Investigation of hydrothermal performance of fibrous thermal insulation materials

Abstract

The hydrothermal performance of fibrous thermal insulation materials is dictated by the response of the system to combined heat, air and moisture fluctuations produced by exterior and interior conditions that exist on either side of the materials. This paper reports on experimental results to assess the drying and wetting rate of fibrous thermal insulation materials in close contact with various combinations of sheathing. Fibrous thermal insulation material, such as mineral wool, was used for investigation. Full-scale specimen of structure was installed in climatic chamber. A median divider separates the specimen in two equal areas: a specimen with sheathing and a specimen without sheathing (reference measurement). Both specimen sections were instrumented to allow direct comparison of the hydrothermal performance. Observations from the full-scale specimen showed that there is a risk moisture accumulation in wall structure, because the water vapour permeability of external layer of fibrous thermal insulation material plays the significant role. According to the results, the R-value decreased 15 % from initial level while moisture content of the external layer of mineral wool increased 10 %.

Pastatų atitvarose vyksta intensyvūs šilumos ir masės mainai. Pluoštinių termoizoliacinių medžiagų šiluminės ir drėgminės savybės priklauso ne tik nuo jų drėgnio, bet ir nuo aplinkos temperatūros, oro filtracijos pro medžiagą ar šalia jos, medžiagos senėjimo procesų. Nuo to, kaip tiksliai įvertinami šie poveikiai, nustatant termoizoliacinių medžiagų šiluminius rodiklius eksploatacijos sąlygomis, priklauso, ar ekonomiškai vartojamas kuras pastatui šildyti, ar pagrįstai naudojamos medžiagos pastatų atitvarose, taip pat pastato naudojimo patogumas. Siekiant išsiaiškinti šilumos ir drėgmės judėjimo ir kaupimosi tiriamojoje konstrukcijoje dėsningumus, buvo tirti skirtingi pluoštinių termoizoliacinių ir vėjo izoliacinių medžiagų deriniai, įvairūs vėdinimo intensyvumai. Ištirta drėgmės migracija sluoksnyje, kuriame kaupiasi kondensacinė drėgmė arba kuris liečiasi su kita drėgna medžiaga, taip pat akmens vatoje esančios drėgmės užšalimas prie neigiamų temperatūrų paviršių, naudojant šiluminio ir drėgminio būvio skaičiavimus ir eksperimentinius sienų konstrukcijų tyrimus klimatinėje kameroje. Šio eksperimentinio tyrimo rezultatai parodė, kad iki 20 mm storio išorinis pluoštinės termoizoliacinės medžiagos sluoksnis patenka į neigiamų temperatūrų zoną, tačiau drėgmė kondensuojasi vyksta tik artimiausių 10 mm storio sluoksnelyje. Dėl šios priežasties šildymo sezono metu, nevėdinamos pluoštinės termoizoliacijos drėgnis gali padidėti iki 15 %, o R vertė – sumažėti 10 %. [...]