Конденсат - враг изоляции
Конденсат - наибольший враг технической изоляции. Если на поверхности труб образуется влага, в большинстве случаев она беспрепятственно проникает в изоляцию и снижает ее эффективность. Процесс происходит скрыто и о том, что изоляционный материал не выполняет своих функций становится известно слишком поздно. Эффективность намокшей изоляции можно сравнить с мокрым шерстяным пальто зимой.
Если влага проникает в теплоизоляционный материал возникают следующие сложности:
- рост энергопотерь
- возникновение коррозии и порча трубопровода
- образование плесени и неприятных запахов
- необходимость ремонта и обслуживания трубопровода
Изоляционный эффект быстро снижается, а в долгосрочной перспективе изоляционный материал теряет свои свойства. Поэтому одним из ключевых вопросов при выборе теплоизоляции является то, насколько хорошо материал защищен от впитывания влаги.
Независимое испытание
Для изучения поведения различных изоляционных материалов в отношении влаги и конденсата Институт строительной физики Фраунгофера (Штутгарт) по заказу компании Armacell провел практическое испытание. В испытании участвовали минеральное волокно, полиуретан и FEF (гибкий эластомерный изоляционный материал).
В то время как эластомерный материал с закрытыми порами имеет "встроенный" пароизоляционный барьер, и сопротивление диффузии водяного пара создается по всей толщине изоляционного слоя - ячейка за ячейкой - в случае минерального волокна и полиуретана оно ограничивается тонкой алюминиевой или ПВХ-пленкой.
Однако в реальных условиях строительства практически невозможно спроектировать ламинирование таким образом, чтобы обеспечить достаточную непроницаемость водяного пара. Подвески труб, изгибы, тройники, клапаны, фитинги и т.д. практически никогда не бывают полностью паронепроницаемыми.
Соответствующее повреждение изоляционной системы, которое в строительной практике является скорее правилом, чем исключением, было смоделировано путем сверления двух небольших отверстий (Ø 5 мм) глубиной 5 мм в поверхности трех из шести образцов для испытаний. Условия испытаний в климатической камере были намеренно выбраны умеренными: трубы эксплуатировались при средней температуре 20 °C. Температура окружающей среды определялась как 35 °C, а относительная влажность - как 55 %. При таких условиях испытания длились 33 дня.
Конденсат на трубопроводах
За период испытаний под полиуретановой и минераловатной изоляцией накопилось значительное количество влаги. Даже при таких умеренных условиях пароизоляция не смогла предотвратить поглощение водяного пара. В отличие от этого, влага не проникала в эластомерный изоляционный материал, и поверхность трубы также была сухой. В то время как труба с изоляцией FEF не обнаружила признаков конденсации даже через 33 дня, изоляция из минерального волокна вышла из строя сразу же в начале испытания, как с повреждениями, так и без них.
Долгосрочные последствия проникновения влаги
Чтобы изучить долгосрочные последствия проникновения влаги, Институт Фраунгофера использовал полученные результаты для расчета и моделирования поведения изоляционных материалов в течение предполагаемого десятилетнего периода. В то время как теплопроводность (λ) FEF через десять лет увеличилась всего на 15 %, значение λ для минеральной ваты ухудшилось на 77 %, а для полиуретановой изоляции - на 150 %.
Теплопроводность увеличивается с каждым дополнительным процентом содержания влаги, и изоляционный эффект быстро ухудшается. Следствием этого являются не только постоянно растущие потери энергии во время эксплуатации, но и снижение температуры поверхности. Если она опускается ниже температуры точки росы, возникает конденсат и повышается риск коррозии.
Эластомерные изоляционные материалы защищают от конденсата
Образование конденсата на поверхности трубы и увеличение теплопроводности в течение срока службы можно предотвратить только в том случае, если изоляционный материал защищен от впитывания влаги. Показатель теплопроводности следует понимать как начальную теплопроводность или "сухое" значение λ, и он может определять выбор материала только в сочетании с сопротивлением диффузии водяного пара. Другими словами, изоляционный материал с очень хорошим "сухим" λ-значением, но низким сопротивлением диффузии водяного пара - это плохой выбор.
Если изоляционный материал полностью пропитан влагой, увеличение энергопотребления часто является наименьшей из проблем. Плесень, повреждение конструкций, например, подвесных потолков, или нарушение производственных процессов из-за соответствующего технического обслуживания и простоев могут привести к огромным затратам.
Результат исследования
Исследование Института строительной физики Фраунгофера подтвердило, что изоляционные материалы ArmaFlex очень хорошо защищены от поглощения влаги. Эластомерный изоляционный материал с закрытыми порами также повышает энергоэффективность технических систем в долгосрочной перспективе. Использование минеральных волокон на охлаждающих трубах, напротив, представляет собой неисчислимый риск, который может привести к значительным последующим затратам.
Используя изоляционные материалы с открытыми порами в холодных помещениях, проектировщики и монтажники идут на неисчислимый риск, который может дорого им обойтись. Производители изделий из минерального волокна в настоящее время рекламируют тот факт, что их изоляционные материалы можно использовать и в холодильных установках.
Даже если эти системы явно заявлены как изоляционные материалы для холода, на самом деле они представляют собой минеральное волокно с открытыми порами и алюминиевой ламинацией. Гарантия производителя в 15 лет не должна исключать тот факт, что в случае рекламации на пользователя ложатся риски и необходимость доказательства того, что продукт был установлен правильно.
В Германии использование минеральной ваты в холодильных установках противоречит требованиям стандарта DIN 4140 и допускается только в случае применения двойной оболочки, герметичной и диффузионной, сваренной или спаянной металлической оболочки. Однако это требует значительных затрат времени и средств и обычно не используется.
Холодные изоляционные материалы должны иметь структуру с закрытыми порами, высокую устойчивость к диффузии водяного пара и низкую теплопроводность. Только так можно надолго свести к минимуму возможные процессы диффузии.
При подготовке материала использовались фото с local.armacell.com
Васильев С.И.
Специалист по теплоизоляционным материалам
