ГлавнаяХарактер воздухопроницаемости материалов определяется по кривым расхода воздуха, получаемым экспериментально в зависимости от перепада давлений. Для проведения исследований был создан экспериментальный стенд (рис. 8.2).
Стенд изготовлен в соответствии с рекомендации ГОСТ 25891-83. Он позволяет проводить исследования на образцах размером по площади 1000x1000 мм и различной толщины. Основной элемент стенда — камера, с пятью жесткими металлическими стенками, соединённая с воздуходувкой. Для установки образцов по контуру камеры размещена рамка из металлического уголка 50x50 мм. По опорным полкам уголка уложена прокладка из резины для герметизации места соединения образца и камеры. Уплотнение места соединения образца с опорными полками выполняется деревянной рамкой с помощью прижимных винтов, укреплённых по контуру камеры.
Подача или удаление воздуха из камеры производится воздуходувкой с расходом до 70 м3/ч. Регулирование расхода осуществляется воздушной заслонкой. Воздуходувка соединена с камерой через измерительный участок со встроенным расходомером.
Измерение избыточного или пониженного давления в камере выполняется микроманометром ММН. Погрешность при измерении перепада давлений воздуха ±1 %. Стенд укомплектован приборами для измерения давления и температуры.
Исследования образцов теплоизоляции проводились при подключении воздушного насоса сначала по схеме нагнетания, а затем по схеме разряжения.
Разность давлений по сторонам образца регулировалась воздушной заслонкой, начиная с AP = 10 Па. Толщины образцов b = 30, 50, 80, 100 и 150 мм.
Учитывая отсутствие достаточного количества данных по воздухопроницаемости материалов из минеральной ваты и пенополистирола, были проведены исследования на образцах каменной ваты ОАО «Рагос», образцах минеральной ваты ОАО «Гомельстройматериалы» и полистирольного пенопласта ОАО «МАПИД».
Результаты определения воздухопроницаемости каменной ваты «Paroc IL» плотностью р = 30 кг/м3 показаны на рис. (8.3).
Полученные экспериментальные данные на четырёх образцах имеют хорошую сходимость и описываются уравнением
где G - воздухопроницаемость образцов, кг/(м2*ч);
AP - разность давлений, даПа.
На рис. 8.4 представлены результаты определения воздухопроницаемости изделий из каменной ваты «Раrос WAS 25t» плотностью р = 90 кг/м3 кашированных стеклохолстом.
При построении в логарифмических координатах зависимости IgAG = f(lgAP) наблюдается её разделение на прямолинейные и криволинейные участки. Граница раздела AP = 1 даПа.
Характер кривых на рисунке указывает на возможность возникновения турбулентного движения воздуха в образцах минеральной ваты при малых значения разности давлений, что присуще материалам, имеющим поры различного размера.
Результаты, полученные на образцах, обращённых каширующим слоем к камере пониженного давления и на образцах, со снятым каширующим слоем, при разности давлений AР < 1,0 даПа имеют значительный разброс, что указывает на влияние каширующего слоя на результаты испытаний.
Кроме того, анализ полученных экспериментальных результатов подтверждает влияние каширующего слоя, воспринимающего нагнетаемый (3) или отсасываемый (2) поток на характер движения воздуха в толще каменной ваты.
На рис. 8.5 представлены зависимости воздухопроницаемости образцов плит из минеральной ваты «Paroc IL» - кривая I, «Раrос - WAS 25t» - кривые 2, 3 и теплоизоляционного слоя, из плит «Paroc IL» и «Раrос - WAS 25t» - кривые 4 и 5.
При разности давлений AP < 0,8-0,9 даПа линии 2, 3 для плит «Рагос - WAS 25t» имеют излом, что говорит об изменении характера движения воздуха с повышением разности давлений. Эти данные согласуются с результатами, представленными на рис. 8.4.
Сопоставление результатов, представленных на рис. 8.5, показывает, что воздухопроницаемость двухслойной теплоизоляции (кривые 4 и 5) значительно меньше воздухопроницаемости составляющих её слоёв (кривые 1, 2 и 3).
Для сравнения воздухопроницаемости теплоизоляционного слоя, составленного из двух плит «Paroc IL» + «Раrос - WAS 25t», выполнено определение воздухопроницаемости для двухслойной теплоизоляции, состоящей из лёгкого утеплителя «Paroc IL» р = 30 кг/м3 и жёсткого плитного утеплителя «Fasrock» р = 130 кг/м3.
Результаты исследований показали, что воздухопроницаемость двухслойной теплоизоляции «Paroc IL» + «Раrос - WAS 25t» равна G = 60 кг/(м2 ч) при AP = 1,0 даПа, что выше чем для композиции утеплителя «Paroc+Fasrock» G = 40 кг/(м2*ч) при той же разности давлений. Размещение плотного слоя каменной ваты снижает воздухопроницаемость двухслойной теплоизоляции.
В табл. 8.1 сведены результаты определения воздухопроницания изделий из каменной ваты.
Представленные в табл. 8.1 величины воздухопроницания, коэффициенты воздухопроницания и величины сопротивления воздухопроницанию определены при разности давлений AР = 10 Па.
Сопоставление результатов показывает, что сопротивление воз-духопроницанию однослойных изделий из минеральной ваты зависит от плотности и структуры материала и лежит в пределах Ri = 0,011...0,018 м2*ч*даПа/кг. Воздухопроницаемость изделий «Раrос - WAS 25t», кашированных стеклохолстом и имеющих плотность р = 90 кг/м3, равна i = 0,000045 кг/(м*с*Па), а сопротивление воздухопроницанию Ri = 0,018 м2*ч*даПа/кг.
Величины сопротивления воздухопроницанию двухслойной теплоизоляции различного сочетания изделий лежат в пределах Ri = 0,026...0,028 м2*ч*даПа/кг.
Экспериментальные исследования воздухопроницаемости минераловатных изделий ОАО «Гомельстройматериалы» выполнены на образцах размером 1000x1000x60 мм и плотностью от 70 до 170кг/м3.
Результаты определения воздухопроницаемости образцов из минеральной ваты марки 75 и плотностью р = 69 кг/м3 представлены на рис. 8.6.
Экспериментальные данные получены при подключении воздуходувки по схемам нагнетания и разряжения. Величины воздухопроницания имеют большой разброс при фиксированном значении разности давлений для образцов одной партии минеральной ваты. Связано это с неравномерной, как по толщине, так и по площади образцов, структурой материала.
Результаты определения воздухопроницаемости образцов минеральной ваты марки 175 показаны на рисунке 8.7. Образцы действительной плотности р = 170 кг/м3 имеют расхождение по величинам воздухопроницаемости при равных величинах разности давлений ДР.
Одновременно выполнена экспериментальная оценка сопротивления воздухопроницаемости образцов теплоизоляции, составленных из минераловатных изделий разной плотности и назначения.
Результаты экспериментальных исследований величин сопротивлений и коэффициентов воздухопроницаемости образцов минераловатных изделий сведены в табл. 8.2.
Погрешность определения по разбросу точек характеристик воздухопроницаемости изделий из каменной ваты равна E = 11,6 %, а изделий ОАО «Гомельстройматериалы» E = 25 %.