Паропроницаемость утеплителей таблица: Страница не найдена – JSNiP.ru

Содержание

Паропроницаемость стен и материалов

Существует легенда о «дышащей стене», и сказания о «здоровом дыхании шлакоблока, которое создает неповторимую атмосферу в доме». На самом деле паропроницаемость стены не большая, количество пара проходящего через нее незначительно, и гораздо меньше, чем количество пара переносимое воздухом, при его обмене в помещении.

Паропроницаемость — один из важнейших параметров, используемых при расчете утепления. Можно сказать, что паропроницаемость материалов определяет всю конструкцию утепления.

Что такое паропроницаемость

Движение пара через стену происходит при разности парциального давления по сторонам стены (различная влажность). При этом разности атмосферного давления может и не быть.

Паропроницаемость — способность материла пропускать через себя пар. По отечественной классификации определяется коэффициентом паропроницаемости m, мг/(м*час*Па).

Сопротивляемость слоя материала будет зависеть от его толщины.


Определяется путем деления толщины на коэффициент паропроницаемости. Измеряется в (м кв.*час*Па)/мг.

Например, коэффициент паропроницаемости кирпичной кладки принят как 0,11 мг/(м*час*Па). При толщине кирпичной стены равной 0,36 м, ее сопротивление движению пара составит 0,36/0,11=3,3 (м кв.*час*Па)/мг.

Какая паропроницаемость у строительных материалов

Ниже приведены значения коэффициента паропроницаемости для нескольких строительных материалов (согласно нормативного документа), которые наиболее широко используются, мг/(м*час*Па).
Битум 0,008
Тяжелый бетон 0,03
Автоклавный газобетон 0,12
Керамзитобетон 0,075 — 0,09
Шлакобетон 0,075 — 0,14
Обожженная глина (кирпич) 0,11 — 0,15 (в виде кладки на цементном растворе)
Известковый раствор 0,12
Гипсокартон, гипс 0,075
Цементно-песчаная штукатурка 0,09
Известняк (в зависимости от плотности) 0,06 — 0,11
Металлы 0
ДСП 0,12 0,24
Линолеум 0,002
Пенопласт 0,05-0,23

Полиурентан твердый, полиуретановая пена
0,05
Минеральная вата 0,3-0,6
Пеностекло 0,02 -0,03
Вермикулит 0,23 — 0,3
Керамзит 0,21-0,26
Дерево поперек волокон 0,06
Дерево вдоль волокон 0,32
Кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементном растворе 0,11

Данные по паропроницанию слоев обязательно нужно учитывать при проектировании любого утепления.

Как конструировать утепление — по пароизоляционным качествам

Основное правило утепления — паропрозрачность слоев должна увеличиваться по направлению наружу. Тогда в холодное время года, с большей вероятностью, не произойдет накопление воды в слоях, когда конденсация будет происходить в точке росы.

Базовый принцип помогает определиться в любых случаях. Даже когда все «перевернуто вверх ногами» – утепляют изнутри, несмотря на настойчивые рекомендации делать утепление только снаружи.

Чтобы не произошло катастрофы с намоканием стен, достаточно вспомнить о том, что внутренний слой должен наиболее упорно сопротивляться пару, и исходя из этого для внутреннего утепления применить экструдированный пенополистирол толстым слоем — материал с очень низкой паропроницаемостью.

Или же не забыть для очень «дышащего» газобетона снаружи применить еще более «воздушную» минеральную вату.

Разделение слоев пароизолятором

Другой вариант применения принципа паропрозрачности материалов в многослойной конструкции — разделение наиболее значимых слоев пароизолятором. Или применение значимого слоя, который является абсолютным пароизолятором.

Например, — утепление кирпичной стены пеностеклом. Казалось бы, это противоречит вышеуказанному принципу, ведь возможно накопление влаги в кирпиче?

Но этого не происходит, из-за того, что полностью прерывается направленное движение пара (при минусовых температурах из помещения наружу). Ведь пеностекло полный пароизолятор или близко к этому.

Поэтому, в данном случае кирпич войдет в равновесное состояние с внутренней атмосферой дома, и будет служить аккумулятором влажности при резких ее скачках внутри помещения, делая внутренний климат приятнее.

Принципом разделении слоев пользуются и применяя минеральную вату — утеплитель особо опасный по влагонакоплению. Например, в трехслойной конструкции, когда минеральная вата находится внутри стены без вентиляции, рекомендуется под вату положить паробарьер, и оставить ее, таким образом, в наружной атмосфере.

Международная классификация пароизоляционных качеств материалов

Международная классификация материалов по пароизоляционным свойствам отличается от отечественной.

Согласно международному стандарту ISO/FDIS 10456:2007(E) материалы характеризуются коэффициентом сопротивляемости движению пара. Этот коэффициент указывает во сколько раз больше материал сопротивляется движению пара по сравнению с воздухом. Т.е. у воздуха коэффициент сопротивляемости движению пара равен 1, а у экструдированного пенополистирола уже 150, т.е. пенополистирол в 150 раз пропускает пар хуже чем воздух.

Также в международных стандартах принято определять паропроницаемость для сухих и увлажненных материалов. Границей между понятиями «сухой» и «увлажненный» выбрана внутренняя влажность материала в 70%.
Ниже приведены значения коэффициента сопротивляемости движению пара для различных материалов согласно международным стандартам.

Коэффициент сопротивляемости движению пара

Сначала приведены данные для сухого материала, а через запятую для увлажненного (более 70% влажности).
Воздух 1, 1
Битум 50 000, 50 000
Пластики, резина, силикон — >5 000, >5 000
Тяжелый бетон 130, 80
Бетон средней плотности 100, 60
Полистирол бетон 120, 60
Автоклавный газобетон 10, 6
Легкий бетон 15, 10
Искусственный камень 150, 120

Керамзитобетон 6-8, 4
Шлакобетон 30, 20
Обожженная глина (кирпич) 16, 10
Известковый раствор 20, 10
Гипсокартон, гипс 10, 4
Гипсовая штукатурка 10, 6
Цементно-песчаная штукатурка 10, 6
Глина, песок, гравий 50, 50
Песчаник 40, 30
Известняк (в зависимости от плотности) 30-250, 20-200
Керамическая плитка ?, ?
Металлы ?, ?
OSB-2 (DIN 52612) 50, 30
OSB-3 (DIN 52612) 107, 64
OSB-4 (DIN 52612) 300, 135
ДСП 50, 10-20
Линолеум 1000, 800
Подложка под ламинат пластик 10 000, 10 000
Подложка под ламинат пробка 20, 10
Пенопласт 60, 60
ЭППС 150, 150
Полиурентан твердый, полиуретановая пена 50, 50
Минеральная вата 1, 1
Пеностекло ?, ?
Перлитовые панели 5, 5
Перлит 2, 2
Вермикулит 3, 2
Эковата 2, 2
Керамзит 2, 2
Дерево поперек волокон 50-200, 20-50

Нужно заметить, что данные по сопротивляемости движению пара у нас и «там» весьма различаются.

Например, пеностекло у нас нормируется, а международный стандарт говорит, что оно является абсолютным пароизолятором.

Откуда возникла легенда о дышащей стене

Очень много компаний выпускает минеральную вату. Это самый паропроницаемый утеплитель. По международным стандартам ее коэффициент сопротивления паропроницаемости (не путать с отечественным коэффициентом паропроницаемости) равен 1,0. Т.е. фактически минеральная вата не отличается в этом отношении от воздуха.

Действительно, это «дышащий» утеплитель. Что бы продать минеральной ваты как можно больше, нужна красивая сказка. Например, о том, что если утеплить кирпичную стену снаружи минеральной ватой, то она ничего не потеряет в плане паропроницания. И это абсолютная правда!

Коварная ложь скрывается в том, что через кирпичные стены толщиной в 36 сантиметров, при разности влажностей в 20% (на улице 50%, в доме — 70%) за сутки из дома выйдет примерно около литра воды. В то время как с обменом воздуха, должно выйти примерно в 10 раз больше, что бы влажность в доме не наращивалась.

А если стена снаружи или изнутри будет изолирована, например слоем краски, виниловыми обоями, плотной цементной штукатуркой, (что в общем-то «самое обычное дело»), то паропроницаемость стены уменьшиться в разы, а при полной изоляции — в десятки и сотни раз.

Поэтому всегда кирпичной стене и домочадцам будет абсолютно одинаково, — накрыт ли дом минеральной ватой с «бушующим дыханием», или же «уныло-сопящим» пенопластом.

Принимая решения по утеплению домов и квартир, стоит исходить из основного принципа — наружный слой должен быть более паропроницаем, желательно в разы.

Если же это выдерживать почему-либо не возможно, то можно разделить слои сплошной пароизоляцией, (применить полностью паронепроницаемый слой) и прекратить движение пара в конструкции, что приведет к состоянию динамического равновесия слоев со средой в которой они будут находиться.

Паропроницаемость материалов – таблица


Понятие «дышащих стен» считается положительной характеристикой материалов, из которых они выполнены. Но мало кто задумывается о причинах, допускающих это дыхание. Материалы, способные пропускать как воздух, так и пар, являются паропроницающими.

Наглядный пример строительных материалов, обладающих высокой проницаемостью пара:

  • древесина;
  • керамзитовые плиты;
  • пенобетон.

Бетонные или кирпичные стены менее проницаемы для пара, чем деревянные или керамзитовые.

Что такое паропроницаемость

Правила проектирования и строительства дают следующее определение термина: паропроницаемость материалов – это способность пропускать насквозь капельки влаги, содержащиеся в воздухе, вследствие различных величин парциальных давлений пара с противоположных сторон при одинаковых значениях давления воздуха. Еще ее определяют, как плотность парового потока, проходящего сквозь определенную толщину материала.

Таблица, имеющая коэффициент паропроницаемости, составленная для строительных материалов, носит условный характер, т. к. заданные расчетные величины влажности и атмосферных условий не всегда соответствуют реальным условиям. Точка росы может быть рассчитана, на основании приблизительных данных.

Конструкция стен с учетом паропроницаемости

Даже если стены возведены из материала, имеющего высокую паропроницаемость, это не может являться гарантией, что он не превратится в воду в толще стены. Чтобы этого не произошло, нужно защитить материал от разности парциального давления паров изнутри и снаружи. Защита от образования парового конденсата производится при помощи плит ОСБ, утепляющих материалов типа пеноплекса и паронепроницаемых пленок или мембран, недопускающих проникновения пара в утеплитель.

Стены утепляют с тем расчетом, чтобы ближе к наружному краю располагался слой утеплителя, неспособный образовать конденсацию влаги, отодвигающий точку росы (образование воды). Параллельно с защитными слоями в кровельном пироге необходимо обеспечить правильный вентиляционный зазор.

Паропроницаемость в многослойной конструкции

Последовательность слоев и тип утеплителя – вот что в первую очередь влияет на паропроницаемость. На схеме ниже вы можете увидеть, что если материал-утеплитель расположен с фасадной стороны, то показатель давление на насыщенность влаги ниже.


Рисунок подробно демонстрирует действие давления и проникновение пара в материал.

Если утеплитель будет находиться с внутренней стороны дома, то между несущей конструкцией и этим строительным будет появляться конденсат. Он отрицательно влияет на весь микроклимат в доме, при этом разрушение строительных материалов происходит заметно быстрее.

Разрушительные действия пара

Если стеновой пирог имеет слабую способность поглощения пара, ему не грозит разрушение вследствие расширения влаги от мороза. Главное условие – не допустить накапливания влаги в толще стены, а обеспечить свободное ее прохождение и выветривание. Не менее важно устроить принудительную вытяжку лишней влаги и пара из помещения, подключить мощную вентиляционную систему. Соблюдая перечисленные условия, можно уберечь стены от растрескивания, и увеличить срок службы всего дома. Постоянное прохождение влаги сквозь строительные материалы ускоряет их разрушение.

Паропроницаемость и утепление стен

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

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

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

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

Использование проводящих качеств

Учитывая особенности эксплуатации зданий, применяется следующий принцип утепления: снаружи располагаются наиболее паропроводящие утепляющие материалы. Благодаря такому расположению слоев уменьшается вероятность накапливания воды при снижении температуры на улице. Чтобы стены не намокали изнутри, внутренний слой утепляют материалом, имеющим низкую паропроницаемость, например, толстый слой экструдированного пенополистирола.

С успехом применяется противоположный метод использования паропроводящих эффектов строительных материалов. Он состоит в том, что кирпичную стену покрывают пароизолирующим слоем пеностекла, который прерывает движущийся поток пара из дома на улицу в период низких температур. Кирпич начинает аккумулировать влажность комнат, создавая приятный климат внутри помещения благодаря надежному паровому барьеру.

Оборудование для определения степени проницаемости

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

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

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

Соблюдение основного принципа при возведении стен

Стены должны отличаться минимальной способностью проводить пар и тепло, но одновременно быть теплоемкими и теплоустойчивыми. При использовании материала одного вида требуемых эффектов достичь невозможно. Внешняя стеновая часть обязана задерживать холодные массы и не допускать их воздействия на внутренние теплоемкие материалы, которые сохраняют комфортный тепловой режим внутри помещения.

Для внутреннего слоя идеально подходит армированный бетон, его теплоемкость, плотность и прочность имеют максимальные показатели. Бетон успешно сглаживает разность ночных и дневных температурных перепадов.

При проведении строительных работ составляют стеновые пироги с учетом основного принципа: паропроницаемость каждого слоя должна повышаться в направлении от внутренних слоев к наружным.

Расположение термоизолирующих слоев

Для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик многослойной конструкции сооружения пользуются следующим правилом: сторона с более высокой температурой обеспечивается материалами с повышенной сопротивляемостью к просачиванию пара с высоким коэффициентом теплопроводности.

Наружный слой должен обладать высокой паропроводимостью. Для нормальной эксплуатации ограждающего сооружения нужно, чтобы индекс внешнего слоя пятикратно превосходил значения внутреннего слоя. При соблюдении этого правила водяные пары, попавшие в теплый пласт стены, без особых усилий покинут его через более ячеистые стройматериалы. Пренебрегая этими условиями, внутренний слой стройматериалов сыреет, и его коэффициент теплопроводности становится выше. Подбор отделки также играет важную роль на финальных этапах строительных работ. Правильно подобранный состав материала гарантирует ему результативное выведение жидкости во внешнюю среду, поэтому даже при минусовой температуре материал не разрушится.

Индекс проницаемости пара является ключевым показателем при расчете величины поперечного сечения утеплительного слоя. От достоверности произведенных вычислений будет зависеть, насколько качественным получиться утепление всего здания.

Правила расположения пароизолирующих слоев

Чтобы обеспечить лучшие эксплуатационные характеристики многослойных конструкций сооружений, применяется правило: со стороны, имеющей более высокую температуру, располагают материалы с увеличенной устойчивостью к проникновению пара с повышенной теплопроводностью. Слои, расположенные снаружи, должны иметь высокую паропроводимость. Для нормального функционирования ограждающей конструкции необходимо, чтобы коэффициент наружного слоя в пять раз превышал показатель слоя, расположенного внутри.

При выполнении этого правила водяным парам, попавшим в теплый слой стены, не составит труда с ускорением выйти наружу через более пористые материалы.

При несоблюдении этого условия внутренние слои строительных материалов замокают и становятся более теплопроводными.

Производители пароизоляции

На современном рынке сегодня имеется широкий выбор пароизоляционных материалов различных брендов. Так что сделать разумный выбор в пользу цены и качества не составит труда.

  • Изоспан. Отечественный производитель, предлагающий широкую линейку продуктов для паро- и гидроизоляции. Среди них одно- и двухслойные мембраны, полиэтиленовые пленки, нетканые материалы с фольгированным покрытием. Они обладают различной степенью защиты от негативных внешних воздействий: атмосферных осадков, пара, конденсата и даже аварийных протечек в коммуникациях.
  • URSA SECO – еще одна торговая марка отечественного производства, под которой выпускаются продукты для паро-, влаго- и ветрозащиты различных конструкций. Кроме высокого качества и долговечности, этим пароизоляционным материалам присуще удобство в монтаже. Каждый рулон пленки URSA SECO снабжен клейкой полосой, что избавляет от необходимости проклеивать материалы клейкими лентами или строительным скотчем.
  • DuPont Tyvek (США). Высокоэффективные «дышащие» мембраны из линейки этого производителя устойчивы к влаге, ультрафиолету и высоким температурам. Кроме того, они изготовлены по передовым технологиям и позволяют значительно повысить энергоэффективность любого здания.
  • Delta. Под этой маркой производятся гидро- и пароизоляционные материалы немецкой компании Dorken. В ее ассортименте одно- и многослойная паронепроницаемая пленка, как обычной плотности, так и армированная. А еще так называемая адаптивная мембрана, с переменной паропроницаемостью.
  • Termofol — продукция, выпускаемая под брендом Fakro. Этот тип пароизоляции часто применяется для кровель и фасадов, в области коттеджного строительства. Представляет собой прочную полиэтиленовую пленку с алюминиевым напылением. Таким образом, покрытие играет роль отражающей изоляции и при этом создает надежный барьер для пара.

Любой уважающий себя производитель считает своим долгом провести проверку своих пароизоляционных материалов на высокие нагрузки, стойкость к атмосферным факторам и другие внешние воздействия. Но порой выбор пользователя не обусловлен только лишь этими критериями.

Знакомство с таблицей паропроницаемости материалов

При проектировании дома, учитываются характеристики строительного сырья. В Своде правил содержится таблица с информацией о том, какой коэффициент паропроницаемости имеют строительные материалы при условиях нормального атмосферного давления и среднего значения температуры воздуха.

Материал Коэффициент паропроницаемости мг/(м·ч·Па)
экструдированный пенополистирол 0,013
пенополиуретан 0,05
минеральная вата 0,3 – 0,55
фанера 0,02
железобетон, бетон 0,03
сосна или ель 0,06
керамзит 0,21
пенобетон, газобетон 0,26
кирпич 0,11
гранит, мрамор 0,008
гипсокартон 0,075
дсп, осп, двп 0,12
песок 0,17
пеностекло 0,02
рубероид 0,001
полиэтилен 0,00002
линолеум 0,002

Таблица опровергает ошибочные представления о дышащих стенах. Количество пара, выходящего через стены, ничтожно мало. Основной пар выносится с потоками воздуха при проветривании или с помощью вентиляции.

Паропроницаемость строительных материалов (таблица и понятие)

Паропроницаемость — это величина, численно равная количеству водяного пара в миллиграммах, проходящего за 1 ч через слой материала площадью 1 м2 и толщиной 1 м при условии, что температура воздуха у противоположных сторон слоя одинаковая, а разность парциальных давлений водяного пара равна 1 Па (п.2.3 ГОСТ 25898-2012).

Сопротивление паропроницанию -это показатель, характеризующий разность парциальных давлений водяного пара в паскалях у противоположных сторон изделия с плоскопараллельными сторонами, при которой через изделие площадью 1 м2 за 1 ч проходит 1 мг водяного пара при равенстве температуры воздуха у противоположных сторон изделия; величина, численно равная отношению толщины слоя испытуемого материала к значению паропроницаемости (п. 2.4 ГОСТ 25898-2012).

Коэффициент паропроницаемости материала — это расчетный теплотехнический показатель, определяемый как отношение толщины образца материала d к сопротивлению паропроницанию Rп , измеренному при установившемся стационарном потоке водяного пара через этот образец (п.2.5 ГОСТ 25898-2012)..

Расчетные значения паропроницаемости и сопротивления паропроницанию строительных материалов и изделий приведены в таблице Т.1 приложения Т (справочного) и таблице М.1 приложения М (справочного) действующего и обязательного к применению СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (согласно постановлению 985).

Открыть таблицу Т.1 и M.1 в отдельном окне на всю ширину экрана с функцией поиска

Таблица Т.1 Приложения Т СП 50.13330.2012

Расчетное значение паропроницаемости строительных материалов и изделий

МатериалПлотность в сухом состоянии, г/м3Расчетная паропроницаемость µ, мг/(м. ч.Па)
Теплоизоляционные материалы
1 Плиты из пенополистиролаДо 100,05
2 То же10 — 120,05
3 «12 — 140,05
4 «14-150,05
5 «15-170,05
6 «17-200,05
7 «20-250,05
8 «25-300,05
9 «30-350,05
10 «35-380,05
11 Плиты из пенополистирола с графитовыми добавками15-200,05
12 То же20-250,05
13 Экструдированный пенополистирол25-330,005
14 То же35-450,005
15 Пенополиуретан800,05
16 То же600,05
17 «400,05
18 Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта800,23
19 То же500,23
20 Перлитопластбетон2000,008
21 То же1000,008
22 Перлитофосфогелевые изделия3000,2
23 То же2000,23
24 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука60-950,003
25 Плиты минераловатные из каменного волокна1800,3
26 То же40-1750,31
27 «80-1250,32
28 «40-600,35
29 «25-500,37
30 Плиты из стеклянного штапельного волокна850,5
31 То же750,5
32 «600,51
33 «450,51
34 «350,52
35 «300,52
36 «200,53
37 «170,54
38 «150,55
39 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные10000,12
40 То же8000,12
41 «6000,13
42 «4000,19
43 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные2000,24
44 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе5000,11
45 То же4500,11
46 «4000,26
47 Плиты камышитовые3000,45
48 То же2000,49
49 Плиты торфяные теплоизоляционные3000,19
50 То же2000,49
51 Пакля1500,49
52 Плиты из гипса13500,098
53 То же11000,11
54 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)10500,075
55 То же8000,075
56 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем3000,04
57 То же2500,04
58 «2250,04
59 «2000,04
Засыпки
60 Гравий керамзитовый6000,23
61 То же5000,23
62 «4500,235
63 Гравий керамзитовый4000,24
64 То же3500,245
65 «3000,25
66 «2500,26
67 «2000,27
68 Гравий шунгизитовый (ГОСТ 32496)7000,21
69 То же6000,22
70 «5000,22
71 «4500,22
72 «4000,23
73 Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый (ГОСТ 32496)8000,22
74 То же7000,23
75 «6000,24
76 «5000,25
77 «4500,255
78 «4000,26
79 Пористый гравий с остеклованной оболочкой из доменного и ферросплавного шлаков (ГОСТ 25820)7000,22
80 То же6000,235
81 «5000,24
82 «4000,245
83 Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832)5000,26
84 То же4000,3
85 «3500,3
86 «3000,34
87 Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865)2000,23
88 То же1500,26
89 «1000,3
90 Песок для строительных работ (ГОСТ 8736)16000,17
Конструкционные и конструкционно-теплоизоляционные материалы
Бетоны на заполнителях из пористых горных пород
91 Туфобетон18000,09
92 То же16000,11
93 «14000,11
94 «12000,12
95 Бетон на литоидной пемзе16000,075
96 То же14000,083
97 «12000,098
98 «10000,11
99 «8000,12
100 Бетон на вулканическом шлаке16000,075
101 То же14000,083
102 «12000,09
103 «10000,098
104 «8000,11
Бетоны на искусственных пористых заполнителях
105 Керамзитобетон на керамзитовом песке18000,09
106 То же16000,09
107 «14000,098
108 «12000,11
109 «10000,14
110 «8000,19
111 «6000,26
112 «5000,3
113 Керамзитобетон на кварцевом песке с умеренной (до Vв=12%) поризацией)12000,075
114 То же10000,075
115 «8000,075
116 Керамзитобетон на перлитовом песке10000,15
117 То же8000,17
118 Керамзитобетон беспесчаный7000,145
119 То же6000,155
120 «5000,165
121 «4000,175
122 «3000,195
123 Шунгизитобетон14000,098
124 То же12000,11
125 «10000,14
126 Перлитобетон12000,15
127 То же10000,19
128 «8000,26
129 Перлитобетон6000,3
130 Бетон на шлакопемзовом щебне18000,075
131 То же16000,09
132 «14000,098
133 «12000,11
134 «10000,11
135 Бетон на остеклованном шлаковом гравии18000,08
136 То же16000,085
137 «14000,09
138 «12000,10
139 «10000,11
140 Мелкозернистые бетоны на гранулированных доменных и ферросплавных (силикомарганца и ферромарганца) шлаках18000,083
141 То же16000,09
142 «14000,098
143 «12000,11
144 Аглопоритобетон и бетоны на заполнителях из топливных шлаков18000,075
145 То же16000,083
146 «14000,09
147 «12000,11
148 «10000,14
149 Бетон на зольном обжиговом и безобжиговом гравии14000,09
150 То же12000,11
151 «10000,12
152 Вермикулитобетон800
153 То же6000,15
154 «4000,19
155 «3000,23
Бетоны особо легкие на пористых заполнителях и ячеистые
156 Полистиролбетон на портландцементе (ГОСТ 32929)6000,068
157 То же5000,075
158 «4000,085
159 «3500,09
160 «3000,10
161 «2500,11
162 «2000,12
163 «1500,135
164 Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе5000,075
165 То же4000,08
166 «3000,10
167 «2500,11
168 «2000,12
169 Газо- и пенобетон на цементном вяжущем10000,11
170 То же8000,14
171 «6000,17
172 «4000,23
173 Газо- и пенобетон на известняковом вяжущем10000,13
174 То же8000,16
175 «6000,18
176 «5000,235
177 Газо- и пенозолобетон на цементном вяжущем12000,085
178 То же10000,098
179 «8000,12
Кирпичная кладка из сплошного кирпича
180 Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе18000,11
181 Глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе17000,12
182 Глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе16000,15
183 Силикатного на цементно-песчаном растворе18000,11
184 Трепельного на цементно-песчаном растворе12000,19
185 То же10000,23
186 Шлакового на цементно-песчаном растворе15000,11
Кирпичная кладка из пустотного кирпича
187 Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе16000,14
188 Керамического пустотного плотностью 1300 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе14000,16
189 Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе12000,17
190 Силикатного одиннадцатипустотного на цементно-песчаном растворе15000,13
191 Силикатного четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе14000,14
Дерево и изделия из него
192 Сосна и ель поперек волокон5000,06
193 Сосна и ель вдоль волокон5000,32
194 Дуб поперек волокон7000,05
195 Дуб вдоль волокон7000,3
196 Фанера клееная6000,02
197 Картон облицовочный10000,06
198 Картон строительный многослойный6500,083
Конструкционные материалы
Бетоны
199 Железобетон25000,03
200 Бетон на гравии или щебне из природного камня24000,03
201 Раствор цементно-песчаный18000,09
202 Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000,098
203 Раствор известково-песчаный16000,12
Облицовка природным камнем
204 Гранит, гнейс и базальт28000,008
205 Мрамор28000,008
206 Известняк20000,06
207 То же18000,075
208 «16000,09
209 «14000,11
210 Туф20000,075
211 То же18000,083
212 «16000,09
213 «14000,098
214 «12000,11
215 «10000,11
Материалы кровельные, гидроизоляционные, облицовочные и рулонные покрытия для полов
216 Листы асбестоцементные плоские18000,03
217 То же16000,03
218 Битумы нефтяные строительные и кровельные14000,008
219 То же12000,008
220 «10000,008
221 Асфальтобетон21000,008
222 Рубероид, пергамин, толь600
223 Пенополиэтилен260,001
224 То же300,001
225 Линолеум поливинилхлоридный на теплоизолирующей подоснове18000,002
226 То же16000,002
227 Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе18000,002
228 То же16000,002
229 «14000,002
Металлы и стекло
230 Сталь стержневая арматурная78500
231 Чугун72000
232 Алюминий26000
233 Медь85000
234 Стекло оконное25000
235 Плиты из пеностекла80-1000,006
236 То же101-1200,006
237 То же121- 1400,005
238 То же141- 1600,004
239 То же161- 2000,004

Примечание: характеристики материалов в сухом состоянии приведены при влажности материала w, %, равной нулю.

Таблица М.1 Приложения М СП 50.13330.2012

Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции

Материал Толщина слоя, мм Сопротивление паропроницанию Rvp, м2·ч·Па/мг
1 Картон обыкновенный 1,3 0,016
2 Листы асбестоцементные 6 0,3
3 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) 10 0,12
4 Листы древесно-волокнистые жесткие 10 0,11
5 То же, мягкие 12,5 0,05
6 Окраска горячим битумом за один раз 2 0,3
7 То же, за два раза 4 0,48
8 Окраска масляная за два раза с предварительной шпатлевкой и грунтовкой 0,64
9 Окраска эмалевой краской 0,48
10 Покрытие изольной мастикой за один раз 2 0,60
11 Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за один раз 1 0,64
12 То же, за два раза 2 1,1
13 Пергамин кровельный 0,4 0,33
14 Полиэтиленовая пленка 0,16 7,3
15 Рубероид 1,5 1,1
16 Толь кровельный 1,9 0,4
17 Фанера клееная трехслойная 3 0,15

Теплопроводность строительных материалов (таблица и понятие)

Теплоусвоение строительных материалов (таблица и понятие)

Паропроницаемые стены, нужны ли они.

Сравнение разных видов утеплителей Паропроницаемость теплоизоляционных материалов

Прежде всего, нужно сказать о том, что о паропроницаемых (дышащих) и пароНЕпроницаемых (не дышащих) стенах я буду рассуждать не в категориях хорошо\плохо, а буду их рассматривать как два альтернативных варианта. Каждый из этих вариантов совершенно правильный, если его выполнить со всеми полагающимися требованиями. То есть, я не отвечаю на вопрос “нужны ли паропроницаемые стены”, а рассматриваю оба варианта.

Итак, паропроницаемые стены дышат, пропускают через себя воздух (пар), а пароНЕпроницаемые стены не дышат, не пропускают через себя воздух (пар). Паропроницаемые стены сделаны только из паропроницаемых материалов. ПароНЕпроницаемые стены содержат в своей конструкции хотя бы один слой пароНЕпроницаемого материала (этого достаточно, чтобы вся стена в целом стала пароНЕпроницаемой). Все материалы делятся на паропроницаемые и пароНЕпроницаемые, это не хорошо, не плохо,- это такая данность:-).

Теперь посмотрим, что всё это означает, когда эти стены включаются в реальный дом (квартиру). Конструктивные возможности паропроницаемых и пароНЕпроницаемых стен мы в этом вопросе не рассматриваем. И такую, и такую стену можно сделать прочной, жесткой и тд. Основные различия получаются в таких двух вопросах:

Теплопотери. Через паропроницаемые стены, естесственно, происходят дополнительные теплопотери (вместе с воздухом уходит и тепло). Надо сказать, что эти теплопотери совсем небольшие (5-7% от общих). Величина их влияет на толщину теплоизоляции и мощность отопления. При расчете толщины (стены, если она без утеплителя, или самого утеплителя), учитывается коэффициент паропроницаемости. При расчете теплопотерь для подбора отопления тоже учитывается потери тепла, вследствие паропроницаемости стен. То есть, эти потери никуда не теряются, их учитывают при расчете того, на что они влияют. И, более того, мы уже сделали достаточно таких расчетов (по толщине утеплителя и теплопотерь для расчета мощности отопления), и вот что видно: разница в цифрах есть, но она такая маленькая, что реально не может повлиять ни на толщину утеплителя, ни на мощность отопительного прибора.

Объясню: если при паропроницаемой стене нужно, например, 43 мм утеплителя, а при пароНЕпроницаемой- 42мм, то это все равно 50мм, в обоих вариантах. То же самое с мощностью котла, если по теплопотерям общим, понятно, что нужен котел на 24кВт, например, то только из-за паропроницаемости стен не получится следующий по мощности котел.

Вентиляция. Паропроницаемые стены участвуют в воздухообмене в помещении, а пароНЕпроницаемые стены- не участвуют. В помещении должен быть приток и вытяжка, они должны соответствовать норме и быть примерно равны. Для того, чтобы понять, сколько в доме\квартире должно быть притока и вытяжки (в м3 в час) делается расчет по вентиляции. В нем учитываются все возможности притока и вытяжки, считается норма для этого дома\квартиры, сравниваются реалии и норма, и рекомендуются методы доведения до нормы мощности притока и вытяжки. Так вот что получается по итогу этих расчетов (мы их уже тоже немало сделали): как правило, в современных домах не хватает притока. Это получается потому, что современные окна паронепроницаемые. Раньше эту вентиляцию никто для частного жилья не считал, так как приток нормально обеспечивался старыми деревянными окнами, негерметичными дверями, стенами с щелями, и тд. А теперь, если взять новое строительство, так почти все дома с пластиковыми окнами, и не менее половины с пароНЕпроницаемыми стенами. И притока воздуха в таких домах (постоянного) практически нет. Вот, можно посмотреть примеры расчетов по вентиляции, в темах:

Конкретно по этим домам видно, что приток через стены (если они паропроицаемые), составит только около 1\5 требуемого притока. То есть, вентиляцию надо нормально проектировать (считать) по любому, какие не были бы стены и окна. Только паропроницаемые стены, и всё,- нужного притока всё равно не обеспечивают.

Иногда вопрос о паропроницании стен становится актуальным в такой ситуации. В старом доме\квартире, который жил себе нормально с паропроницаемыми стенами, старыми деревянными окнами, и с одним вытяжным каналом в кухне, начинают менять окна (на пластиковые), потом, например, стены утепляют пенопластом (снаружи, как положено). Начинаются мокрые стены, плесень и тд. Вентиляция перестала работать. Притока нет, без притока вытяжка не работает. Отсюда, как мне кажется, вырос миф об “ужасном пенопласте”, которым как только утеплить стену,- сразу начнется плесень. А дело тут в комплексе вопросов по вентиляции и утеплению, а не в “ужасности” того или иного материала.

По поводу того, что Вы пишете “невозможно сделать герметичные стены”. Это не совсем так. Можно вполне их делать (с определенным приближением к герметичности), и их делают. Мы сейчас как раз готовим статью о таких домах, где полностью герметичные окна\стены\двери, весь воздух подается через систему рекуперации, и тд. Это принцип так называемых “пассивных” домов, об этом мы скоро расскажем.

Таким образом, вот вывод: выбирать можно и паропроницаемую стену, и пароНЕпроницаемую. Главное, грамотно решить все сопутствующие вопросы: по правильной теплоизоляции и компенсации теплопотерь, и по вентиляции.

Вот и дождался. Не знаю как Вы, а я давно хотел поэкспериментировать. А то всё теория да теория. На мои вопросы она не отвечала. Имею ввиду теплотехнический расчет по ДБН. И вот собрал я образцы и решил с ними поэкспериментировать. Мне интересно, как поведет себя материал при воздействии на него паром.

Вооружился чем мог. Двумя пароварками, кастрюлями с аккумуляторами холода, секундомером и пирометром. Ах, да… Еще ведром с водой для четвертого опыта с погружением образцов. И погнал… 🙂

Результаты эксперимента на паропроницаемость и инерционность, я свел в таблицу.

Вообще опыт пошел не так. Несмотря на разную теплопроводность материалов, температура поверхности образцов в первом опыте с пароизолирующим слоем практически не отличалась. Я подозреваю что пар с пароварки, который вырывался наружу, нагревал и поверхность образцов. Как только я обдувал образцы, температура падала на 1-2 градуса. Хотя в принципе, динамика роста температуры сохранялась. А меня это интересовало больше, ведь сами условия проведения опыта далеки от реальных.

Что меня удивило. Это Бетоль. Второй опыт без пароизоляции. Не стоит считать такое поведение утеплителя недостатком. В моём опыте сам Бетоль был представителем паропроницаемых утеплителей. Думаю минераловатные утеплители повели-бы себя так-же, но с более быстрой динамикой.

Опыт очень показателен. Резкий рост температуры (большие теплопотери) из-за паропроницаемости и последующее охлаждение материала при начале испарения воды с поверхности. Утеплитель прогрелся на столько, что это позволило ему выводить наружу воду в парообразном состоянии и таким образом себя охлаждать.

Газоблок 420 кг/м3. Он меня разочаровал. Нет! Не в плане качества! Просто он явно показал что эгоист! 🙂 С ним лучше не проектировать многослойные стены. Из-за более высокой паропропускной способности, он хуже удерживал теплый пар, чем плотный пеноблок. Это говорит о том, что в случае применения этого материала, весь температурно-влажностный удар примет паропроницаемый утеплитель. В общем, берите газоблок поплотней, потолще, а на внутренние стены клейте материалы с низкой паропроницаемостью (виниловые обои, пластиковая вагонка, масляная покраска и тд). ..

А как вам пеноблок с высокой плотностью (представитель инерционных материалов)? Ну разве это не прелесть? Ведь он нам четко показал, как ведет себя инерционный материал при накоплении тепла. Хочу отметить, что снимая его с пароварки мне было горячо. Его температура была явно выше Бетоля и Газоблока. За то-же время воздействия он смог аккумулировать больше тепла, что привело и к более высокой температуре материала на 2-3 градуса.

Анализируя таблицу я получил много ответов и еще больше убедился в том, что в нашем климате надо строить инерционные дома и Вы точно сэкономите на отоплении…

С Уважением, Александр Терехов.

Паропроницаемость – способность материала пропускать или задерживать пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении по обеим сторонам материала. Паропроницаемость характеризуется величиной коэффициента паропроницаемости или величиной коэффициента сопротивления проницаемости при воздействии водяного пара. Коэффициент паропроницаемости измеряется в мг/(м·ч·Па).

В воздухе всегда содержится какое-то количество водяного пара, причем в теплом всегда больше, чем в холодном. При температуре внутреннего воздуха 20 °С и относительной влажности 55% в воздухе содержится 8 г водяных паров на 1 кг сухого воздуха, которые создают парциальное давление 1238 Па. При температуре –10°С и относительной влажности 83% в воздухе содержится около 1 г пара на 1 кг сухого воздуха, создающего парциальное давление 216 Па. Из-за разницы парциальных давлений между внутренним и наружным воздухом через стену происходит постоянная диффузия водяных паров из теплого помещения наружу. В результате в реальных условиях эксплуатации материал в конструкциях находится в несколько увлажненном состоянии. Степень увлажнения материала зависит от температурно-влажностных условий снаружи и внутри ограждения. Изменение коэффициента теплопроводности материала в эксплуатируемых конструкциях учитывается коэффициентами теплопроводности λ(A) и λ(Б), которые зависят от зоны влажности местного климата и влажностного режима помещения.
В результате диффузии водяных паров в толще конструкции происходит движение влажного воздуха из внутренних помещений. Проходя через паропроницаемые конструкции ограждения, влага испаряется наружу. Но если у наружной поверхности стены расположен слой материала, не пропускающий или плохо пропускающий водяные пары, то влага начинает скапливаться у границы паронепроницаемого слоя, вызывая отсыревание конструкции. В результате теплозащита влажной конструкции резко понижается, и она начинает промерзать. в данном случае возникает необходимость установки пароизоляционного слоя с теплой стороны конструкции.

Вроде бы всё относительно просто, но про паропроницаемость зачастую вспоминают только в контексте “дышащести” стен. Однако, это краеугольный камень в выборе утеплителя! К нему нужно подходить очень и очень осторожно! Нередки случаи, когда домовладелец утепляет дом, исходя лишь из показателя теплосопротивления, например, деревянный дом пенопластом. В результате получает загнивающие стены, плесень по всем углам и винит в этом “неэкологичный” утеплитель. Что касается пенопласта, то из за своей малой паропроницаемости его нужно использовать с умом и очень хорошо подумать, подходит ли он вам. Именно по этому показателю зачастую ватные или любые другие пористые утеплители подходят лучше для утепления стен снаружи. Кроме того, с ватными утеплителями сложнее ошибиться. Однако, бетонные или кирпичные дома можно без опасений утеплять и пенопластом – в этом случае пенопласт “дышит” лучше, чем стена!

В таблице ниже приведены материалы из списка ТКП, показатель паропроницаемости – последний столбец μ.

Как понять, что такое паропроницаемость, и зачем она нужна. Многие слышали, а некоторые и активно употребляют термин “дышашие стены” – так вот, “дышашими” такие стены называют потому, что они способны пропускать воздух и водяной пар через себя. Некоторые материалы (например, керамзит, дерево, все ватные утеплители) хорошо пропускают пар, а некоторые очень плохо (кирпич, пенопласты, бетон). Выдыхаемый человеком, выделяемый при приготовлении пищи или принятии ванной пар, если в доме нет вытяжки, создаёт повышенную влажность. Признаком этого является появление конденсата на окнах или на трубах с холодной водой. Считается, что если стена имеет высокую паропроницаемость, то в доме легко дышится. На самом же деле, это не совсем так!

В современном доме, даже если стены сделаны из «дышащего» материала, 96% пара удаляется из помещений через вытяжку и форточку, и только 4% через стены. Если на стены наклеены виниловые или флизиленовые обои, то стены влагу не пропускают. А если стены действительно «дышащие», то есть без обоев и прочей пароизоляции, в ветренную погоду из дома выдувает тепло. Чем выше паропроницаемость конструкционного материала (пенобетон, газобетон и прочие тёплые бетоны), тем больше он может набрать влаги, и как следствие, у него более низкая морозостойкость. Пар, выходя из дома через стену, в «точке росы» превращается в воду. Теплопроводность отсыревшего газоблока увеличивается многократно, то есть в доме будет, мягко говоря, очень холодно. Но самое страшное, что при падении ночью температуры, точка росы смещается внутрь стены, а конденсат, находящийся в стене замерзает. Вода при замерзании расширяется и частично разрушает структуру материала. Несколько сотен таких циклов приводят к полному разрушению материала. Поэтому паропроницаемость строительных материалов может сослужить вам плохую службу.

Про вред повышенной паропроницаемости в интернете гуляет с сайта на сайт . Приводить её содержание на своём сайте я не буду в силу некоторого несогласия с авторами, однако избранные моменты хочется озвучить. Так, например, известный производитель минерального утеплителя, компания Isover, на своём англоязычном сайте изложила “золотые правила утепления” (What are the golden rules of insulation? ) из 4-х пунктов:

    Эффективная изоляция. Используйте материалы с высоким термическим сопротивлением (низкой теплопроводностью). Самоочевидный пункт, не требующий особых комментариев.

    Герметичность. Хорошая герметичность является необходимым условием для эффективной системы теплоизоляции! Негерметичная теплоизоляция, независимо от её коэффициента теплоизоляции, может увеличивать потребление энергии от 7 до 11% на отопление здания. Поэтому о герметичности здания следует задумываться ещё на стадии проектирования. А по окончании работ проверить здание на герметичность.

    Контролируемая вентиляция. Именно на вентиляцию возлагается задача по удалению излишней влажности и пара. Вентиляция не должа и не может осуществляться за счёт нарушения герметичности ограждающих конструкций!

    Качественный монтаж. Об этом пункте, я думаю, тоже нет нужды говорить.

Важно отметить, что компания Isover не выпускает какие-либо пенопластовые утеплители, они занимаются исключительно минераловатными утеплителями, т.е. продуктами, имеющими наиболее высокий показатель паропроницаемости! Это действительно заставляет задуматься: как же так, вроде бы паропроницаемость необходима для отвода влаги, а производители рекомендуют полную герметичность!

Дело тут в недопонимании этого термина. Паропроницаемость материалов не предназначена для отвода влаги из жилого помещения – паропроницаемость нужна для отвода влаги из утеплителя ! Дело в том, что любой пористый утеплитель не является по сути самим утеплителем, он лишь создаёт структуру, удерживающую истинный утеплитель – воздух – в замкнутом объёме и по возможности неподвижным. Если вдруг образуется такое неблагоприятное условие, что точка росы оказывается в паропроницаемом утеплителе, то в нём будет конденсироваться влага. Эта влага в утеплителе берётся не из помещения! Воздух сам всегда содержит в себе какое-то количество влаги, и именно эта естественная влага и представляет угрозу утеплителю. Вот для отвода этой влаги наружу и нужно, чтобы после утеплителя были слои с не меньшей паропроницаемостью.

Семья из четырёх человек за сутки в среднем выделяет пар, равный 12 литрам воды! Эта влага из воздуха внутренних помещений никоим образом не должа попадать в утеплитель! Куда девать эту влагу – это вообще не должно никоим образом волновать утеплитель – его задача лишь утеплять!

Пример 1

Давайте разберём вышесказанное на примере. Возьмём две стены каркасного дома одинаковой толщины и одинакового состава (изнутри к наружному слою), отличатся буду они только видом утеплителя:

Лист гипсокартона (10мм) – OSB-3 (12мм) – Утеплитель (150мм) – ОSB-3 (12мм) – вентзазор (30мм) – ветрозащита – фасад.

Утеплитель выберем с абсолютно одинаковой теплопроводностью – 0,043 Вт/(м °С), основное, десятикратное отличие между ними только в паропроницаемости:

Плотность ρ= 12 кг/м³.

Коэффициент паропроницаемости μ= 0.035 мг/(м ч Па)

Коэф. теплопроводности в климатических условиях Б (худший показатель) λ(Б)= 0.043 Вт/(м °С).

Плотность ρ= 35 кг/м³.

Коэффициент паропроницаемости μ= 0.3 мг/(м ч Па)

Конечно, условия расчёта я тоже использую абсолютно одинаковые: температура внутри +18°С, влажность 55%, температура снаружи -10°С, влажность 84%.

Расчёт я провел в теплотехническом калькуляторе , кликнув по фото, вы перейдёте прямо на страницу расчёта:

Как видно из расчёта, теплосопротивление обоих стен совершенно одинаково (R=3.89), и даже точка росы у них расположена почти одинаково в толще утеплителя, однако, из за высокой паропроницаемости в стене с эковатой будет конденсироваться влага, сильно увлажняя утеплитель. Как бы ни была хороша сухая эковата, сырая эковата тепло держит во много раз хуже. А если допустить, что температура на улице опустится до -25°С, то зона конденсации составит почти 2/3 утеплителя. Такая стена не удовлетворяет нормам по защите от переувлажнения! С пенополистиролом ситуация принципиально другая потому, что воздух в нём находится в замкнутых ячейках, ему просто неоткуда набрать достаточное количество влаги для выпадения росы.

Справедливости ради нужно сказать, что эковату без пароизоляционных плёнок не укладывают! И если добавить в “стеновой пирог” пароизоляционную плёнку между ОSB и эковатой с внутренней стороны помещения, то зона конденсации практически выйдет из утеплителя и конструкция полностью будет удовлетворять требованиям по увлажнению (см. картинку слева). Однако, устройство пароиозяции практически лишает смысла размышления о пользе для микроклимата помещения эффекта “дыхания стены”. Пароизоляционная мембрана имеет коэффициент паропроницаемости около 0,1 мг/(м·ч·Па), а порой пароизолируют полиэтиленовыми плёнками или утеплителями с фольгированной стороной – их коэффициент паропроницаемости стремится к нулю.

Но низкая паропроницаемость тоже далеко не всегда хороша! При утеплении достаточно хорошо паропроницаемых стен из газо- пенобетона экструдированным пенополистиролом без пароизоляции изнутри в доме непременно поселится плесень, стены будут влажными, а воздух будет совсем не свеж. И даже регулярное проветривание не сможет высушить такой дом! Давайте смоделируем ситуацию, противоположную прошлой!

Пример 2

Стена на этот раз будет состоять из следующих элементов:

Газобетон марки D500 (200мм) – Утеплитель (100мм) – вентзазор (30мм) – ветрозащита – фасад.

Утеплитель выберем точно такой же, и более того, стену сделаем с точно таким же теплосопротивлением (R=3.89).

Как видим, при совершенно равных теплотехнических характеристиках мы можем получить радикально противоположные результаты от утепления одними и теми же материалами!!! Нужно отметить, что во втором примере обе конструкции удовлетворяют нормам по защите от переувлажнения, не смотря на то, что зона конденсации попадает в газосиликат. Такой эффект связан с тем, что плоскость максимального увлажнения попадает в пенополистирол, а из за его низкой паропроницаемости в нём влага не конденсируется.

В вопросе паропроницаемости нужно разобраться досконально ещё до того, как вы решите, как и чем вы будете утеплять свой дом!

Слоёные стены

В современном доме требования к теплоизоляции стен столь высоки, что однородная стена уже не способна соответствовать им. Согласитесь, при требовании к теплосопротивлению R=3 делать однородную кирпичную стену толшиной 135 см не вариант! Современные стены – это многослойные конструкции, где есть слои, выполняющие роль теплоизоляции, конструктивные слои, слой наружной отделки, слой внутренней отделки, слои паро- гидро- ветро-изоляций. В связи с разнообразными характеристиками каждого слоя очень важно правильно их располагать! Основное правило в расположении слоёв конструкции стены таково:

Паропроницаемость внутреннего слоя должна быть ниже, чем наружного, для свободного выходы пара за стены дома. При таком решении «точка росы» перемещается к наружной стороне несущей стены и не разрушает стен здания. Для предотврощения выпадения конденсата внутри ограждающей конструкции сопротивление теплопередаче в стене должно уменьшаться, а сопротивление паропроницанию возрастать снаружи внутрь.

Думаю, нужно это проиллюстрировать для лучшего понимания.

При проведении строительных работ нередко приходится сравнивать свойства разных материалов. Это нужно для того, чтобы подобрать наиболее подходящий из них.

Ведь там, где хорош один из них, совсем не подойдет другой. Поэтому, осуществляя теплоизоляцию, нужно не просто утеплить объект. Важно выбрать утеплитель, подходящий именно для данного случая.

А для этого нужно знать характеристики и особенности разных видов теплоизоляции. Вот об этом мы и поговорим.

Что такое теплопроводность

Для обеспечения хорошей теплоизоляции важнейшим критерием является теплопроводность утеплителей. Так называется передача тепла внутри одного предмета.

То есть, если у одного предмета одна его часть теплее другой, то тепло будет переходить от теплой части к холодной. Тот же самый процесс происходит и в здании.

Таким образом, стены, крыша и даже пол могут отдавать тепло в окружающий мир. Для сохранения тепла в доме этот процесс нужно свести к минимуму. С этой целью используют изделия, имеющие небольшое значение данного параметра.

Таблица теплопроводности

Обработанную информацию об этом свойстве разных материалов можно представить в виде таблицы. К примеру, вот так:

Здесь присутствуют всего два параметра. Первый – это коэффициент теплопроводности утеплителей. Второй – толщина стены, которая потребуется для обеспечения оптимальной температуры внутри здания.

Взглянув на эту таблицу, становится очевидным следующий факт. Построить комфортное здание из однородных изделий, например, из полнотелых кирпичей, невозможно. Ведь для этого потребуется толщина стены не менее 2,38м.

Поэтому для обеспечения нужного уровня тепла в помещениях требуется теплоизоляция. И первым и важнейшим критерием ее отбора является вышеуказанный первый параметр. У современных изделий он не должен быть более 0.04 Вт/м°С.

Совет!
При покупке обратите свое внимание на следующую особенность.
Изготовители, указывая на своих изделиях теплопроводность утеплителя, часто используют не одну, а целых три величины: первая – для случаев, когда материал эксплуатируется в сухом помещении с температурой в 10ºС;второе значение – для случаев эксплуатации опять же, в сухом помещении, но с температурой в 25 ºС; третья величина – для эксплуатации изделия в разных условиях влажности.
Это может быть помещение с влажностью категории А или В.
Для ориентировочного расчета следует использовать первое значение.
Все остальные нужны для проведения точных расчетов. О том, как они осуществляются, можно узнать из СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

Иные критерии выбора

При выборе подходящего изделия должна учитываться не только теплопроводность и цена товара.

Нужно обратить внимание и на иные критерии:

  • объемный вес утеплителя;
  • формостабильность данного материала;
  • паропроницаемость;
  • горючесть теплоизоляции;
  • звукоизоляционные свойства изделия.

Рассмотрим эти характеристики подробнее. Начнем по порядку.

Объемный вес утеплителя

Объемным весом называется масса 1 м² изделия. Причем в зависимости от плотности материала эта величина может быть различной – от 11 кг до 350 кг .

Вес теплоизоляции непременно нужно учитывать, особенно проводя утепление лоджии. Ведь конструкция, на которую крепится утеплитель, должна быть рассчитана на данный вес. В зависимости от массы будет отличаться и способ монтажа теплоизолирующих изделий.

Определившись с данным критерием, нужно учесть и иные параметры. Это объемный вес, формостабильность, паропроницаемость, горючесть и звукоизоляционные свойства.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Главная » Водоснабжение » Паропроницаемые стены, нужны ли они. Сравнение разных видов утеплителей Паропроницаемость теплоизоляционных материалов

Перспективы паропроницаемости систем механической изоляции

Изоляция
Сравнение материалов
часто включает сопоставление физических свойств материалов
, представленных в технических паспортах продуктов. Выполняя это упражнение,
важно убедиться, что сравниваемые физические свойства
протестированы с использованием одного и того же метода и процедуры испытаний, а значения выражены в
одинаковых единицах. В противном случае сравнивают яблоки с апельсинами, что приводит к неточному анализу материалов
.Также важно понимать влияние
, которое физическое свойство будет иметь на характеристики изоляции в отношении
к единицам измерения.

Хороший пример важности понимания терминов физических свойств
– это определение способности материала противостоять проникновению влаги
из воздуха. Проницаемость для водяного пара и проницаемость – это
единиц способности материала противостоять проникновению влаги из воздуха. Термины
определены в стандарте ASTM C168? 10, «Стандартная терминология, относящаяся к теплоизоляции
» следующим образом:

Вода
паропроницаемость

скорость прохождения водяного пара через единицу площади плоского материала толщиной
единицы, вызванная перепадом давления пара между двумя конкретными поверхностями
при заданных условиях температуры и влажности.

Вода
паропроницаемость

скорость прохождения водяного пара через единицу площади плоского материала или конструкции
, вызванная перепадом давления пара между двумя конкретными поверхностями при
заданных условиях температуры и влажности.

Проницаемость измеряется в единицах проницаемости на дюйм и используется
для сравнения материалов, которые обычно используются с различной толщиной (¼ ”или
больше). Проницаемость измеряется в единицах химической проницаемости и используется для описания
более тонких материалов (например,g., оболочечные изделия), которые используются в полевых условиях, с точной толщиной
, при которой материал испытывается.

Аналогичная взаимосвязь существует между терминами, используемыми для определения теплопроводности
: k-фактор и R-значение. Единица измерения k-фактора
определена при стандартной толщине на 1 дюйм. Это позволяет конечному пользователю
сравнивать материалы на равной основе, независимо от толщины. Напротив,
R-value является мерой толщины материала, используемой в полевых условиях,
и варьируется в зависимости от указанной толщины.Что касается единиц, используемых для измерения сопротивления проникновению влаги
, проницаемость аналогична коэффициенту k
, а проницаемость аналогична значению R. Материал с проницаемостью
, указанной как 1,0 перм-дюйм, будет иметь проницаемость 1,33 при толщине ”
(1,0 / 0,75 = 1,33). Для значений сопротивления проникновению влаги: чем меньше число
, тем лучше значение.

Полученные результаты сопротивления проникновению влаги
можно преобразовать из одного члена в другой, используя соответствующие коэффициенты преобразования
(см. Таблицу на стр. 29).

Распространенным методом испытаний для измерения этого свойства является ASTM E96,
«Стандартные методы испытаний материалов на проницаемость водяного пара». В стандарте вызываются две процедуры теста
(см. Изображения выше): смачиваемая чашка
(процедура A) и сухая чашка (процедура B). Обе процедуры начинаются с кондиционирования, измерения толщины
и взвешивания образца. Для метода смачивания образец
помещают на поддон с водой и закрывают края. Для метода сухой чашки
образец помещают на чашу с осушителем и края
герметично закрывают.Затем сковороды помещают в климатическую камеру с заданной температурой и влажностью
и ежедневно взвешивают до тех пор, пока прибавка в весе или потеря
не достигнут равновесия (показано в таблице на стр. 29). В это время можно установить проницаемость
или проницаемость материала. Для некоторых изоляционных или оболочечных материалов
использованная процедура может немного отличаться на
от заявленной стоимости. Следовательно, чтобы быть уверенным, что сравнивают яблоки с
яблоками, следует использовать значения, полученные с помощью той же процедуры (которые должны быть
, указанные в техническом паспорте продукта).

Также важно понимать значение
как самого физического свойства, так и заявленной стоимости. Одним из ключевых определяющих факторов, которые следует учитывать при оценке значимости значения теста
, является точность теста. Результат, выходящий за рамки того, что тест
может точно измерить, не дает дополнительной ценности. Кроме того, определение
того, что составляет хорошую стоимость, в данном случае «низкая химическая стойкость», часто меняется в течение
раз. Кроме того, в пределах проницаемости или проницаемости следует учитывать значение
для всей системы, в частности, какой вес
следует придать проницаемости самого материала по сравнению с проницаемостью швов.
Например, алюминиевая оболочка имеет очень низкую проницаемость, но если швы
не герметизированы должным образом, система теряет большую часть своей целостности, так что независимо от
, насколько хороша оболочка, общая система изоляции может работать не так, как ожидалось
. . В большинстве случаев небольшие различия в проницаемости потребуют много
лет, чтобы изменить производительность системы, даже если изменение в
процентов может показаться большим. Другие факторы, вероятно, будут играть гораздо большую роль, например, повреждение оболочки или изоляции.

Еще один ключевой момент, который нужно понять – это то, как
влияет на характеристики изоляции.
Проницаемость – это в первую очередь проблема изоляции на низкотемпературных линиях
, где влажность высока в течение длительных периодов времени. В системах, которые не имеют этих условий
, проницаемость не будет ключевым фактором. Чем ниже температура линии
и чем выше влажность, тем большее значение будет иметь
. Следовательно, во Флориде и странах Персидского залива это может быть ключевым фактором.Со временем,
с высокопроницаемыми материалами, воздух с влагой будет контактировать с
холодной трубой и образовывать конденсат между трубой и изоляцией. Влага
создает влажную изоляцию, что увеличивает вероятность коррозии трубы
, роста плесени и ухудшения теплопроводности изоляции
, что приводит к повреждению изоляции и отказу системы. Это
серьезная ситуация, требующая снятия изоляции. Однако это долгий,
медленный процесс, на разработку которого уйдут годы.Напротив, если есть свидетельства наличия влаги
между изоляцией и трубой за короткий период времени, причиной
почти всегда является открытый шов или конечная точка, где влажный воздух
может беспрепятственно перемещаться в холодную трубу и образовывать конденсация.

Таким образом, обычно существует несколько способов описания характеристик материала
, включая его способность противостоять проникновению влаги
из воздуха. При сравнении продуктов или определении того, соответствует ли материал требованиям спецификации
, необходимо уделять особое внимание единицам и определенному методу испытаний
.Существует множество причин, по которым важно понимать термины физических свойств
, используемые для описания или сравнения материалов, и быть уверенным, что
сравнивает аналогичные термины, выраженные в одних и тех же единицах. Кроме того,
жизненно важно понимать влияние того или иного свойства на работу системы изоляции
.

Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3

расчетов проницаемости | Практическая наука о покрытиях

Расчеты проницаемости

Быстрый старт

Мое сердце замирает, если мне приходится делать расчеты проницаемости или пересчитывать единицы OTR или WVTR, или менять WVTR при одной температуре и% RH на другие.И я не один такой. Это приложение выполняет все три из этих задач и помогло многим из нас по-разному, потому что оно вносит некоторую разумность в совершенно запутанный беспорядок единиц, измерений и ошибок в литературе.

Каждый раз, когда я использую приложение спустя некоторое время вдали от него, я спрашиваю себя, может ли оно быть проще в использовании и понимании. До сих пор я не нашел причин менять его, потому что логика есть, и она работает надежно, выявляя недоразумения в литературе и раз за разом приводя меня (и других) к правильному ответу.

Вас смущают расчеты проницаемости через барьерные пленки? Если это так, то вы не одиноки. Замечательная статья 1 профессора Кукси и его коллег из Университета Клемсона показала, что многие люди в равной степени сбиты с толку, включая авторов учебников.

Отслеживая путаницу, можно было создать три четких рекомендации, которые здесь реализованы.

  1. Будьте ясны, хотите ли вы знать TR , который Скорость передачи , которая представляет собой фактическое количество, которое проходит через единицу площади реального образца, или если вы хотите узнать Проницаемость , P , то есть количество, которое пройдет через единицу площади единицы толщины.Другими словами, TR – это реальная величина, которая зависит как от свойств материала, так и от их индивидуальных свойств. Толщина , L , а P – внутреннее свойство каждого материала. Между прочим, в документе указывается, что сказать «коэффициент проницаемости» – это то же самое, что сказать «скорость потока».
  2. Четко укажите, какие единицы вы используете. Проходимость – это кошмар единиц. В этом приложении мы скрытно избегаем этой проблемы, поэтому вам будет легче сосредоточиться на расчетах.Но для вашего удобства ниже приводится полностью обобщенный конвертер единиц.
  3. Используйте следующие формулы в этом конкретном формате, чтобы избежать путаницы и каждый раз получать правильный ответ.

Для расчета общей скорости передачи на основе индивидуальных известных значений TR (то есть каждый слой с заданной толщиной имеет TR, известный вам экспериментально).

Чтобы рассчитать общую скорость передачи по индивидуально известным значениям P (т.е.е. экспериментальные или литературные свойства каждого материала) с известной толщиной L каждого слоя.

Для расчета общей проницаемости (то есть нормированной на стандартную толщину) из отдельно известных значений P (т.е. экспериментальных или литературных характеристик каждого материала) с известной толщиной L каждого слоя и общей толщиной L T барьера.

Чтобы рассчитать общую проницаемость (то есть нормированную на стандартную толщину) по индивидуально известным значениям TR (т.е.е. каждый слой при заданной толщине имеет TR, известный вам экспериментально) вместе с известной общей толщиной L T барьера.

В таблице можно выбрать до 6 слоев, каждый с заданной толщиной. в любых единицах, которые вам нравятся, например мил или мкм . Затем вы можете ввести P и получить TR для этой толщины или в последних двух столбцах ввести TR и получить P. Затем P T и TR T рассчитываются для каждого режима.Ответы не обязательно совпадают, поскольку первичные входные данные (P и TR) различны.

Есть еще одна сложность. TR может быть измерен, скажем, при 20% кислорода или 50% относительной влажности, и в этом случае рассчитанные значения P (которые нормированы на 100% газа) будут 1/5 или 1/2 от их истинных значений. Таким образом, вам нужно ввести% TR, тестовое значение, чтобы получить правильный TR от P или правильный P от TR.

Расчеты работают только в том случае, если единицы толщины для P такие же, как единицы, выбранные для толщины.Если ваши единицы измерения P дают такие значения, как 3,2e -14 , просто введите 3,2 и возьмите e -14 . Если бы для P было всего одна или две единицы, то приложение справилось бы с ними, но их так много, с такими причудливыми смесями американских и метрических систем, что не стоит пытаться.

Чтобы просмотреть таблицу типичных значений P, щелкните: P. По состоянию на апрель 2020 года внизу этой страницы есть бонусная таблица значений.

Преобразование TR в P или P в TR, в нескольких слоях

Преобразование единиц проницаемости

Проницаемость – это масса * длина / [площадь * время * давление], хотя, как ни странно, полученная единица – время – i.е. единица измерения – просто «секунды» (для развлечения всегда указывается значение в секундах – это своего рода универсальный стандарт). Проблема в том, что каждый выбирает разные значения массы, длины, площади, времени и давления, что приводит к тысячам потенциальных единиц (в настоящее время приложение может конвертировать между 3360 различными единицами). Вместо того, чтобы пытаться перечислить все возможные единицы, выберите один из общих вариантов каждой единицы, и конвертер выполнит соответствующий расчет. Нет никаких ограничений – если вы хотите смешивать американские и метрические единицы (что на удивление довольно распространенное, хотя и странное занятие), конвертер не будет возражать.Тем, кому в качестве единицы массы требуется см³ (мл), потребуется МВт газа: 2 для водорода, 18 для воды, 28 для азота, 32 для кислорода. Для тех, у кого есть значения в Barrers, единицы измерения: см³.см / см².с / мм рт.ст. плюс коэффициент 10 -11 .

В качестве бонуса, если вы укажете толщину в исходных единицах From, проницаемость (или TR) будет рассчитана в исходных единицах и в единицах To.

Примечание: до 22 марта 2018 года при преобразовании количества воды в кубический метр в кубический фут пара была ошибка 324 – слишком большая.Спасибо Стиву Роузу, который заметил это и сообщил об этом! Затем Себастьян Госель указал 11 января 2019 года, что конверсия для кислорода и воды была произведена на STP (то есть 0 ° C), а не на NTP (25 ° C), что более широко применимо. Если вы выполнили предыдущие расчеты, они будут отличаться в 22,4 / 24 или 24 / 22,4 раза.

Затем спасибо Питеру Паломаки за указание 10 апреля 2020 года на то, что у меня была ошибка (теперь исправленная) при расчете преобразования толщины и TR.

В разных отраслях промышленности используются разные «рационализации» единиц.Например, некоторые видят, что такие единицы измерения, как гм / м².с.атм, можно упростить, разделив верхнюю и нижнюю на м, что даст г / м.с.атм. Это правильно, но совершенно сбивает с толку, потому что единицы больше не имеют интуитивного смысла. Еще хуже то, что те, кому нравятся единицы измерения давления в МПа, отмечают, что МПа = МН / м², и эти м² сокращаются, давая единицы г.м / МН.с. Хотя это «правильно», это совершенно сбивает с толку. Как уже упоминалось, фактическая единица измерения – секунды, и если бы люди процитировали это (здесь это доказано) в качестве дополнительной проверки работоспособности, жизнь была бы намного проще.

Чтобы преобразовать TR, просто убедитесь, что единицы длины и единицы давления соответственно совпадают (не имеет значения, какие они есть), чтобы они уравновешивались. Типичным преобразованием будет г / (м².день) в г / (100 кв.дюймов в день), подразумевая «на атмосферу».

WVTR / MVTR при различных T и% относительной влажности

С водой есть неприятные осложнения. WVTR обычно указывается как вес / (площадь.время), например г / м².день без привязки к давлению.Таким образом, невозможно выполнить приведенные выше расчеты без знания составляющей давления. Нет элегантного способа сделать это, поэтому сделайте следующее.

Введите WVTR в выбранных единицах измерения, температуру и относительную влажность теста (обычно 38 ° C и 90% относительной влажности). Выходы представляют собой значения TR в ваших исходных единицах измерения плюс соответствующие единицы давления атм, мм / рт.ст., МПа.

Также имеется дополнительная строка для ввода различных значений T и% RH, чтобы вы могли оценить, каким будет WVTR при этих настройках.Это полезно для сравнения различных заявленных значений в литературе. Является ли WVTR 20 при 38/90% намного лучше или хуже, чем значение 5 при 23/50%? Конечно, эффекты водяного пара не всегда линейны между разными тестами (более высокие T и RH могут вызвать дополнительные эффекты), но это, по крайней мере, отправная точка для сравнения.

В апреле 2020 года Патрик Галлер указал мне, что эти расчеты не учитывают изменение проницаемости с температурой самого полимера.Он также упомянул, что если вы знаете энергию активации диффузии полимера E A , вы можете рассчитать эффект с помощью exp (E A / RT). У меня нет значений E A для типичных полимеров, которые можно было бы включить в это приложение. Однако, если вы зайдете в мое приложение «Коэффициенты диффузии» на моем веб-сайте «Практическая растворимость», вы сможете найти оценки того, как коэффициент диффузии изменяется с температурой для ряда распространенных полимеров. Просто умножьте значение, полученное в приложении, на соотношение, полученное в этом приложении, чтобы получить более точную оценку.Он также отметил, что я случайно возьму в квадрат эффект нового RH. Это было исправлено.

Для тех, кто хочет увидеть взаимодействие температур T, RH, абсолютной влажности и т. Д., Приложение Water Vapor – удобный инструмент.

Бонусный стол

Существует отличное руководство по науке об OTR и WVTR, выпущенное для национальной безопасности Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, «Проницаемость водяного пара в пластмассах» Полом Келлером и Ричардом Кузесом.Интересно, что руководство цитирует этот сайт для тех, кто запутается в единицах измерения. С любезного разрешения авторов, вот подборка данных, которые они кропотливо собрали. Обратите внимание на широкий разброс в сообщаемых значениях, который, как комментируют авторы, может быть вызван также вариациями температуры измерения (мой комментарий), а также сложностями и ошибками, типичными для этих измерений.

ABS Terra 0 – 2,5 Фторид / гексафторид2 Нейлон 6 7242 7242 Имид PI ) Смолы ) ) PEN Полиэтилен (PT) 387 394
Полимер P O2 см³ · мм / м² · d · атм P Вода г · мм / м² · d
Акрилонитрил – стирол 19.7-102 2,0 – 6,3
Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) 19,7 – 102 2,0 – 6,3
Sabic Cycolac ABS 39,3 5,88 45,6 – 81 3,1
Dow Acrylonitrile ABS Films 47-102 2,0 – 6,3
Стирол-акрилонитрил (SAN) 20,2 – 50,6
Dow Chemical Tyril SAN 31,5 – 39,4
BASF Luran 378P 20,2 – 30,4 2,0 – 2,5
9024-198 полистирол 0,8 – 3,9
Пленка Dow Trycite Oriented PS Film 98-138 1,3
Полистирол BASF AG 168 N GPPS Film 101 1,2
1,2
88 – 4330
Полиизопрен 4320
Бутилкаучук 7,88 – 85,4
Метиловый каучук
9024 11122 – 1580
Неопрен 1640-2630
Силиконовый каучук 3940-4330
Поливинилиденфторид
Полиамиды (ПА) «Нейлон» 0,3 – 23,6 0,24 – 125
Нейлон 6 0,394 – 2,50
Нейлон 6,9 2,3
Нейлон 6,10 1,31
Нейлон 8 3,81 902 Нейлон88
Нейлон 12 23,6
Капрон Нейлон 7,5-7,9
DuPont Селар Аморфный нейлон DuPont Selar Аморфный нейлон Селар смешивает с нейлоном 0,3 – 5,9
Honeywell Plastics Capron Nylon 6 0,24 – 5,9
UBE Industries Нейлон 6 65–125
4.3-22,8
Полиамид-имид (PI) Полимеры 0,1-58,7
Полиэфиримид (PEI) 10,0-53,0 2,3-3,0 Полиэтилен (PE) 26,3 – 453
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) 26,3 – 98,5 0,1 – 0,24
Полиэтилен средней плотности (MDPE) 98,5 – 210 0,4 – 02436
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) 98-453 .39 – 0,59
Полиэтиленнафталат (PEN) 0,5 .096 – Металлическая пленка MN (4,2
1,13 – 1,18 0,38 – 0,57
Mitsubishi Hostaphan PEN 0,9
Фторопласт 1,18 – 394 76 – 5,91
Фторированный этиленпропилен (FEP) 295 – 394 0,087
Поливинилфторид (PVF) 1,18 0,83 0,0045 – 0,30
Поливинилиденфторид (PVDF) 5,52
Этиленвиниловый спирт (EVOH) 0,01 – 0,15 0.8 – 2,4
Поливинилиденхлорид (ПВДХ) 0,00425 – 0,57 0,025 – 0,913
Пленки ПВДХ DOW Saran 0,00425 – 0,00625 0,94 – 0,[email protected]
ПВХ, жесткий 3,28-39,4
ПВХ, пластифицированный 39,4-394
Llyondell Basell Adflex PP 35 – 377
Полиоксиметилен (ПОМ) 5.9
Поликарбонат (ПК) Lexan 71-124
Dow Calibre PC 91-124
Bayer Bayer
Полиметилпентен (PMP) 7,8 – 91
Полиметилметакрилат (PMMA) 5,8-6,7 1,7
Lucite Diakon 9024MA 58 1,7

Скорость передачи паров влаги – обзор

Некоторые игроки, работающие на мировом рынке фотоэлектрических задних панелей, включают DuPont, Isovoltaic, Coveme, Arkema, 3M, Toyo Aluminium, Taiflex, Krempel, Targray, Toray, Dunmore, Astenik, ZTT International , Madico, SFC, Hanwah Advanced Materials Corporation, Renewsys, Vishakha, Agfa-Gevaert NV, AluminiumFéron GmbH and Co. KG, Crown Advanced Material, Cybrid Technologies, Hangzhou First PV Material, Jingmao Technology, Krempel GmbH, Jolywood (Suzhou) Sunwatt, Royal DSM Group, ShingiUrja и ToyalZhaoqing.

5.2.6 Солнечная лента

Солнечный элемент из кристаллического кремния дает около 0,69 В и плотность тока около 40 мА / см 2 . Для работы бытовым приборам требуются разные напряжения и токи. Чтобы получить надлежащее напряжение и ток, солнечные элементы (36, 60 или 72) должны быть соединены между собой в последовательной и параллельной конфигурациях. Для соединения солнечных элементов используется соединительная лента, которая является проводящим материалом. В солнечном элементе из кристаллического кремния p-типа верхний боковой контакт является отрицательным, а нижний – положительным.Чтобы сформировать цепочку из ряда ячеек, верхний контакт первого элемента соединяется с нижним контактом соседнего солнечного элемента, как показано на рис. 5.13. Таким образом, цепочка формируется путем последовательного соединения 9, 10 или 12 ячеек. Поскольку солнечный модуль содержит 36, 48, 54, 60, 72 и 96 солнечных элементов, соединенных последовательно, они должны быть расположены по разным схемам: 6 × 6, 8 × 6, 9 × 6, 10 × 6, 12 × 6 и Конфигурации матриц 12 × 8 соответственно. Чтобы соединить подстроки и подвести вывод струн к распределительной коробке, в качестве соединителя используется более широкая лента; это называется проводом сборной шины.Последовательные и шинные соединения показаны на рис. 5.13 и 5.14.

Рис. 5.13. Передняя и нижняя боковые выступы солнечного элемента с фотоэлектрической лентой.

Рис. 5.14. Соединение солнечных элементов с помощью соединительной ленты.

Таким образом, существует два основных типа фотоэлектрических лент: соединительная лента и ленты сборных шин. Лента межсоединения передает генерируемый ток от всех фотоэлементов к сборной шине. Затем лента сборных шин соединяет две подстроки и переносит накопленный ток в распределительную коробку и в систему распределения электроэнергии.

Процесс соединения фотоэлементов называется перемычкой и натягиванием, и он выполняется с помощью автоматического паяльного оборудования. Кристаллический кремниевый солнечный элемент имеет толщину 180–200 мкм с тремя, четырьмя, пятью и девятью шинами. Передняя шина с серебряной металлизацией и сплошными шинами, а задняя шина дискретного типа с металлизацией Ag-Al. Ширина шины определяет ширину используемой фотоэлектрической ленты. Количество фотоэлектрических лент, которые необходимо разместить на солнечных элементах, будет зависеть от количества сборных шин солнечных элементов.Солнечный модуль подвергается воздействию высоких и низких температур и вызывает тепловую нагрузку на соединительные элементы солнечных батарей. Лента фотоэлектрических солнечных батарей является одним из важных компонентов солнечного модуля для его надежной работы в течение всего срока службы. К межблочной ленте предъявляются следующие требования:

Материал должен иметь высокую электропроводность для уменьшения омических потерь и увеличения генерируемой мощности.

Материал должен иметь лучший коэффициент теплового расширения, чтобы соответствовать кремниевому материалу, чтобы избежать термомеханических трещин во время обработки или срока службы.

Материал должен иметь надлежащее паяльное покрытие, чтобы облегчить процесс соединения.

Обработка контактов должна быть легко реализуемой на производстве.

Лента соединителя не должна создавать трещин в солнечном элементе из-за теплового напряжения в процессе пайки.

Материал должен выдерживать термическую усталость и не ломаться в течение всего срока эксплуатации.

Материал припоя должен быть таким, чтобы паяное соединение не трескалось и не отслаивалось во время работы солнечного модуля.

Конструкция соединительной ленты и технология ее подключения не должны ограничивать количество энергии, генерируемой из-за термомеханической надежности фотоэлектрических модулей. Эти проблемы включают последовательное сопротивление, потери на затенение и индуцированное термомеханическое напряжение в солнечных элементах. Потери последовательного сопротивления являются одной из основных проблем, связанных с производством солнечных элементов в традиционной форме. Эти потери возникают из-за металлизации для образования контактов и последующего заделывания для токосъема.

Еще одна ключевая проблема традиционной технологии межсоединений – скрытие потерь. Когда ячейки делают шире, требуется более толстая соединительная лента для проведения больших токов. Увеличение ширины поперечного сечения соединительной ленты пропорционально увеличивает потери затенения. Толщина ленточной ленты ограничена созданными напряжениями в паяном соединении. Различия в коэффициентах теплового расширения между ленточными соединительными материалами и кремнием объясняют это накопление напряжения.Кроме того, напряжение, возникающее на краю пластин из-за изгиба ленты соединительной ленты, которая соединяет переднюю сторону с тыльной стороной соседней пластины, влияет на надежность сборки. Эта ситуация влечет за собой то, что традиционная технология межсоединений делает компромисс между шириной и толщиной полоски ленты. Однако уменьшение этих потерь желательно для повышения эффективности солнечного элемента.

Соединительная лента PV имеет ширину 0,9–2 мм и толщину в диапазоне 0.085–0,25 мм. Лента сборной шины больше по размеру, чем соединительная лента, и имеет ширину 3–6 мм и толщину 0,2–0,5 мм. Основным материалом фотоэлектрической ленты обычно является медь. Используются разные сорта меди, но важно иметь высокую проводимость, чтобы обеспечить максимальную эффективность солнечной панели.

Следующие факторы играют важную роль в конструкции и производительности фотоэлектрической ленты.

1. Основной материал : Что касается фотоэлектрической ленты, в качестве основного материала обычно используется медь.Обычно используются сплавы CDA 102 (бескислородная медь) и CDA 110 (электролитическая вязкая медь). Они должны соответствовать требованиям стандартов ASTM / DIN. Выбранный тип металла напрямую влияет на его проводимость, а это, в свою очередь, влияет на выходную мощность солнечного фотоэлектрического модуля. Основа сердечника из бескислородной меди высокой чистоты обеспечивает хорошую электропроводность в сочетании с гарантированным удлинением и пределом текучести.

2. Покрытие припоем : Состав припоя и толщина покрытия являются критическими параметрами, которые контролируют прочность и надежность соединения припоя.Толщина покрытия выбирается на основе процесса соединения тэббера и стрингера, которому следит производитель, чтобы выполнить требования к соединению с солнечным элементом. Она должна быть около 20 мкм со всех сторон, и сплав состава припоя определяет температуру пайки. Ранее для пайки солнечных элементов использовался припой SN62 / Pb36 / Ag2. 2% серебра в припое позволяет избежать эффекта удаления металлизации серебром на солнечный элемент во время соединения солнечных элементов между собой. В настоящее время широко используются фотоэлектрические ленты с припоем Sn60 / Pb40, так как они прошли все испытания.Некоторые производители предпочитают покрывать межсоединители припоем, не содержащим свинца.

3. Предел текучести : Предел текучести – это минимальная величина напряжения, необходимая для постоянной деформации PV-ленты. Это важная спецификация, потому что, если предел текучести фотоэлектрической ленты слишком высок, это может вызвать большие нагрузки на солнечные элементы, что приведет к их поломке во время соединения. Для процесса обвязки солнечных элементов межсоединение с низким пределом текучести минимизирует поломку солнечного элемента за счет снижения нагрузки на солнечный элемент.Медь расширяется (17 × 10 – 6 / o C) с другой скоростью, чем кремний (2,6 × 10 – 6 / o C) во время нагрева и охлаждения, создавая таким образом напряжение в соединении. Следовательно, производители фотоэлектрических модулей используют более тонкие солнечные элементы, чтобы снизить затраты и повысить производительность солнечных фотоэлектрических модулей. При выборе фотоэлектрической ленты лучше всего подобрать ленту с достаточно низким пределом текучести для толщины ячейки. Чем тоньше ячейка, тем ниже требуемый предел текучести.Лента с низким пределом текучести и оптимальным поперечным сечением необходима для уменьшения разрушения ячеек и увеличения мощности модуля. Например, лучше всего найти фотоэлектрическую ленту с пределом текучести 80 МПа или меньше для солнечных элементов толщиной 160–180 мкм.

Использование ленты с низким пределом текучести позволяет избежать или минимизировать напряжение солнечных элементов в процессе соединения. Поперечное сечение ленты, температура пайки, конструкция элемента, толщина, металлизация контактов и оборудование для пайки – это параметры, которые влияют на напряжение в солнечном элементе во время операции пайки.

4. Удлинение : удлинение – это мера пластичности проволоки. Проволока с большим удлинением подразумевает высокую пластичность, увеличивая при этом долгосрочную надежность солнечного фотоэлектрического модуля. Проволока с большим удлинением способна выдерживать циклические колебания при низких и высоких температурах в полевых условиях. Высокое удлинение и низкий предел текучести, которые являются обязательными свойствами ленты, помогают снизить вероятность поломки солнечных элементов и увеличить срок службы фотоэлектрических модулей.

5. Развал : Развал определяет прямолинейность каната.Межблочные и шинные провода должны быть прямыми с небольшим изгибом. При производстве проволоки с низким пределом текучести трудно контролировать изгиб. Производитель солнечных фотоэлектрических модулей может столкнуться с проблемами во время процесса натягивания, например, с пропущенными связями, если нет контроля изгиба. Для минимизации изгиба требуется контроль процесса прокатки, толщины покрытия и параметров намотки. Стандарт прямолинейности не менее 5 мм / м.

6. Обмотка : Намотка является важным элементом для оптимизации отдачи проволоки.Размер катушки, параметры намотки и натяжение проволоки необходимо контролировать, чтобы минимизировать изгиб при одновременном устранении путаницы и сохранении предела текучести. Катушки с PV-лентой должны быть упакованы в обертку с ингибитором коррозии или должны быть упакованы в вакуумную упаковку.

Фотоэлектрическая лента наматывается из круглой медной проволоки высокой степени чистоты на плоскую полоску высокой точности и отжигается для придания ей особой мягкости. Плоская медная полоса покрыта припоем по всей поверхности в процессе горячего лужения и точной намотки уровня на катушки.Характеристики ленты PV следующие:

Процентное содержание меди: 99,90%.

Проводимость меди: 99% IACS. IACS – это международный стандарт на отожженную медь. Электропроводность отожженной меди (5,8001 × 10 7 См / м) определена как 100% IACS при 20 ° C.

Предел прочности на разрыв: ≦ 25 кгс / мм 2 .

Удлинение: ≧ 25% (ширина меди <3 мм) ≧ 15% (ширина меди ≧ 3 мм).

Допуски по толщине неизолированного плоского медного провода: ± 10% от номинальной толщины.

Допуски по ширине плоского неизолированного медного провода: ± 0,1 мм.

Состав припоя в мас.%: Sn60 / Pb40; Sn63 / Pb37; Sn62 / Pb36 / Ag2; Sn96,5 / Ag3 / Cu0,5.

Температура плавления припоя: 183 ° C; 179 ° С; 217 ° C в зависимости от состава припоя.

Толщина одного слоя припоя: 10–40 мкм.

Испытания солнечных фотоэлектрических лент в режиме онлайн и офлайн

Размерные испытания – Ширина и толщина голой медной ленты без припоя непрерывно контролируются во время производственного процесса с помощью встроенных бесконтактных и контактных методов.

Испытание на растяжение – Предел прочности на разрыв, предел текучести и удлинение медного сердечника без покрытия припоем необходимо проверить на изделии.

Проверка толщины покрытия – Толщина материала покрытия припоя проверяется с помощью рентгеновского оборудования для определения толщины покрытия. Специальное оборудование для измерения толщины покрытия требуется для точного измерения толщины покрытия и материала покрытия, а также для проверки правильного количества припоя для процесса пайки.

Тест поверхности готовой продукции – Система обнаружения поверхности, которая является поточной и бесконтактной, исследует 100% поверхности фотоэлектрической ленты для обнаружения поверхностных дефектов.

Тест на прямолинейность – Изгиб определяет прямолинейность PV-ленты. Испытание на изгиб мягкой отожженной ленты необходимо проводить очень осторожно, чтобы избежать ошибок в окончательных результатах. Стандартизированная процедура тестирования SEMI позволяет проводить точные и сопоставимые измерения.

Проверяется химический состав медного основного материала.

Также необходимо проверить электропроводность медного основного материала и материала припоя.

Испытание на отслаивание – Сила тяги для исследования качества паяного соединения путем создания паяного соединения с солнечным элементом.

Тесты пайки – Тест пайки для определения параметров пайки для определенных характеристик ленты и ячеек.

Металлографический образец – Зерновая структура фотополимерной пленки мягкого отожженного материала исследована с использованием методики анализа циклической деформации и усталости.

Испытание на старение – Для моделирования срока годности необходимо провести паяльную способность состаренного материала.

Испытание на изгиб – Испытание на изгиб проводится для проверки характеристик / надежности лент в солнечных фотоэлектрических модулях с использованием методологии анализа усталостной нагрузки при циклической деформации.

5.2.7 Распределительная коробка солнечного модуля

Каждая распределительная коробка солнечного модуля (JB) имеет два выходных кабеля постоянного тока. Один кабель положительный (+), а другой – отрицательный (-). Другие концы кабелей подключаются с помощью соединителей запираемого типа, что значительно упрощает и ускоряет электромонтаж солнечной фотоэлектрической батареи.

Обходные диоды защищают солнечные элементы в случае частичного затемнения некоторых солнечных элементов. Распределительная коробка солнечного модуля герметизирует заднюю часть солнечного модуля, где выступают соединители, чтобы избежать попадания влаги.

Поскольку распределительная коробка является важным компонентом солнечного фотоэлектрического модуля, ее надежность является ключевым фактором для долгосрочной работы солнечного модуля. Распределительная коробка во время работы подвергается тепловым, механическим и электрическим нагрузкам.Он должен защищать все его внутренние компоненты от суровых условий влажности, высоких и низких температур, а также от дождя и ветровой нагрузки. Значит, он должен соответствовать всем конструктивным и эксплуатационным требованиям.

Распределительная коробка состоит из корпуса с крышкой, клемм электрического разъема, байпасных диодов, кабелей и разъемов. На рис. 5.15 показана распределительная коробка зажимного типа с кабелями и разъемами.

Рис. 5.15. Распределительная коробка зажимного типа с кабелями и разъемами.

Степень проницаемости влаги в различных биопленках

Введение: Характеристики переноса влаги пористыми материалами играют важную роль во многих отраслях промышленности.Например, мембраны, которые используются в исследованиях проницаемости in vitro в индустрии ухода за кожей; и электропряденые нановолокна для полимерных каркасов представляют особый интерес.

Материалы и методы: В данной работе использовались три модельные мембраны, а именно CarboSil®, Polyurethane и др. Поток паров влаги, полученный от этих модельных мембран, впоследствии сравнивали с потоком рогового слоя человека, обработанного трипсином. Электросформованные полимеры экструдировали из раствора поли-капролактона (PCL) до конечной толщины 300 мкм.

Диффузионная ячейка

Пейна была спроектирована и разработана для измерения проницаемости / скорости диффузии тонкой пленки с использованием прибора динамической сорбции паров (DVS). Скорость проникновения паров влаги (MVTR) описывает скорость проникновения воды через испытуемый образец в объем свободного пространства контейнера, который отличается относительной влажностью. Цеолит использовали в качестве поглотителя влаги в экспериментах по MVTR.

Результаты и обсуждение: Диффузионная ячейка Пейна, нагруженная образцом мембраны, подвергалась изменениям относительной влажности.Изменение массы цеолита при желаемой относительной влажности относится к диффузии водяного пара через мембрану через отверстие ячейки. Следовательно, скорость трансмембранной диффузии водяного пара in vitro может быть рассчитана по наклону поглощения влаги цеолитом. В дальнейшем поток водяного пара определялся с учетом площади отверстия кюветы.

Среди протестированных мембран полиуретан был наиболее проницаемым барьером для водяного пара, с более быстрой кинетикой и гораздо более высоким поглощением влаги.Затем последовала мембрана CarboSil®, при этом силиконовая мембрана была наименее проницаемой. По сравнению с измерением кожи человека, он явно имеет более низкую скорость диффузии влаги (таблица 1).

Результаты измерения потока водяных паров показывают очень высокую проницаемость для паров влаги электропряденой PCL мембраны, как показано в таблице 2. На скорость диффузии в значительной степени влияет изменение влажности. Это связано с тем, что более высокая влажность соответствует большему градиенту между двумя сторонами мембраны PCL.Как и ожидалось, скорость проницаемости снижалась с увеличением толщины, но уменьшение скорости проницаемости для более толстого образца было незначительным (уменьшение менее 1%). Таким образом, можно сделать вывод, что влагопроницаемость не сильно зависит от толщины образца мембраны PCL. С другой стороны, температура была значительной переменной, поскольку повышение температуры (до 45 ° C) увеличивало скорость паропроницаемости, возможно, из-за перестройки / расширения волокон PCL при повышенных температурах.Поток водяного пара через мембрану PCL был значительно увеличен почти на 50%.

Выводы: Это исследование показало, что диффузионная ячейка Пейна в сочетании с прибором DVS может использоваться для определения свойств влагопроницаемости образцов мембран. Аналогичные эксперименты можно было бы провести и с другими тонкими полимерными пленками, например, с пленками, используемыми в упаковочной промышленности, и с мембранами для фильтрации.

Конвертер проницаемости, проницаемости, паропроницаемости • Гидравлика – Жидкости • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстоянияМассаКонвертер сухого объёма и общих измерений при варке КонвертерЛинейный конвертер скорости и скоростиКонвертер углаКонвертер топливной экономичности, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускорения Конвертер удельной силы вращения Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на объем e) Конвертер Температурный интервал КонвертерКонвертер температурного расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиКонвертер плотности тепла, плотности пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер абсолютного абсолютного расхода Конвертер вязкостиПреобразователь поверхностного натяженияКонвертер проницаемости, проницаемости, проницаемости водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияПреобразователь яркостиПреобразователь световой интенсивностиКонвертер яркостиЦифровой преобразователь разрешения изображенияПреобразователь оптической частоты и длины волны Мощность (диоптрия) к Магнифи Конвертер катиона (X )Преобразователь электрического зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь уровня объёмного зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости дБм, дБВ, ватт и другие единицыПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность.Преобразователь радиоактивного распада Преобразователь радиационного воздействияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровой визуализации Конвертер единиц измерения объема древесины Калькулятор молярной массы Периодическая таблица

Мембрана молекулярного сита

Обзор

Деревянная черепица, установленная на фанеру, покрытую битумной бумагой с проницаемостью 5 проницаемостью

, проницаемость

проницаемость – это связанные понятия, которые мы обсуждаем в этой статье. Проникновение просто относится к процессу проникновения или просачивания вещества через материал. Эти вещества представляют собой жидкости, газы или пары, а материалы, в которые они входят, обычно являются твердыми телами. Проницаемость указывает степень, с которой другое вещество может проникать в данный материал, обычно измеряется для определенных условий, таких как давление, время и температура. Проницаемость тесно связана с проницаемостью, но это относится к степени проникновения жидкости или газа в конкретный объект заданной толщины.

Основное различие между проницаемостью и проницаемостью состоит в том, что в то время как оба измеряют скорость проникновения жидкости, газа или пара в данный материал, проницаемость – это свойство твердого материала, позволяющее проходить жидкости или газу, в то время как проницаемость является индикатор того, сколько жидкости или газа пронизывает данный материал заданной толщины. Таким образом, проницаемость – это свойство конкретной мембраны или барьера с заданной толщиной, а проницаемость – это свойство материала, из которого сделана мембрана или барьер.

Барьеры в строительстве

В строительстве необходимо изолировать внутреннюю часть дома от элементов, включая воду, снег и водяной пар. Это делается для комфорта и сохранения предметов внутри дома, которые не устойчивы к воде и влажности, например, электроники и мебели. Кроме того, в современных зданиях изоляция, которая для правильного функционирования должна быть сухой, часто устанавливается внутри стен. Для защиты этой изоляции крайне важно не допускать попадания влажного воздуха или воды из комнат или извне в пространство внутри стен.Для достижения этой низкой проницаемости используются мембраны и пароизоляция .

Гидроизоляция часто выполняется с помощью пластмасс, но это также могут быть краски, фанера, фольга и другие материалы. Мембраны и барьеры могут быть полностью непроницаемыми или могут иметь некоторую степень проницаемости, в зависимости от предполагаемого использования. Они могут либо герметизировать внешнюю поверхность стены, либо окружать изоляционный материал внутри стены.

In Hydrocarbon Development

Проницаемость геологических структур является важным свойством для разработки углеводородов – нефть и газ .Углеводороды образуются в течение длительного периода времени под воздействием высокой температуры и давления из органических остатков растений и животных. Формирование начинается, когда эти остатки накапливаются на дне водоема, например, на морском дне. Со временем они постепенно погружаются глубже, температура и давление повышаются, и образуются углеводороды. Геологические структуры, содержащие нефть и газ, особенно порода над нефтяными или газовыми образованиями, играют важную роль в том, чтобы позволить углеводородам свободно течь вверх или улавливать их, в зависимости от двух свойств породы: ее пористости и проницаемости.

Камень в верхней половине рисунка очень пористый и заполнен маслом, показано черным цветом. Нижняя порода имеет низкую пористость, хотя в ней все еще хранится некоторое количество нефти.

Пористость

Для образования нефтяного или газового коллектора необходимо несколько условий. Во-первых, порода коллектора , в которой содержатся углеводороды, должна быть пористой, достаточно, чтобы позволить углеводородам проникать внутрь. Это означает, что в породе есть небольшие капилляры или полости, и из-за них значительная часть общего объема породы пуста.Можно сказать, что эта порода имеет высокую пористость . На иллюстрации верхняя порода очень пористая, а пустые пространства заполнены нефтью, показанной черным цветом. Нижняя порода не очень пористая, поэтому в ней очень мало нефти. Важно отметить, что порода-коллектор не обязательно является нефтематеринской породой , в которой углеводород был первоначально образован из органических компонентов. Возможно, что нефть и газ в какой-то момент переместились из материнской породы в коллектор, особенно если материнская порода очень проницаема.

Проницаемость

Обе породы, показанные коричневым цветом, имеют внутри поры и карманы, заполненные нефтью (черным цветом). Поры в первой породе взаимосвязаны, и нефть может свободно перемещаться в породу и выходить из нее. Мы говорим, что эта порода имеет высокую проницаемость. Полости во второй породе не связаны, что указывает на очень низкую проницаемость этой породы. Нефть и другие вещества не могут течь через эту породу.

Если углеводороды могут легко входить и выходить из материнской породы и свободно течь вверх через геологическую структуру, они будут улетучиваться и разливаться вместо того, чтобы храниться, и было бы очень трудно или даже невозможно их добыть.Следовательно, должно быть уплотнение, которое предотвращает утечку углеводородов, что-то, что заставляет их оставаться на месте. Это может быть механизм внутри породы-коллектора или внешний слой вокруг породы-коллектора, известный как герметик , который блокирует восходящее движение нефти и газа. В любом случае порода, препятствующая перемещению нефти и газа, должна иметь низкую проницаемость. Это означало бы, что либо силы внутри породы препятствуют свободному течению нефти или газа в породу и из нее, либо поры и полости породы плохо связаны между собой.Поры первой породы на иллюстрации хорошо связаны между собой, и порода имеет высокую проницаемость, при этом нефть (показана черным) свободно течет внутрь и выходит из нее. Полости второй породы не связаны между собой, что делает породу очень низкой проницаемостью. Нефть в этой породе задерживается. Такая установка создает жесткую «губку», которая собирает внутри себя углеводороды. Если эта «губка» проницаема, то она имеет герметичное уплотнение для жидкости и газа для предотвращения восходящего потока.

Уплотняющая порода должна иметь низкую проницаемость для предотвращения просачивания углеводородов через эту породу.Механизм, который предотвращает утечку нефти и газа, также может представлять собой комбинацию герметичной породы и породы-коллектора с низкой проницаемостью. Часто под углеводородами находится вода, которая не дает им двигаться вниз.

Нефть, показанная черным (B), и газ серым (C) улавливаются скальными породами (A и E). Под газом находится слой воды (D). Верхняя ловушка образована складками, а нижняя – результатом разломов.

Эта установка называется ловушкой .Это показано на рисунке. Ловушки могут образовываться во время тектонических процессов, таких как смещение трещиноватой породы, известное как разлом (нижняя ловушка на иллюстрации) или искривление породы, известное как складчатость (верхняя ловушка на иллюстрации). Нефть и газ остаются в ловушке до тех пор, пока выполняются указанные выше условия низкой проницаемости. Как правило, эти ловушки встречаются в осадочной породе , созданной из органических и неорганических материалов, опускающихся на дно водоема.Некоторые ученые также считают, что ловушки образуются из-за переменного давления воды, хотя некоторые оспаривают эту теорию. Нефть и газ в двух ловушках на иллюстрации показаны черным (B) и серым (C) цветом соответственно. A и E – скалы тюленя.

Низкая проницаемость породы-коллектора

Когда порода-коллектор сама по себе действует как уплотнение, она должна иметь низкую проницаемость при сохранении высокой пористости, чтобы оставлять место для хранения нефти или газа. Его капилляры сконфигурированы таким образом, что сила, толкающая углеводороды вверх, уравновешивается капиллярной силой, которая предотвращает утечку углеводородов.Другая возможность состоит в том, что полости не связаны между собой, как мы описали ранее, и не пропускают ничего внутрь или наружу. В этом случае, чтобы получить нефть из этой породы, необходимо изменить структуру породы и открыть проходы между этими полостями.

Примером знакомого и легко вообразимого вещества с низкой пористостью и высокой проницаемостью является мука. Если мы не смешаем ее с маслом или другой жидкостью и не изменим при этом конфигурацию полостей между частицами муки, мука не будет накапливать эту жидкость, даже если между частицами достаточно места.Как только мы смешаем муку с водой, жидкость останется внутри и не вытечет. Примером породы-коллектора с аналогичными свойствами (высокой пористостью и низкой проницаемостью) является сланец , сланец . Это осадочная порода, в структуре которой есть частицы глины.

Проблема с такими материалами, как мука или сланец, заключается в том, что жидкости очень трудно попасть в пространство между частицами материала, поэтому, если углеводороды не образуются внутри этих пространств до или во время образования самой породы, или если Материал с высокой пористостью и низкой проницаемостью каким-то образом смешивается с углеводородами (например, если нефть смешивается с песком), нефть и газ не могут легко проникать внутрь такого материала и храниться внутри этого материала.Когда образуется сланец, как органические, так и неорганические частицы откладываются на дне водоема, и образование нефти и газа начинается и продолжается после образования сланца. Вот как углеводороды попадают внутрь материалов с низкой проницаемостью, и, оседая в структуре сланца и освобождая место для себя, они обеспечивают пористость этого материала.

Разработка породы коллектора с низкой проницаемостью является сложной задачей, поскольку извлечение жидкости из материала с низкой проницаемостью является проблемой, поскольку капилляры и полости плохо соединены, и жидкость не течет свободно внутри структуры.Приведенные ниже специальные методы увеличения проницаемости применяются для решения этой проблемы.

Добыча углеводородов

Для добычи нефти и газа пробурена скважина, достаточная для достижения ловушки. Затем его обсаживают и цементируют для усиления. Нефть и газ не всегда равномерно распределяются по скважине, поэтому обсадная труба скважины перфорируется в районе залежей нефти или газа. В ловушке может быть достаточно давления, чтобы вытолкнуть углеводороды в скважину – в этом случае они собираются на поверхности.Однако этот тип экстракции встречается редко. Чаще всего давление недостаточное, и его необходимо контролировать искусственно. Нефть и газ можно поднимать путем откачки или вытеснять другими материалами, такими как вода, которая закачивается в ловушку искусственно. При добыче нефти в скважину можно закачивать природный газ вместо воды.

Нефть и газ добываются через скважины (показаны красным). Когда вертикальные скважины неэффективны, можно пробурить горизонтальные скважины для увеличения добычи.Когда этого недостаточно, проницаемость породы-коллектора искусственно повышается путем ее растрескивания в процессе, известном как гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв пласта.

Исторически скважины бурятся вертикально в землю. В последнее время горизонтальные «ответвления» также пробуриваются в областях, где сосредоточены нефть или газ, но порода-коллектор имеет низкую проницаемость. На иллюстрации показана такая горизонтальная скважина. Здесь пластовая порода имеет очень низкую проницаемость, что делает необходимым использование альтернативных способов добычи.

Для увеличения добычи из низкопроницаемой породы-коллектора, эту проницаемость можно также увеличить механически. Один из способов сделать это – расколоть породу коллектора и «подпереть» эти трещины, чтобы позволить нефти или газу свободно вытекать из породы. Гидравлический разрыв пласта , также иногда называемый гидроразрывом , делает именно это. Вы можете увидеть это на иллюстрациях, а крупным планом показано, как могут выглядеть эти переломы (выделены красным).

Крупный план гидроразрыва пласта или гидроразрыва пласта.Смесь жидкости и проппанта, такого как песок, разрушает трещины в породе и позволяет газу или нефти свободно вытекать из соседних полостей.

Во время гидроразрыва пласта жидкость, смешанная с песком или керамическими частицами, закачивается в скважину под давлением, достаточным для растрескивания породы. Песок и частицы, называемые проппантами , удерживают трещины «открытыми» после того, как жидкость уйдет. Жидкость часто бывает более вязкой, чем вода, поэтому проппанты взвешиваются в ней и равномерно распределяются по трещинам.

Гидравлический разрыв пласта может быть использован в новых скважинах, но его также можно использовать для заброшенных скважин и месторождений для их дальнейшей разработки. Экологи отмечают ряд проблем с этим методом, включая отходы производства и загрязнение грунтовых вод, почвы и окружающего воздуха. Они представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Несмотря на эти опасения, в настоящее время используется технология гидравлического разрыва пласта, поскольку она значительно увеличивает общее количество потенциальных нефти и газа, добываемых из данной области низкопроницаемой породы-коллектора.

В медицине и средствах индивидуальной защиты

В медицине часто необходимо блокировать или ограничивать количество пара или жидкости, которые контактируют с лекарством, потому что такое воздействие может сделать его менее эффективным. Воздействие на кожу и органы человека, особенно контакт между открытыми ранами и жидкостью или паром, может способствовать передаче, заражению и росту бактерий и вирусов. Чтобы повысить безопасность и эффективность лекарств, медицинских процедур и медицинского обслуживания в целом, для изготовления контейнеров для хранения лекарств используются материалы с низкой проницаемостью.Они также используются для изготовления защитной ленты, перчаток, барьеров и другого медицинского защитного оборудования. Может потребоваться некоторая проницаемость, например, маски для лица должны пропускать воздух для дыхания.

Проницаемость – важный фактор усвоения лекарств организмом. В некоторых случаях проницаемость мембран в организме человека анализируется, чтобы определить ограничения в абсорбции лекарств организмом. Для устранения этих ограничений свойства препаратов корректируются. Некоторые лекарства и диагностические вещества нацелены на центральную нервную систему и должны проникать через защитную систему организма, гематоэнцефалический барьер, который защищает мозг от потенциальной инфекции.Проницаемость этого барьера контролируется нашим телом с помощью комбинации механических и биохимических средств. Этот барьер имеет низкую проницаемость, и лекарства должны проникать через него. Эта проблема часто представляет собой очень серьезную проблему для фармацевтических компаний, которые разрабатывают лекарства для воздействия на определенные области центральной нервной системы, включая области мозга, например, при диагностике и лечении опухолей головного мозга. Нанотехнологии в настоящее время рассматриваются как потенциальная технология для решения этой проблемы.К некоторым лекарствам предъявляется противоположное требование – они не должны проникать через гематоэнцефалический барьер.

Проницаемость гематоэнцефалического барьера обычно определяется организмом человека на основании текущих процессов в организме и необходимости защиты мозга от инфекции, но в некоторых случаях травмы и заболевания могут ослабить этот барьер, увеличивая риск инфекции. Возможно и обратное: заболевание может снизить проницаемость гематоэнцефалического барьера, что, в свою очередь, будет препятствовать попаданию некоторых жизненно важных веществ, таких как глюкоза, в центральную нервную систему в количествах, необходимых организму.

Кожа – это барьер с низкой проницаемостью, используемый защитной системой организма.

Кожа – еще один барьер с низкой проницаемостью, используемый системой защиты организма. Однако он пропускает определенные вещества, и это позволяет нам проводить локализованное лечение, помещая лекарства на кожу вокруг обрабатываемой области. Другие преимущества лекарства, всасываемого через кожу, включают медленное всасывание, которое может быть полезным в некоторых ситуациях либо для удобства, либо для обеспечения того, чтобы пациенту было легче придерживаться графика приема лекарств.Например, смена пластыря на коже один раз в неделю может быть проще, чем ежедневный прием лекарства. Всасывание лекарства через кожу обходит желудочно-кишечный тракт и направляет лекарство непосредственно в кровь – это еще одно преимущество, особенно если существует вероятность того, что лекарство может расщепляться и стать неэффективным в процессе пищеварения.

Важно знать проницаемость кожи, чтобы лекарство могло проникнуть в нее, например, при использовании кожных пластырей.Знание проницаемости кожи также полезно при работе с опасными веществами, которые могут попасть в организм через кожу. В некоторых случаях необходимо защитить кожу и искусственно уменьшить ее проницаемость, чтобы не допустить поглощения организмом вредных химических веществ. При работе с такими веществами могут потребоваться средства индивидуальной защиты, такие как перчатки, сделанные из материалов с низкой проницаемостью.

Фильтры

Проницаемость – важное свойство фильтров.Фильтры с более высокой проницаемостью обычно пропускают более крупные частицы, поэтому чем ниже проницаемость, тем более мелкие частицы могут пройти через фильтр. Фильтры широко используются в промышленности и быту. Управление отходами – один из примеров использования фильтров.

Дом отдыха с выгребной ямой

Фильтры в очистных сооружениях

Утилизация отходов является постоянной проблемой вблизи населенных пунктов. С давних времен люди собирали отходы и хранили их в резервуарах, известных как выгребных ямах , которые являются предшественниками септиков .Раньше выгребные ямы делались из проницаемых материалов и позволяли небольшому количеству жидкости из отходов просачиваться в землю и удерживать остальные отходы. Позже выгребные ямы были построены из материалов с более низкой проницаемостью и спроектированы так, чтобы удерживать большую часть отходов, чтобы минимизировать загрязнение окружающей среды. Сливные ямы нужно опорожнять, когда они наполняются. Оба они по-прежнему используются в сельских районах, а также в развивающихся странах, которые не имеют хорошо налаженной инфраструктуры управления отходами, хотя многие юрисдикции постепенно отказываются от выгребных ям из-за экологических проблем.

Септики фильтруют, перерабатывают отходы и выбрасывают их в окружающую среду. Они фильтруют отходы через песочные фильтры, а оставшиеся твердые отходы частично разрушаются бактериями, а затем попадают в окружающую среду. Некоторые отходы остаются в резервуаре и позже удаляются во время очистки, в противном случае резервуар забивается и становится непригодным для использования.

Сброс человеческих отходов в окружающую среду без обработки или с минимальной обработкой проблематичен из-за загрязнения водных путей и земли, а также из-за возможности создания питательных сред для бактерий.По мере того, как население становилось более плотным, а промышленность развивалась, количество отходов быстро увеличивалось, что сделало выгребные ямы неэффективными для решения этих проблем. Водные пути вокруг больших городов стали загрязненными, что привело к распространению болезни и запаха. Ситуация в Лондоне необычно теплым летом 1858 года стала настолько серьезной, что запах нарушил работу общественных судов и Палаты общин. Этим летом модель была известна как «Великая вонь» . Для решения этих проблем были разработаны системы удаления сточных вод и обращения с отходами.

Современные предприятия по обращению с отходами собирают жидкие отходы по сети подземных трубопроводов или каналов и доставляют их на предприятие по переработке. Там жидкость оседает и затем фильтруется через несколько фильтров с разной проницаемостью. Исходный фильтр имеет очень высокую проницаемость, по сути, он отфильтровывает только крупные объекты, такие как мусор, листья и ветки. Дополнительные фильтры удаляют другие элементы, а отходы также обрабатываются бактериями для разложения органических компонентов.Иногда его также можно обработать химическим путем. В конечном итоге остаются твердые, а иногда и высушенные отходы, а также вода в относительно чистом состоянии. Вода возвращается в окружающую среду, а твердые отходы, также называемые илами, сжигаются, используются в качестве удобрений или сбрасываются в специально отведенных местах.

Лабораторное оборудование обратного осмоса

Мембранная технология

Мембранная технология также использует фильтры для разделения веществ, обычно газов и жидкостей.Иногда он используется при обработке жидких отходов, а также в медицине для искусственной очистки и фильтрации жидкостей организма, таких как кровь. Например, искусственные легкие и почки используют мембранную фильтрацию.

Проницаемость мембран варьируется в зависимости от размера частиц вещества, которое необходимо отделить. Фильтрация обычно делится на обратного осмоса и , которая является наивысшей степенью фильтрации; нанофильтрация , которая фильтрует вирусы и другие элементы аналогичного размера и используется для умягчения воды; микрофильтрация , которая может фильтровать бактерии, некоторые эритроциты и некоторые дрожжи, и используется при холодной стерилизации для сохранения вкуса пищевых продуктов и лечебных свойств фармацевтических препаратов, для очистки нефти и обработки молока, среди прочего; и фильтрация частиц , которая фильтрует более крупные эритроциты, волосы, дрожжи, пыльцу и песок среди других материалов.

Обратный осмос часто используется для фильтрации и очистки воды для питья и других целей, для концентрирования таких веществ, как соки и молоко, и во многих других областях. Основным принципом этого является фильтрация под давлением в определенных термодинамических условиях. Следовательно, проницаемость – не единственное свойство, влияющее на фильтрацию. Он называется «обратным», потому что он противоположен естественному процессу, осмосу, когда раствор перемещается из областей с низкой концентрацией в области с высокой концентрацией.Давление заставляет жидкость двигаться через мембрану в обратном направлении при обратном осмосе, и мембрана останавливает концентрацию частиц в растворе.

Список литературы

Эту статью написала Екатерина Юрий

У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Проницаемость – рабочие панели

Проницаемость фанеры отличается от массивной древесины по нескольким параметрам.Шпон, из которого сделана фанера, обычно содержит чекы токарного станка в процессе производства. Эти небольшие трещины обеспечивают проход материалам, проникающим через край панели. Когда проницаемость измеряется по толщине панели, на фактический расход влияет ряд переменных. Анатомия вида, плотность клеевого шва, количество пустот и характеристики роста – все это влияет на проницаемость. Фанера для наружных работ, и особенно фанера с покрытием высокой плотности, является относительно эффективным барьером.


Паропроницаемость для воды

Проницаемость для водяного пара структурных панелей – это скорость проникновения влаги через панель в зависимости от градиента давления водяного пара, который может существовать между двумя поверхностями. Пропускание водяного пара измеряется с использованием метода ASTM E96. При этом используется контролируемая среда в сочетании с осушителем (сухой стакан) или водой (смачиваемый стакан) для создания градиента давления пара. В любом методе изменение веса за определенное время используется для расчета проницаемости.Значения указаны в проницаемости (зерен на фут 2 -час-дюйм. Давление паров HG). Зерно составляет 1/7000 фунта (0,065 г).

Исследования Национального института науки и технологий показали, что проницаемость водяного пара очень чувствительна к градиентам относительной влажности. Например, при влажности 50% проницаемость для водяного пара фанеры составляет приблизительно 1 перм, но проницаемость для водяного пара может быть увеличена в 10 раз при увеличении влажности до 90%. Аналогичные результаты получены для облицовочного материала OSB, который был покрыт латексной краской.

Проницаемость конструкционных панелей для водяного пара была оценена APA с использованием метода сухой чашки. Породы фанеры, выбранные как репрезентативные для отрасли, были оценены в 1970-х годах. В приведенной ниже таблице паропроницаемости представлены результаты для различных видов наружной фанеры толщиной 3/8 дюйма.

Паропроницаемость для воды, фанера
Пермь г / ч / м 2 / мм рт. Ст.)
Фанера 3/8 дюйма
Дуг-Пихта, побережье 0.78 .021
Дуг-ель, северный интерьер 0,53 .015
Сосна южная 1,43 .039
Лиственница западная 0,63 .017
Тсуга западная 0,89 0,024
Пихта настоящая западная 0.88 0,024
Сосна белая западная 0,45 .012
Фанера MDO 3/8 “
Односторонний MDO 0,3 .008
Двусторонний MDO 0,2 .006

С поправкой на использование относительного объема различных частиц значение проницаемости для водяного пара 0.Пермь 8 подходит для 3/8-дюймовой фанеры для экстерьера или фанеры с наружным клеем (Иллюстрация 1). Использование накладок существенно влияет на паропроницаемость.

В приведенной ниже таблице паропроницаемости представлены аналогичные результаты для панелей OSB, испытанных в 1983 году.

Паропроницаемость для воды, OSB
Пермь (г / ч / м 2 / мм рт. Ст.)
OSB 7/16 “ 0.91 0,025
OSB 15/32 “, 1/2” 0,70 .019
OSB 19/32, 5/8 “ 0,72 0,020
OSB 23/32, 3/4 дюйма 0,49 .013

Что нужно знать

Что такое MVTR?

Скорость прохождения водяного пара, также называемая скоростью прохождения водяного пара (WVTR) , представляет собой количество водяного пара, которое проходит через вещество или материал за определенный период времени.

Почему MVTR важен?

Возможность измерения MVTR является ключевым фактором в контроле влажности в широком диапазоне продуктов. Производители во многих различных отраслях промышленности используют строгие методы контроля влажности, чтобы гарантировать целостность и срок годности своих продуктов, включая продукты питания, фармацевтические препараты и строительные материалы.

Ученые разработали покрытия на основе эмульсий стирол-бутадиенового полимера для контроля влажности, такие как жидкие мембраны в строительном секторе.Для контроля влажности в других областях применения, таких как упаковка пищевых продуктов, производители полагаются на сочетание барьерных покрытий и упаковки продуктов.

Загрузите наш технический бюллетень по барьерным покрытиям:

Как измеряется MVTR?

Измерения для контроля влажности сильно различаются в зависимости от отрасли и области применения. В некоторых отраслях промышленности используются гравиметрические методы измерения увеличения или уменьшения влажности по массе, в других – специальные приборы и эталоны.

Условия, в которых продукты производятся, отгружаются и применяются, являются ключевым фактором для управления влажностью, и эти условия сильно влияют на то, как тестеры измеряют MVTR.

Несколько международных организаций, таких как ASTM International (ранее Американское общество испытаний и материалов), устанавливают стандарты, которым научное сообщество должно следовать в отношении измерения MVTR. Международный стандарт измерения – граммы на квадратный метр в день (г / м² / день).В США мы также используем граммы на квадратный дюйм в день (г / дюйм² / день).

Тестировщики должны делать поправки как на эталоны, так и на приобретение подходящих инструментов, исходя из свойств материалов, которые они тестируют. Например, рабочие ткани, используемые в спортивной одежде, могут выделять гораздо больший уровень влажности, чем пленки, используемые для консервирования пищевых продуктов.

Факторы, влияющие на MVTR и конструкцию барьеров

Особые условия, в которых используются приложения, являются одним из наиболее важных факторов в управлении MVTR.Ученые, разрабатывающие пароизоляцию, должны оценить диапазон температур и уровней влажности, с которыми приложение будет сталкиваться в течение своего жизненного цикла, чтобы гарантировать, что барьер обеспечивает оптимальное управление влажностью.

Конструкция барьерного материала может иметь самое большое влияние на MVTR. Когда разработчики продукта тестируют материалы, они обычно используют листы материалов для процесса тестирования. Однако тестирование других аспектов конструкции материала, таких как швы, складки и отверстия – в зависимости от конструкции продукта или области применения – столь же важно для эффективного управления влажностью.

Покрытия и мембраны

Для многих упаковочных материалов и применений требуется функциональное покрытие, которое действует как барьер для влаги, сохраняет свежесть и не пропускает влагу или влажность. В пищевой упаковке MVTR измеряет эффективность влагобарьера для предотвращения передачи водяного пара с одной стороны бумаги или упаковки на другую.

Это покрытие с низким значением MVTR помогает обеспечить защиту, продлить срок хранения и улучшить целостность продукта и упаковки.Латексы Tykote компании MCP являются частью полной линейки проверенных продуктов, разработанных для обеспечения различных комбинаций барьерных свойств, включая низкий MVTR. Эти продукты предназначены для использования в готовых покрытиях сами по себе или в сочетании с другими ингредиентами.

В строительстве покрытия и мембраны используются для управления водонепроницаемостью, а MVTR – для управления потоком воды, например, пароизоляция, используемая в подвалах, подвалах и ванных комнатах. Эти материалы могут быть жидкими мембранами, фольгой или пластиковыми пленками.Как правило, пароизоляция устраняет влагу, вызванную повышенной влажностью, протекающими трубами или продолжающимися дождливыми днями. Эффективное управление влажностью защищает конструкцию от влаги, поддерживает климат-контроль и защищает от плесени и грибка.

Эмульсионные полимеры для управления МВТР

Самый эффективный способ управлять MVTR в широком спектре отраслей – использовать проверенные эмульсионные полимеры, разработанные для обеспечения именно той степени защиты, которая необходима для конкретного применения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.