Влагопеременный защитный слой и применение влагопеременного защитного слоя - RU2660691C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к защитному слою, в частности для использования для защиты теплоизоляционного слоя в изолированных конструкциях здания, таких как конструкции крыши и/или стены здания, имеющему зависимую от влажности окружающей среды, эквивалентную диффузии водяного пара толщину S_d слоя воздуха, причем защитный слой состоит из материала и/или содержит материал, который при относительной влажности атмосферы, окружающей защитный слой, в диапазоне от 0% до 25% имеет эквивалентную диффузии водяного пара толщину S_d слоя воздуха более 10 м, а при относительной влажности атмосферы, окружающей защитный слой, в диапазоне от 90% до 100% имеет эквивалентную диффузии водяного пара толщину S_d слоя воздуха менее 0,4 м. Сверх этого, данное изобретение относится к использованию влагопеременного защитного слоя в изолированной конструкции здания.

Для теплоизолированных конструкций крыши и стены требуются противодиффузионные слои, для того чтобы предотвращать неблагоприятное образование конденсата. Конденсат образовывается в том случае, если влажный воздух ввиду перепадов парциального давления водяного пара проникает и/или диффундирует в конструкцию, и благодаря изменению температуры температура находится ниже точки росы водяного пара.

Среднеевропейской зимой обычно преобладает диффузионный поток водяного пара изнутри здания наружу, так как ввиду низких температур и незначительной влажности воздуха преобладает низкое парциальное давление водяного пара за пределами здания. В изолированной конструкции преобладает падение температуры изнутри наружу. Так как воздух с уменьшением температуры может поглощать меньше воды, с понижением температуры в конструкции может достигаться точка росы, так что доходит до выпадения конденсата в конструкции. Летом диффузионный поток, как правило, противоположен по направлению, однако некритичен, так как ввиду высоких температур воздуха температура в большинстве случае не находится ниже точки росы воды. Если все-таки конденсат выпадает, то он, как правило, испаряется при более высоких летних температурах воздуха. Тем не менее, если образуется больше конденсата, чем может испариться, то это также может привести к повреждениям конструкции.

Для того чтобы противодействовать диффузионному потоку с выпадением конденсата, используются экранирующие слои. При этом эффект экранирования конструктивных элементов или слоев от диффузии водяного пара описывается эквивалентной диффузии водяного пара толщиной S_d слоя воздуха. Чем больше значение S_d, тем меньше водяного пара диффундирует через слой.

Из уровня техники известно для защиты от конденсата использовать с внутренней стороны воздушные и паровые барьеры исключительно с постоянными, относительно высокими значениями S_d, которые должны препятствовать или предотвращать диффузию водяного пара. На наружной стороне теплоизоляции применяются более диффузионно-открытые материалы, для того чтобы создавать условия для летнего высушивания.

В возрастающей степени используются полотна или защитные слои с влагопеременным значением S_d, которые описаны, например, в документе WO 96/33321 A1. Такие полотна в сухом климате при средней относительной влажности воздуха от 30% до 50% имеют значение S_d от 2 м до 5 м, а во влажном климате при средней относительной влажности воздуха от 60% до 80% значение S_d < 1 м. Благодаря вариативности значения S_d достигается то, что при сухой окружающей среде, которая может возникать, например, зимой во внутренних помещениях, за счет высокого эффекта экранирования влага не может диффундировать в конструкцию, в то время как влага, имеющаяся при определенных условиях летом, ввиду пониженного эффекта экранирования полотен может диффундировать наружу. Описанная выше комбинация значений S_d в умеренных климатах, которые типичны для Хольцкирхена или Хельсинки, а также в очень влажных регионах, которые типичны, например, для Майями, дает хорошие результаты. Однако, если очень холодно и влажно или при влажных теплых микроклиматах в помещениях, как например, в ванных комнатах, на наружной стороне теплоизоляции, которая состоит, например, из стекловаты, может доходить до высоких отложений влаги.

Из документа EP 1824902 B1 известна пароизоляционная пленка на основе полиамида в качестве части изолированной конструкции здания с зависимой от влажности окружающей среды устойчивостью к диффузии водяного пара. При этом значения S_d варьируются между > 5 м при относительной влажности воздуха от 30% до 50% и < 0,5 м при относительной влажности воздуха от 60% до 80%. Однако диапазон изменения полиамидов ограничен, причем максимальные верхние значения S_d в сухой области составляют приблизительно 10 м, а минимальные значения S_d во влажной области расположены несущественно ниже 0,2 м.

Документ WO 02/070251 A1 относится к использованию иономеров для уплотнения изоляционных материалов. Иономеры в виде слоя должны при относительной влажности воздуха в 25% иметь значение S_d от 1 м до 20 м, а при относительной влажности воздуха в 72,5% значение S_d от 0,02 м до 0,7 м. Однако изготовление пленок с использованием иономеров является сложным и дорогостоящим. Также значение S_d, например, в 1 м при относительной влажности воздуха в 25% является слишком низким, для того чтобы была возможность выполнения функции в качестве эффективного защитного слоя.

Из документа WO 2011/069672 A1 известен влагоадаптивный защитный слой, в частности для использования для теплоизоляции зданий, причем защитный слой образуется из материала, который при влажности от 45% до 58% по существу проходит в виде плато в пределах диапазона значений S_d от 2 м до 5 м эквивалентной диффузии толщины слоя воздуха. Вследствие этого будет достигаться то, что при обусловленном процессом эксплуатации кратковременном увеличении влажности, как например, в кухнях или ванных комнатах, не сразу происходит открытие пленки, и вследствие этого слишком большое количество влаги может проникать в конструкцию.

Влагопеременные защитные слои согласно документу WO 2007/146391 A2 могут быть выполнены однослойными или многослойными, например, в виде покрытия с большим диапазоном изменений в химическом составе.

Все из описанных ранее влагоадаптивных защитных слоев применяются исключительно с внутренней стороны со стороны помещения. Таким образом, существует необходимость использовать на наружной стороне теплоизоляции другую диффузионно-открытую пленку, для того чтобы делать возможным (летнее) высушивание. Кроме того, выбор подходящих защитных слоев должен всегда осуществляться с учетом различных климатических условий, в частности жаркое лето и очень холодная зима.

Защитный слой в соответствии с родовым понятием известен из FR 2 987 380. Этот защитный слой состоит из смеси сополиамида с одной стороны и сополимера этилена и винилового спирта с другой стороны. При относительной влажности в 25% значение S_d этого известного защитного слоя составляет меньше 20 м.

Задача данного изобретения состоит в предоставлении влагоадаптивного или влагопеременного защитного слоя, который имеет улучшенные свойства для предотвращения повреждений влагой использованных в конструкции здания строительных материалов. Защитный слой должен подходить в частности для использования в изолированных конструкциях крыши и/или стены здания и в этом случае выполнять превосходное защитное действие для теплоизоляционного слоя конструкции. В частности, защитный слой доложен подходить для охватывающего почти весь мир и соответственно независимого от климата использования в изолированных конструкциях, причем опасения на счет повреждений конструкции вплоть до выхода из строя конструкции из-за осаждения влаги должны отсутствовать. Далее защитный слой должен в частности равным образом с наружной стороны и внутренней стороны относительно помещения подходить для использования в изолированной конструкции здания для защиты теплоизоляционного слоя и предотвращать выход из строя конструкции из-за осаждения влаги.

Вышеупомянутая задача решается с помощью влагопеременного защитного слоя с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению слой обозначается как влагопеременный, если значение S_d слоя с увеличением или уменьшением влажности окружающего слой воздуха изменяется таким образом, что в итоге получаются другие строительно-физические характеристики, чем при неизменном значении S_d. Этот процесс должен быть обратимым. При этом изменение строительно-физических характеристик должно происходить от более сильных противодиффузионных характеристик к более сильным диффузионно-открытым характеристикам и наоборот. В принципе значение S_d увеличивается с уменьшением влажности и соответственно понижается с возрастанием влажности. При этом кривая значений S_d в зависимости от влажности воздуха не линейна, имеет, по меньшей мере, три участка кривой и включает в себя одну или две точки перегиба. Абсолютная точка перегиба, то есть переход между противодиффузионными и диффузионно-открытыми характеристиками, расположена между 50% и 90% относительной влажности воздуха. На протяжении всего диапазона значений влажности значение S_d может составлять между 0,05 м и 150 м.

Заявленный защитный слой отличается тем, что значение S_d при относительной влажности в 25% находится между 20 м и 100 м.

Для того чтобы придавать необходимые свойства защитному слою в отношении устойчивости к диффузии водяного пара, пленка в качестве защитного слоя доступна из смеси полиуретана с полимером, включающим в себя виниловый спирт в качестве мономера и при необходимости дополнительные компоненты, и/или состоит из такой смеси и/или имеет такую смесь. Говоря о содержащем виниловый спирт полимере, речь может идти, например, о доступном под торговым наименованием EVAL полимере компании Kuraray. Полимеры EVAL предоставляют очень хорошие свойства экранирования газов и при помощи обычного производственного оборудования могут просто и экономично обрабатываться. Соответствующие изобретению полимеры имеют содержание винилового спирта от 52 до 76 мас.%, предпочтительно от 60 до 70 мас.%, особенно предпочтительно от 65 до 68 мас.%. Оказалось целесообразным, если содержание полиуретана в смеси составляет более чем 50 мас.%, в частности более чем 60 мас.%, далее в частности более чем 75 мас.%, в каждом случае по отношению к смеси.

Ради полноты картины следует указать на то, что значение S_d описывает эквивалентную диффузии водяного пара толщину слоя воздуха, говоря о которой, речь идет о строительно-физической степени для устойчивости к диффузии водяного пара конструктивного элемента или слоя конструктивного элемента. Значение S_d указывается в единице измерения [м] и физически в качестве (математического) произведения слагается из безразмерной постоянной материала, а именно коэффициента μ устойчивости к диффузии водяного пара соответствующего строительного материала или материала, умноженного на толщину S слоя конструктивного элемента в единице измерения [м].

Соответствующий изобретению защитный слой предпочтительно отличается тем, что значение S_d при относительной влажности в 90% составляет между 0,05 м и 0,4 м, причем значение S_d предпочтительно настолько мало, насколько это возможно. При этом предпочтительно предусмотрены значения менее 0,1 м, в частности меньше 0,09 м.

При относительной влажности в 80% значение S_d соответствующего изобретению защитного слоя предпочтительно составляет от 0,051 м до 150 м, однако оно всегда больше чем при относительной влажности в 90% и меньше чем при относительной влажности в 50%.

При относительной влажности в 65,5% значение S_d должно находиться между 4 м и 20 м, предпочтительно между 5 м и 15 м, однако оно в любом случае должно быть больше чем при относительной влажности в 80% и меньше чем при относительной влажности в 50%.

При относительной влажности в 50% значение S_d может предпочтительно составлять между 5 м и 150 м, однако оно всегда больше чем при относительной влажности в 80% и меньше чем при относительной влажности в 25%.

При относительной влажности в 37,5% значение S_d должно находиться между 20 м и 90 м, в частности между 30 м и 80 м, причем оно всегда больше чем значение S_d при относительной влажности в 50% и меньше чем при относительной влажности в 25%.

При относительной влажности в 25% значение S_d соответствующего изобретению защитного слоя может составлять между 10 м и 150 м, однако оно всегда больше чем при относительной влажности в 50%. Предпочтительно значение S_d при относительной влажности в 25% находится между 40 м и 90 м.

В альтернативном варианте осуществления могут быть предусмотрены уже более низкие значения S_d при относительной влажности в 25%. При этом значение S_d может находиться между 10 м и 30 м. Затем значение S_d непрерывно уменьшается и находится, например, при относительной влажности в 37,5% между 10 м и 30 м, однако меньше чем при относительной влажности в 25%. При относительной влажности в 65,5% значение S_d предпочтительно находится ниже 10 м, в то время как при относительной влажности в 80% оно предпочтительно находится ниже 0,1 м. При относительной влажности в 90% значение S_d также находится ниже 0,1 м, однако еще меньше чем при 80%.

Во всех вариантах осуществления имеет место то, что с увеличением относительной влажности воздуха значение S_d всегда уменьшается.

Кроме того, следует указать на то, что в вышеуказанных интервалах значений S_d при отдельных значениях относительной влажности все промежуточные интервалы, а также все отдельные значения должны рассматриваться как существенные для раскрытия изобретения, даже если они не указаны по отдельности.

Кроме того, следует понимать, что указанные выше для различных влажностей воздуха диапазоны значений S_d не должны быть в любом случае в совокупности соблюдены у соответствующего изобретению защитного слоя. Существенным является то, что соответствующий изобретению защитный слой при относительной влажности окружающей защитный слой атмосферы в диапазоне от 0% до 25% имеет значение S_d более 10 м, а при относительной влажности в диапазоне от 90% до 100% значение S_d менее 0,4 м. Например, следующие комбинации диапазонов значений S_d при рассмотренных влажностях воздуха следует рассматривать как соответствующие изобретению:

В диапазоне относительной влажности менее чем 25% значение S_d защитного слоя находится ниже диапазона значений S_d, который согласно изобретению предусмотрен при относительной влажности в 25%. Другими словами, значение S_d в диапазоне относительной влажности менее чем 25% составляет от более чем 10 м до более чем 150 м.

Проверка проницаемости водяного пара и измерение значений S_d осуществляются согласно DIN EN ISO 12572 и соответственно DIN EN 1931 в зависимости от диапазона влажности воздуха. Влагоадаптивные характеристики материала защитного слоя могут быть вызваны и/или устранены абсорбционными или адсорбционными процессами, вымачиванием, другими физическими процессами и/или химическими реакциями.

Проведенные в широком объеме в связи с изобретением гигротермические моделирования для оценки влагозащищенности изолированных строительных конструкций, причем вычисления были выполнены при помощи разработанного в институте строительной физики им. Фраунгофера способа для расчета неустановившейся передачи тепла и влаги в конструктивных элементах WUFI® 5.2, а также проведенные в широком объеме в рамках изобретения испытания показали, что защитные слои с описанными ранее свойствами диффузии водяного пара имеют существенно улучшенные свойства для предотвращения повреждений использованных строительных материалов влагой. В частности, благодаря высоким значениям S_d при незначительных влажностях воздуха в значительной степени исключается опасное выпадение конденсата в изолированной конструкции при диффузионном потоке водяного пара изнутри наружу европейской зимой. При высоких же влажностях воздуха значение S_d защитного слоя наиболее минимально, для того чтобы облегчать выход водяного пара из конструкции. Вследствие этого можно уменьшать возможно выпадающие количества конденсата и увеличивать потенциал высушивания.

Соответствующий изобретению защитный слой предпочтительно можно использовать в изолированных конструкциях здания, в частности в изолированных конструкциях крыши и стены здания, для защиты теплоизоляционного слоя конструкции здания. При этом на наружной стороне теплоизоляционного слоя, в частности ниже кровельного покрытия здания из кровельной черепицы, кровельного сланца или другого кровельного материала или за облицовкой фасада из камня, дерева или другого материала вентилируемого фасада, и/или на обращенной внутрь здания внутренней стороне теплоизоляционного слоя, в частности перед последующей, образованной посредством гипсокартона или тому подобного обшивкой, в каждом случае может быть предусмотрен, по меньшей мере, один влагопеременный защитный слой для теплоизоляционного слоя. Далее предпочтительно в каждом случае один защитный слой предусмотрен с внутренней стороны и с наружной стороны здания и расположен в частности непосредственно на теплоизоляционном слое.

Соответствующий изобретению защитный слой можно использовать почти по всему миру и соответственно независимо от климата. Кривая значений S_d соответствующего изобретению защитного слоя делает ненужным использование различных защитных слоев с внутренней стороны и с наружной стороны помещения. В изолированной конструкции здания защитный слой может способствовать предотвращению выхода из строя конструкции из-за отложения влаги.

Благодаря характеристике значений S_d соответствующего изобретению защитного слоя может достигаться безопасное содержание влаги для самых разных климатических регионов в изолированных конструкциях здания, в частности в том случае, если эквивалентные диффузии водяного пара толщины S_d слоя воздуха защитного слоя, предусмотренного с внутренней стороны помещения на теплоизоляционном слое, и защитного слоя, предусмотренного с наружной стороны помещения на теплоизоляционном слое, в диапазоне относительной влажности от 0% до 25% и/или в диапазоне относительной влажности от 80% до 100%, предпочтительно от 85% до 100%, отличаются друг от друга менее чем на 20%, предпочтительно менее чем на 10%. Отличие между значениями S_d обоих защитных слоев в вышеуказанных диапазонах может также составлять менее чем 5%. Согласно изобретению на наружной стороне и на внутренней стороне теплоизоляционного слоя используются защитные слои, которые имеют очень схожую или по существу одинаковую характеристику значений S_d. Также в диапазонах относительной влажности от 25% до 50% и/или от 50% до 80%, предпочтительно от 50% до 85%, отличие эквивалентных диффузии водяного пара толщин S_d слоя воздуха обоих защитных слоев может находиться в вышеуказанных диапазонах. При этом понятие "характеристика значений S_d" относится к зависимости эквивалентной диффузии водяного пара толщины S_d слоя воздуха противодиффузионного материала защитного слоя от относительной влажности окружающей защитный слой атмосферы.

Предпочтительное применение соответствующего изобретению защитного слоя в изолированной конструкции здания предусматривает использовать на наружной стороне и на внутренней стороне теплоизоляционного слоя защитные слои, которые в диапазоне относительной влажности от 0% до 25% и/или в диапазоне относительной влажности от 80% до 100%, предпочтительно от 85% до 100%, имеют идентичную, зависимую от влажности окружающей среды, эквивалентную диффузии водяного пара толщину S_d слоя воздуха. Далее в этой связи предпочтительно предусмотрено использовать выполненные идентично или одинаковые защитные слои с внутренней стороны и с наружной стороны помещения на теплоизоляционном слое. Это приводит к простой структуре конструкции и обеспечивает то, что конструкцию здания можно предпочтительно использовать почти во всех климатах.

В основе изобретения лежит в частности идея посредством использования специального влагопеременного защитного слоя с повышенным значением экранирования при сухой окружающей среде и с очень низким значением экранирования при очень высокой влажности как на наружной стороне, так и на внутренней стороне изолированной конструкции здания делать возможным независимое от климата исполнение конструкции здания. Существующая до сих пор необходимость использовать различные пленки для изготовления изолированной конструкции тем самым отпадает. Также больше не требуется учитывать различные климатические условия, в частности жаркое лето и очень холодную зиму, посредством использования различных пленок.

Признаком защитного слоя предпочтительно является то, что влагопеременный материал по энергетическим причинам и причинам защиты древесины может образовывать воздухонепроницаемый слой. Воздухонепроницаемость нескольких защитных слоев друг с другом может создаваться при помощи самоклеящихся лент, сваривания, подходящих клейких лент или подходящих клеящих веществ. Воздухонепроницаемость необходима, но лишь для всего защитного слоя. При многослойной структуре не все защитные слои должны быть выполнены в каждом случае воздухонепроницаемыми. К элементам здания защитный слой можно прикреплять при помощи подходящих клеящих веществ и/или уплотнительных лент.

Влагопеременный материал может быть выполнен в виде пластины и/или изделия плоской формы, в частности в виде (гибкой) пленки или мембраны и/или в виде покрытия материала-носителя, далее в частности в виде наносимого кистью и/или напыляемого покрытия материала-носителя и/или может содержать такое изделие плоской формы. Пленка может быть нанесена в виде полимерного покрытия (с одной стороны или с обеих сторон) на материал-носитель или с одной стороны или с двух сторон может быть склеена с материалом-носителем, причем материал-носитель может быть в частности тканью или нетканым материалом. Между пленкой и материалом-носителем может быть предусмотрен слой клея для улучшения адгезии. Влагопеременный материал у соответствующего изобретению защитного слоя может также иметь самоприклеивающийся компонент для улучшения адгезии между пленкой и материалом-носителем. Защитный слой может быть снабжен самоклеящимися полосами или сплошным клеевым слоем.

Исходные материалы для изготовления защитного слоя могут применяться в виде пластиковых гранулятов или дисперсий/эмульсий синтетических полимеров и/или в виде порошков. Изготовление может осуществляться при помощи способа литья, коагуляции, экструзии рукава с раздувом или экструзии пленки. Отдельные слои могут каландрироваться, ламинироваться, соединяться при помощи тепла или клеевых слоев. Кроме того, в случае жидких компонентов возможно окунание, опрыскивание, напыление, нанесение с помощью ракли. Последующая тепловая фиксация или вытяжка или придание водоотталкивающих свойств (гидрофобизирование) промежуточного продукта могут быть необходимы для изготовления защитных слоев.

Соответствующий изобретению защитный слой предпочтительно имеет толщину слоя от 10 мкм до 3 мм, далее предпочтительно от 20 мкм до 2 мм, наиболее предпочтительно от 50 мкм до 1 мм.

Отнесенный к единице площади вес защитного слоя может составлять между 20 г/м² и 700 г/м², предпочтительно между 50 г/м² и 270 г/м².

Влагопеременный материал может иметь полиамид (ПА), в частности ПА 6, ПА 3 и/или сополимер полиамида, и/или доступен и/или он может состоять из полиамида, в частности ПА 6, ПА 3 и/или сополимера полиамида, в качестве исходного материала и при необходимости дополнительных компонентов.

Для того чтобы придавать необходимые свойства в отношении устойчивости к диффузии водяного пара, материал может также иметь иономер, и/или доступен и/или он может состоять из иономера в качестве исходного материала и при необходимости дополнительных компонентов. Также возможно, что материал имеет гомополимер или сополимер этилена и винилового спирта (EVAL), и/или доступен и/или он состоит из такого материала.

Говоря о подходящем влагопеременном материале, речь может также идти о полиуретане (ПУ), в частности о термопластичном полиуретане (ТПУ). Предпочтительно может использоваться полиуретан, имеющийся в продаже на основе соединения и/или реакции алифатических или ароматических диизоциантов с полиэстер-, полиэтер-, полиэтерэстер-, поликапролактам- или поликарбонат-диолами. Материал может быть выполнен в виде пленки и/или может иметь пленку, которая изготовлена на основе полиуретана и/или состоит из полиуретана и/или имеет полиуретан. В частности, может использоваться пленка, которая изготовлена из термопластичного полиуретана и/или состоит из термопластичного полиуретана и/или имеет термопластичный полиуретан. Влагопеременный материал частично или полностью может также состоять из термопластичного полиэфирного эластомера (TPE-E), известного под торговыми наименованиями, таким как Keyflex, Hytrel, Arnitel или тому подобное, или из термопластичного полиамидного эластомера (TPE-A), известного, например, под торговыми наименованиями Pebax или тому подобное.

Альтернативно также возможно то, что противодиффузионный материал имеет этиленвинилацетат (ЭВА) в качестве исходного материала и/или доступен и/или он состоит из этиленвинилацетата и при необходимости дополнительных компонентов.

Следует понимать, что влагопеременный материал может быть также приобретен из комбинации и/или реакции, по меньшей мере, двух вышеуказанных исходных материалов. В частности, материал может состоять из комбинации компонента с высоким значением экранирования и компонента с низким значением экранирования, также в комбинации с дополнительными компонентами. При этом посредством изменения весовых долей могут целенаправленно устанавливаться значения S_d/соотношения относительной влажности воздуха, а также другие свойства, такие как твердость или упругость.

Влагопеременный материал может включать в себя активные или пассивные добавки и/или наполнители. В качестве активных добавок согласно изобретению понимаются такие добавки, которые оказывают влияние на влаговариативность противодиффузионного материала, благодаря тому, что они могут, например, поглощать влагу. Например, в качестве активной добавки может быть предусмотрена пирогенная кремниевая кислота, в частности кремниевая кислота, продаваемая под торговым наименованием AEROSIL®. Пассивными же наполнителями согласно изобретению являются такие наполнители, чьи свойства не зависят от влажности, как например слоистые силикаты. В качестве дополнительных добавок могут использоваться стабилизаторы или вспомогательные средства, облегчающие обработку.

Для того чтобы дополнительно улучшать или обеспечивать необходимые свойства в отношении устойчивости к диффузии водяного пара, например, полиуретан и/или полимер этилена и винилового спирта и/или их смесь может иметь, по меньшей мере, один наполнитель в качестве присадки, в частности слоистый силикат, далее в частности слоистый наносиликат. Слоистые силикаты представляю собой газонепроницаемые пластинки. Благодаря своей ориентации в полимере они вызывают эффект экранирования против диффузии газов, как например водяного пара. В идеале наночастицы глины ориентированы таким образом, что они могут создавать более высокое значение экранирования и тем самым более высокое значение S_d, чем матричный полимер. Если используется матричный полимер, который может набухать при повышенной влажности, то это может приводить к выравниванию пластинок слоистого силиката таким образом, что благодаря увеличению расстояний между слоями возможно ускоренное перемещение водяного пара к границам слоя, и таким образом достигается очень низкое значение S_d.

Наиболее высокая защита против нежелательного проникновения влаги в конструкцию предоставлена в том случае, если изменение относительной влажности окружающей защитный слой атмосферы приводит к смещенному во времени изменению эквивалентной диффузии водяного пара толщины S_d слоя воздуха материала. При замедленной реакции защитный слой открыт или имеет повышенную проницаемость для водяного пара в том случае, если краткосрочное повышение влажности уже снова закончилось. Тем самым нежелательное проникновение влаги в изолированную конструкцию здания в значительной степени исключено. Если же влага постоянно имеется внутри здания и/или в конструкции здания, то влага может исчезать, как только пленка открыта.

Предпочтительно влагопеременный материал выполнен таким образом, что повышение относительной влажности, например, от диапазона между 0% и 25% до диапазона между 80% и 100% приводит к понижению эквивалентной диффузии водяного пара толщины S_d слоя воздуха материала, например, до значения S_d менее 5 м, предпочтительно менее 1 м, далее предпочтительно менее 0,1 м, через 2-96 часа, в частности через 12-72 часа, далее в частности через 24-28 часа. Так как понижение значения S_d происходит с задержкой во времени относительно повышения влажности, кратковременное повышение влажности, которое может возникать при эксплуатации здания, например, при приготовлении пищи, а также после кратковременного дождя, не может привести к тому, что слишком много воды проникает в конструкцию. Окружающая же в течение длительного времени влага, которая может появляться внутри конструкции, может выходить.

Далее изобретение будет разъясняться на примерах. Описанные в дальнейшем гигротермические моделирования были проведены при помощи моделирующей программы WUFI® 5.2. Расчеты исходят, как правило, из самых неблагоприятных условий. Рассматривались следующие краевые условия:

- наружный слой является сплошным (кровельное покрытие или облицовка фасада);

- вентиляционный зазор имеет функцию накопления влаги и принимается в расчет источник притока воздуха и влаги;

- уклон крыши составляет 35°, принимается в расчет красная кровельная черепица с зацеплением против дождя в соответствии с уклоном;

- для фасадов предполагается деревянная обшивка;

- здания ориентируются в направлении наименьшего количества энергии солнечного излучения, для того чтобы моделировать самый неблагоприятный случай;

- расчеты производились для периода с 1-го сентября 2013 г. по 1-ое сентября 2018 г. с двухчасовыми шагами;

- если для климатических данных были заложены несколько наборов данных, то принимался самый неблагоприятный случай;

- на внутренней стороне был расположен монтажный зазор в 25 мм и гипсокартонная плита;

- исходная влажность над конструктивным элементом была зафиксирована на постоянном уровне в 80%;

- микроклимат помещения рассчитывался в зависимости от наружного климата согласно EN 15026 c высокой нагрузкой влажности.

Пример 1.

Компаунд, состоящий на 60 процентов по массе из Ether-ТПУ марки DESMOPAN компании Bayer и на 40 процентов по массе из сополимера этилена и винилового спирта марки EVAL F компании Kuraray, отливается в изготовленную отливом пленку в качестве защитного слоя с отнесенным к единице площади весом в 100 г/м². На фиг. 1 приведены значения S_d для защитного слоя при различных относительных влажностях воздуха окружающей среды. Проверка проницаемости водяного пара и измерение значений S_d осуществлялись согласно нормам DIN EN ISO 12572 и соответственно 1931.

На основе приведенной на фиг. 1 и определенной в испытаниях с изготовленной отливом пленкой пары значений из значений S_d и значений для соответствующих относительных влажностей воздуха были выполнены гигротермические моделирования для оценки влагозащищенности стандартной конструкции 1 скатной крыши. Соответствующие изобретению защитные слои 4, 6 имеют одинаковую характеристику значений S_d согласно фиг. 1.

Рассмотренная при гигротермических моделированиях конструкция 1 крыши схематично показана на фиг. 2 и имеет следующую структуру, начиная с наружного кровельного покрытия:

Моделирования были проведены при помощи упомянутого выше способа для расчета неустановившейся передачи тепла и влаги в конструктивных элементах WUFI® 5.2. При этом была рассмотрена одна и та же стандартная конструкция 1 скатной крыши для различных климатических зон. WUFI® 5.2 предоставляет обширный сбор данных о различных климатах.

Выбранную для моделирования последовательность слоев конструкции 1 скатной крыши и толщины слоев схематично показывает фиг. 3. Был рассмотрен наружный слой 5a стекловаты и внутренний слой 5c стекловаты, в каждом случае имеющий толщину в 1 мм и прилегающий к одному из защитных слоев 4, 6, причем исходили из общей толщины теплоизоляции в 140 мм. В соответствии с этим толщина среднего слоя 5b стекловаты составляла 138 мм. Кроме того, исходили из того, что соответствующий изобретению защитный слой 6 с документированными значениями S_d используется с внутренней стороны помещения, а дополнительный защитный слой 4 за пределами слоев с 5a по 5c стекловаты в качестве наружного слоя. Было оценено определенное в рамках моделирования содержание влаги прилегающих непосредственно к защитным слоям 4, 6 слоев 5a, 5c стекловаты. Были рассмотрены климаты, которые представляют стандартные условия (Хольцкирхен), а также такие климаты, которые отображают экстремальные условия (Карасйок, Майами).

Были определены следующие некритичные количества воды в слоях 5a, 5c стекловаты:

Пример 2.

Нетканое полотно с отнесенным к единице площади весом в 70 г/м² было покрыто посредством экструзии компаундом, состоящим на 65 процентов по массе из Ether-Ester-ТПУ марки DESMOPAN компании Bayer и на 35 процентов по массе из сополимера этилена и винилового спирта марки EVAL C компании Kuraray. С полученной таким образом пленкой были проведены испытания, для того чтобы определить значения S_d при различных относительных влажностях воздуха.

На основе приведенной на фиг. 4 и определенной в испытаниях с пленкой пары значений из значений S_d и значений для соответствующих относительных влажностей воздуха были выполнены гигротермические моделирования для оценки влагозащищенности описанной выше стандартной конструкции 1 скатной крыши. Моделирование происходило, как это было описано в примере 1. Были определены некритичные количества конденсата значительно ниже 100 г/м² для рассмотренных климатов. Были определены следующие количества воды в слоях 5a, 5c стекловаты:

Пример 3.

41-процентная, водная дисперсия Polyether-ПУ компании Alberdingk-Boley наполнялась на 5 процентов по массе слоистым наносиликатом при помощи шаровой мельницы, гомогенизировалась, наносилась при помощи ракли на полотно из полиэтилентерефталата с отнесенным к единице площади весом в 70 г/м² и отверждалась при помощи термической обработки. Вследствие этого была получена пленка с отнесенным к единице площади весом в 170 г/м². С полученной таким образом пленкой были проведены испытания, для того чтобы определить значения S_d при различных относительных влажностях воздуха.

На основе приведенной на фиг. 5 и определенной в испытаниях с пленкой пары значений из значений S_d и значений для соответствующих относительных влажностей воздуха были выполнены гигротермические моделирования для оценки влагозащищенности описанной выше стандартной конструкции 1 скатной крыши. Моделирование происходило, как это было описано выше. Были определены некритичные количества конденсата значительно ниже 100 г/м² для рассмотренных климатов.

Кроме того, было обнаружено смещенное во времени по отношению к увеличению влажности открытие пленки или замедленное понижение значения S_d пленки. Например, значение S_d в 0,07 м при относительной влажности в 90% было достигнуто приблизительно через восемь часов.

Были определены следующие количества воды в слоях 5a, 5c стекловаты:

При этом в субполярном арктическом климате Карасйока доходит до существенного увеличения количества воды на наружном защитном слое. И хотя количество в 120 г/м² все еще является некритичным, тем не менее, для этой климатической зоны были бы более достойны рекомендации пленки из примеров 1 и 2.

Вышеуказанные диапазоны значений включают в себя в каждом случае все промежуточные значения и интервалы, даже если они явно не обозначены цифрами. Тем не менее, эти промежуточные значения и интервалы рассматриваются как существенные для изобретения. Дальнейшие признаки, преимущества и подробности изобретения проистекают из последующего описания при помощи чертежа. При этом на чертеже показаны:

фиг. 6a-e - различные структуры соответствующих изобретению пароизоляционных пленок; и

фиг. 7 - соответствующая изобретению изолированная конструкция здания.

На фиг. с 6a по 6e показаны различные структуры защитных слоев 9. Показанные защитные слои 9 выполнены влагоадаптивными или влагопеременными и в каждом случае имеют, по меньшей мере, одну пленку 10, 11, которая обнаруживает зависимую от влажности окружающей среды устойчивость к диффузии водяного пара и благодаря достаточной прочности на разрыв и сжатие подходит для использования при строительстве в зданиях. Показанный на фиг. 6a защитный слой 9 имеет однослойную структуру и образуется посредством пленки 10, которая имеется в продаже из смеси полиуретана с полимером этилена и винилового спирта. Показанный на фиг. 6b защитный слой 9 также имеет однослойную структуру, которая образуется посредством пленки 11, причем пленка 11 имеется в продаже из полиуретана и имеет слоистый наносиликат.

Показанные на фиг. с 6c по 6e защитные слои 9 в каждом случае имеют многослойную структуру, по меньшей мере, с одной пленкой 10 и, по меньшей мере, с одним дополнительным слоем, который образуется посредством материала-носителя 12. Говоря о материале-носителе 12, речь может идти о ткани или о нетканом материале. У показанного на фиг. 6d защитного слоя 9 пленка 10 расположена между двумя наружными слоями материала-носителя 12. У показанного на фиг. 6d защитного слоя 9 пленка 10 может быть покрыта с обеих сторон слоем ткани и/или нетканого полотна. В частности, пленка 10 может быть с обеих сторон оклеена тканью и/или нетканым полотном. У показанного на фиг. 6e защитного слоя 9 две наружные пленки 10 соединены с расположенным между ними слоем из материала-носителя 12.

Следует понимать, что у показанных на фиг. с 6c по 6e структур на месте пленки 10 может быть также предусмотрена пленка 11 и/или пленка, которая имеется в продаже из смеси полиуретана с полимером этилена и винилового спирта и имеет слоистый наносиликат в качестве наполнителя.

На фиг. 7 показана изолированная конструкция 13 здания, говоря о которой, речь может идти об изолированной конструкции крыши и/или стены здания. Конструкция 13 здания имеет теплоизоляционный слой 14 предпочтительно из минеральной ваты. На наружной стороне 15 теплоизоляционного слоя 14 и на обращенной внутрь здания внутренней стороне 16 теплоизоляционного слоя 14 в каждом случае предусмотрена пленка в качестве защитного слоя 9. Предпочтительно на обеих сторонах 15, 16 теплоизоляционного слоя 14 расположены выполненные одинаково или идентично защитные слои 9. Защитные слои 9 состоят из пленки или мембраны, которая при относительной влажности окружающей защитный слой 9 атмосферы в диапазоне от 0% до 25% имеет эквивалентную диффузии водяного пара толщину S_d слоя воздуха более чем 10 м, а при относительной влажности окружающей защитный слой 9 атмосферы в диапазоне от 90% до 100% имеет значение S_d менее 0,4 м.

Тем самым значения экранирования защитного слоя 9 оптимизированы таким образом, что он может использоваться как на наружной стороне 15, так и на внутренней стороне 16 теплоизоляционного слоя 14. К защитным слоям 9 на каждой стороне 15, 16 теплоизоляционного слоя 14 в каждом случае прилегает воздушная прослойка 17. Снаружи конструкцию завершает обшивка 18, говоря о которой, речь может идти об образованном посредством черепицы или тому подобного кровельном покрытии или об облицовке фасада, в то время как изнутри конструкцию завершает обшивка 19, говоря о которой, речь может идти о гипсокартонной стенке или о других обычных внутренних обивках.

Конструкция 13 здания может иметь последовательность слоев и/или толщины слоев, которые отличаются от показанной на фиг. 7 последовательности слоев и от показанных толщин слоев; лишь положение соответствующего изобретению защитного слоя 9 должно быть обязательно непосредственно на наружной или внутренней стороне теплоизоляционного пакета.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 конструкция крыши

2 кровельная черепица

3 воздушная прослойка

4 защитный слой

5a-5c слои стекловаты

6 защитный слой

7 воздушная прослойка

8 гипсокартонная плита

9 защитный слой

10 пленка

11 пленка

12 материал-носитель

13 конструкция здания

14 теплоизоляционный слой

15 наружная сторона

16 внутренняя сторона

17 воздушная прослойка

18 обшивка

19 обшивка

Реферат

Группа изобретений относится к строительству. Технический результат - улучшенные свойства защитного слоя для предотвращения повреждений влагой строительных материалов, возможность использования в изолированных конструкциях крыши и/или стены здания равным образом с наружной стороны и внутренней стороны относительно помещения, возможность использования независимо от климатических условий. Влагопеременный защитный слой, в частности для использования для защиты теплоизоляционного слоя в изолированных конструкциях здания, таких как конструкции крыши и/или стены здания, имеет зависимую от влажности окружающей среды эквивалентную диффузии водяного пара толщину Sслоя воздуха. Причем защитный слой, по меньшей мере, частично состоит из материала и/или содержит материал, который при относительной влажности атмосферы, окружающей защитный слой, в диапазоне от 0% до 25% имеет эквивалентную диффузии водяного пара толщину Sслоя воздуха более 10 м. А при относительной влажности атмосферы, окружающей защитный слой, в диапазоне от 90% до 100% имеет эквивалентную диффузии водяного пара толщину Sслоя воздуха менее 0,4 м. Значение Sпри относительно влажности в 25% находится между 20 м и 100 м. Защитный слой доступен из смеси полиуретана с полимером, включающим в себя виниловый спирт в качестве мономера, и/или состоит из такой смеси, и/или имеет такую смесь. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил., 5 табл., 3 пр.

Формула