Paroprzepuszczalność czy dyfuzja, czyli jak określać wysokoparoprzepuszczalność MWK

mgr inż. Krzysztof Patoka  |  IZOLACJE 4/2013  |  17.05.2013  |  2
Jak określać wysokoparoprzepuszczalność MWK? / Water vapour permeability or diffusion, in other words how to determine high vapour permeability of high vapour-permeable membranes
Jak określać wysokoparoprzepuszczalność MWK? / Water vapour permeability or diffusion, in other words how to determine high vapour permeability of high vapour-permeable membranes
Marma

W wielu projektach budowlanych nadal określa się własności dyfuzyjne MWK za pomocą parametru „paroprzepuszczalności” (np. „paroprzepuszczalność 3000 (g/m2) na 24 h)”. Taka forma informowania o właściwości produktu utkwiła w świadomości projektantów, nadzoru budowlanego, handlowców i dekarzy, ponieważ wydaje się czytelna i przydatna do porównywania właściwości różnych wyrobów. Jest jednak odwrotnie – może wprowadzać w błąd i dawać pole do nadużyć.

Paroprzepuszczalność” to parametr wyjątkowo nieprecyzyjny. Według zasad obowiązujących w UE nie powinno się go stosować, ponieważ wielkość nominalna pary przepuszczanej przez badane materiały zależy od warunków badania (tabele 1–2). Przykładowo badania wykonane za pomocą analizatora określającego przepuszczanie pary wodnej wykazały, że w zależności od temperatury badania i wilgotności względnej powietrza przepuszczalność MWK o ciężarze powierzchniowym 115 g/m² wynosi:

  • 2000 (g/m²) na 24 h – przy temp. 23°C i wilgotności względnej powietrza 85%,
  • 3300 (g/m²) na 24 h – przy temp. 38°C i wilgotności względnej powietrza 90%.

Obecnie w UE membrany wstępnego krycia produkuje się według normy PN-EN 13859-1:2008 [3], która nakazuje wykonanie badania własności dyfuzyjnych (decydujących o ilości przepuszczanej pary wodnej) według normy PN-EN 1931:2002 [4] (Czytaj więcej na ten temat). Badanie odbywa się dwukrotnie: przed sztucznym starzeniem membrany i po nim (według norm: PN-EN 1297:2006 [5] i PN-EN 1296:2002 [6] ze zmianami z normy PN-EN 13859 -1:2008 [3] zał. C).

Istota problemu

Ilość pary wodnej przepuszczanej przez MWK oraz inne materiały zależy od warunków panujących wokół: od temperatury i wilgotności względnej oraz od różnicy ciśnienia między warstwami powietrza rozdzielonymi przez membranę. Najczęściej membrana układana jest na termoizolacji (a w wełnie zamknięte jest powietrze) lub oddziela poddasze od atmosfery. W związku z tym wówczas, gdy obowiązywał jeszcze wycofany współczynnik ((g/m²) na 24 h), określanie paroprzepuszczalności było objęte normami ustalającymi warunki badania. W różnych krajach obowiązywały jednak różne normy, w których jako warunki znamionowe przyjmowano odmienne wielkości temperatury, wilgotności i różnicy ciśnienia.

DYFUZJA A EFUZJA
Dyfuzja
Jest to proces rozprzestrzeniania się cząsteczek w gazach, cieczach lub ciałach stałych, spowodowany przypadkowymi, nieuporządkowanymi zderzeniami cząsteczek (ruchami Browna). Ten przypadkowy ruch jest tym intensywniejszy, im większą energię cieplną mają cząsteczki. Wyższa temperatura przyspiesza proces, a niska – spowalnia. Dyfuzja prowadzi do samoistnego mieszania się gazów, cieczy, a także ciał stałych. Powoduje samorzutne wyrównanie koncentracji (stężenia) różnych związków chemicznych. Jest przyczyną przenikania gazów przez ciała stałe, w tym pary wodnej, przez niektóre materiały budowlane.
Dyfuzja pary wodnej
Jest to ruch cząsteczek pary wodnej w mieszaninie gazów (np. w powietrzu) zmierzający do wyrównania stężenia pary. Dzięki dyfuzji para wodna może przechodzić przez przegrody na zasadzie wyrównania ciśnienia cząstkowego panującego po obu stronach przegrody. Przebieg tego procesu zależy od warunków panujących na przeciwnych stronach przegrody. Proces dyfuzji pary wodnej przez przegrodę budowlaną zależy od temperatury i wilgotności powietrza po obu jej stronach (od różnicy w ciśnieniach cząstkowych pary wodnej po obu stronach).
Opór dyfuzyjny materiału lub przegrody
Jest miarą odporności materiału lub przegrody na przenikanie pary wodnej. Jest tym większy, im grubszy jest materiał lub poszczególne warstwy przegrody, a tym mniejszy, im materiał jest bardziej paroprzepuszczalny. Określa się go na podstawie stosunku różnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej po obu stronach warstwy do gęstości strumienia pary wodnej (ilości pary wodnej przechodzącej w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni materiału).
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej (prężność pary wodnej)
To ciśnienie wywierane przez cząsteczki pary wodnej znajdującej się w powietrzu (część ogólnego ciśnienia atmosferycznego). Maksymalne ciśnienie pary wodnej w danej temperaturze występuje wówczas, gdy powietrze jest nasycone parą. W atmosferze w pobliżu poziomu morza zmienia się od ok. 40 hPa do niemal 0 hPa, typowe wielkości w klimacie równikowym to 30 hPa, w klimatach umiarkowanych – ok. 10 hPa, a w strefie okołobiegunowej – poniżej 5 hPa.
Efuzja
Jest to proces przechodzenia gazów przez przegrodę porowatą (z bardzo małymi otworami) rozdzielającą przestrzenie o nierównych ciśnieniach. Gazy przechodzą z ośrodka o wyższym ciśnieniu do ośrodka o niższym ciśnieniu. Wypływ gazu (lub cieczy) przez tak małe otwory zależy od różnicy ciśnień. Często różnica ciśnień jest efektem różnicy temperatury między ośrodkami wymieniającymi gaz.


Posłużmy się wymienionym przykładem membrany o bardzo wysokiej paroprzepuszczalności i ciężarze powierzchniowym 115 g/m²: wskutek różnic w sposobie badania ten sam materiał uzyskał bardzo różną wartość paroprzepuszczalności: 2000 (g/m²) na 24 h oraz 3300 (g/m²) na 24 h. Jeszcze niedawno wiele firm handlowych i mniejszych producentów wykorzystywało te zależności, by w ulotkach zawyżać parametry oferowanych produktów – podawano paroprzepuszczalność produkowanych membran w zawyżonej temperaturze. Przykładowo przy temp. 38°C i 90% wilgotności względnej zamiast – jak było przyjęte – 23°C i 85%.

Proceder ten stosowano przez wiele lat, a jego początki sięgają czasów, gdy w większości na dachach stosowano niskoparoprzepuszczalne FWK (folie wstępnego krycia). Ten sam produkt badany w różnych krajach miał różną paroprzepuszczalność (tabela 1). Różnicę wykorzystywano do manipulowania danymi – sprzedawano gorszy produkt jako lepszy. Niestety zdarza się to do dzisiaj.


Jesteś pracownikiem firmy budowlanej albo projektantem/ architektem? Specjalizujesz się w dziedzinie izolacji lub studiujesz budownictwo? Jeśli jesteś związany z szeroko pojętą branżą izolacyjną lub budowlaną, możesz łatwo zyskać dostęp do fachowych artykułów i najnowszych informacji. Zamów bezpłatny newsletter serwisu www.izolacje.com.pl.


Obecnie w UE uwzględniono problemy przy określaniu paroprzepuszczalności, dlatego stosowane są inne, bardziej obiektywne parametry, określone w normie PN-EN 1931:2002 [4]. Najpopularniejszym z nich jest ekwiwalentna (równoważna) dyfuzyjnie grubość powietrza Sd [m] materiału.

Zjawiska dyfuzji i efuzji

 

Często używane sformułowania „materiały dyfuzyjne”, „dyfuzyjność”, „równoważna dyfuzyjnie grubość powietrza” sprawiły, że w środowiskach budowlanych zaczęto kojarzyć dyfuzję z paroprzepuszczalnością materiałów budowlanych, co nie jest zgodne z definicjami tych zjawisk. Owszem, dyfuzja dotyczy również przenikania pary wodnej, ale nie jest ani jedynym, ani najważniejszym zjawiskiem powodującym paroprzepuszczalność materiałów takich jak FWK i MWK.

 

W wypadku farb i wielu paroizolacji przepuszczanie pary zachodzi głównie dzięki zjawisku dyfuzji. Natomiast przez folie i membrany wstępnego krycia para wodna przechodzi przede wszystkim dzięki zjawisku efuzji.

Przyjęty system określania możliwości przenikania pary wodnej przez materiały budowlane za pomocą parametrów z przymiotnikiem „dyfuzyjny” wynika z przyczyn praktycznych: wprawdzie zasady przechodzenia pary są różne, ale skutki ilościowe działania obu zjawisk można określić za pomocą tych samych parametrów. Zjawiska te są porównywalne i prowadzą do tego samego. Uchwycenie różnicy między dyfuzją a efuzją jest niezbędne do zrozumienia procesów związanych z przenikaniem i skraplaniem się pary wodnej w materiałach stosowanych obecnie na dachach (rys. 2).

Dyfuzja polega zatem na samorzutnym mieszaniu się cząsteczek różnych substancji i zachodzi pod wpływem ich ruchów cieplnych. Efektem działania dyfuzji w gazach i cieczach jest wyrównywanie się stężeń wszystkich składników w całej ich objętości. Efuzja polega natomiast na przepływie gazów lub cieczy przez bardzo małe otwory (materiały porowate) przegrody rozdzielającej ośrodki o różnym ciśnieniu cząstkowym. Wielkość otworów w stosunku do wielkości cząsteczek (molekuł) ma znaczący wpływ na wydajność objętościową przepływu pary przez przegrodę.

W praktyce w odniesieniu do materiałów stosowanych w dachach oznacza to, że para wodna przenikająca materiały takie jak folie lub powłoki (farby) przechodzi przez nie i miesza się z ich molekułami (cząsteczkami) na zasadzie dyfuzji. Naturalne dążenie do ­wyrównania stężenia wszystkich składników prowadzi do przenikania cząsteczek pary przez takie przegrody. Intensywność procesu dyfuzji zależy od temperatury, w jakiej się on odbywa, a wyrównanie stężeń nie oznacza zakończenia dyfuzji. Proces mieszania się cząsteczek zachodzi bez przerwy.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 4/2013

Komentarze

(1)
Feliks | 25.09.2013, 17:47
cenny artykuł
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »



Tych fachowców najczęściej poszukują Polacy »

Szybki montaż stropu - jak to zrobić »

3/4 Polaków deklaruje, że potrzebuje fachowca do wykonania pracy w domu lub mieszkaniu. Najczęściej poszukiwanym jest...
czytaj dalej »

Oprócz znacznych oszczędności finansowych wynikających między innymi z braku dodatkowych ociepleń, możliwości prowadzenia w stropie instalacji, montażu stropu bez użycia dźwigów i... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Doskonałe rozwiązanie do izolacji dachów płaskich »

Wpust balkonowy prosty, skośny, ogrzewany, nieogrzewany... Dobierz odpowiedni czytaj dalej » Hydroizolacja dachów odbywa się przy pomocy wałków lub natryskowo - najlepszą w danym przypadku metodę dobiera się... czytaj dalej »

Ochroń wnętrze domu przed silnym słońcem » »


Markizy, żaluzje, pergole, rolety - które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Jak zabepieczyć ocieplenie przed rwącym wiatrem?

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Siły działające na wybrany system ociepleń przenoszone są zarówno przez zaprawę klejową, jak i łączniki fasadowe. Dzięki...
czytaj dalej »

Zobacz, jak otrzymać uprawnienia do samodzielnego wykonywania zawodu architekta w Polsce i UE czytaj dalej »

Jak trwale zabezpieczyć budynki przed wodą?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Rozwijamy kreatywne rozwiązania dla osiągniecia pożądanego sukcesu nawet w przypadku specjalnych projektów czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Izolacje piwnic i garaży. Jakie rozwiązanie wybrać?


Bierzemy pod uwagę wszystkie czynniki takie jak np. wymagania techniczne obiektu, dzięki czemu jesteśmy w stanie dopasować idealną oszczędność energii do wskazanego pomieszczenia. ZOBACZ »



Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
7/8/2019

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wtórne hydroizolacje poziome
  • - Mocowanie elewacji wentylowanych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.