Паропроницаемость материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию

Что такое паропроницаемость теплоизоляции и от чего она зависит? Чем отличается коэффициент паропроницаемости от коэффициента сопротивления диффузии водяного пара? Третья статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».

Перед чтением этой статьи рекомендую ознакомиться с предыдущей: «Водопоглощение материалов. Выбираем «свою» теплоизоляцию». Вам понадобятся базовые технические термины, которые были в ней подробно рассмотрены.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Паропроницаемость — способность материала пропускать водяные пары, содержащиеся в воздухе, под действием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя материала.
Из СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»

Парциальное давление (partial pressure) — давление, создаваемое одним компонентом газовой смеси при той же температуре и в том же объеме, который занимает смесь.
Из ГОСТ Р 53679-2009 (ИСО 15156-1:2001) «Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию»

Примечание: парциальное давление водяного пара – это давление, которое имел бы водяной пар, находящийся во влажном газе, если бы он один занимал объем, равный объему этого влажного газа, при той же температуре.

Воздух — это смесь газов, содержащая водяные пары. В воздухе они перемещаются из области высокого давления в область более низкого. Способность изоляции пропускать через себя водяные пары под действием разницы парциальных давлений внутри и снаружи — это и есть паропроницаемость материала.

Повышение температуры пара увеличивает скорость движения его молекул и парциальное давление. Из этого можно сделать следующие выводы.

Теплоизоляционный материал будет впитывать влагу из воздуха тогда, когда температура изолируемой трубы ниже температуры окружающей среды. В этом случае обязательна установка пароизоляции (например, для минеральной ваты), или применение материала, который может выступать одновременно и тепло- и пароизоляцией (например, вспененный полиэтилен).

Если температура трубы выше температуры окружающей среды, то теплоизоляция будет постепенно высыхать, так как пар будет уходить за счет разницы температур. По этому принципу сохнет полотенце на батарее.

В отечественной нормативной документации используются два физически разных показателя. По иронии судьбы оба имеют одно греческое обозначение µ (Мю). Это коэффициент паропроницаемости материала, пришедший к нам из советских норм, и коэффициент сопротивления диффузии водяного пара, используемый в Европе.

Коэффициент паропроницаемости μ, мг/(м·ч·Па)

Показывает, сколько миллиграммов водяного пара пройдет через 1 метр материала за единицу времени при разнице давлений в 1 Па.

Чем меньше значение этого показателя, тем лучше пароизоляционные свойства материала.

Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара μ

Коэффициент не имеет единиц измерения. Показывает, во сколько раз паропроницаемость материала меньше паропроницаемости неподвижного слоя воздуха такой же толщины при такой же температуре.

Чем больше этот показатель, тем лучше пароизоляционные свойства материала.

У вспененного полиэтилена ALMALEN, например, значения этого коэффициента, определенные по ГОСТ EN 12086-2011, очень большие. От 3500 до 5000 и выше, в зависимости от линейки продукции. Полученные значения позволяют использовать материалы ALMALEN в качестве пароизоляционного слоя и для защиты от конденсата.

Сейчас используются различные методы определения вышеуказанных коэффициентов. Выбор методики зависит от свойств материала. Например, для плоских изделий широко применяется ГОСТ 25898, для изделий цилиндрической формы ГОСТ 32303.

В очередной раз напоминаю о некорректности сравнения результатов, полученных разными методами.