Biblioteka Techniczna
advertisement
BIBLIOTEKA TECHNICZNA ArmWin AS – Biblioteka Techniczna • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Współczynnik oporu wilgotnościowego (oporu przeciw dyfuzji pary wodnej) - μ Armaflex i płaszcz zewnętrzny Obliczane wielkości Kontrola kondensacji Przewodzenie Konwekcja Punkt rosy Oszczędność energii w przeliczeniu na 1 metr bieżący zaizolowanej rury lub 1 m2 powierzchni płaskiej Narastająca grubość izolacji Współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji Elastyczna pianka elastomerowa Przepływ ciepła Współczynnik powierzchni wewnętrznej Zachowanie izolacji niskotemperaturowych w długim okresie czasu Jednostki długości - system metryczny / amerykański Temperatura powierzchni zewnętrznej Jednostki współczynnika przenoszenia wilgoci w materiale (dyfuzyjności właściwej) Jednostki ciśnienia Zabezpieczenie przed zamarzaniem wody stojącej w rurze Promieniowanie Wilgotność względna Ciepło właściwe Ośrodek nieruchomy Współczynnik przejmowania ciepła Zmiana temperatury płynącego ośrodka Jednostki temperatury Przewodność cieplna Izolacja termiczna Opór cieplny Opór cieplny właściwy Współczynnik przenikania ciepła Bariera dyfuzyjna dla pary wodnej Współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale (dyfuzyjność właściwa pary wodnej) Przepuszczalność wilgoci Opór wilgotnościowy (opór przeciw dyfuzji pary wodnej) Wszystkie obliczenia wykonane w ArmWin AS V1.0 – programie obliczeniowym firmy Armacell – oparte są na normie EN ISO 12241:1998. Obliczenia dotyczące dyfuzji pary wodnej zostały opracowane przez Dr. Ernsta W. Behrensa: Bauphysik 25/1 (2003), str. 35-38, oraz 26/4 (2004), str. 204. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Współczynnik oporu wilgotnościowego (oporu przeciw dyfuzji pary wodnej) µ Współczynnik oporu wilgotnościowego (oporu przeciw dyfuzji pary wodnej) µ uzyskuje się dzieląc współczynnik dyfuzji pary wodnej w powietrzu przez współczynnik przenoszenia wilgoci (dyfuzji pary wodnej) materiału porowatego (izolacji). Ogólna nazwa „współczynnik oporu wilgotnościowego” wynika z tego, że wilgoć może być przenoszona w materiale nie tylko na drodze dyfuzji - w fazie gazowej, lecz również w fazie ciekłej. Wartości współczynnika µ są związane z różnymi mechanizmami, w wyniku których następuje przepływ pary wodnej przez materiały porowate. Mechanizmami tymi mogą być zarówno wilgotność objętościowa, jak i ciśnienie cząstkowe pary wodnej. Mierzone wielkości zależą też od temperatury. Dla powietrza o temperaturze 0°C współczynnik oporu wilgotnościowego wynosi 658,07 · 10exp(-9) kg/(m·h·Pa). Współczynnik oporu wilgotnościowego (oporu przeciw dyfuzji pary wodnej) µ Współczynnik oporu wilgotnościowego (oporu przeciw dyfuzji pary wodnej) µ, potocznie nazywany współczynnikiem µ, jest więc bezwymiarową liczbą pokazującą ile razy bardziej dany materiał lub produkt zapobiega przenikaniu pary wodnej, w porównaniu z warstwą powietrza o tej samej grubości. Dlatego też wysoki współczynnik µ = wysoka opór wilgotnościowy (na przenikanie pary wodnej). Dla różnych produktów, tym samym wartościom oporu dyfuzyjnego warstwy izolacyjnej µ*d odpowiadają te same wartości grubości warstwy powietrza. Przykład: • µ= • µ= • µ= • µ= 10.000; 7000; d 5000; d 3000; d d = 0,014 m -> µ·d = 140 m = 0,020 m -> µ·d = 140 m = 0,028 m -> µ·d = 140 m = 0,047 m -> µ·d = 140 m Widać tutaj, że im niższy współczynnik µ, tym grubsza izolacja jest wymagana do osiągnięcia żądanego zabezpieczenia przed dyfuzją. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Armaflex i płaszcz zewnętrzny Aby zapobiec kondensacji w instalacjach przemysłowych, chłodniczych i klimatyzacyjnych, niezbędne jest dobranie grubości izolacji w taki sposób, by temperatura powierzchni izolacji była przynajmniej równa temperaturze punktu rosy otaczającego powietrza. Ponieważ różnica temperatur pomiędzy czynnikiem chłodniczym (lub powierzchnią obiektu) oraz ciepłym otaczającym powietrzem powoduje również potencjalne różnice w ciśnieniu, należy zminimalizować dyfuzję pary wodnej w kierunku do wewnątrz izolacji. Armaflex jest materiałem o zamkniętej strukturze komórkowej, która zapewnia wysoką opór na dyfuzję pary wodnej, co minimalizuje szkodliwy wpływ, jaki to zjawisko ma na wydajność instalacji. W praktyce na izolacji Armaflex często montowany jest płaszcz zewnętrzny. W tym przypadku grubość izolacji elastomerowej musi być zwiększona o grubość nawiertu na wkręty mocujące płaszcz, przynajmniej w punktach mocowania. Dodatkowo należy uwzględnić zmianę współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji (płaszcza). W przeszłości, w celu redukcji nieuchronnie wzrastających kosztów, instalatorzy zamiast zwiększać grubość izolacji elastomerowej (kauczukowej) jako alternatywę stosowali warstwę przyścienną z materiału o otwartej strukturze komórkowej (np. wełny mineralnej) do zamocowania wkrętów. W konsekwencji, temperatura powierzchni izolacji elastomerowej zmniejszała się znacznie, a punkt rosy przenosił się na materiał o otwartej strukturze komórkowej. Powodowało to kondensację w warstwie przyściennej i gromadzenie się wody, odpowiedzialnej za korozję płaszcza i izolowanego obiektu. W roku 1996 w momencie wprowadzenia nowej normy DIN 4140 "Prace izolerskie na instalacjach przemysłowych oraz w budownictwie – Wykonanie izolacji cieplnych i chłodniczych" wyeliminowano dodatkową warstwę przyścienną jako zabezpieczenie izolacji w instalacjach chłodniczych. Jako alternatywę, zaczęto stosować dodatkową przerwę powietrzną połączoną z płaszczem zewnętrznym. Przerwa ta musi wynosić minimum 15 mm. Dodatkowo wymagane są otwory drenażowo – wentylacyjne o średnicy minimum 10 mm oddalone od siebie o maksymalnie 300 mm. Instalacja ta, odpowiednia również dla obiektów instalowanych na zewnątrz i pracujących w temperaturze poniżej +120°C, tworzy przerwę pomiędzy płaszczem zewnętrznym a materiałem izolacyjnym, umożliwiając wentylację materiału izolacyjnego i zapobiegając tworzeniu się kondensacji. Poza tym, kondensat może wyciekać przez otwory drenażowo – wentylacyjne nie szkodząc izolacji. Oczywiście należy to uwzględnić w momencie montażu uchwytów dystansowych. Obecnie - zamiast płaszcza z blachy - Armacell poleca stosownie osłon Arma-Chek D lub R albo montaż osłony Arma-Chek T w trakcie montażu izolacji. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Obliczane wielkości Program umożliwia dokonanie obliczeń następujących wielkości: » Kontrola kondensacji (minimalna grubość izolacji) » Temperatura powierzchni zewnętrznej » Współczynnik przenikania ciepła » Strumień cieplny » Zmiana temperatury płynącego ośrodka » Zmiana temperatury nieruchomego ośrodka - obliczenie czasu, w którym zachodzi założona zmiana temperatury ośrodka - obliczenie temperatury końcowej ośrodka » Zabezpieczenie przed zamarzaniem wody stojącej w rurze » Zachowanie długoczasowe » Oszczędność energii Normy obliczeń » EN ISO 12241:1998 » Zasady obliczania - Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Kontrola kondensacji Kondensacji można zapobiec upewniając się, że grubość izolacji dobrana jest tak, aby temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji była wyższa od temperatury punku rosy, nawet w newralgicznych punktach (="mostki termiczne"). Minimalna wymagana grubość izolacji zależy od następujących zmiennych: • Minimalna temperatura ośrodka • Maksymalna temperatura otaczającego powietrza • Maksymalna wilgotność względna • Zewnętrzny współczynnik przejmowania ciepła • Wewnętrzny współczynnik przejmowania ciepła (dla ośrodka gazowego) • Przewodność cieplna izolacji w danej temperaturze Narastająca grubość izolacji ma istotne znaczenie dla optymalnego doboru grubości izolacji (otuliny) w instalacjach chłodniczych i klimatyzacyjnych. Jeżeli na prawidłowo obliczoną grubość izolacji zakładany jest dodatkowo płaszcz (z warstwą powietrzną między płaszczem a izolacją), to wynikiem tego jest zmiana przebiegu temperatury w izolacji. Temperatura powierzchni zewnętrznej ulega znacznemu obniżeniu, co oznacza, że punkt rosy przesuwa się w obszar warstwy powietrznej. Szczegółowe informacje: "AF/Armaflex i płaszcz zewnętrzny". Przewodzenie Przepływ ciepła to przenoszenie energii pomiędzy dwoma połączonymi obiektami wynikające z różnicy temperatur. Istnieją trzy rozpoznane mechanizmy przenoszenia ciepła, które w zależności od warunków, mogą zaistnieć osobno lub jednocześnie. • • • Przewodzenie Konwekcja Promieniowanie Przewodzenie, jest to wymiana ciepła w ciałach stałych spowodowana różnicą temperatur. Energia jest przenoszona poprzez drgania cząsteczek i ruch cząstek z których składa się ciało stałe. Przewodzenie cieplne jest miarą szybkości z jaką ciepło jest przenoszone przez materiał. Metale są zazwyczaj bardzo dobrymi przewodnikami ciepła. Dlatego też miedź ma przewodność cieplną rzędu 401 W/(m·K). Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Punkt rosy Punkt rosy czyli temperatura punktu rosy, nazywana również temperaturą nasycenia, jest to temperatura, w której – podczas obniżania temperatury – powietrze ulega maksymalnemu nasyceniu się parą wodną i w której następuje skraplenie się pary wodnej. Zazwyczaj ciepłe powietrze absorbuje więcej wilgoci niż zimne. Powietrze atmosferyczne o określonej temperaturze i zawartości pary wodnej schładza się w pobliżu rury, w której znajduje się ośrodek o niższej temperaturze niż temperatura otaczającego powietrza. Ponieważ (bezwzględna) ilość pary wodnej nie zmniejsza się w momencie schładzania powietrza, wilgotność względna powietrza wzrasta, aż do osiągnięcia 100 % nasycenia parą wodną w temperaturze punktu rosy. Jeżeli w tym momencie powietrze będzie ulegało dalszemu schładzaniu na obiekcie, część wilgoci nie będzie już absorbowana w postaci pary wodnej i przejdzie w stan ciekły. W ten sposób nastąpi kondensacja zwana również skraplaniem. υ = + 22 °C υ = + 19,4 °C υ = + 22 ϕ = 85% ϕ = 100% ϕ = 100% W przypadku instalacji chłodniczych oznacza to, że grubość izolacji musi być tak dobrana, by nigdzie na powierzchni zaizolowanego obiektu temperatura nie była niższa od temperatury punktu rosy. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Konwekcja Przenoszenie ciepła przez poruszające się cząsteczki płynu nosi nazwę konwekcji. Ciecz lub gaz ogrzewa się w kontakcie z gorącą powierzchnią, jego cząsteczki przemieszczają się przenosząc ciepło. Przenoszenie ciepła drogą konwekcji może mieć charakter wymuszony lub naturalny. Wymuszona konwekcja wymaga działania zewnętrznego np. pompy, mieszadła, wentylatora. Chłodzące działanie wiatru jest również przykładem wymuszonej konwekcji. Konwekcja naturalna to przenoszenie ciepła pomiędzy ciałem stałym a płynem (cieczą lub gazem) wynikająca jedynie z różnicy temperatur pomiędzy nimi. Ruch płynu jest wywoływany wyłącznie siłami wyporu hydrostatycznego wynikającymi ze zmiany gęstości płynu w pobliżu powierzchni ciała stałego. Ruch płynu może mieć charakter laminarny lub turbulentny, co ma wpływ na ilość przekazywanego ciepła. Dodatkowo charakter przepływu zależy od kształtu i rodzaju powierzchni. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Oszczędność energii w przeliczeniu na 1 metr bieżący zaizolowanej rury lub 1 m2 powierzchni płaskiej Inwestorzy często wymagają oszacowania przyszłego zużycia energii przez instalację grzewczą. Zużycie energii zależy, miedzy innymi, od grubości zastosowanej izolacji. Zakładając, że znamy wartość opałową paliwa (gazu lub oleju) i wstawimy ją do arkusza kalkulacyjnego wraz z ceną jednostkową oleju, gazu i energii elektrycznej, ArmWin AS obliczy oszczędność energii w ustalonym okresie w porównaniu z niezaizolowaną rurą lub zbiornikiem. Rozważany okres obejmuje czas działania instalacji grzewczej: lata, ilość dni pracy w roku (sezon grzewczy) ilość godzin pracy dziennie (średnia ilość w całym okresie grzewczym). Oszczędność energii wyrażana jest w ilości paliwa lub energii elektrycznej w kWh oszczędzonej w określonym terminie, oszczędności te są również przekształcane bezpośrednio na wartości pieniężne przy użyciu odpowiednio cen paliwa lub elektryczności. Więcej informacji na temat potencjału oszczędnościowego izolacji do rur uzyskać można w Dziale Technicznym Armacell. Narastająca grubość izolacji Otuliny AF/Armaflex, stworzone specjalnie w celu zapobiegania kondensacji w instalacjach chłodniczych, produkowane są w taki sposób, że dla określonej grubości nominalnej ścianki faktyczna grubość wzrasta wraz ze wzrostem średnicy. Dlatego też w określonych warunkach projektowych faktyczna grubość izolacji dla większych średnic rur jest większa niż nominalna, tak aby utrzymać wymaganą temperaturę powierzchni zewnętrznej izolacji. Dla następujących warunków projektowych: • Temperatura otoczenia: 22°C • Temperatura ośrodka: 6°C • Wilgotność względna: 85 % Temperatura punktu rosy wynosi 19.4°C. Minimalna grubość izolacji wymagana do uzyskania temperatury powierzchni zewnętrznej izolacji powyżej punktu rosy wynosi: (współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej 9 W/(m² · K)) Zewnętrzna średnica rury mm Grubość izolacji mm 15 12,3 22 13,3 42 14,9 60 15,7 89 16,5 114 17,0 Grubość izolacji otulin AF-3 została zaprojektowana tak, aby spełnić powyższe wymagania. Zaprojektowana w ten sposób narastająca grubość izolacji eliminuje potrzebę obliczania właściwej grubości izolacji dla każdej średnicy rury. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji Dla celów obliczeniowych zazwyczaj przyjmuje się, że następujące wartości współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji mogą być używane w obliczeniach dla normalnych warunków w instalacjach (wewnętrznych i zewnętrznych) izolowanych: SH/Armaflex lub Niemalowana szara i/ lub pomalowana Armafinish 99 10 W/(m²·K) AF/Armaflex, NH/Armaflex, HT/Armaflex lub Niemalowana czarna/ szara i/ lub malowana Armafinish 99 9 W/(m²·K) Płaszcz metalowy matowy, np. blacha ocynkowana/ galwanizowana 7 W/(m²·K) Płaszcz metalowy refleksyjny/ jasny, np. aluminium lub stal nierdzewna 5 W/(m²·K) Obiekt nieizolowany (instalacja grzewcza/ sanitarna) 18 W/(m²·K) Uwaga dotycząca obliczenia "Kontrola kondensacji": Nie można brać, jako podstawy obliczeń, wyższej wartości współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji, pojawiających się gdy występuje ruch powietrza (wymuszona konwekcja), ponieważ grubości warstw izolacji obliczone w ten sposób miałyby nieodpowiedni opór na dyfuzję pary wodnej (wartość µ*d). Ograniczona konwekcja spowodowana "martwą strefą" (zbyt małe odstępy między powierzchniami, źle wentylowane obszary) skutkuje obniżeniem współczynników przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej izolacji. W takich przypadkach wymagane jest przeprowadzenie obliczeń zgodnie z normą EN ISO 12241:1998. Elastyczna pianka elastomerowa (FEF = Flexible Elastomeric Foam) Elastyczna pianka o zamkniętej strukturze komórkowej wyprodukowana z syntetycznego kauczuku zawierająca inne polimery oraz inne związki chemiczne, która może być modyfikowana poprzez wzbogacenie nieorganicznymi dodatkami. Strumień cieplny W celu oszczędności energii w praktyce często wymagane jest aby strumień cieplny nie przekraczał określonego poziomu. Do obliczeń niezbędna jest znajomość następujących wielkości: • Współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej • Współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej Gęstość strumienia cieplnego q jest wartością związaną z wielkością powierzchni wymiany ciepła. Jednostka to W/m². W technice izolacyjnej, gęstość strumienia cieplnego odnosi się do powierzchni zewnętrznej izolacji. Liniowa gęstość strumienia cieplnego powstaje poprzez podzielenie strumienia cieplnego przez długość (rury lub kanału); jednostka to W/m. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej Zgodnie z EN ISO 12241:1998 współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej przepływającego ośrodka (cieczy) jest bardzo wysoki i może być pominięty dla ośrodka przepływającego przez rurę. Przybliżona wartość dla ośrodka ciekłego: 1000 W/(m²·K) Jednakże należy go uwzględnić dla kanałów wentylacyjnych. W tym przypadku wymagane jest obliczenie zgodne z normą EN ISO 12241:1998. Przybliżona wartość dla ośrodka gazowego: 30 W/(m²·K) Zachowanie izolacji niskotemperaturowych w długim okresie czasu Najważniejsze funkcje izolacji niskotemperaturowej to zapobieganie kondensacji i minimalizowanie strat energii przez cały okres użytkowania instalacji. Wybierając i określając grubość izolacji niskotemperaturowej należy koniecznie pamiętać, że w czasie użytkowania instalacji straty energii mogą drastycznie wzrosnąć w wyniku przenikania wilgoci. Dlatego też niezawodny system izolacyjny musi chronić przed niepożądanym przenikaniem wilgoci. Wraz ze wzrostem zawartości wilgoci w izolacji, jej przewodność cieplna wzrasta, a skuteczność izolacji obniża się. Rezultatem tego są nie tylko wyższe straty energii, ale również spadek temperatury powierzchni zewnętrznej izolacji. Jeżeli spadnie ona poniżej temperatury punktu rosy, nastąpi kondensacja. Jedynie wtedy, gdy przewodność cieplna izolacji nie wzrośnie na skutek przenikania wilgoci, można zagwarantować, że temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji będzie wyższa od temperatury punktu rosy nawet po wielu latach. Ilość wilgoci mogąca wniknąć w izolację w wyniku dyfuzji pary wodnej zależy od odporności na dyfuzję pary wodnej (współczynnik µ), którą posiada izolacja. Im niższy współczynnik µ izolacji, tym więcej pary przeniknie – i dlatego też starty energii będą z czasem rosły. Należy o tym pamiętać wybierając izolację. W normalnych warunkach prawdopodobieństwo kondensacji pary wodnej w izolacji prowadzące do wzrostu przewodności cieplnej jest mniejsze niż się zazwyczaj przypuszcza. Jednym z powodów jest fakt, że obliczanie grubości izolacji, niezbędnej do zabezpieczenia przed kondensacją, oparte jest na skrajnych warunkach obliczeniowych dotyczących otaczającego powietrza. Jednakże w praktyce jest mało prawdopodobne, że przez dłuższy czas wystąpią jednocześnie maksymalna temperatura i wilgotność względna otoczenia przyjęte w obliczeniach. Ponadto w instalacjach chłodniczych często – również w celu oszczędności energii – stosuje się nieco grubszą warstwę izolacji niż wymaga tego samo zabezpieczenie przed kondensacją. Równania opisujące proces dyfuzji znajdują się w VDI 2055, część 1. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Jednostki długości - system metryczny / amerykański 1 cal (in) = 25,4 mm 1 stopa (ft) = 0,3048 m 1 jard (yd) = 0,9144 m 1 mila morska (nm) = 1,853 km 1 mila lądowa (USA) (stm) = 1,609 km Temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji Ze względów operacyjnych w praktyce często wymagane jest utrzymanie temperatury powierzchni izolacji na określonym poziomie lub nieco powyżej temperatury punktu rosy. Temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji nie jest miarą jakości izolacji termicznej. Zależy ona nie tylko od wymiany ciepła, ale również od warunków operacyjnych, których producent nie może określić lub zagwarantować. Chodzi tu głównie o następujące czynniki: temperaturę ośrodka, ruch powietrza, stan powierzchni izolacji, wpływ sąsiadujących elementów emitujących ciepło, warunki meteorologiczne itd. Ponadto, niezbędne jest założenie pewnych warunków pracy. Mając wszystkie niezbędne dane można obliczyć wymaganą grubość izolacji. Jednostki współczynnika przenoszenia wilgoci w materiale (dyfuzyjności właściwej) Najpopularniejszą jednostką jest: kg/(m · h · Pa) Pozostałe jednostki to: 1 kg/(m×s×Pa) = kg/(m×h×Pa) × 3600 1 kg/(m×s×Pa) = µgm/(N×h) × 2.778 × 1013 1 kg/(m×s×Pa) = gm/(s×MN) × 10-9 1 kg/(m×s×Pa) = g/(m×h×mmHg) × 479,17 × 10-6 1 kg/(m×s×Pa) = g/(m×s×bar) × 10-8 2,97 × 10 3,6 × 10 -10 -8 kg/(m×h×Pa) kg/(m×h×Pa) 0,52 ×10-8 kg/(m×h×Pa) = g/(m²×24h) = g/(MN×s) = gr × in/(h×ft²×inHg) ["perm-in"] Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Jednostki ciśnienia Najpopularniejszą jednostką jest Pa (paskal). Pozostałe jednostki to: 1 bar = 105 Pa 1 N/m² = 1 Pa 1 kp/m² = 9.81 Pa 1 Torr = 133 Pa Zabezpieczenie przed zamarzaniem wody stojącej w rurze Nie ma możliwości zabezpieczenia przez dłuższy czas cieczy przed zamarznięciem w rurze, nawet izolowanej. Jak tylko ciecz w rurze (zazwyczaj woda) przestanie płynąć, lub przepływ ma miejsce z małą prędkością, rozpoczyna się proces ochładzania. Czas zamarzania zależy od strumienia ciepła i średnicy rury. Strumień cieplny z nieruchomej cieczy zależy od zgromadzonej w niej energii początkowej, izolacji, materiału, z jakiego wykonano rurę oraz ciepła przemiany fazowej wody w lód. W zasadzie nie powinno dopuszczać się do zamarzania przekroju poprzecznego, ponieważ przekrój (średnica) rury jest odpowiednio dobierany w zależności od potrzeb i nie powinien ulegać zmniejszeniu. Promieniowanie Przekazywanie ciepła przez promieniowanie różni się od dwóch pozostałych mechanizmów (przewodzenia i konwekcji). Promieniowanie (radiacja) jest to przekazywanie energii, które najszybciej przebiega w próżni i zachodzi pomiędzy obiektami o dowolnym stanie skupienia. Wszystkie materiały o temperaturze powyżej zera absolutnego (-273°C) emitują promieniowanie, wywołane przez drgania elektronów wewnątrz cząsteczek materiału. Ilość wypromieniowanej energii zależy od temperatury bezwzględnej danego ciała, zgodnie z równaniem Stefana-Boltzmanna. Równanie to dotyczy wyłącznie ciała "doskonale czarnego" będącego idealnym promiennikiem. Normalny materiał będzie emitował mniej energii, a stosunek tej energii do energii emitowanej przez "ciało doskonale czarne" definiowany jest jako współczynnik emisyjności materiału. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Wilgotność względna W określonej objętości powietrza zawarta może być jedynie mała ilość pary wodnej, a ta (maksymalna) ilość pary zależy od temperatury powietrza. Powietrze nie zawsze jest w pełni nasycone parą wodną, więc zazwyczaj wyraża się zawartość pary wodnej w powietrzu jako procent poziomu maksymalnego: Faktyczna ilość pary wodnej Wilgotność względna = Maksymalna ilość pary, którą może zawierać powietrze w określonej temperaturze lub Rzeczywiste ciśnienie cząstkowe pary wodnej Wilgotność względna = Ciśnienie cząstkowe pary nasyconej W temperaturze 22°C maksymalna ilość pary, którą może pomieścić powietrze, t.j. ilość odpowiadająca stanowi nasycenia, wynosi 16,6 g/kg przy normalnym ciśnieniu. Dlatego też przy wilgotności względnej wynoszącej 85% faktyczna ilość pary wodnej wyniesie 14,1 g/kg. Jeżeli temperatura powietrza spadnie teraz do 19,4°C faktyczna ilość pary wodnej nie zmieni się, ale wilgotność względna wzrośnie do 100%, tzn. w temperaturze 19,4°C maksymalna ilość pary wodnej, którą powietrze jest w stanie pomieścić wynosi 14,1 g/kg. Ciepłe powietrze jest w stanie pomieścić więcej pary wodnej niż chłodne, dlatego też w momencie, kiedy ciepłe powietrze wchodzi w kontakt z zimną powierzchnią i w związku z tym ochładza się w pobliżu tej powierzchni, może nastąpić przekroczenie progu nasycenia powodujące kondensację. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Ciepło właściwe Ciepło właściwe materiału to ilość energii wymagana do podniesienia temperatury o jeden kelvin. Dlatego też ciepło właściwe związane jest z jednostkową masą materiału i mierzone jest w kJ/(kg·K) tzn. kilodżulach na kilogram razy kelvin. Materiał izolacyjny o dużej wartości ciepła właściwego polepsza stabilność cieplną układu, ponieważ przy fluktuacjach temperatury otoczenia ciepło zostanie zaabsorbowane przez izolację i nie doprowadzi do gwałtownych zmian temperatury ośrodka. Niektóre typowe wartości ciepła właściwego to: ośrodek średnia temperatura °C gęstość kg/m³ ciepło właściwe kJ/(kg·K) amoniak -50 695 4,450 +50 561 5,080 - 920 1,670 olej napędowy gliceryna 0 1.273 2,260 +100 1.209 2,810 azot -180 730 2,150 woda ±0 1.000 4,220 +50 998 4,180 powietrze -50 1,563 1,005 ±0 1,275 1,005 stal +10 7.850 0,502 miedź +20 8.900 0,398 żeliwo +10 7.250 0,628 ±0 7.100 0,398 cynk Ośrodek nieruchomy Ta opcja obliczeń pozwala obliczyć efekt ochłodzenia (lub ogrzania) nieruchomego ośrodka. Istnieją dwie opcje obliczeń dla danej, znanej grubości izolacji: » obliczenie czasu, w którym zachodzi założona zmiana temperatury, » obliczenie temperatury końcowej ośrodka. W celu obliczenia grubości izolacji należy znać obie powyższe wartości. Ze względów operacyjnych często wymagane jest, aby w praktyce nie została przekroczona określona temperatura czynnika lub określony czas przestoju. Do obliczeń niezbędne są (między innymi): » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej, » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej (dla ośrodków gazowych), » ciepło właściwe ośrodka, » gęstość ośrodka. W przypadku, gdy ośrodek jest gazowy bierzemy pod uwagę pojemność cieplną izolowanego obiektu (zbiornik, rura, kanał) i dlatego też wymagane są dane dotyczące obiektu (ciepło właściwe, gęstość, wymiary, grubość ścianki). Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Współczynnik przejmowania ciepła Współczynnik przejmowania ciepła (na powierzchni ciała stałego) to wielkość gęstość strumienia ciepła podzielona przez różnicę temperatur powierzchni i otoczenia. q [W/(m2·K)] h= Ts - T a By dokładniej zrozumieć ideę współczynnika przejmowania ciepła należy wziąć pod uwagę: » » » » » » różnicę temperatur pomiędzy powierzchnią a otoczeniem, zewnętrzną średnicę izolacji, orientację (położenie) rury [pionowe /poziome], właściwości powierzchni, ruch powietrza wokół rury, t.j. laminarny czy turbulentny, wymianę ciepła przez promieniowanie. Współczynnik przejmowania ciepła to suma zjawisk konwekcji i promieniowania h = hcn + hr gdzie wpływ zjawisk konwekcyjnych zależy od ruchu powietrza, położenia względnego oraz rodzaju materiału. Wpływ promieniowania zależy od właściwości powierzchni i jej emisyjności. Dostępnych jest wiele równań do obliczania współczynników przejmowania ciepła na powierzchni w różnych warunkach, są one podane m.in. w normie EN ISO 12241:1998. Zmiana temperatury płynącego ośrodka Ta opcja pozwala obliczyć efekt ochłodzenia (lub ogrzania) płynącego ośrodka w izolowanym obiekcie (zazwyczaj rura lub kanał, ale może to również być zbiornik). Dla danej, znanej grubości izolacji można obliczyć zmianę temperatury (końcową temperaturę ośrodka). Jeżeli istnieje potrzeba obliczenia grubości izolacji, należy wówczas znać zmianę temperatury (końcową temperaturę ośrodka). Ze względów operacyjnych często wymagane jest, aby w praktyce nie przekroczyć określonej końcowej temperatury ośrodka. Do obliczeń niezbędne są (między innymi): » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej, » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej (dla ośrodków gazowych), » ciepło właściwe ośrodka, » gęstość ośrodka. Jednostki temperatury Kelvin: TK = 273,15 + tC = 5/9 TR (K) stopień Rankine’a: TR = 459,67 + tF = 1,8 TK (Ra) stopień Celsjusza: tC = 5/9 (tF-32) = TK - 273,15 (°C) stopień Fahrenheita: tF = 1.8 tC + 32 = TR - 459,67 (F) Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Temperatura zera absolutnego to: 0K = -273,15°C = 0 Ra = -459,67 F Przewodność cieplna Przewodność cieplna jest miarą stopnia, w jakim materiał pozwala ciepłu rozchodzić się w nim. Wartość ta jest cechą materiału i zależy tylko od temperatury pomiaru oraz zawartości wilgoci w izolacji. Podczas porównywania przewodności cieplnej poszczególnych izolacji należy pamiętać, że im jest ona niższa tym lepiej. Najpopularniejsza jednostka to: W/(m · K) Inne jednostki: 1 W/(m·K) = kcal/(m·h·K) · 1,163 1 W/(m·K) = BTU · cal/(h · stopa² · stopień F) · 0,1443 Izolacja cieplna (ISO 9229:1991) Materiał lub wyrób, który jest przeznaczony do zmniejszenia przepływu ciepła przez konstrukcję, na której lub w której jest instalowany. Wymiana ciepła (ISO 9251:1987 punkt 2.5) jest definiowana jako przekazywanie energii przez przewodzenie, konwekcję lub promieniowanie, albo przez ich kombinację. Właściwości określonej izolacji to nie tylko ograniczanie strumienia cieplnego, ponieważ najskuteczniejszym izolatorem byłaby wówczas próżnia, która nie zawsze jest praktyczna. Praktyczna izolacja powinna posiadać poniższe właściwości: » » » » » » » » niską przewodność cieplną, dobrą odporność ogniowa, wysoką odporność na dyfuzję pary wodnej, długotrwałą stabilność struktury, łatwość montażu, izolacja bezpieczna dla zdrowia, izolacja przyjazna dla środowiska, izolacja dostarczana wraz z doradztwem technicznym. Materiał musi być tak dobrany, by jak najlepiej łączył w sobie powyższe cechy. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Opór cieplny Opór cieplny wyrażany jest równaniem: T1 - T2 R= q t.j. różnica temperatur podzielona przez gęstość strumienia cieplnego w stanie ustalonym. Opór cieplny może odnosić się do materiału, przegrody lub powierzchni. Dla płaskiej warstwy materiału: d R= λ gdzie d = grubość warstwy a lambda to przewodność cieplna materiału. Jednostka (powierzchniowego) oporu cieplnego to (m²·K)/W. By obliczyć całkowity opór cieplny przegrody niezbędne jest uwzględnienie odpowiednich oporów cieplnych na powierzchniach. Ponieważ w przypadku rur powierzchnia zewnętrzna zależy od grubości izolacji, wygodniej jest stosować liniowy opór cieplny, t.j. opór cieplny na metr bieżący długości rury, gdzie RL mierzony jest w (m·K)/W. Dla rur, opór cieplny materiału: De ln RL = Di 2·π·λ gdzie De = zewnętrzna średnica izolacji. Di = wewnętrzna średnica izolacji (zewnętrzna średnica rury). π = 3.1416 Aby obliczyć całkowity opór cieplny struktury (opór cieplny przenikania) niezbędna jest znajomość odpowiednich oporów cieplnych na powierzchniach. Do oporu cieplnego materiału należy dodać opory cieplne na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej, odpowiednio Rsi i Rse. Gdzie (dla izolacji rurowej): 1 1 i Rsi = hi ·π · Di Rse= he ·π · De hi i he to wewnętrzny (pomiędzy ośrodkiem a rurą) oraz zewnętrzny (pomiędzy izolacją a otaczającym powietrzem) współczynnik przejmowania ciepła. W tym przypadku pomijany jest opór cieplny materiału, z którego wykonano rurę (ze względu na zazwyczaj wysoką przewodność cieplną i niewielką grubość - w porównaniu z izolacją). Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Opór cieplny właściwy (EN ISO 7345, punkt 2.6) Jest to odwrotność przewodności cieplnej. Dlatego wyrażany jest w (m·K)/W. Współczynnik przenikania ciepła (ISO 7345, punkt 2.12) W praktyce często wymagane jest, aby pewien poziom współczynnika przenikania ciepła nie został przekroczony. Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła należy, między innymi, znać następujące wartości: » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej » współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej Współczynnik przenikania ciepła, jest to strumień cieplny w stanie ustalonym podzielony przez pole powierzchni i przez różnicę temperatur otoczenia po obu stronach układu, t.j. q U= [W / (m²K)] (Tse - Tsi) gdzie q = gęstość strumienia cieplnego. W porównaniu do oporu cieplnego, widać, że 1 U= R Dlatego też dla przegrody płaskiej wartość U lub konduktacja cieplna wyrażana jest 1 U= Rsi + R + Rse Wartości U występują w przepiach budowlanych w celu określenia wymaganego minimalnego poziomu izolacji w zabudowie mieszkalnej, biurach i innych budynkach. Przepisy budowlane mogą określać, że wartość U dla ściany zewnętrznej nie powinna przekraczać np. 0,3 (W/m²K) w budynkach mieszkalnych. Wówczas niezbędne jest obliczenie całkowitej wartości U z oporów cieplnych komponentów ściany z uwzględnieniem przestrzeni powietrznych i oporów cieplnych na powierzchniach. W przypadku izolacji do rur przepisy budowlane lub normy zazwyczaj bezpośrednio narzucają odpowiednią grubość izolacji. W Polsce jest to norma PN-B-02421:2000. Niemniej jednak „charakterystyka izolacji” (a więc wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła UL) rur instalacji grzewczej i zaopatrzenia w ciepłą wodę jest jedną z wielkości, którą należy uwzględnić w metodologii obliczeń wymaganej na podstawie dyrektywy w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Bariera dyfuzyjna dla pary wodnej Bariera dyfuzyjna dla pary wodnej (izolacja paroszczelna o dużym oporze dyfuzyjnym) definiowana jest w ISO 9229 jako warstwa przeznaczona do zapobiegania dyfuzji pary wodnej. Bariera dyfuzyjna dla pary wodnej może być cienką warstwą nieprzepuszczalnego materiału nakładanego na zewnętrzną powierzchnię lub ciepłą stronę izolacji. Alternatywą jest „wbudowanie” takiej bariery w materiał, tak jak ma to miejsce w przypadku struktury zamkniętokomórkowej. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że struktura zamkniętokomórkowa, sama w sobie, nie tworzy bariery dyfuzyjnej dla pary wodnej odpowiedniej do spełnienia wymogów wydajności. Niezbędne jest również uwzględnienie rodzaju izolacji i zapewnienie, że wbudowana bariera dyfuzyjna dla pary wodnej występuje w połączeniu z bardzo wysoką odpornością na dyfuzję pary wodnej. Bariery dyfuzyjne dla pary wodnej, stosowane jako dodatkowa ochrona, zazwyczaj składają się z laminowanej folii aluminiowej wzmocnionej siatką szklaną lub poliestrową a następnie pokrytej klejem. W przypadku takiej bariery dla pary wodnej bardzo ważne jest, aby została poprawnie zainstalowana w celu zapewnienia całkowitej szczelności, nawet małe rozdarcie lub nakłucie sprawi, że ta bariera będzie nieskuteczna. W przypadku izolacji na instalacjach niskotemperaturowych zastosowanie właściwej bariery jest wymogiem technicznym niezbędnym w celu zapewnienia długoczasowej wydajności systemu. Może zaistnieć potrzeba zastosowania dodatkowej ochrony poza barierą dyfuzyjną dla pary wodnej np. zabezpieczenie przed warunkami pogodowymi. Dodatkowe zabezpieczenie przed warunkami pogodowymi może w znacznym stopniu poprawić działanie bariery wynikającej ze struktury izolacji, tak jak w przypadku systemu ochrony powierzchni izolacji Arma-Chek T. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale (dyfuzyjność właściwa) Skuteczność bariery dyfuzyjnej dla pary wodnej wyrażana jest ilością pary wodnej przenikającą przez nią w określonych warunkach. W przypadku materiału izolacyjnego współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale, który można również nazwać dyfuzyjnością właściwą pary wodnej (jeżeli strumień wilgoci jest w fazie gazowej), decyduje o jego skuteczności w instalacjach niskotemperaturowych. Ogólna nazwa „współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale” wynika z tego, że wilgoć może być przenoszona w materiale nie tylko na drodze dyfuzji - w fazie gazowej, lecz również w fazie ciekłej. Współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale (dyfuzyjność właściwa) jest cechą materiałową i wyraża się ją jako ilość pary wodnej przenikającej przez jednostkę grubości, zazwyczaj jeden metr, w jednostce czasu przy określonym ciśnieniu. Standardowe jednostki w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary to: kg/(m·s·Pa), kg/(m·h·Pa) lub g·m/(s·MN) gdzie jeden paskal = jeden niuton na metr kwadrat (Pa = N/m²). Dodatkowe jednostki współczynnika przenoszenia wilgoci w materiale podano osobno. Materiały o bardzo wysokiej odporności na przenikanie pary wodnej będą miały bardzo niskie współczynniki przenoszenia wilgoci w materiale, t.j. mniej niż 0,2·10exp(-9) kg/(m·h·Pa). Porównując wartości współczynników przenoszenia wilgoci w materiale podawane przez różnych producentów należy uwzględnić metodę pomiaru. Zgodnie z EN 12086 i EN 13469 (wcześniej DIN 52615) współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale mierzony jest w temperaturze 23°C przy wilgotności względnej 50% po jednej stronie próbki i 0% po drugiej stronie. W tych warunkach ciśnienie cząstkowe wynosi 1.400 Pa. W normie BS 4370 część 2 warunki pomiaru to 25°C i 75% wilgotności względnej, co daje różnicę w ciśnieniu cząsteczkowym rzędu 2.380 Pa. W instalacjach niskotemperaturowych, chcąc wyznaczyć ciśnienie cząstkowe pary wodnej niezbędne jest uwzględnienie temperatury ośrodka i otoczenia oraz wilgotności względnej otoczenia. Dlatego też dla instalacji chłodniczej o temperaturze ośrodka 6°C i warunkach zewnętrznych 22°C oraz 85% wilgotności względnej otrzymujemy: ciśnienie cząstkowe na powierzchni rury = 935 Pa, ciśnienie cząstkowe otoczenia = 2.247 Pa. Stąd ciśnienie cząstkowe pary wodnej wywierane na powierzchnię zewnętrzną wynosi 1.312 Pa. Wartości ciśnienia pary wodnej można uzyskać z tablic. W tym przypadku podano wartości z Podręcznika Fizyki i Chemii z przelicznikiem 1mm Hg = 133.316 Pa. Przepuszczalność wilgoci Jak to wyjaśniono w części "Współczynnik przenoszenia wilgoci w materiale" dyfuzyjność właściwa to cecha materiałowa. Jednakże, jeżeli trzeba porównać faktyczny opór wilgotnościowy (opór przeciw dyfuzji pary wodnej) różnych izolacji o określonej grubości, niezbędna jest przepuszczalność wilgoci. Dlatego też przepuszczalność wilgoci to przenikanie pary wodnej (przenoszenie wilgoci) przez określoną grubość danego materiału w zdefiniowanych warunkach. Wymagania dotyczące bariery dyfuzyjnej dla pary wodnej są zazwyczaj wyrażane jako minimalny poziom przepuszczalności wilgoci (pary wodnej). Jednostki przepuszczalności wilgoci wynikają z jednostek współczynnika przenoszenia wilgoci i są to zazwyczaj (w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary) kg/(m²·s·Pa), kg/(m²·h·Pa) lub g/(s·MN). Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi. BIBLIOTEKA TECHNICZNA Opór wilgotnościowy (opór przeciw dyfuzji pary wodnej) Jest to odwrotność przepuszczalności wilgoci. Armacell Poland Sp. z o.o. · ul.Targowa 2, 55-300 Środa Śląska· www.armacell.com · [email protected] Wszystkie dane i informacje techniczne oparte są na wynikach uzyskanych w typowych warunkach użytkowania. Odbiorcy tych danych i informacji są odpowiedzialni, we własnym interesie, za skontaktowanie się z nami w odpowiednim czasie, aby sprawdzić czy dane i informacje odnoszą się również do planowanych przez nich zastosowań. Dane oraz informacje podawane są w charakterze pomocy technicznej i mogą ulec zmianie bez wcześniejszej zapowiedzi.
