг/м3) = 0,32; Минвата, каменная (180 кг/м3) = 0,3

Гипсокартон 0,075; Бетон 0,03

Статья дана в ознакомительных целях

ГОСТ 32493-2013

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ

Метод определения воздухопроницаемости и сопротивления воздухопроницанию

Materials and products the construction heatinsulating. Method of determination of air permeability and resistance to a air permeability

МКС 91.100.60

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44-П)

За принятие стандарта проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2013 г. N 2390-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32493-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на строительные теплоизоляционные материалы и изделия, изготовленные в заводских условиях, и устанавливает метод определения воздухопроницаемости и сопротивления воздухопроницанию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1.1 воздухопроницаемость материала: Свойство материала пропускать воздух при наличии разности давлений воздуха на противоположных поверхностях образца материала, определяемая количеством воздуха, проходящим через единицу площади образца материала в единицу времени.

3.1.2 коэффициент воздухопроницаемости: Показатель, характеризующий воздухопроницаемость материала.

3.1.3 сопротивление воздухопроницанию: Показатель, характеризующий свойство образца материала препятствовать прохождению воздуха.

3.1.4 перепад давления: Разность давлений воздуха на противоположных поверхностях образца при проведении испытания.

3.1.5 плотность потока воздуха: Масса воздуха, проходящего в единицу времени через единицу площади поверхности образца, перпендикулярную направлению потока воздуха.

3.1.6 расход воздуха: Количество (объем) воздуха, проходящего через образец в единицу времени.

3.1.7 показатель режима фильтрации: Показатель степени перепада давления в уравнении зависимости массовой воздухопроницаемости образца от перепада давления.

3.1.8 толщина образца: Толщина образца в направлении потока воздуха.

3.2 Обозначения

Обозначения и единицы измерения основных параметров, применяемых при определении воздухопроницаемости, приведены в таблице 1.


Таблица 1

4 Общие положения

4.1 Сущность метода заключается в измерении количества воздуха (плотности потока воздуха) , проходящего через образец материала с известными геометрическими размерами, при последовательном создании заданных стационарных перепадов давления воздуха. По результатам измерений вычисляют коэффициент воздухопроницаемости материала и сопротивление воздухопроницанию образца материала , входящие в уравнения фильтрации воздуха (1) и (2) соответственно:

где - плотность потока воздуха, кг/(м·ч);

- перепад давления, Па;

- толщина образца, м;

- сопротивление воздухопроницанию, [м·ч·(Па)]/кг.

4.2 Число образцов, необходимое для определения воздухопроницаемости и сопротивления воздухопроницанию, должно быть не менее пяти.

4.3 Температура и относительная влажность воздуха в помещении, в котором проводят испытания, должны быть (20±3) °С и (50±10)% соответственно.

5 Средства испытания

5.1 Испытательная установка, включающая в себя:

- герметичную камеру с регулируемым проемом и приспособлениями для герметичного крепления образца;

- оборудование для создания, поддержания и быстрого изменения давления воздуха в герметичной камере до 100 Па при испытаниях теплоизоляционных материалов и до 10000 Па - при испытаниях конструкционно-теплоизоляционных материалов (компрессор, воздушный насос, регуляторы давления, регуляторы перепада давления, регуляторы расхода воздуха, запорная арматура).

5.2 Средства измерения:

- расходомеры (ротаметры) воздуха с пределом измерения расхода воздуха от 0 до 40 м/ч с погрешностью измерения ±5% верхнего предела измерения;

- показывающие или самопишущие манометры, датчики давления, обеспечивающие проведение измерений с точностью ±5%, но не более 2 Па;

- термометр для измерения температуры воздуха в пределах 10 °С - 30 °С с погрешностью измерения ±0,5 °С;

- психрометр для измерения относительной влажности воздуха в пределах 30%-90% с погрешностью измерения ±10%;

- линейка металлическая по ГОСТ 427 с погрешностью измерения ±0,5 мм;

- штангенциркуль по ГОСТ 166 .

5.3 Сушильный шкаф.

5.4 Испытательное оборудование и средства измерений должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов и быть поверены в установленном порядке.

5.5 Схема испытательной установки для определения воздухопроницаемости приведена на рисунке 1.

1 - компрессор (воздушный насос); 2 - регулирующая запорная арматура; 3 - шланги; 4 - расходомеры (ротаметры) воздуха; 5 - герметичная камера, обеспечивающая стационарный режим движения воздуха; 6 - приспособление для герметичного крепления образца; 7 - образец; 8 - показывающие или самопишущие манометры, датчики давления

Рисунок 1 - Схема испытательной установки для определения воздухопроницаемости теплоизоляционных материалов

5.6 Испытательная установка должна обеспечивать герметичность в диапазоне режимов испытаний с учетом технических возможностей испытательного оборудования.

При проверке герметичности камеры в проем устанавливают и тщательно герметизируют воздухонепроницаемый элемент (например, металлическую пластину). Потери давления воздуха на любых стадиях испытания не должны превышать 2%.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Перед проведением испытания составляют программу испытаний, в которой должны быть указаны значения конечного контрольного давления и приведен график перепадов давления.

6.2 Образцы для испытания изготовляют или отбирают из изделий полной заводской готовности в виде прямоугольных параллелепипедов, наибольшие (лицевые) грани которых соответствуют размерам приспособления для крепления образца, но не менее 200x200 мм.

6.3 Образцы принимают на испытание согласно акту отбора образцов, оформленному в установленном порядке.

6.4 В случае если отбор или изготовление образцов проводят без привлечения испытательного центра (лаборатории), то при оформлении результатов испытаний в отчете (протоколе) испытания делают соответствующую запись.

6.5 Измеряют толщину образцов линейкой с точностью до ±0,5 мм в четырех углах на расстоянии (30±5) мм от вершины угла и посередине каждой стороны.

При толщине изделия менее 10 мм толщину образца измеряют штангенциркулем или микрометром.

За толщину образца принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений.

6.6 Вычисляют разнотолщинность образцов как разность между наибольшим и наименьшим значениями толщины, полученными при измерении образца в соответствии с 6.5. При толщине образца более 10 мм разнотолщинность не должна превышать 1 мм, при толщине образца 10 мм и менее разнотолщинность не должна превышать 5% толщины образца.

6.7 Образцы высушивают до постоянной массы при температуре, указанной в нормативном документе на материал или изделие. Образцы считают высушенными до постоянной массы, если потеря их массы после очередного высушивания в течение 0,5 ч не превышает 0,1%. По окончании сушки определяют плотность каждого образца в сухом состоянии. Образец немедленно помещают его* в испытательную установку для определения воздухопроницаемости. Допускается до проведения испытаний хранить высушенные образцы в изолированном от окружающей воздушной среды объеме не более 48 ч при температуре (20±3) °С и относительной влажности воздуха (50±10)%.
_________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

При необходимости допускается испытывать влажные образцы с указанием в отчете значения влажности образцов до и после испытаний.

7 Проведение испытания

7.1 Испытуемый образец устанавливают в приспособление для герметичного крепления образца так, чтобы его лицевые поверхности были обращены внутрь камеры и в помещение. Образец тщательно герметизируют и фиксируют так, чтобы исключить его деформацию, зазоры между торцами камеры и образцом, а также проникновение воздуха через неплотности между прижимной рамкой, образцом и камерой. При необходимости проводят герметизацию торцевых граней образца в целях исключения проникновения через них воздуха из камеры в помещение, добиваясь полного прохождения воздуха в процессе испытания только через лицевые поверхности образца.

7.2 Концы шлангов манометра (датчиков давления) располагают на одном уровне по горизонтали по обе стороны испытуемого образца в камере и помещении.

7.3 При помощи компрессора (воздушного насоса) и регулирующей арматуры последовательно (ступенчато) создают заданные в программе испытаний разности давлений по обе стороны образца. Поток воздуха через образец считают установившимся (стационарным), если значения показаний манометра и расходомеров отличаются не более чем на 2% в течение 60 с при объеме камеры до 0,25 м включительно, 90 с - при объеме 0,5 м, 120 с - при объеме 0,75 м и т.д.

7.4 Для каждого значения перепада давлений , Па, по расходомеру (ротаметру) фиксируют значение расхода воздуха , м/ч.

7.5 Число ступеней и значения перепада давления, соответствующие каждой ступени испытания, задают в программе испытаний. Число ступеней испытания должно быть не менее трех.

Рекомендуются следующие значения перепада давления по ступеням при испытании по определению коэффициента воздухопроницаемости: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 Па. При определении сопротивления воздухопроницанию рекомендуются те же значения перепада давления вплоть до предельных значений испытательного оборудования, но не более 1000 Па.

7.6 После достижения заданного программой испытаний значения конечного давления нагрузку последовательно уменьшают, используя те же ступени давления, но в обратном порядке, измеряя расход воздуха на каждой ступени перепада давления.

8 Обработка результатов испытания

8.1 За результат испытания при каждом перепаде давлений принимают наибольшее значение расхода воздуха для каждой ступени независимо от того, было оно достигнуто при нарастании или при снижении давления.

8.2 По принятым значениям для каждой ступени давления вычисляют значение расхода воздуха (плотность потока воздуха), проходящего через образец, , кг/(м·ч), по формуле

где - плотность воздуха, кг/м;

- площадь лицевой поверхности образца, м.

8.3 Для определения характеристик воздухопроницаемости материала по полученным результатам испытания уравнение (1) представляют в виде:

По значениям и в логарифмических координатах строят график воздухопроницаемости образца.

Логарифмы значений наносят на плоскость координат в зависимости от логарифмов соответствующих перепадов давлений . Через нанесенные точки проводят прямую линию. Значение показателя режима фильтрации определяют как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.

8.4 Коэффициент воздухопроницаемости материала , кг/[м·ч·(Па)], определяют по формуле

где - ордината пересечения прямой с осью ;

- толщина испытуемого образца, м.

Сопротивление воздухопроницанию образца материала , [м·ч·(Па)]/кг, определяют по формуле

8.5 Значение коэффициента воздухопроницаемости материала и сопротивления воздухопроницанию образцов материала определяют как среднеарифметическое значение результатов испытания всех образцов.

8.6 Пример обработки результатов испытания приведен в приложении А.

Приложение А (справочное). Пример обработки результатов испытания

Приложение А
(справочное)

В настоящем приложении приведен пример обработки результатов испытания по определению коэффициента воздухопроницаемости каменной ваты плотностью 90 кг/м и сопротивления воздухопроницанию образца каменной ваты размерами 200x200x50 мм.

Площадь лицевой поверхности образца - 0,04 м.

Плотность воздуха при температуре 20 °С - 1,21 кг/м.

Результаты измерений и обработки результатов приведены в таблице А.1. В первом столбце представлены измеренные значения перепада давления воздуха по разные стороны образца, во втором столбце - измеренные значения расхода воздуха через образец, в третьем столбце - значения плотности потока воздуха через образец, рассчитанные по формуле (3) по данным столбца 2. В четвертом и пятом столбцах представлены значения натуральных логарифмов значений и , приведенных в столбцах 1 и 3 соответственно.


Таблица А.1