Таблица паропроницаемости - это полная сводная таблица с данными по паропроницаемости всех возможных материалов, используемых в строительстве. Само слово «паропроницаемость» означает способность слоев строительного материала либо пропускать, либо задерживать водяные пары из-за разных значений давления на обе стороны материала при одинаковом показателе атмосферного давления. Эта способность так же называется коэффициентом сопротивляемости и определяется специальными величинами.
Чем выше показатель паропроницаемости, тем больше стена может вместить в себя влаги, а это значит, что у материала низкая морозостойкость.
Таблица паропроницаемости указывается на следующие показатели:
- Тепловая проводимость - это, своего рода, показатель энергетического переноса тепла от более нагретых частиц к менее нагретым частицам. Следовательно, устанавливается равновесие в температурных режимах. Если в квартире установлена высокая теплопроводность, то это является максимально комфортными условиями.
- Тепловая емкость. С помощью нее можно рассчитать количество подаваемого тепла и содержащегося тепла в помещении. Обязательно необходимо подводить его к вещественному объему. Благодаря этому можно зафиксировать температурное изменение.
- Тепловое усвоение - это ограждающее конструкционное выравнивание при температурных колебаниях. Иными словами, тепловое усвоение - это степень поглощения поверхностями стен влаги.
- Тепловая устойчивость - это способность оградить конструкции от резких колебаний тепловых потоков.
Полностью весь комфорт в помещении будет зависеть от этих тепловых условий, именно поэтому при строительстве так необходима таблица паропроницаемости , так как она помогает эффективно сравнить разнообразные типы паропроницаемости.
С одной стороны, паропроницаемость хорошо влияет на микроклимат, а с другой - разрушает материалы, из которых построен дома. В таких случаях рекомендуется устанавливать слой пароизоляции с внешней стороны дома. После этого утеплитель не будет пропускать пар.
Пароизоляция - это материалы, которые применяют от негативного воздействия воздушных паров с целью защиты утеплителя.
Существует три класса пароизоляции. Они различаются по механической прочности и сопротивлению паропроницаемости. Первый класс пароизоляции - это жесткие материалы, в основе которых фольга. Ко второму классу относятся материалы на основе полипропилена или полиэтилена. И третий класс составляют мягкие материалы.
Таблица паропроницаемости материалов.
Таблица паропроницаемости материалов - это строительные нормативы международных и отечественных стандартов паропроницаемости строительных материалов.
|
Материал |
Коэффициент паропроницаемости, мг/(м*ч*Па) |
|---|---|
|
Алюминий |
|
|
Арболит, 300 кг/м3 |
|
|
Арболит, 600 кг/м3 |
|
|
Арболит, 800 кг/м3 |
|
|
Асфальтобетон |
|
|
Вспененный синтетический каучук |
|
|
Гипсокартон |
|
|
Гранит, гнейс, базальт |
|
|
ДСП и ДВП, 1000-800 кг/м3 |
|
|
ДСП и ДВП, 200 кг/м3 |
|
|
ДСП и ДВП, 400 кг/м3 |
|
|
ДСП и ДВП, 600 кг/м3 |
|
|
Дуб вдоль волокон |
|
|
Дуб поперек волокон |
|
|
Железобетон |
|
|
Известняк, 1400 кг/м3 |
|
|
Известняк, 1600 кг/м3 |
|
|
Известняк, 1800 кг/м3 |
|
|
Известняк, 2000 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 200 кг/м3 |
0,26; 0,27 (СП) |
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 250 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 300 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 350 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 400 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 450 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 500 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 600 кг/м3 |
|
|
Керамзит (насыпной, т.е. гравий), 800 кг/м3 |
|
|
Керамзитобетон, плотность 1000 кг/м3 |
|
|
Керамзитобетон, плотность 1800 кг/м3 |
|
|
Керамзитобетон, плотность 500 кг/м3 |
|
|
Керамзитобетон, плотность 800 кг/м3 |
|
|
Керамогранит |
|
|
Кирпич глиняный, кладка |
|
|
Кирпич керамический пустотелый (1000 кг/м3 брутто) |
|
|
Кирпич керамический пустотелый (1400 кг/м3 брутто) |
|
|
Кирпич, силикатный, кладка |
|
|
Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) |
|
|
Линолеум (ПВХ, т.е. ненатуральный) |
|
|
Минвата, каменная, 140-175 кг/м3 |
|
|
Минвата, каменная, 180 кг/м3 |
|
|
Минвата, каменная, 25-50 кг/м3 |
|
|
Минвата, каменная, 40-60 кг/м3 |
|
|
Минвата, стеклянная, 17-15 кг/м3 |
|
|
Минвата, стеклянная, 20 кг/м3 |
|
|
Минвата, стеклянная, 35-30 кг/м3 |
|
|
Минвата, стеклянная, 60-45 кг/м3 |
|
|
Минвата, стеклянная, 85-75 кг/м3 |
|
|
ОСП (OSB-3, OSB-4) |
|
|
Пенобетон и газобетон, плотность 1000 кг/м3 |
|
|
Пенобетон и газобетон, плотность 400 кг/м3 |
|
|
Пенобетон и газобетон, плотность 600 кг/м3 |
|
|
Пенобетон и газобетон, плотность 800 кг/м3 |
|
|
Пенополистирол (пенопласт), плита, плотность от 10 до 38 кг/м3 |
|
|
Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) |
0,005 (СП); 0,013; 0,004 |
|
Пенополистирол, плита |
|
|
Пенополиуретан, плотность 32 кг/м3 |
|
|
Пенополиуретан, плотность 40 кг/м3 |
|
|
Пенополиуретан, плотность 60 кг/м3 |
|
|
Пенополиуретан, плотность 80 кг/м3 |
|
|
Пеностекло блочное |
0 (редко 0,02) |
|
Пеностекло насыпное, плотность 200 кг/м3 |
|
|
Пеностекло насыпное, плотность 400 кг/м3 |
|
|
Плитка (кафель) керамическая глазурованная |
|
|
Плитка клинкерная |
низкая; 0,018 |
|
Плиты из гипса (гипсоплиты), 1100 кг/м3 |
|
|
Плиты из гипса (гипсоплиты), 1350 кг/м3 |
|
|
Плиты фибролитовые и арболит, 400 кг/м3 |
|
|
Плиты фибролитовые и арболит, 500-450 кг/м3 |
|
|
Полимочевина |
|
|
Полиуретановая мастика |
|
|
Полиэтилен |
|
|
Раствор известково-песчаный с известью (или штукатурка) |
|
|
Раствор цементно-песчано-известковый (или штукатурка) |
|
|
Раствор цементно-песчаный (или штукатурка) |
|
|
Рубероид, пергамин |
|
|
Сосна, ель вдоль волокон |
|
|
Сосна, ель поперек волокон |
|
|
Фанера клееная |
|
|
Эковата целлюлозная |
Основополагающие федеральные документы СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» оперируют понятиями воздухопроницаемости и паропроницаемости строительных материалов и конструкций, не выделяя изолирующих элементов из состава ограждающих конструкций.
Таблица 2: Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций (приложение 9 СНиП II-3-79*)
| Материалы и конструкции | Толщина слоя, мм | Rb, м² часПа/кг | |
| Бетон сплошной без швов | 100 | 19620 | |
| Газосиликат сплошной без швов | 140 | 21 | |
| Кирпичная кладка из сплошного красного кирпича на цементно-песчаном растворе: | толщиной в полкирпича в пустошовку | 120 | 2 |
| толщиной в полкирпича с расшивкой шва | 120 | 22 | |
| толщиной в кирпич в пустошовку | 250 | 18 | |
| Штукатурка цементно-песчаная | 15 | 373 | |
| Штукатурка известковая | 15 | 142 | |
| Обшивка из обрезных досок, соединенных впритык или в четверть | 20-25 | 0,1 | |
| Обшивка из обрезных досок, соединенных в шпунт | 20-25 | 1,5 | |
| Обшивка из досок двойная с прокладкой между обшивками строительной бумаги | 50 | 98 | |
| Картон строительный | 1,3 | 64 | |
| Обои бумажные обычные | - | 20 | |
| Листы асбоцементные с заделкой швов | 6 | 196 | |
| Обшивка из жёстких древесно-волокнистых листов с заделкой швов | 10 | 3,3 | |
| Обшивка из гипсовой сухой штукатурки с заделкой швов | 10 | 20 | |
| Фанера клееная с заделкой швов | 3-4 | 2940 | |
| Пенополистирол ПСБ | 50-100 | 79 | |
| Пеностекло сплошное | 120 | воздухонепроницаемо | |
| Рубероид | 1,5 | воздухонепроницаем | |
| Толь | 1,5 | 490 | |
| Плиты минераловатные жёсткие | 50 | 2 | |
| Воздушные прослойки,слои сыпучих материалов (шлака, керамзита, пемзы и т. д.), слои рыхлых и волокнистых материалов (минеральной ваты, соломы, стружки) | любые толщины | 0 | |
Воздухопроницаемость Gв (кг/м ² час) по СП 23-101-2000 представляет собой массовый расход воздуха в единицу времени через единицу площади поверхности ограждающей конструкции (слоя ветроизоляции) при разнице (перепаде) давлений воздуха на поверхности конструкции ∆рв (Па): Gв = (1/Rв) ∆рв , где Rв (м² час Па/кг) - сопротивление воздухопроницанию (см. таблицу 2), а обратная величина (1/Rв )(кг/м² час Па) - коэффициент воздухопроницаемости ограждающей конструкции. Воздухопроницаемость характеризует не материал, а слой материала или ограждающую конструкцию (слой изоляции) определённой толщины.
Напомним, что давление (перепад давления) 1 атм составляет 100 000Па (0,1 МПа). Перепады давления ∆рв на стене бани за счёт меньшей плотности горячего воздуха в бане ƿδ по сравнению с плотностью внешнего холодного воздуха ƿ0 равны Н(ƿ0 - ƿδ) и в бане высотой Н=3 м составят до 10Па. Перепады давления на стенах бани за счёт ветрового напора ƿ0 V ² составят 1Па при скорости ветра V = 1 м/сек (штиль) и 100Па при скорости ветра V = 10 м/сек.
Введенная таким образом воздухопроницаемость представляет собой ветропроницаемость (продуваемость), способность пропускать массы движущегося воздуха.
Как видно из таблицы 2, воздухопроницаемость очень сильно зависит от качества строительных работ: укладка кирпича с заполнением швов (расшивкой) приводит к снижению воздухопроницаемости кладки в 10 раз по сравнению со случаем укладки кирпича обычным способом - в пустошовку. Воздух при этом в основном проходит вовсе не через кирпич, а через неплотности шва (каналы, пустоты, щели, трещины).
Методы определения сопротивления воздухопроницанию по ГОСТ 25891-83, ГОСТ 31167-2003, ГОСТ 26602.2-99 предусматривают непосредственное измерение расходов воздуха через материал или конструкцию при различных перепадах давления воздуха (до 700 Па). На специальных стендах с помощью насоса-воздуходувки 1 нагнетается воздух в измерительную камеру 3, к которой герметично пристыковывается изучаемая конструкция 5, например, окно заводского изготовления (рис. 17). По зависимости расхода воздуха Gв по ротаметру 2 от избыточного давления в камере ∆ƿв строят кривую воздухопроницаемости конструкции (рис. 18).
 |
|
| Рис. 18. Зависимость массового потока воздуха (скорости фильтрации, массового расхода) через воздухопроницаемую строительную конструкцию от перепада давления воздуха на поверхностях конструкции. 1 - прямая для ламинарных вязкостных потоков воздуха (через пористые стены без щелей), 2 - кривая для турбулентных инерционных потоков воздуха через конструкции со щелями (окна, двери) или отверстиями (продухами). |
В случае воздухопроницаемости стен с многочисленными мелкими каналами, щелями, порами воздух движется через стену в вязком режиме ламинарно (без турбулентностей, завихрений), вследствие чего зависимость Gв от ∆рв имеет линейный вид Gв = (1/Rв ) ∆pв . При наличии крупных щелей воздух движется в инерционных режимах (турбулентных), при которых силы вязкости не существенны. Зависимость Gв от ∆рв в инерционных режимах имеет степенной вид Gв = (1/Rв) ∆рв0,5 . Реально же в случае окон и дверей наблюдается переходный режим Gв = (1/R1) ∆pв n, где показатель степени n в СНиП 23-02-2003 условно принят равным 2/3 (0,66). Иными словами, при больших напорах ветра окна начинают «запираться» (также, например, как и дымовые трубы при большой скорости истечения дымовых газов), и всё большую роль начинает играть продуваемость стен (см. рис. 18).
Изучение таблицы 2 показывает, что обычные дощатые стены (без прослоек бумаги, пергамина или фольги), засыпанные стружкой (соломой, минеральной ватой, шлаком, керамзитом) с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 0,1 м² час Па/кг и менее никак не могут защитить от ветра. Даже при штиле при скоростях набегающих воздушных потоков 1 м/сек скорость продува через такие стены хоть и снижается до 0,1-1 см/сек, но тем не менее и это создаёт кратность воздухообмена в бане свыше 3-10 раз в час, что при слабой печи обуславливает полное выхолаживание бани. Кирпичные кладки в пустовку, дощатые стены в шпунт, плотные минерал- ватные плиты с сопротивлением воздухопроницанию на уровне 2м² час Па/кг способны защитить от потоков ветра 1м/сек (в смысле предотвращения избыточной кратности воздухообмена в бане), но оказываются недостаточно герметичными для порывов ветра 10 м/сек. А вот строительные конструкции с сопротивлением возухопроницанию 20 м²час Па/кг и более уже вполне приемлемы для бань и с точки зрения воздухообмена, и с точки зрения конвективных теплопотерь, но тем не менее не гарантируют малости конвективного переноса водяных паров и увлажнения стен.
В связи с этим возникает необходимость сочетания материалов с разной степенью воздухопроницания. Суммарное сопротивление воздухопроницанию многослойной конструкции подсчитывается очень легко: суммированием сопротивлений воздухопроницанию всех слоев R = ΣRi . Действительно, если массовый поток воздуха через все слои один и тот же G = ∆pi /Ri , то сумма перепадов давления на каждом слое равна перепаду давления на всей многослойной конструкции в целом ∆р = Σpi = ΣGRi = GΣRi = GR . Именно поэтому понятие «сопротивление» очень удобно для анализа последовательных (в пространстве и во времени) явлений, не только в части воздухопроницания, но и теплопередачи и даже электропередачи в электрических сетях. Так, например, если легкопродуваемую прослойку стружек насыпать на строительный картон, то суммарное сопротивление воздухопроницанию такой конструкции 64 м² час Па/кг будет определяться исключительно сопротивлением воздухопроницанию строительного картона.
В то же время ясно, что если картон будет иметь щели в местах нахлеста или разрывы (проткнутые отверстия), то сопротивление воздухопроницанию резко уменьшится. Этот способ монтажа соответствует иному предельному способу взаимной укладки воздухопроницаемых слоев - уже не последовательному, а параллельному (рис. 19). В этом случае более удобными для расчетов являются коэффициенты воздухопроницаемости (1/Rв ). Так, воздухопроницаемость стены будет равна G = S0 G0 +S2 G2 +S12 G12 , где Si - относительные площади зон с разными воздухопроницаемостями, то есть G = { + {S2 /R2 ] + } ∆p. Видно, что если сопротивление воздухопроницанию R0 сквозного отверстия очень мало (близко к нулю), то суммарный поток воздуха будет очень велик даже при тщательной ветрозащите других участков, то при очень больших R2 , S2 и S12 . Однако воздух в сквозном отверстии движется вовсе не «свободно» (то есть не с бесконечно большой скоростью) из-за наличия гидродинамического и вязкостного сопротивлений отверстия, а также (что бывает чрезвычайно существенно) из-за конечной скорости фильтрации через противоположную стену 3. Чтобы образовать сильную струю через открытое приточное отверстие (сквозняк), необходимо сделать вытяжное отверстие и в противоположной стене.
 |
|
| Рис. 19. Сочетание ветрозащитного и теплоизоляционного материалов со сквозными отверстиями (продухами, окнами). 1 - ветрозащитный материал, 2 - теплозащитный материал, Vo - набегающий поток воздуха, «свободно» проходящий через сквозное отверстие, но замедленно фильтрующийся через зоны, прикрытые теплозащитным материалом G2 или одновременно ветрозащитным и теплозащитным материалами G12. Величина реального воздушного потока GB определяется также воздухопроницаемостью стены 3. |
В заключение отметим, что обычные деревенские бревенчатые стены бань, конопаченые мхом, имеют сопротивление воздухопроницанию на уровне (1-10) м²час Па/кг, причём воздух в основном просачивается через швы конопатки, а не через древесину. Воздухопроницаемость таких стен при перепаде давления ∆рв = 10 Па составляет (1-10) кг/м²час, а при порывах ветра 10 м/сек (∆рв =100) - до (10-100)кг/м²час. Это может превысить необходимый уровень вентиляции бань даже по санитарно-гигиеническим требованиям, соответствующим нахождению в бане большого количества людей. Во всяком случае такие стены имеют воздухопроницаемость, намного превышающую современный допустимый уровень по теплозащите СНиП 23-02-2003. Тщательная конопатка паклей (лучше с последующей пропиткой олифой), а также заделка швов современными эластичными силиконовыми герметиками может снизить воздухопроницаемость на порядок (в 10 раз). Значительно более эффективная ветрозащита стен может быть достигнута обивкой картоном (под вагонкой) или оштукатуриванием. Необходимый уровень воздухопроницаемости стен паровых бань в первую очередь определяется требованием осушения стен за счет консервирующей вентиляции.
Реальные окна и двери также могут внести значительный вклад в баланс воздухообмена. Ориентировочные величины воздухопроницаемости закрытых окон и дверей приведены в таблице 3.
Таблица 3: Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций заводского изготовления по СНиП 23-02-2003
Таблица 4: Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий (СП23-101-2000)
| Материал | Плотность, кг/м³ | Удельная теплоёмкость, кДж (кг град) | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м град) | Коэффициент теплоусвоения, Вт/(м² град) | Коэффициент паро-проницаемости, мг/(м часПа) | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Воздух неподвижный | 1,3 | 1,0 | 0,024 | 0,05 | 1.01 | |
| Пенополистирол ПСБ | 150 | 1,34 | 0,05 | 0,89 | 0,05 | |
| 100 | 1,34 | 0,04 | 0,65 | 0,05 | ||
| 40 | 1,34 | 0,04 | 0,41 | 0,06 | ||
| Пенопласт ПХВ | 125 | 1,26 | 0,05 | 0,86 | 0,23 | |
| Пенополиуретан | 40 | 1,47 | 0,04 | 0,40 | 0,05 | |
| Плиты из резольно-формальдегидного пенопласта | 40 | 1,68 | 0,04 | 0,48 | 0,23 | |
| Вспененный каучук «Аэрофлекс» | 80 | 1,81 | 0,04 | 0,65 | 0,003 | |
| Пенополистирол экструзионный «Пеноплекс» | 35 | 1,65 | 0,03 | 0,36 | 0,018 | |
| Плиты минераловатные (мягкие, полужесткие, жесткие) | 350 | 0,84 | 0,09 | 1,46 | 0,38 | |
| 100 | 0,84 | 0,06 | 0,64 | 0,56 | ||
| 50 | 0,84 | 0,05 | 0,42 | 0,60 | ||
| Пеностекло | 400 | 0,84 | 0,12 | 1,76 | 0,02 | |
| 200 | 0,84 | 0,08 | 1,01 | 0,02 | ||
| Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные | 1000 | 2,3 | 0,23 | 6,75 | 0,12 | |
| 400 | 2,3 | 0,11 | 2,95 | 0,19 | ||
| 200 | 2,3 | 0,07 | 1,67 | 0,24 | ||
| Арболит | 800 | 2,3 | 0,24 | 6,17 | 0,11 | |
| 300 | 2,3 | 0,11 | 2,56 | 0,30 | ||
| Пакля | 150 | 2,3 | 0,06 | 1,30 | 0,49 | |
| Плиты из гипса | 1200 | 0,84 | 0,41 | 6,01 | 0,10 | |
| Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 800 | 0,84 | 0,19 | 3,34 | 0,07 | |
| Засыпка из керамзита | 800 | 0,84 | 0,21 | 3,36 | 0,21 | |
| 200 | 0,84 | 0,11 | 1,22 | 0,26 | ||
| Засыпка из доменного шлака | 800 | 0,84 | 0,21 | 3,36 | 0,21 | |
| Засыпка из перлита вспученного | 200 | 0,84 | 0,08 | 0,99 | 0,34 | |
| Засыпка из вермикулита вспученного | 200 | 0,84 | 0,09 | 1,08 | 0,23 | |
| Песок для строительных работ | 1600 | 0,84 | 0,47 | 6,95 | 0,17 | |
| Керамзитобетон | 1800 | 0,84 | 0,80 | 10,5 | 0,09 | |
| Пенобетон | 1000 | 0,84 | 0,41 | 6,13 | 0,11 | |
| 300 | 0,84 | 0,11 | 1,68 | 0,26 | ||
| Бетон на гравии из природного камня | 2400 | 0,84 | 1,74 | 16,8 | 0,03 | |
| Раствор цементно-песчаный (швы кладки, штукатурка) | 1800 | 0,84 | 0,76 | 9,6 | 0,09 | |
| Кладка из сплошного красного кирпича | 1800 | 0,88 | 0,70 | 9,2 | 0,11 | |
| Кладка из сплошного силикатного кирпича | 1800 | 0,88 | 0,76 | 9,77 | 0,11 | |
| Кладка из керамического пустотного кирпича | 1600 | 0,88 | 0,58 | 7,91 | 0,14 | |
| 1400 | 0,88 | 0,52 | 7,01 | 0,16 | ||
| 1200 | 0,88 | 0,47 | 6,16 | 0,17 | ||
| Сосна и ель | поперек волокон | 500 | 2,3 | 0,14 | 3,87 | 0,06 |
| вдоль волокон | 500 | 2,3 | 0,29 | 5,56 | 0,32 | |
| Фанера клееная | 600 | 2,3 | 0,15 | 4,22 | 0,02 | |
| Картон облицовочный | 1000 | 2,3 | 0,21 | 6,20 | 0,06 | |
| Картон строительный многослойный | 650 | 2,3 | 0,15 | 4,26 | 0,083 | |
| Гранит | 2800 | 0,88 | 3,49 | 25,0 | 0,008 | |
| Мрамор | 2800 | 0,88 | 2,91 | 22,9 | 0,008 | |
| Туф | 2000 | 0,88 | 0,93 | 11,7 | 0,075 | |
| Листы асбестоцементные плоские | 1800 | 0,84 | 0,47 | 7,55 | 0,03 | |
| Битумы нефтяные строительные | 1400 | 1,68 | 0,27 | 6,80 | 0,008 | |
| 1000 | 1,68 | 0,17 | 4,56 | 0,008 | ||
| Рубероид | 600 | 1,68 | 0,17 | 3,53 | - | |
| Линолеум поливинилхлоридный | 1800 | 1,47 | 0,38 | 8,56 | 0,002 | |
| Чугун | 7200 | 0,48 | 50 | 112,5 | 0 | |
| Сталь | 7850 | 0,48 | 58 | 126,5 | 0 | |
| Алюминий | 2600 | 0,84 | 221 | 187,6 | 0 | |
| Медь | 8500 | 0,42 | 407 | 326,0 | 0 | |
| Стекло оконное | 2500 | 0,84 | 0,76 | 10,8 | 0 | |
| Вода | 1000 | 4,2 | 0,59 | 13,5 | - | |
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)
| Группа тканей | Ткани | Общая характеристика воздухопроницаемости группы тканей | , дм 3 /(м 2 ∙ с), при = 49 Па |
| I | Плотные драп и сукно, хлопчатобумажные ткани, диагональ, начесное сукно | Очень малая | Менее 50 |
| II | Костюмные шерстяные ткани, сукно, драп | Малая | 50–135 |
| III | Бельевые, платьевые, демисезонные, легкие костюмные ткани | Ниже средней | 135–375 |
| IV | Легкие бельевые и платьевые ткани | Средняя | 375–1000 |
| V | Наиболее легкие платьевые ткани с большими сквозными порами | Повышенная | 1000–1500 |
| VI | Марля, сетка, канва, ажурный и филейный трикотаж | Высокая | Более 1500 |
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)
- за счет теплопроводности материалов ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, перекрытий);
- через конвекцию — перенос тепла потоками воздуха, проходящими через дом (при движение холодного воздуха снаружи в дом и нагретого обратно, из дома на улицу).
За счет этих двух процессов теряется практически вся энергия, поступающая в дом.
Частные застройщики, как правило, уделяют основное внимание утеплению дома путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций. Каждый хорошо знает, что увеличивая толщину и эффективность теплоизоляции стен и перекрытий, можно уменьшить потери тепла.
Утепление дома этим методом широко освещается в статьях и обсуждается на форумах Интернета. Серию статей, посвященных утеплению стен и перекрытий частного дома Вы найдете и в этом блоге, например
Заметно меньше внимания частные застройщики обращают на снижение теплопотерь через конвекцию. Многие не знают, что при перемещении воздуха, из дома может уносится до 40% всей энергии.
Воздух может проникать и покидать дом различными путями.
Различают организованное, контролируемое движение воздуха в доме — это система вентиляции,
и неконтролируемые пути — это инфильтрация (поступление) и эксфильтрация (удаление) воздуха через материалы и конструкции.
Вентиляция в теплом доме
Хочу лишь еще раз обратить внимание на то, что застройщики в подавляющем большинстве до сих пор используют простейшую Систему, в которой не предусмотрен организованный приток воздуха, отсутствуют специальные устройства для подачи воздуха в дом, а самое главное — нет возможности контроля и регулирования количества подаваемого и удаляемого из помещений воздуха.
В результате, нередко в доме повышенная влажность воздуха, выпадает конденсат на окнах и в других местах, появляется грибок и плесень. Обычно, это говорит о том, что вентиляция не справляется со своей задачей — удалять, выделяемые в воздух помещения, загрязнения и избыточную влагу. Количество уходящего через вентиляцию воздуха явно недостаточно.
В других домах зимой чаще наоборот, воздух очень сухой с относительной влажностью менее 30% (комфортная влажность 40-60%). Это свидетельствует о том, что через вентиляцию уходит слишком много воздуха. Поступающий в дом морозный сухой воздух не успевает насытиться влагой и сразу уходит в вентканал. А с воздухом уходит и тепло . Получаем дискомфорт микроклимата помещений и потери тепла.
Интересно то, что традиционные для России дома со стенами из бревна или бруса не имеют специальных устройств для вентиляции.
Вентиляция помещений в таких домах происходит за счет неконтролируемой воздухопроницаемости стен, перекрытий и окон, а также в результате перемещения воздуха через дымоход при топке печи.
Многие считают высокую воздухопроницаемость деревянных стен достоинством — стены «дышат». По их мнению в деревянном доме легче дышать, комфортнее микроклимат. Действительно, большая воздухопроницаемость деревянного дома увеличивает воздухообмен в доме, снижает влажность. Но такая вентиляция деревянного дома совершенно неуправляемая. Расплачиваться за этот «комфорт» приходится высокими теплопотерями через конвекцию.
В конструкциях современного деревянного дома все чаще применяют различные способы герметизации — машинное профилирование сопрягаемых поверхностей бревен и брусьев, герметики для межвенцовых швов, паронепроницаемые и ветрозащитные пленки в перекрытиях, герметичные окна. Все чаще стены деревянного дома закрывают утеплителем. В комнатах, как правило, нет печей. Система вентиляции в таких домах просто необходима.
Теплый дом должен иметь более совершенную
Воздухопроницаемость, продуваемость теплого дома
Не организованное и не контролируемое движение воздуха через материалы и конструкции дома, а проще говоря продуваемость оболочки дома, в строительстве характеризуется термином и показателем «воздухопроницаемостью».
Воздухопроницаемость — это количество воздуха, которое проходит через образец материала определенного размера в единицу времени при разности давлений на его противоположных сторонах. Обратная величина, говорящая о способности материала препятствовать движению воздуха, называется сопротивлением воздухопроницанию.
Воздухопроницаемость строительных конструкций определяется воздухопроницаемостью составляющих эту конструкцию материалов и сопряжений между ними. Например, воздухопроницаемость кирпичной стены складывается из воздухопроницаемостей кирпича, раствора и примыкания раствора к кирпичу.
Воздухопроницаемость всего здания, как единого целого, зависит от воздухопроницаемости ограждающих конструкций внешней оболочки дома.
Как воздухопроницаемость влияет на тепловые потери дома? А примерно также, как в одежде. Если пальто продувает, задувает в рукава, поддувает снизу и сверху, то тепло не будет, какой бы толстой не была подкладка. Так, увеличение толщины и эффективности утеплителей в стенах и перекрытиях окажется бесполезным , если не обеспечена минимальная воздухопроницаемость дома.
Кроме того, в зимнее время при истечении изнутри наружу через неплотности ограждения дома теплого воздуха с водяными парами, происходит конденсация и накопление влаги в строительных конструкциях. Влагонакопление ведет к увеличению теплопроводности и снижению долговечности строительных конструкций дома.
Минимальная воздухопроницаемость оболочки здания — необходимое условие для того, чтобы сделать дом теплым. Чем меньше воздухопроницаемость дома — тем лучше. Но обеспечение высокой герметичности конструкций стоит недешево. Поэтому, строительные нормы ограничивают верхний предел воздухопроницаемости зданий на компромиссном уровне — чтобы было не очень дорого и обеспечивался установленный нормами уровень теплопотерь здания.
При проектировании дома воздухопроницаемость отдельных элементов и дома в целом определяют расчетами, добиваясь того, чтобы сопротивление воздухопроницанию укладывалось в установленные нормы.
Измерение воздухопроницаемости частного дома
 |
| Аэродверь |
По окончании строительства воздухопроницаемость дома можно измерить с помощью устройства Аэродверь , см. рис.
Аэродверь ставится на место входной двери дома. Все вентиляционные отверстия и дымоходы в доме герметично заклеиваются, окна и форточки закрываются.
Вентилятор аэродвери нагнетает воздух в дом до определенного давления и постоянно поддерживает его. При разности давлений наружного и внутреннего воздуха 50 Па . определяют кратность воздухообмена в отапливаемой части дома.
Кратность воздухообмена — это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение 1 часа воздух в помещении полностью заменяется на новый.
В теплом доме кратность воздухообмена при проверке на герметичность должна быть меньше 0,6 ед/час .
Воздухопроницаемость (продуваемость) — одна из основных характеристик качества теплого дома.
Как найти дефекты герметизации наружных стен и других ограждений дома
Если при измерении воздухопроницаемости дома обнаружилось, что кратность воздухообмена выше нормы, то ищут места негерметичности в ограждении дома. Чаще всего это места стыка конструкций из разных материалов, дверные или оконные проемы, места прохода коммуникаций.
Для поиска мест негерметичности в ограждениях дома включают вентилятор аэродвери на откачку воздуха из дома — в доме создают вакуум в 50 кПа. , что соответствует давлению ветра 5 м/сек. С помощью ручного электронного анемометра измеряют скорость движения воздуха вблизи опасных мест подсоса наружного воздуха. Герметизации подлежат все места подсоса, где скорость движения воздуха превышает 2 м/с.
Для поиска мест утечек тепла удобно использовать инфракрасные термографические камеры — тепловизоры. На снимке фасада или других элементов снаружи и внутри дома, сделанном с помощью тепловизора, легко определить места утечек тепла через негерметичные конструкции и через мостики холода.
Как уменьшить воздухопроницаемость ограждающих конструкций дома
Разность давлений, которая служит причиной движения воздуха через конструкции дома, создается во первых, давлением ветра, и, во вторых, обусловлена разностью температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений. Холодный — тяжелый уличный воздух вытесняет, выталкивает теплый — легкий воздух из помещений.
Чтобы сделать дом теплым необходимо вокруг отапливаемой части дома создать две оболочки.
Одну оболочку — с высоким сопротивлением теплопередаче, используя в ограждающих конструкциях материалы с низкой теплопроводностью.
Другую — с большим сопротивлением воздухопроницанию. Можно конечно совместить эти свойства и в одной оболочке, если получится.
Для снижения воздухопроницаемости конструкций дома необходимо:
Помните, маленькие струйки тепла через дефекты герметизации легко и незаметно превращаются в реки теплопотерь, которые долгие годы придется Вам оплачивать.
Следующая статья:
Предыдущая статья:
Выберите тип вентиляции для своего дома
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:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан | Азстандарт |
|
Минэкономики Республики Армения |
||
Беларусь | Госстандарт Республики Беларусь |
|
Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
|
Киргизия | Кыргызстандарт |
|
Молдова-Стандарт |
||
Росстандарт |
||
Таджикистан | Таджикстандарт |
|
Узбекистан | Узстандарт |
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
Параметр | Обозначение | Единица измерения |
Площадь поперечного сечения образца, перпендикулярного направлению потока воздуха | ||
Плотность потока воздуха | кг/(м·ч) |
|
Коэффициент воздухопроницаемости | кг/[м·ч·(Па)] |
|
Показатель режима фильтрации | ||
Сопротивление воздухопроницанию | [м·ч·(Па)]/кг |
|
Перепад давления | ||
Расход воздуха | ||
Толщина образца | ||
Плотность воздуха |
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
