Паропроницаемость стен. “Дышащий” утеплитель это — нонсенс!
“Утеплитель должен быть дышащим!” Как часто Вы слышали такое безапелляционное утверждение со стороны продавца утеплителя, знающего свое дело? И действительно, что может быть важнее “дыхания” для человека? В один момент, все остальные достоинства утеплителя мгновенно отходят на задний план. В голове звучит тревожная музыка, холодный пот прошибает и как молотом по наковальне идет отбивка слов: “НЕдышащий утеплитель! Что может быть хуже? Это же так жутко!!! Боже мой, и как я чуть его не купил…” Может быть попробуем вместе проникнуть в суть вопроса? Ведь надо же разобраться в этом, а то ведь вдруг и в самом деле выяснится “какая бяка этот не дышащий утеплитель”.
Паропроницаемость стен
В последние пять лет, как-то исподволь, но с нарастающим темпом, в отношении технологии применения строительных материалов и конкретно при обсуждении теплоизоляционных конструкций начал активно акцентироваться вопрос паропроницаемости стен с приданием нарочитой значимости данного фактора для микроклимата помещений.
Доходит вплоть до того, что паропроницаемость теплоизолированных стен считается, чуть ли не главным параметром, характеризующим теплоизолирующую конструкцию, отодвигая порой на второе место даже основной смысл существования теплоизоляционного слоя – сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, т.е. сохранение тепла.
Проанализировав имеющиеся публикации, касающиеся вопроса «здорового дыхания стен» можно сделать вывод о том, что позиционирование теплоизоляционных товаров, основанное на принципе «здорового дыхания стен» есть лишь неудачно выдуманная рекламная «фишка», не имеющая ничего общего с реальной жизнью. Развенчание данного мифа рано или поздно должно наступить! Рассмотрим, каким образом, на самом деле, осуществляется диффузия воды сквозь стены и какое влияние это оказывает на микроклимат помещения?
Физические основы процесса выглядят следующим образом: в отношении атмосферы внутри помещения и снаружи существует разница парциального давления, если эта разница будет положительной, то из-за присутствующей диффузии воды сквозь стену влага будет перемещаться из помещения наружу, если же разница будет отрицательной, то наоборот, какое – то количество воды будет перемещаться за счет диффузии сквозь стену извне в помещение.
Чем больше разница парциальных давлений и чем меньше диффузное сопротивление материалов, тем эффективней будет идти этот процесс. Наибольшая разница парциального давления между атмосферой внутри помещения и снаружи существует зимой и летом. Зимой она положительна и вода за счет диффузии сквозь стену покидает внутренние помещения. Летом (особенно в жару и после дождя) разница парциальных давлений отрицательна и вода диффундирует извне внутрь помещений.
Однако не стоит думать, что установление равновесия парциальных давлений между воздухом внутренних помещений и внешней атмосферой происходит только благодаря диффузии сквозь стены. Основным характеризующим это явление фактором, является конвекция воздушных масс, на долю которой в установлении равновесного состояния парциальных давлений и поддержание микроклимата во внутренних помещениях приходится более 98% этого «водопереноса». Дабы не быть голословным, оценим численную составляющую диффузии воды сквозь кирпичную (кирпич керамический, полнотелый) стену толщиной в два кирпича при разнице температуры внутри и снаружи помещения в 20оС и разности влажности в 20% (в помещении – 60%, на улице – 80%).
Диффузия воды наружу сквозь метр квадратный подобной стены за сутки не превысит – 10 грамм! И это просто «голая» стена без всякого утеплителя, штукатурного слоя, краски, обоев, стеновых панелей, зеркал, картин и т.п., создающего в любом случае дополнительное сопротивление диффузии воды сквозь стену в принципе!
Таким образом, даже если жить в обычных неоштукатуренных кирпичных стенах без внутренней отделки особо насладится «здоровых дыханием стен» не удастся т.к. сквозь них за сутки диффундирует (проходит) не более 1 килограмма воды. В то же время, за счет конвекционных процессов внутреннему жилому помещению зимой приходится избавляться от более чем 10 килограмм воды ежесуточно! Надейся бы мы только на «здоровое дыхание стен» и герметично закупорив подобную комнату зимой (избавившись от конвекционного переноса масс воды струями воздуха) – выпадение первой росы на стенах пришлось бы наблюдать уже через несколько часов.
Вообще в вопросе «здорового дыхания стен» существует даже логический парадокс, который заключается в том, что мы изо всех сил стараемся сделать более герметичными для пара и газа оконные и дверные проемы, а также сами окна и двери и в тоже время, кто-то говорит о повышении паропроницания стен для весьма неэффективной и вычурной дополнительной вентиляции здания.
В то же время вопросы вентиляции помещений, как естественной, так и принудительной, имеют гораздо более простые и эффективные инженерные решения, используемые десятилетиями и веками. Стена же должна исполнять возложенные на нее функции – препятствовать прохождению сквозь нее воздуха, воды, тепла и звука! Из этого следует очевидный вывод: чем менее паропроницаем материал (в том числе и теплоизоляционный) применяемый при сооружении стеновой конструкции, тем более эффективно она (стена) исполняет свою функцию.
Продолжая тему теплоизоляционных материалов, следует сделать вывод, что при устройстве закрытых теплоизоляционных систем наиболее эффективны ячеистые материалы (пеностекло и пенополиуретан), нежели волоконные материалы, ведущие себя в закрытых теплоизоляционных системах более капризно, малоэффективно и с потенциальным риском действительно служить причиной заметного увлажнения внутренний помещений здания теплоизолированного волоконным материалом. Посмотрим более пристально на процессы «водопереноса» в герметично (для воздуха) закрытых теплоизоляционных системах с использованием волоконных неорганических материалов.
Будь то штукатурные системы или системы с теплоизоляционным слоем внутри кладки в волоконном материале интенсивно происходят газообменные процессы, в отличие от ячеистых теплоизоляционных материалов, где газы герметично закупорены в замкнутых ячейках.
Самым актуальным в нашем случае анализа эксплуатации волоконных материалов является процесс переноса и перераспределения воды растворенной в воздухе. И здесь явление диффузии влаги сквозь стены (сколь бы незначительным оно не было) весьма важно, т.к. зачастую приводит к негативным последствиям. Если вы еще раз внимательно перечтете абзац данной статьи, посвященный описанию процесса диффузии, с точки зрения физики то увидите, что вектор переноса воды летом за счет разницы парциальных давлений направлен извне помещения внутрь. К этому стоит добавить и капиллярные явления переноса жидкости, которые тоже приводят к движению масс воды внутрь стены за счет увлажнения поверхности стены дождями в весенне-осенний период. Таким образом, газовая среда между волокон каменной ваты или стекловаты насыщается водой до высокого значения влажности.
При сезонном похолодании атмосферы избыточная влага конденсируется на поверхности волокон из охлаждаемого воздуха между волокон. Отсутствие конвекции между волокнами приводит к отсутствию высыхания жидкости, которая начинает скапливаться внутри волоконного материала. Жидкость конденсируется именно на волокнах т.к. площадь поверхности волокон в сотни тысяч раз больше поверхности стен! Это легко вычислить, зная толщину волокон, плотность материала из которого состоят волокна и плотность теплоизоляционной волоконной плиты.
Итак, в герметично закрытой системе теплоизоляции с использованием промежуточного слоя из каменной ваты или стекловаты, устанавливается газовая среда, перенасыщенная парами воды с протеканием процесса конденсации с усилением последнего при падении температуры атмосферы ниже точки замерзания воды. Причиной усиления процесса насыщения теплоизоляционного волоконного слоя именно в зимний период, когда устанавливается стабильная температура ниже нуля, является как усиление диффузии воды из внутреннего помещения через стену (разница парциальных давлений внутреннего воздуха и внешней атмосферы возрастает) в воздушную среду волоконного материала, так и замерзание воды на внешней поверхности стены в микропорах и микротрещинах, препятствующее выводу воды из теплоизоляционного слоя хотя бы за счет незначительного в этом отношении эффекта диффузии.
Волоконный материал в этот момент начинает банально мокнуть и отсыревать. Вода именно в виде жидкости появляется на поверхности стороны стены контактирующей с волоконным материалом. Диффузия воды сквозь стену в направлении «внутреннее помещение – теплоизоляционный слой» прекращается, т.к. воздух внутри волоконного материала перенасыщен водой и имеет влажность в 100%. В то же время вода, сконденсировавшая в состояние жидкости внутри теплоизоляционного волоконного слоя, начинает просачиваться внутрь помещения за счет капиллярных явлений. И если не будет очень хорошей вентиляции помещения и «выноса» влаги за счет конвекции воздушных струй, стены начнут сыреть со всеми вытекающими отсюда последствиями! То есть, именно применение волоконных материалов в закрытых системах утепления приводит в помещениях с затрудненной и плохой вентиляцией к повышению влажности и сырости!
Все вышеописанное давно известно и досконально изучено. Высокая паропроницаемость волоконных материалов признана очевидным недостатком данного типа теплоизоляторов.
Для того чтобы уменьшить неприятные последствия применения таких материалов предпринимаются следующие шаги: волокна покрываются гидрофобным составом, дабы уменьшить коэффициент смачиваемости материала и снизить накопление воды на волокнах в состоянии жидкости; создаются дорогостоящие системы вентиляции теплоизоляционного волоконного слоя для перманентного «подсушивания» каменной ваты и стекловаты; внутренний слой стены, защищающий теплоизоляционный материал, изготавливается из максимально влаго- и паро- непроницаемого материала. Это общеизвестно и причем настолько в порядке вещей, что прямо под пространными рассуждениями про «здоровое дыхание стены» зачастую размещена фотография, где облицовка теплоизоляционного слоя из каменной ваты производится клинкерным кирпичом – абсолютно паро – и водо- непроницаемым материалом! Как через клинкерный кирпич будет дышать эта каменная вата, – непонятно!
Сторонники лжеконцепции «здорового дыхания стен» помимо греха против истины физических законов и осознанного введения в заблуждение проектировщиков, строителей и потребителей, исходя из меркантильного побуждения, сбыть свой товар какими угодно методами, наговаривают и возводят поклеп на теплоизоляционные материалы с низкой паропроницаемостью (в данном случае закрытоячеистый пенополиуретан).
Суть этой злостной инсинуации сводится к следующему. Вроде как, если не будет пресловутого «здорового дыхания стен», то в таком случае внутреннее помещение обязательно станет сырым, а стены будут сочиться влагой. Дабы развенчать эту выдумку давайте посмотрим более внимательно на те физические процессы, которые будут происходить в случае облицовки под штукатурный слой или использовании внутри кладки, например такого материала как пеностекло, паропроницаемость которого равна нулю. Итак, из-за присущих пеностеклу теплоизоляционных и герметизирующих свойств наружный слой штукатурки или кладки придет в равновесное температурное и влажностное состояние с наружной атмосферой. Также и внутренний слой кладки войдет в определенный баланс с микроклиматом внутренних помещений. Процессы диффузии воды, как в наружном слое стены, так и во внутреннем; будут носить характер гармонической функции. Эта функция будет обуславливаться, для наружного слоя, суточными перепадами температур и влажности, а также сезонными изменениями.
Особенно интересно в этом отношении поведение внутреннего слоя стены. Фактически, внутренняя часть стены будет выступать в роли инерционного буфера, роль которого сглаживать резкие изменения влажности в помещении. В случае резкого увлажнения помещения, внутренняя часть стены будет адсорбировать излишнюю влагу, содержащуюся в воздухе, не давая влажности воздуха достичь предельного значения. В тоже время, при отсутствии выделения влаги в воздух в помещении, внутренняя часть стены начинает высыхать при этом, не давая воздуху «пересохнуть» и уподобится пустынному. Как благоприятный результат подобной системы утепления с использованием пенополиуретана, гармоника колебания влажности воздуха в помещении сглаживается и тем самым гарантирует стабильное значение (с незначительными флуктуациями) приемлемой для здорового микроклимата влажности. Физика данного процесса достаточно хорошо изучена развитыми строительными и архитектурными школами мира и для достижения подобного эффекта при использовании волоконных неорганических материалов в качестве утеплителя в закрытых системах утепления настоятельно рекомендуется наличие надёжного паронепроницаемого слоя на внутренней стороне системы утепления.
Вот вам и «здоровое дыхание стен»!
Правда и мифы о паропроницаемости –
Термин «паропроницаемость» последние пять лет все чаще употребляют, характеризуя различные утеплители. Внимание акцентируют на том факте, что именно паропроницаемость – основа здорового микроклимата в помещениях. Общий смысл таков: если не будет «интенсивного и здорового дыхания стен», то помещения обязательно станут сырыми, а на внутренних стенах появятся влага и грибок.
Доходит порой до абсурда! Паропроницаемость утеплителя представляют как самый главный технологический параметр. В итоге рекламные лозунги сводят «на нет» сам смысл работы утеплителя – уменьшать потери тепла (сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций). Реклама большинства утеплителей, построенная на выделении паропроницаемости как основного технологического параметра, – это прежде всего эмоциональная реклама, взывающая к чувствам потребителей и использующая яркий и эмоциональный образ «здорового дыхания».
Маркетологи и рекламисты в данном случае используют основную функцию живого организма – дыхание, перенося ее на неодушевленный предмет, и приписывают этому предмету свойства, отсутствующие в реальности, но основополагающие для самого человека.
Налицо еще один рекламный парадокс: в социальной рекламе твердят, что оконные и дверные проемы необходимо сделать герметичными для сохранения тепла, а реклама утеплителей утверждает, что стены должны «дышать».
Давайте разберемся вместе – что же такое паропроницаемость и настолько ли важна ее роль при выборе утеплителя стен.
Итак — физика. Как известно в воздухе всегда содержатся водяные пары. Все знают, что давление водяного пара зависит от температуры воздуха. С повышением температуры воздуха давление водяных паров увеличивается. Зимой на улице холодно, а в доме тепло — поэтому давление пара внутри помещения значительно выше, чем снаружи.
Под действием разницы этих давлений, водяные пары зимой стремятся выйти из дома в область меньшего давления, т.е. перемещаются из помещения наружу. Летом — всё наоборот.
Для примера возьмем обычную двухкомнатную квартиру в кирпичном доме. И посмотрим — сколько паров пройдет через стены.
Длина всех фасадных стен 19,8 м/п. Высота 2,7м.
Площадь фасадных стен S- 19,8*2,7=53,46м2 .
В своей статье «Влага в зданиях», американский профессор строительного факультета J. F. Straube — привел таблицу:
| ИСТОЧНИК | ИНСТЕНСИВНОСТЬ ВЫДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ ЛИТР/СУТКИ |
| Люди (выделение пара одним человеком) | от 1,9 (в среднем) до 5 (тяжелая работа) |
| Увлажнители воздуха | 2-20+ |
| Горячая ванна | 2-20+ |
| Дровяной камин (1 корд дров) | 1-3 |
| Мытье полов и т.п. | 0,4 |
| Мытье посуды | 0,6 |
| Приготовление еды на 4 человека | 0,9-3 |
| Холодильник с автоматическим оттаиванием | 0,5 |
| Умывание/мытье рук (1 человек) | 0,2-0,4 |
| Душ на (1 человека) | 0,5 |
| Бытовые обогреватели без вентиляции | 0,15 кг/кВт. ч для газа |
| Сезонная влагоотдача или новые стройматериалы | 3-8 (зависит от конструкций) |
| Комнатные растения/домашние животные | 0,2-0,5 (пять растений или одна собака) |
Источники влаговыделений в зданиях.
За основу давайте возьмем минимальное количество влаги на двухкомнатную квартиру — 8л/сутки (жильцов квартиры — 2-3 человека).
По коэффициенту паропроницаемости (СП 23-101-2004, приложение Д) через 1м2 кирпичной стены пройдёт 0,19мг пара в час, а за сутки пройдет:
24часа * 0,19мг=4,56 грамм/сутки/м2.
Тогда через стены нашей двухкомнатной квартиры пройдет:
53,46м2 * 4,56грм = 243,78 грамм/сутки!
И это просто «голая» стена из кирпича — а на стене ещё есть штукатурный слой, грунтовка, краска, обои, зеркала, картины и т. п., которые создают дополнительное сопротивление паропроницаемости стены!
Получается, что через стены двухкомнатной квартиры за 24 часа уйдет всего 250 грамм водяного пара – это 0,3%! Итак, повторим: ЧЕРЕЗ СТЕНЫ УЙДЕТ ВСЕГО 0,3% ПАРА! Выходит, что «здоровое дыхание стен» — это как рыбе зонтик! В первую очередь стена должна выполнять возложенные на нее функции — препятствовать прохождению солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур, влажного наружного воздуха и внешнего шума!
Продолжим.
Рассмотрим пример утепления стен таким популярным «дышащим» материалом как каменная вата. Вы выбрали этот материал потому, что между волокнами каменной ваты присутствует много воздуха, а значит, он будет хорошо держать тепло. По вашей просьбе рабочие утеплили снаружи квартиру или дом и заштукатурили. Но вы не учли, что весной и осенью во время дождей избыточная влага будет собираться на поверхности каменных волокон внутри самого утеплителя.
Вода конденсируется именно на волокнах, так как площадь поверхности волокон в тысячи раз больше поверхности стен. Это легко проверить! Волокнистый материал под действием воды банально мокнет – намочите его и увидите сами. Следствие таких изменений — увеличивается теплопроводность каменной ваты, и она перестает сохранять тепло. Это закономерно по законам физики – вот вам тепло в мокрой одежде!?
Кроме накопления влаги, в каменной вате происходит еще один процесс — замерзание сконденсировавшейся влаги. Всем известно, что периодическое замерзание и размораживание воды в толще материала разрушает его.
В среднем каменная вата через 5-7 лет эксплуатации осыпается, так как клей, удерживающий вместе каменные волокна, перестаёт работать.
Уже на третий отопительный сезон существенно увеличиваются расходы на отопление частного дома. А к пятому сезону расходы практически такие же, что и до утепления дома.
Вывод: высокая паропроницаемость каменной ваты, в закрытой системе теплоизоляции (штукатурка поверх каменная вата) это больше недостаток, нежели достоинство. Утеплять каменной ватой фасад нужно при помощи вентилируемых фасадов, чтобы было непрерывное подсушивание ваты (сайдинг…). А это уже очень серьезные финансовые вложения.
Отметим, финская корпорации «Partek Insulation» издала буклет о своем утеплителе — каменной вате «Рагос» на русском языке. У производителя нет вообще никаких рассуждений о достоинствах высокой паропроницаемости каменной ваты — финские специалисты считают паропроницаемость очевидным недостатком. Читаем в оригинале: «…продукция (каменная вата Рагос) рассчитана на эксплуатацию в сухих условиях.
Каменное волокно негигроскопично, содержание влаги в изделиях при нормальных условиях эксплуатации составляет менее 0,5% по объему. Конструкция должна быть спроектирована таким образом, чтобы предотвратить прохождение паров влаги и. как следствие, возникновение конденсата». Другими словами — защищена паронепроницаемой пленкой!
Теперь давайте рассмотрим физические процессы, которые будут происходить в случае утепления фасада пенополистиролом, сверху утеплителя также нанесем штукатурный слой, как в случае с каменной ватой.
Пенополистирол плотный и паропроницаемость у него в 10 раз меньше каменной ваты. Поэтому внутри пенополистирола влага и вода накапливаться не будет, он будет всегда сухой, сохраняя эти свойства во время всего срока эксплуатации! Но, чтобы предотвратить накопления влаги в стене с полимерным утеплителем необходимо исключить конденсацию пара на границе стены и утеплителя. Как это сделать? Необходимо, чтобы на границе стены и утеплителя температура в любые морозы, была бы выше температуры точки росы.
Например, если стену из газобетона 400 мм утеплить пенопластом толщиной 50мм., то температура на границе с утеплителем зимой будет отрицательной. В результате будет происходить конденсация пара и накопление влаги в стене. При утеплении пенопластом толщиной 100мм этого уже не произойдет. Другими словами — чем больше толщина утеплителя, тем меньше риск конденсации пара и влагонакопления в стене. Но чтобы избежать ненужных трат, стоит обраться к специалистам, которые помогут правильно высчитать необходимое утепление, учитывая все индивидуальные особенности вашего дома.
Вывод: Утепление пенополистиролом – это эффективно, тепло и уют в доме сохранятся на долгие годы! 250 г избыточного пара в сутки, который уходит через стены (таблица 1), легко выводятся из помещений при помощи правильной вентиляции. Необходимости в паропроницаемости стен – нет. Реклама «здорового дыхания стен» грешит против истины физических законов и осознанно вводит в заблуждение потребителей, желая любыми способами увеличить продажи.
Теплоизоляционные материалы с низкой паропроницаемостью (пенополистирол, пеностекло и другие) по всем показателем эффективней и долговечней любых дышащих утеплителей.
Здесь может возникнуть вопрос: дышащие утеплители и сайдинг не будет ли идеальным решением? Такой вариант допустим и разумен, но весьма дорогостоящий! Цена ГОТОВОГО фасада за 1м2 выходит дороже, чем утепление Тёплыми плитками практически вдвое, да и дизайн на любителя. Кроме того, сайдинг потрескивает: полоски (ламели) сайдинга под прямыми солнечными лучами нагреваются за день, расширяются и провисают, а в вечернее время они остывают и выравниваются, что сопровождается треском. Треск слышен по всему дому, многих такие звуки раздражают.
Еще один вид «дышащего» утепления – термокраска. Только этот вид утепления бесполезен для утепления фасадов. Весь интернет заполнен отзывами людей, которые повелись на рекламу – все отзывы отрицательные! Покрасив фасад термокраской, ни один из владельцев домов не получил желаемого результата.
А вот на трубах термокраска прекрасно себя зарекомендовала – при ее помощи можно избавиться от конденсата, увеличить теплоотдачу труб отопления.
Если у вас остались вопросы – приходите к нам в офис. Мы все сможем обсудить, показать на примерах описанные варианты утепления. А вы в свою очередь сможете сделать осознанный выбор утеплителя, ответив себе самому на вопрос: каким утеплителем разумней и выгодней утеплить дом!
Паропроницаемость
Такие термины, как «пароизоляция» или «замедлитель испарения», знакомы большинству из нас, даже если мы не совсем понимаем их различия. Они описывают паропроницаемость материала — его способность предотвращать или пропускать через себя водяной пар. Материалы с высокой паропроницаемостью пропускают много водяного пара; материалы с низкой паропроницаемостью блокируют прохождение через них части или всего водяного пара и называются «замедлителями пара» или «пароизоляторами».
Количество водяного пара, проходящего через материал, зависит не только от паропроницаемости этого материала, но и от количества водяного пара (также называемого давлением пара) на каждой стороне материала. Проще говоря, паропроницаемость может быть определена в лаборатории с помощью испытаний, в ходе которых известная площадь и толщина материала подвергается воздействию известной температуры и градиента давления пара или RH (относительной влажности) с обеих сторон. Влага перемещается от влажной к сухой, а градиент давления пара описывает, насколько сильно «тянет» одна сторона стены по сравнению с другой стороной. Чем больше разница в градиенте давления между сторонами, тем сильнее притяжение пара.
Испытание на проницаемость
ASTM E96 («Стандартные методы испытаний материалов на паропроницаемость») описывает два испытания, обычно называемые испытаниями «влажная камера» и «сухая камера». В тесте смачиваемой чашки воздух на одной стороне материала является почти обычным воздухом (относительная влажность 50 % при 25 ° C / 77 ° F), в то время как воздух с другой стороны является насыщенным (относительная влажность 100 %).
В тесте в сухой чашке с одной стороны также используется обычный воздух (относительная влажность 50 % при 25 ° C / 77 ° F), а с другой стороны либо влагопоглотитель, либо воздух при относительной влажности 0 %.
Результаты этих тестов в конечном итоге находят отражение в кодексах и стандартах. Какой тест используется, должен зависеть от того, будет ли тестируемый материал использоваться внутри или снаружи здания. Например, во многих климатических условиях материал снаружи здания будет подвергаться воздействию более высокой относительной влажности, как и следовало ожидать во время дождей и в более тропических климатических условиях. В этих случаях испытание смачиваемым стаканом, вероятно, является более подходящим испытанием для строительных материалов, предназначенных для использования снаружи ограждения. Внутри, где воздух более сухой, испытание в сухом тигле лучше покажет ожидаемую производительность.
Диффузия Путаница
Размышляя о проницаемости, важно помнить, что существует разница между парами, переносимыми воздушными потоками через инфильтрацию или эксфильтрацию, и диффузией паров, которая не зависит от движения воздуха.
Диффузия пара, описываемая законом идеального газа, представляет собой активность молекул воды в воздухе, сталкивающихся друг с другом и с поверхностями. Степень, в которой диффузия приводит к проникновению молекул воды в поверхности, на которые они воздействуют, и через них, зависит от того, насколько проницаемы поверхности.
Но диффузия, как правило, медленный процесс. Гораздо более быстрый способ проникновения молекулы воды в стену — это направить поток воздуха в отверстие в этой стене, например, в пространство вокруг электрической розетки или оконного косяка. Инфильтрация или эксфильтрация могут перемещать на несколько порядков больше водяного пара, чем только диффузия пара. Отсюда недавнее снижение внимания к пароизоляции в высокоэффективных зданиях в пользу воздушных барьеров . Пароизоляция предназначена для предотвращения диффузии пара, тогда как воздушные барьеры предназначены для предотвращения инфильтрации или эксфильтрации воздуха, независимо от того, сухой он или влажный.
Применение паропроницаемости
(Примечание к таблице: в приведенной ниже таблице показателей проницаемости для обычных строительных материалов более низкие значения указывают на более низкую проницаемость, чем более высокие значения. При оценке конкретных сборок обратите внимание, что относительная влажность и толщина материала могут повлиять на показатель проницаемости.)
Важно знать паропроницаемость материалов, используемых в сборке стены, чтобы водяной пар случайно не задерживался внутри стены.
Забудем на минуту о том, является ли пароизоляция хорошей идеей, общее эмпирическое правило заключается в том, чтобы размещать любую пароизоляцию на теплой стороне ограждения. Таким образом, не говоря о том, что он вам нужен, если указана пароизоляция, она должна быть на внутренней стороне стены в жарком климате и на внешней стороне стены в прохладном климате.
В жарком климате влажный внутренний воздух, попадающий в ниши стен или стропил, может конденсироваться при контакте с более холодной поверхностью обшивки.
Если эта влага не может относительно легко высохнуть, это может привести к плесени и гниению деревянных компонентов.
Аналогичным образом, в прохладном климате водяной пар во влажном наружном воздухе, который проникает в стену и встречается с пароизоляцией, такой как виниловые обои, нанесенные на холодную, кондиционированную поверхность гипсокартона, почти наверняка вызовет конденсацию и образование ловушек. влага между обоями и гипсокартоном, что может привести к образованию черной плесени под обоями. Это общая проблема в жарком и влажном климате, например, на юго-востоке США, но мы провели исследование, которое показало наличие конденсата на внутренней полиэтиленовой пароизоляции даже в климатической зоне 5 с облицовкой, накапливающей влагу, такой как непосредственно приклеенный камень.
Корпуса должны быть спроектированы таким образом, чтобы они высыхали как минимум в одном направлении — внутрь или наружу, в зависимости от того, в какой климатической зоне вы находитесь, и от свойств материалов корпуса.
Это подчеркивает важность рассмотрения всего узла при проектировании высокоэффективной стены или крыши. Диффузия пара через корпус контролируется наименее паропроницаемым материалом. Таким образом, если вы спроектируете паронепроницаемый корпус, но включите один паронепроницаемый слой — пароизоляцию, — это предотвратит проникновение всего пара внутрь или наружу корпуса через этот слой. Некоторые ученые называют такой анализ «паровым профилем» сборки, потому что он описывает, каким образом стена может высохнуть из любого заданного слоя. Если он не может высохнуть или высохнуть, это проблема.
Проницаемость варьируется от материалов с высокой проницаемостью (таких как некоторые упаковочные материалы, латексная краска, минеральная или стекловолоконная изоляция и гипсокартон) до парозащитных материалов (таких как облицовочная крафт-бумага на войлочной изоляции) до паронепроницаемых материалов (таких как полиэтилен толщиной 6 мил и большинство самоклеящихся мембран), которые эффективно блокируют прохождение водяного пара.
Напыляемая пена раньше считалась непроницаемой, но сейчас существует множество различных формул. Полфунтовая пена с открытыми порами достаточно паропроницаема и не будет контролировать движение пара. Даже пена с закрытыми порами в некоторой степени проницаема до толщины примерно 2 дюйма, после чего она считается пароизоляцией.
Умные пароизоляционные материалы
Существуют также материалы, называемые «умными пароизоляционными материалами», проницаемость которых зависит от относительной влажности окружающей среды. В более сухой среде с низкой относительной влажностью они будут действовать как пароизоляция. Но если относительная влажность увеличится из-за, например, протечки воды в ограждение, то паропроницаемость умной пароизоляции повысится и позволит больше просохнуть.
Наиболее распространенным интеллектуальным замедлителем испарения является крафт-бумага на войлочной изоляции. Бумага закрыта для пара, если полость стенки не намокнет, и в этот момент бумага становится открытой для пара, что позволяет высохнуть.
Существуют также пластиковые пленки, которые будут вести себя так же, часто с более широким диапазоном паропроницаемости. MemBrain компании CertainTeed является одним из примеров в Северной Америке, но есть и другие, многие из которых до сих пор используются только в Европе.
Узнайте больше о строительстве здесь
Архитектура абсорбционных нагревателей (патент)
Архитектура абсорбционных нагревателей (патент) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Каталожные номера (4)
- Другое связанное исследование
Аннотация
Нагреватель на основе абсорбции сконструирован на теплообменной пластине с барьером для жидкости, поэтому он занимает мало места в конструкции.
Абсорбционный нагреватель имеет десорбер, теплообменник и поглотитель, последовательно размещенные на теплообменной пластине с барьером для жидкости. Парообменные поверхности десорбера и абсорбера покрыты паропроницаемой мембраной, которая проницаема для паров хладагента, но непроницаема для абсорбента. Технологическая жидкость течет со стороны теплообменной пластины барьера для жидкости, противоположной поверхности парообмена, через абсорбер и затем через теплообменник. Абсорбционный нагреватель может включать в себя вторую пластину с конденсатором, расположенную параллельно теплообменной пластине барьера жидкости и противостоящую десорберу для конденсации хладагента для дополнительного нагрева технологической жидкости.
- Изобретатели:
- Могаддам, Саид; Чу, Девеш
- Дата публикации:
- Исследовательская организация:
- Библиотека публикаций и продуктов EERE, Вашингтон, округ Колумбия (США)
- Организация-спонсор:
- USDOE
- Идентификатор ОСТИ:
- 1436514
- Номер(а) патента:
- 9 951 976
- Номер заявки:
- 15/316 246
- Правопреемник:
- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ФОНД УНИВЕРСИТЕТА ФЛОРИДЫ, ИНК. (Гейнсвилл, Флорида)
- Номер контракта с Министерством энергетики:
- AC08-00OR22725
- Тип ресурса:
- Патент
- Отношение ресурсов:
- Дата файла патента: 2 июня 2015 г.
- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
- Тема:
- 42 МАШИНОСТРОЕНИЕ
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Могаддам, Саид, и Чух, Девеш. Архитектура абсорбционных нагревателей . США: Н. П., 2018.
Веб.
Копировать в буфер обмена
Могхаддам, Саид и Чух, Девеш. Архитектура абсорбционных нагревателей . Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Могаддам, Саид, и Чух, Девеш.
2018.
«Архитектура абсорбционных нагревателей». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1436514.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_1436514,
title = {Архитектура абсорбционных обогревателей},
автор = {Могхаддам, Саид и Чу, Девеш},
abstractNote = {Нагреватель на основе абсорбции сконструирован на теплообменной пластине с барьером для жидкости, поэтому для него требуется мало места в конструкции. Абсорбционный нагреватель имеет десорбер, теплообменник и поглотитель, последовательно размещенные на теплообменной пластине с барьером для жидкости. Парообменные поверхности десорбера и абсорбера покрыты паропроницаемой мембраной, которая проницаема для паров хладагента, но непроницаема для абсорбента. Технологическая жидкость течет со стороны теплообменной пластины барьера для жидкости, противоположной поверхности парообмена, через абсорбер и затем через теплообменник.
Абсорбционный нагреватель может включать в себя вторую пластину с конденсатором, расположенную параллельно теплообменной пластине барьера жидкости и противостоящую десорберу для конденсации хладагента для дополнительного нагрева технологической жидкости.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1436514},
журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {2018},
месяц = {4}
}
Копировать в буфер обмена
Посмотреть патент
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.
Работы, упомянутые в этой записи:
- Саркисян, Пол; Кирол, Лэнс Д.
- Патентный документ США 6 487 875
- https://doi.org/https://ppubs.uspto.gov/pubwebapp/external.html?q=(6487875).pn.&db=USPAT&type=ids
- Гаррабрант, Майкл А.
- заявка на патент США 12/776839; 20100281899
- https://doi.org/https://ppubs.uspto.gov/pubwebapp/external.html?q=(20100281899).pn.&db=US-PGPUB&type=ids
- Наср Исфахани, Расул; Могаддам, Саид
- Международный журнал тепло- и массообмена, Vol. 63, с. 82-90
- https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.03.053
- Наср Исфахани, Расул; Фазели, Абди; Бигэм, Саджад
- Международный журнал многофазных потоков, Vol.
