Vodní pára přirozeně proniká stavebními materiály i tepelnými izolacemi. Tento proces označujeme jako difuze vodní páry. U technických zařízení budov, zejména u potrubí studené vody, klimatizace, chlazení a vzduchotechniky, může pronikání vodní páry do izolační vrstvy způsobit kondenzaci vlhkosti a postupné zhoršování funkce izolace. U aplikací chlazení se zápornými hodnotami pod 0°C pak při prostupu a kondenzaci dochází k tvorbě námrazy a ledu. V takových případech ztrácí izolace zcela své izolační schopnosti.
Schopnost materiálu omezovat difuzi vodní páry vyjadřuje především faktor difuzního odporu μ. U chladových instalací patří tato vlastnost společně s tepelnou vodivostí a správnou tloušťkou izolace mezi zásadní parametry návrhu.
Co je difuze vodní páry
Vodní pára se pohybuje z prostředí s vyšším parciálním tlakem vodní páry do prostředí, kde je tento tlak nižší. Rychlost a směr difuze závisejí zejména na:
- teplotě vzduchu a povrchu zařízení,
- relativní vlhkosti okolního prostředí,
- rozdílu parciálních tlaků vodní páry,
- difuzních vlastnostech jednotlivých materiálů,
- tloušťce izolační vrstvy,
- kvalitě provedení spojů, napojení a prostupů.
U potrubí nebo zařízení s povrchovou teplotou nižší, než je teplota rosného bodu okolního vzduchu, hrozí vznik kondenzace. Úkolem správně navržené a provedené izolace je omezit pronikání vodní páry směrem k chladnému povrchu a současně udržet povrchovou teplotu izolace nad rosným bodem.
Co znamená parotěsnost
Parotěsnost označuje schopnost materiálu nebo celé izolační vrstvy bránit prostupu vodní páry.
V technické praxi je však důležité rozlišovat mezi:
- difuzním odporem samotného izolačního materiálu,
- parotěsností kompletně provedeného izolačního systému.
Ani materiál s vysokým faktorem difuzního odporu nezajistí spolehlivou ochranu proti pronikání vodní páry, pokud zůstanou netěsné podélné a příčné spoje, čela izolace, závěsy, armatury nebo jiné prostupy.
Výsledná funkčnost proto závisí nejen na parametrech výrobku, ale zejména pak na správné instalaci vytvořením souvislé, správně slepené a neporušené izolační vrstvy. Význam spojitého provedení parotěsné vrstvy a kvalitního opracování spojů a prostupů potvrzují také odborné podklady k hodnocení difuzního odporu.
Faktor difuzního odporu vodní páry μ
Faktor difuzního odporu μ je bezrozměrná veličina, která vyjadřuje, kolikrát větší odpor klade daný materiál difuzi vodní páry než stejně silná vrstva nehybného vzduchu.
Pro nehybnou vrstvu vzduchu platí:
μ = 1
Pokud má izolační materiál například hodnotu μ = 7 000, znamená to, že klade difuzi vodní páry 7 000krát větší odpor než stejně silná vrstva nehybného vzduchu.
Obecně platí:
- nízká hodnota μ znamená snadnější průchod vodní páry,
- vysoká hodnota μ znamená vyšší odpor proti difuzi vodní páry.
Samotná hodnota μ však ještě nevyjadřuje difuzní odpor konkrétní vrstvy. Pro jeho posouzení je nutné zohlednit také skutečnou tloušťku materiálu.
Ekvivalentní difuzní tloušťka sd
Pro hodnocení konkrétní vrstvy se používá ekvivalentní difuzní tloušťka vzduchové vrstvy sd.
Vypočítá se podle vztahu:
sd = μ × d
kde:
- sd je ekvivalentní difuzní tloušťka v metrech,
- μ je faktor difuzního odporu,
- d je skutečná tloušťka materiálu v metrech.
Hodnota sd udává, jak silná vrstva nehybného vzduchu by měla stejný difuzní odpor jako posuzovaná vrstva materiálu. Čím vyšší je hodnota sd, tím větší odpor klade daná vrstva pronikání vodní páry. [epscr.cz]
Příklad výpočtu
Uvažujme izolaci s následujícími parametry:
- faktor difuzního odporu μ = 7 000,
- tloušťka izolace 19 mm, tedy 0,019 m.
Výpočet:
sd = 7 000 × 0,019 = 133 m
Izolační vrstva má v tomto příkladu stejný difuzní odpor jako přibližně 133 metrů silná vrstva nehybného vzduchu.
Z příkladu je patrné, že výsledný difuzní odpor závisí nejen na hodnotě μ, ale také na tloušťce izolace. Dvě vrstvy ze stejného materiálu proto mohou mít stejný faktor μ, ale rozdílnou hodnotu sd.
Proč je vysoký difuzní odpor důležitý u chladových instalací
U potrubí studené vody, chladicích rozvodů, klimatizace a některých vzduchotechnických zařízení existuje riziko, že vodní pára pronikne izolační vrstvou až k chladnému povrchu zařízení. Pokud zde teplota klesne pod rosný bod, může vodní pára zkondenzovat.
Dlouhodobé pronikání vlhkosti do nevhodně navrženého nebo netěsně provedeného izolačního systému může přispět k:
- zhoršení tepelněizolační funkce,
- vzniku povrchové nebo podpovrchové kondenzace,
- korozi kovového potrubí nebo zařízení,
- poškození okolních konstrukcí,
- zkrácení životnosti izolačního systému.
U chladových instalací je proto důležité použít nejen vhodnou tloušťku izolace, ale také materiál s odpovídajícím odporem proti difuzi vodní páry.
Význam uzavřené buněčné struktury kaučukových izolací
Pružné elastomerní izolace ze syntetického kaučuku mají strukturu tvořenou převážně uzavřenými buňkami. Tato struktura omezuje pronikání vodní páry do izolačního materiálu a umožňuje, aby izolace při správném provedení plnila tepelněizolační i parobrzdnou funkci.
K‑FLEX ST je lehký a pružný elastomerní izolační materiál určený pro civilní a průmyslové instalace. Hodnota faktoru difuzního odporu μ tohoto materiálu je vyšší než 10.000 a proto je vhodný pro chladové aplikace rozvodů potrubí chlazení. [Technický list K‑FLEX ST | PDF]
Orientační porovnání hodnot μ
| Materiál | Faktor difuzního odporu μ |
|---|---|
| Vzduch | 1 |
| Minerální vlna | 1 až 5 |
| EPS | 20 až 100 |
| XPS | 80 až 250 |
| Elastomerická izolace K‑FLEX | až 10 000 a více* |
Správná montáž je stejně důležitá jako vlastnosti materiálu
Vysoký faktor difuzního odporu samotného materiálu nestačí, pokud není instalace izolace provedena správně jako souvislý systém.
Při montáži je nutné věnovat pozornost zejména:
- celoplošnému a těsnému spojení podélných spojů,
- správnému slepení příčných spojů,
- utěsnění čel izolace,
- opracování kolen, T‑kusů a armatur,
- řešení potrubních závěsů,
- utěsnění prostupů a přechodů,
- ochraně izolace před mechanickým poškozením,
- použití vhodné povrchové ochrany ve venkovním prostředí [Technický list K‑FLEX AL CLAD | PDF].
Každá netěsnost může vytvořit místo, kterým bude vodní pára pronikat směrem k chladnému povrchu. U chladových rozvodů proto musí být spoje provedeny podle montážních pokynů výrobce a pomocí kompatibilního příslušenství.
Rozdíl mezi parozábranou, parobrzdou a difuzně otevřenou vrstvou
Tyto pojmy se používají především u stavebních konstrukcí, ale pomáhají vysvětlit rozdílné difuzní chování materiálů:
- Parozábrana má velmi vysoký difuzní odpor a výrazně omezuje prostup vodní páry.
- Parobrzda průchod vodní páry omezuje, ale nezastavuje jej v takové míře jako parozábrana.
- Difuzně otevřená vrstva umožňuje vodní páře procházet relativně snadno.
Zařazení výrobku však nelze spolehlivě určit pouze podle jeho obchodního názvu. Důležité jsou deklarované technické parametry, především hodnota sd konkrétní vrstvy, a její funkce v celé konstrukci nebo izolačním systému.
Jak hodnotit parotěsnost izolačního systému
Při výběru izolace pro chladové zařízení nebo potrubí doporučujeme posuzovat společně:
- součinitel tepelné vodivosti λ,
- faktor difuzního odporu μ,
- navrženou tloušťku izolace,
- výslednou hodnotu sd,
- provozní teplotu a teplotu okolního prostředí,
- relativní vlhkost vzduchu prostředí,
- riziko kondenzace,
- způsob montáže a utěsnění spojů,
- požadovanou povrchovou ochranu,
- požární a další technické požadavky konkrétní instalace.
Tepelnětechnický a vlhkostní návrh nelze založit pouze na jediném parametru. Vždy je nutné posoudit provozní podmínky a celý izolační systém.
Závěr
Faktor difuzního odporu μ patří mezi nejdůležitější vlastnosti tepelných izolací používaných na chladových potrubích rozvodech a zařízeních. Vyjadřuje relativní odpor materiálu proti difuzi vodní páry. Společně s tloušťkou izolace určuje ekvivalentní difuzní tloušťku sd, která umožňuje hodnotit difuzní odpor konkrétní izolační vrstvy.
Pro dlouhodobě spolehlivou ochranu proti kondenzaci je nutné zvolit vhodný materiál a tloušťku izolace a současně zajistit souvislé, těsné a odborně provedené spoje. Kvalita montáže je pro výslednou parotěsnost izolačního systému stejně důležitá jako deklarované vlastnosti samotného materiálu.
Potřebujete navrhnout vhodný typ a tloušťku izolace pro rozvody chlazení, klimatizace, vzduchotechniky nebo studené vody? Obraťte se na nás. Pomůžeme vám s výběrem vhodného materiálu K‑FLEX i s technickým návrhem izolačního systému.
