Паропроницаемость мембраны: Топ-5 мембран на все случаи жизни

Топ-5 мембран на все случаи жизни

Несмотря на то, что в названии статьи сказано обо всех случаях жизни, конечно, надо понимать, что производители мембранных тканей – не джины из бутылки, и решить все проблемы пользователей не способны, хоть и очень стараются. Дабы составить представление о том, что такое мембранные ткани и какие задачи они способны решать, давайте коротко разберемся в строении мембран, способах производства и свойствах.

Виды мембран

Мембранные ткани различаются строением, методом производства и образом действия. По строению мембраны делятся на беспоровые, поровые, комбинированные и электроспиннинговые.

Беспоровые мембраны (гидрофильные) – сплошное покрытие, осуществляющее транспортировку влаги изнутри за счет диффузии. Необходима разница в давлении и влажности. Поэтому, прежде чем выйти наружу, влага скапливается внутри мембраны в достаточном для вытеснения на поверхность количестве. Материал всегда ощущается слегка влажным.

Соответственно, беспоровая мембрана не слишком хорошо выводит пары влаги при открытой вентиляции, влажной погоде и при минусовых температурах. К положительным качествам можно отнести долговечность, высокие показатели водостойкости и паропроницаемости, абсолютную ветроустойчивость и относительно низкую стоимость. Наиболее известные примеры: Toray Dermizax, Marmot Membrane, Mountain Hardware Conduit.

Поровые мембраны (гидрофобные) – представляют собой тонкий слой полиуретана или тефлона (политетрафторэтилена – ПТФЭ), растянутый до такой степени, что распадается на отдельные волокна, между которыми образуются поры. Поровые мембраны хорошо работают на отведение паров влаги и имеют хорошую водостойкость. Такие мембраны работают во влажной атмосфере и при низких температурах. Однако, поры быстро загрязняются, а сама мембрана слишком нежна и подвержена повреждениям от механического воздействия. Наиболее известные примеры: Gore-Tex 30-летней давности, первые мембраны eVent и другие.

Поровая мембрана под микроскопом

Комбинированные мембранные материалы сочетают в себе поровую мембрану и беспоровое покрытие, защищающее ее от механических повреждений. Классический представитель данной конструкции – современный Gore-Tex. Беспоровое покрытие значительно тоньше стандартной беспоровой полиуретановой мембраны, а потому ее недостатки практически не проявляются. Таким образом, комбинированный мембранный материал обладает преимуществами поровых мембран и надежностью беспорового покрытия.

Электроспиннинговый мембранный материал — относительно свежее изобретение. Яркими представителями служат Polartec Neoshell (2012 год), Outdoor Research AscentShell (2016 год) и The North Face Futurelight™ (2019 год). Особенностью конструкции является нанопокрытие из полиуретана, наносимое практически на любую ткань с помощью множества миниатюрных сопел. Процесс схож с работой струйного принтера. Толщина полиуретановых нитей настолько мала, что на поверхности ткани образуется тончайшая пространственная решетка, обладающая свойствами мембраны.

Плотность мембранной пленки очень низка, ткань сохраняет эластичность и имеет чрезвычайно высокие показатели паропроницаемости. Благодаря контролируемому процессу характеристиками такой мембраны можно управлять еще во время нанесения нановолокон на ткань. Считается, что данная технология – будущее outdoor индустрии.

Ради чего же проводятся все эти дорогостоящие исследования, запускаются невероятные технологические процессы, создаются производственные мощности и делаются сумасшедшие открытия? Ведь можно просто надеть полиэтиленовый пакет размером с человеческий организм и остаться сухим во время сильнейшего ливня. Да, если вы бежите из дачного домика накрыть огурцы в огороде, чтобы их не побило градом. Люди, покоряющие вершины гор и проходящие маршрут  в суровых природных условиях, нуждаются в чем-то большем, чем полиэтиленовый пакет. Им необходима надежность, безопасность, максимально возможный комфорт и минимум мыслей о том, как работает их одежда, подведет ли она в самый ответственный момент.

Им нужно ощущение сухости изнутри. Прочность и долговечность. Возможность довериться своему снаряжению, поскольку от этого часто зависит их жизнь.

Свойства мембран

Итак, что мы можем получить от мембранного материала?

Паропроницаемость – способность ткани выводить наружу избыточную влагу, которая непременно образуется у человека во время интенсивных нагрузок. Влага выводится в виде пара после испарения с поверхности кожи. Эта способность защищает от переохлаждения в холодную погоду и от перегрева во время физической активности.

Водостойкость – свойство мембраны препятствовать проникновению влаги снаружи. Пар и капля воды состоят из молекул одинакового размера, поскольку это всего лишь разные агрегатные состояния воды. Это мы знаем из школьного курса физики. Однако, связь между молекулами в капле значительно выше, капля плотнее, а значит, ее проще задержать на поверхности. Так и работает мембрана. Вода снаружи задерживается, не проникая внутрь, а избыточный пар изнутри свободно выводится на поверхность.

И тут кроется задачка, справиться с которой производителям мембранных материалов пока не под силу. Если придать мембране высокие показатели паропроницаемости, она потеряет в водостойкости. Сделав мембрану максимально водостойкой, чрезвычайно сложно придать ей высокие влагоотводящие показатели. Должен соблюдаться определенный баланс. Или теряется универсальность.

Ветроустойчивость или воздухопроницаемость – характеристика, описывающая возможность мембранной ткани пропускать воздух или противостоять ветру. Ветер может быть как помощником, охлаждающим организм во время высокой активности, так и ярым противником, выдувающим из-под одежды драгоценное тепло. Чем более устойчива к ветру мембранная ткань куртки или брюк, тем выше вероятность сохранения внутреннего микроклимата даже в экстремальных условиях. Показатели воздухопроницаемости крайне редко указываются производителями мембранных тканей. Чаще всего приблизительно пишут о процентах ветроустойчивости.

Топ-5

Рассмотрим пять наиболее известных мембранных тканей, достаточно универсальных, чтобы подойти «на все случаи жизни». Как мы уже поняли, всякая универсальность имеет границы. Поэтому выбирать мембранную ткань стоит, исходя из условий использования и собственных требований к конкретному снаряжению.

А вот и «случаи жизни» – сферы деятельности, в которых нам необходима высокотехнологичная одежда и обувь с мембраной:

  • все виды альпинизма
  • скалолазание на естественном рельефе
  • зимние виды спорта: сноуборд, горные лыжи, в том числе экстремальные дисциплины, такие как фрирайд и хелиски.
  • хайкинг, треккинг и горный туризм
  • рыбалка и охота
  • мотоспорт и автоспорт

 

Gore-Tex Pro

Согласно заявлению производителя – мембранная ткань из категории Ultimate. Бескомпромиссная защита от ветра и воды, высокие показатели паропроницаемости и отменная прочность. Везде, где от одежды требуется полная отдача, подойдет мембранная ткань Gore-Tex Pro.

Мембранные ткани Gore-Tex Pro имеют высокие показатели паропроницаемости, следовательно, при интенсивных нагрузках внутренний микроклимат будет сохраняться, что поможет избежать перегрева или переохлаждения в суровых условиях.

К тому же образующийся во время двигательной активности липкий пот – явление малоприятное. Дождь, снег и попадание под водопад мембрана держит очень долгое время. В ботинках Gore-Tex Pro можно смело измерять глубину луж и долго идти по горным тропам в проливной дождь. Сухость изнутри гарантирована. Ледяной ветер остужает одежду-оболочку, но не проникает внутрь через ткань, а значит, не выдувает тепло и не охлаждает организм.

Показатели в числах:

  • паропроницаемость – RET <6 м² Pa/W (тест, определяющий способность ткани сопротивляться проникновению пара; чем ниже показатель, тем лучше паропроницаемость)
  • водостойкость – 28 000 мм водяного столба

Конструкция Gore-Tex Pro представляет собой 3 полноценных слоя: верхняя ткань, мембрана и внутренняя ткань. Внешний слой обычно имеет водоотталкивающую пропитку DWR, которая не позволяет ему намокать и накапливать влагу. Сухой внешний слой обеспечивает защиту от механических повреждений и беспрепятственную работу мембраны по транспортировке избыточной влаги от тела. Внутренний слой защищает мембрану от трения о средние и базовые слои одежды, не препятствует отводу влаги.

Мембрана GoreTex под микроскопом

Плюсы очевидны. Сюрпризы природы в виде дождя, снега и ветра обладателю комплекта одежды с мембраной Gore-Tex Pro не страшны. А значит, можно заниматься любимым видом деятельности, не отвлекаясь на мелочи. Однако если вам нравится, например, бег по пересеченной местности, и вы совершаете пробежки в любую погоду, включая июльскую жару, стоит обратить внимание на другие продукты Gore-Tex, более подходящие для теплой погоды.

Мембранные материалы Gore-Tex используют практически все известные производители снаряжения для экстремальных видов спорта. В нашем магазине это бренды Arcteryx, Asolo, Berghaus, Dakine, Haglofs, La Sportiva, Montura, Norrona, Mammut, Mountain Equipment, Mountain Hardwear, Patagonia и другие.

.

Toray Dermizax NX

Мембранная ткань Dermizax NX японского производителя Toray представляет последнее поколение беспоровых мембран. Очень тонкая и эластичная  полиуретановая ткань, имеющая кристаллическую структуру, высочайшие показатели паропроницаемости и водостойкости. Поскольку такая ткань не имеет пор, она способна растягиваться до 200%. Прочная и устойчивая к жесткой эксплуатации, не забивается частицами грязи или кожного жира, совершенно не пропускает ветер. С использованием мембраны Dermizax NX производятся эффективно работающие трехслойные ткани для одежды outdoor.

Показатели в числах:

  • паропроницаемость – 30 000 до 40 000 г/м²/24ч
  • водостойкость – 20 000 мм водяного столба и выше

Транспортировка влаги на поверхность материала достигается за счет процесса диффузии, благодаря разнице во влажности изнутри и снаружи. Dermizax NX осуществляет перенос быстро, демонстрируя минимальный уровень конденсации, а время является важным показателем качества мембраны. Соответственно, при высоких температурах влага будет накапливаться быстрее, транспортировка тоже ускорится.

Структура мембраны Dermizax

Группа тканей Toray Dermizax напрямую соперничает с Gore-Tex по своим характеристикам и показателям.

Бренд с мембранами группы Dermizax, представленный в нашем магазине: Bergans.

.

The North Face Futurelight™

Фирменный мембранный материал от бренда The North Face, полученный посредством электроспиннинговой технологии. В компании назвали процесс производства «наноспиннинг».

Futurelight™ – трехслойная ткань. На внешний слой из переработанных материалов нанесена тончайшая полимерная сетка. Вместо пор – микроскопические промежутки между волокнами полиуретана. Внутренний слой – мягкая подкладка, также сделанная из переработанных материалов. Внешний слой ткани обрабатывается стойкой водоотталкивающей пропиткой DWR без полифторированных соединений в составе (PFC-Free).

По утверждению производителя наноструктура мембраны Futurelight™ позволяет существенно повысить показатели паропроницаемости без ущерба водонепроницаемости и долговечности, а процесс производства – задать эти свойства на этапе нанесения волокон полиуретана на ткань. В итоге получилась водостойкая, ветрозащитная, отлично «дышащая», тонкая, эластичная и прочная ткань, способная защитить пользователя в самых суровых условиях. Плотность мембранного слоя невысока и содержит до 85% воздуха, поэтому материал имеет малый вес, сохраняет некоторую воздухопроницаемость. Плюс, с помощью данной технологии можно создавать бесшовные переходы между более водостойкими и воздухопроницаемыми зонами на одежде. То есть, в стратегически расположенных зонах мембрана будет или защищать от проникновения воды извне, или помогать телу дышать, осуществляя транспортировку влаги на поверхность с большей эффективностью.

Несмотря на свежесть разработки, уже были проведены полевые и лабораторные испытания. Компания The North Face сотрудничает с американской организацией Underwriters Laboratories Inc. (далее – UL), занимающейся стандартизацией и сертификацией в области техники безопасности. UL подвергла ткань Futurelight™ тем же испытаниям на водостойкость, что использовались для пожарного снаряжения. На одежду сбрасывалось более 200 галлонов (757 л) воды в час. Futurelight™ выдержала испытание и получила сертификат UL, гарантирующий 100% водонепроницаемость при сохранении высокого уровня воздухопроницаемости. Однако, конкретные числа компанией не раскрываются.

Показатели паропроницаемости известны и являются максимальными из существующих на рынке – верхний возможный предел 75 000 г/м²/24 ч. Мембрана превосходно работает на выведение влаги и не позволяет конденсату образовываться на внутренней поверхности одежды.

Полевые испытания прошли успешно в экстремальных условиях гор от Эвереста до первого спуска на лыжах с вершины Лходзе.

В нашем магазине товары бренда с мембраной Futurelight™ можно посмотреть здесь: The North Face.

.

Patagonia h3No

h3No – собственная разработка компании Patagonia. История и идеология бренда базируются на гуманном отношении к природе, поэтому основной отличительной особенностью тканей Patagonia является включение в их состав переработанных и биоразлагаемых  материалов. Трехслойная мембранная ткань h3No, детали производства которой не разглашаются, состоит из 100% переработанного нейлона, поликарбонатной мембраны с 13% биоразлагаемых компонентов и трикотажной подкладки. Плюс, стойкая водоотталкивающая пропитка без PFC – Deluge® DWR, которая считается более надежной, чем классическая DWR.

Чтобы продукция бренда служила дольше и менялась пользователями реже, материалам придана исключительная долговечность, прочность и износоустойчивость. Patagonia подвергает свои ткани жесточайшим тестам. Тест на прочность, например, называется «Killer Wash» – «стирка-убийца». Тест за 24 часа имитирует годы интенсивной эксплуатации во влажных условиях, проверяя продукцию на стойкость к заломам и истиранию. Тест на водостойкость предполагает три дня испытаний небольшим дождем, ливнями и на специальном оборудовании. Паропроницаемость тестируется по стандартам MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate).

Показатели в числах:

  • паропроницаемость: 15 000 г/м²/24ч
  • водостойкость – 20000 мм водяного столба до теста Killer Wash и 10000 мм после теста

Таким образом, компания Patagonia вот уже несколько лет предлагает нашему вниманию одежду с собственной мембраной. Одежду, способную выдержать экстремальные нагрузки, полностью защитить от воды и ветра, эффективно транспортировать пары пота изнутри, препятствовать конденсации влаги и быстро сохнуть.

Одежда бренда Patagonia есть в наших магазинах.

 

.

Event DValpine

Мембранная ткань бренда Event производится компанией BHA Technologies с 1999 года. Огромный шаг вперед был сделан, когда появилась собственная технология Direct Venting™ (DV). Классическая поровая мембрана без покрытия быстро теряет свои свойства из-за загрязнения пор. Основными загрязнителями являются жиры, которые накапливаются в материале ePTFE (ПФТЭ) поскольку он олеофилен. Direct Venting™ Technology создало мембрану, которая всегда имеет открытые поры и не накапливает загрязнения. С этой целью на волокна мембраны наносится олеофобное покрытие, предотвращающее оседание жиров и масел и сохраняющее свойства ткани.

Благодаря технологии Direct Venting™ пары влаги свободно выходят через поры на поверхность. Материал не накапливает влагу, не нуждается в разнице давления для ее транспортировки, хорошо работает при низких температурах и в условиях высокой влажности. То есть, не имеет «болячек» первых беспоровых мембран. Организм человека даже при интенсивной нагрузке находится в так называемой «сухой зоне». Он достаточно охлаждается, чтобы не перегреться в результате неэффективного испарения, и не замерзает, поскольку влага не скапливается под одеждой.

Ламинат DValpine состоит из 3 слоев: верхний слой с обработкой DWR, мембрана с технологией Direct Venting™ и мягкая, комфортная подкладка, не препятствующая переносу влаги.

Показатели в числах:

  • паропроницаемость: 20 000 г/м²/24ч
  • водостойкость: 20000 мм водяного столба

В нашем магазине мембраны Event представлены брендом Hoka.

Бонус – Hydroshell Elite Pro

Hydroshell  – мембранные ткани британской компании Berghaus, которая имеет пятидесятилетний опыт создания водонепроницаемого снаряжения. Впервые одежда с мембраной Hydroshell  была представлена в 2015 году.

Hydroshell Elite Pro абсолютно водонепроницаема, обладает высокими показателями паропроницаемости, отличным соотношением прочности и веса. Сверхлегкая конструкция из 2.5 слоев, верхний из которых – прочный нейлон. Стойкая и долговечная водоотталкивающая обработка DWR, которую используют в Berghaus, не содержит полифторированных соединений в составе (PFC-Free). Производитель утверждает, что пропитка держится дольше своих аналогов и реже требует восстановления.

Показатели в числах:

  • паропроницаемость: 20000 г/м2/24ч
  • водостойкость: 20000 мм

В нашем магазине есть продукция бренда Berghaus с мембранами Hydroshell.

.

Заключение

Выбирать мембрану стоит, исходя из предполагаемого вида деятельности и его особенностей. Рассмотренные нами примеры максимально универсальны и способны защитить от суровых погодных условий.

Однако надо быть готовым к нескольким моментам, которые сложно обойти в процессе использования одежды из мембранных материалов.

  1. Куртка с мембраной не будет корректно выполнять свою задачу, если под ней обычные вещи, не поддерживающие систему слоев. Мембрана не сможет вывести влагу, если ее накапливает белье или свитер. Куртка будет работать в качестве дождевика, а внутри все равно образуется конденсат.
  2. У каждой мембраны есть предел времени или количества влаги, по окончании которого она начнет промокать. Это не значит, что материал плох. Просто он достиг своего предела.
  3. Мембрана с показателем водонепроницаемости 10 000 мм водяного столба защитит вас от сильного дождя, если вы не гуляете под ним весь день. Большинству пользователей такой степени защиты достаточно. От 20 000 мм и выше – рассчитаны на экстремальный уровень. Поэтому не гоняйтесь за цифрами, выбирайте по потребностям.
  4. Как и любые ткани, мембранные материалы постепенно изнашиваются и теряют свои свойства. Но можно продлить срок службы, если правильно ухаживать за своими вещами. О бережном отношении не говорим, ведь предназначены они для эксплуатации в экстремальных условиях. Хотя, это тоже помогло бы.
  5. Кроме Gore-Tex, Dermizax, Futurelight, h3No, Event и Hydroshell, существует огромное количество похожих по принципу действия мембранных материалов. Старайтесь не выбирать «noname» за цену и доступность. Процесс производства, тестирования и сертификации очень дорог. Мембрана не может быть дешевой. Такая покупка не решит проблему и не прослужит долго.

 

До встречи в горах!

Перевод выполнила Драгунова Анна

Все, что нужно знать о мембранах и мембранной одежде

Саша и Лариса в куртках Bergans с мембраной Dermizax 20000 mm

Мембраны бывают разными: поровые, беспоровые, волоконные, гибридные и пр… По материалу они бывают: полиуретановые, тетрафторэтиленовые и, опять же, гибридные. Еще они бывают гидрофобными и гидрофильными. А еще они очень разные по показателям водонепроницаемости и паропроницаемости (дышимости). И пусть магическое слово «мембрана» не сбивает вас с толку.

Водонепроницаемость измеряется в мм водяного столба. Например, 20 000 мм. Меньше меня лично не интересует. Больше – очень хорошо.

Паропроницаемость, в просторечии, дышимость. Сразу скажу, что существует множество тестов: одни меряют, насколько мембрана мешает пару выходить — этот показатель, RET (resistance evaporative thermique), будет выражен в цифрах 1, 2,3, 4, и чем больше, тем хуже, другие измеряют количество пара, которое мембрана может пропустить сквозь себя за единицу времени.

Мне понятнее тесты, которые показывают производительность мембраны в граммах, на метр, в сутки. Но там тоже нюансы, «прямая чашка», «перевернутая чашка» — показатели могут отличаться в два раза.

Чаще мы имеем показатели пароприцаемости, выраженной в граммах, на метр квадратный, в сутки. Например, 15-20 000 гр/м2/24 ч. И здесь меня лично меньшие цифры не устраивают. Всякие мембраны типа 5Х5 – это фуфло и, даже 10Х10 — меня мало интересуют.

Частое заблуждение, что мембрана -это такая чудесная штука, которая обеспечивает чудесную дышимость и, столь же чудесную, водонепроницаемость.

Нет. Резина держит больше любой мембраны, а марля дышит лучше.

Ну и отлично, далась нам эта дышимость! Но резиновые ботинки заполнятся потом, вода теплопроводнее воздуха раз в тридцать, вы замерзли.

Тогда, может и черт с ней, с водонепроницаемостью? Ботинки без мембраны дышат лучше, чем с ней. Но ботинки промокнут под дождем или в снегу, вода теплопроводнее воздуха — опять замерзли.

Без противогаза дышать лучше, чем в нем, но для чего-то он нужен…

Если завощить (покрыть воском) марлю, она станет более водонепроницаемой, но потеряет в дышимости, хотя способ древний, известный и логичный. Конечно, марля тут для абсурдности примера. Или, лучше, понаделать дырочек в резине, сапог станет лучше дышать, но вероятнее всего, промокнет.

Снаружи мембраны у нас: ветер, дождь, снег, под мембраной у нас испарения нашего тела, пот.

Если вам одновременно нужно препятствовать проникновению одного и удалению другого, простого решения не найти. Нужен такой материал, который не пропустит воду внутрь, но даст выйти испарению, поту.

В общем, мембрана – это всегда компромисс между водонепроницаемостью и дышимостью. Мембрана – не чудо, не колония наноботов, не УФМС и, даже, не ЖКХ по непущанию воды снаружи и по выводу пота изнутри. Это вопрос давления и температур. Точнее их разницы под мембраной и снаружи. В физике существует процедура продавливания газа через металл. То есть при нужном давлении, наверное, любой материал может стать мембраной.

Параметры внешнего субстрата нам известны, внутреннего – тоже. Температура наружных субстратов и внутренних, и, соответственно, их активность — разные. Одно из основных условий: снаружи мембраны должно быть холоднее, с внутренней стороны, соответственно, теплее. Появляется разница давлений обеспечивающая, так сказать, тягу — изнутри – наружу.

Остается найти такой материал для мембраны, чтобы в необходимом диапазоне температур минимально препятствовал бы тяге и был бы, при этом, максимально непроницаем для воды.

Чем и занимаются по сей день производители мембран. Практическим путем пришли к тому, что водонепроницаемость более 20 000 мм водяного столба, уже достаточна для большинства случаев.

Теперь — дышимость. С ней труднее. Как я уже говорил, показатели меньше 15-20 000 гр./м/24 ч – мне не интересны. Но опять вылезают нюансы. Показатели могут быть заоблачные, и 40 000 и 70 000 гр./м/24 ч, а вы при этом сухости внутри вдруг не ощущаете.

А все потому, что они, мембраны разные еще и по строению, и я об этом упоминал, помните: поровые, беспоровые, волоконные, гибридные.

Здесь практику нужно понять только одно, паропроницаемость поровых и волоконных мембран, обеспечивается порами. Т.е. микро, а то и наноотверстиями в теле мембраны, которые непроходимы для воды, но проходимы для более активной, нагретой массы ваших испарений. Можно назвать это — сухой тип.

Или же, оная паропроницаемость обеспечена молекулярной структурой беспоровой или же гибридной мембраны. В этом случае пару нужно, для начала, конденсироваться на внутренней поверхности мембраны и только потом разница давлений увлечет это все вовне. В этом случае мы будем ощущать некоторую увлажненность внутри. Это мы назовем — мокрый тип.

Но это все в идеале. В жизни все очень зависит от условий, в которых вы находитесь и от уровня вашей активности, то есть массы производимых испарений. Если снаружи будет слишком тепло, мембрана будет дышать хуже. Если будет слишком холодно, мембрана может замерзнуть, точнее замерзнут ваши испарения на выходе и так же снизят производительность мембраны, вплоть до полной остановки, если речь пойдет об арктических минусах при высокой влажности.

Современные беспоровые, гидрофильные мембраны имеют выдающиеся показатели дышимости, до 70 000 гр./м/24ч, но будут работать в более узком диапазоне температур.

Показатели поровых, поскромнее 16-32 000 гр./м/24ч, но работают в более широком диапазоне.

Мембранные ткани, это не мембрана, это ткани, вовсе не обязательно тканые, соединенные с мембраной. Показатели голой мембраны всегда отличаются от показателей ткани с мембраной. Это зависит от толщины слоя ткани верха, мембраны и толщины слоя подкладки. Эти слои защищают мембрану от повреждений. Чем они мощнее, тем прочнее изделие. Но сами понимаете, это не может не сказаться на способности мембраны «дышать». Цифры, которые я приводил, относятся к показателям ламинатов.

Когда говорят: трехслойная мембрана, это значит, что слой ткани верха, слой мембраны и слой ткани подкладки соединены/ламинированы так, что кажутся одним слоем. Это наиболее предпочтительный, с точки зрения аутдорной эксплуатации вариант. Изделие из такой ткани можно сунуть в воду, вынуть, встряхнуть от воды и, спокойно, надеть на себя.

Сегодня производители активно экспериментируют с материалом и структурой подкладочного слоя, и это изрядно сказывается на показателях мембранного ламината в целом.

Часто мы видим, что слой подкладки выполнен не в виде ламинированной ткани, а в виде напыления некоей пленки. Так называемый, двух с половиной-слойный ламинат. Это легче, компактней, дешевле, но менее прочно.

Еще бывает так, что подкладка представляет собой не соединенный с остальными двумя слоями, слой сетки – такую конструкцию называют двухслойной, поскольку соединены только два слоя: верх и мембрана. Этот вариант для аутдора не годится, поскольку, во-первых сетка при намокании будет долго сохнуть, во-вторых, в случае отрицательных температур между сеткой подкладки и мембраной будет накапливаться иней, и его будет много и удалить его, не разрушив сетку, станет нетривиальной задачей.

Из основных моментов осталось сказать только, что слой верха тоже влияет на работу ламината. Представляя собой некую толщину, и будучи пропитан водой, он будет препятствием для корректной работы мембраны, поэтому верх ламината пропитывают водоотталкивающими составами еще на фабрике. И не худо было бы проделывать эту процедуру в дальнейшем, по мере того, как вы будете замечать, что капли воды уже не скатываются с вашей куртки, а сразу образуют мокрое пятно.

И пару моментов напоследок:

— надо понимать, что мембрана под водой работать будет почти никак

— в условиях Северного полюса мембранные изделия почти бесполезны. Из-за высокой влажности и низких температур они будут быстро обмерзать с образованием наледи сперва снаружи изделия, затем внутри. Есть, конечно, лайфхак, надеть поверх мембраны тонкий флис, или какой другой легкий слой и обмерзать будет уже он, а мембрана начнет работать.

К слову, на Южном полюсе такой влажности нет, и там вовсю используют мембранные изделия.

Подытоживая: мембраны это не такая чудо штука, которую, если купил, то она будет неслышно дышать за вас так, что все будет сухо и комфортно. Как дома на диване. Но мембраны — это хорошо, а хорошие мембраны позволяют утащить с собой комфорт очень далеко, а плохие мембраны приносят лишь горечь разочарования и облегчение только в кошельке.

Александр Родичев. Трамонтана.

P.S. Стоит отметить, что Саша довольно категоричен в показаниях мембраны, и меньше, чем на 15000-20000 не согласен. Однако, если вам «по грибы» или переждать короткий кусочек непогоды, а не забивать крючья на стене, то 10000/10000 минимально и достаточно. Для примера, если вы наступили коленом в лужу — то создали давление около 8000 мм. Под лямками рюкзака создается примерно такое же давление (еще и длительное по времени) — это самое «тонкое» место в куртке.

5000/5000 и около того, действительно, нерабочая вещь — вы либо промокните снаружи, либо — изнутри. Проще купить проветриваемое пончо.

Ну и отдельно стоят разные легкоходные вещи. Если вы видите показатели 20000 на 20000 и с весом 200 грамм, то не ждите от нее долговечности и надежности. Берегите ее, не таскайте с рюкзаком по лесу.

И всегда советуйтесь с консультантами — плохого не посоветуют!

Мембранные куртки тут

Брюки тут

Как выбрать мембранную одежду правильно

Мембранная одежда уже давно стала аналогом удобного и комфортного обмундирования для проведения активного времени или занятий спортом. Но мало просто знать название нужной ткани. Чтобы штормовка или костюм служил долго и исправно, нужно понять, что такое мембрана, какими характеристиками она отличается и как сделать правильный выбор.

Для чего нужна мембрана

Мембрана – это искусственный материал, отличающийся набором качеств, необходимых при изготовлении одежды для активных видов спорта, туризма, экстремальных погодных условий. Такие ткани со свойствами мембраны обладают избирательной проницаемостью.
Слово «мембрана» на латыни буквально трактуется как «перепонка». Раньше термин применялся в основном в бытовом или биологическом смыслах. В последнее время он обрёл новое физическое, химическое и техническое значение. Мембрана – это своеобразный барьер, способный пропускать одни вещества и задерживать другие. Одним из примеров мембранной технологии может служить целлофановый пакет, наполненный солёным белком и помещённый в чистую воду. Целлофан не пропустит воду внутрь пакета, но способен выпустить микрокристаллы соли вовне.

Сейчас эти свойства динамично используются в лёгкой промышленности для производства одежды, что способствовало внедрению в словарный обиход граждан понятий «мембрана» и «мембранная одежда». Принцип мембранных тканей основан на максимальном выводе влаги, испаряемой телом человека и защите от поступления её снаружи. Грубо говоря, сегодня мембрана – это или плёнка, приваренная или приклеенная с изнанки к лицевой ткани, или та же ткань, пропитанная специальным составом горячим способом.

Виды мембран

Мембраны, используемые при создании одежды для активных видов отдыха, спорта и просто приятного времяпрепровождения в городе, условно можно разделить на 3 вида:


1. Поровые – самый распространённый и популярный вид. При рассматривании под микроскопом на мембранной плёнке можно увидеть множество мелких пор, благодаря которым обеспечивается наличие уникальных свойств. Поры мембраны настолько малы, что сквозь них не могут пройти молекулы воды извне. Но при этом испарения тела свободно выходят через поры благодаря тому, что молекулы пара гораздо меньше молекул воды. Поровые мембраны начинают дышать сразу, как только человек начинает потеть. Пар нигде не конденсируется, он просто свободно проходит сквозь мембрану. Поровые мембраны более универсальны благодаря тому, что работают в более широком диапазоне температур и влажностей. Кроме того, они прекрасно защищают от ветра – попадая в длинные , узкие поры порывы ветра начинают завихряться и не проходят насквозь. Но есть и существенный недостаток. Поровая мембрана – довольно недолговечна, она быстро теряет свои свойства из-за оседающего внутри пор жира, грязи и т.д.
2. Беспоровые – технология основывается на принципе активной диффузии веществ. Испарения человеческого тела сначала попадают на внутреннюю сторону мембраны, а затем моментально выводятся наружу. Основная движущая сила – разница в парциальных давлениях водяных паров. Поэтому для активизации свойств беспоровых мембран необходимо, чтобы человек начал потеть. Преимущества такого вида мембран – долговечность, не требуют какого-то особого ухода, работают в разных температурных диапазонах.
3. Комбинированные – мембраны, сочетающие в себе преимущества обоих видов. Такой материал состоит из нескольких слоёв: ткань с внутренней стороны покрывается поровой мембраной, а уже на неё наносится беспоровая полиуретановая мембранная плёнка. Изделия из такого материала обладают всеми необходимыми свойствами: водонепроницаемость, паропроницаемость, долговечность, и практически не имеют недостатков. Кроме одного – высокая цена.

Важно понимать, что мембрана – это всего лишь часть сложной конструкции мембранной ткани, её рабочий слой. В зависимости от конструкции мембранного полотна, выделяют несколько видов:

1. Двухслойные – мембрана зафиксирована с внутренней стороны полотна. Дополнительно она закрыта подкладкой, предохраняющей от повреждений и засорений. Обычно изделия с такой мембраной лёгкие, мягкие и относительно недорогие. Чаще всего такие куртки покупают для города, несложных походов и загородных поездок.
2. Двух-с-половиной-слойные – в качестве первого слоя используется прочный, но лёгкий материал. На него наносится мембрана. С внутренней стороны мембрану защищает или специальное напыление, или защитная плёнка (половинчатый слой). Такие ткани очень лёгкие, максимально компактные, но требовательны к уходу.
3. Трёхслойные – мембрана, нанесённая на изнаночную сторону материала, и закрытая дополнительным защитным материалом. Все три слоя прочно соединены между собой и, как правило, это самый надёжный, но в то же время самый дорогой способ нанесения мембраны. Такие ткани особо прочные, быстросохнущие, но всегда чуть более тяжёлые и дорогие по стоимости.

В зависимости от количества слоёв на ткань наносится соответствующая маркировка – 2L, 3L или 2.5L. Ткань с третьим защитным слоем из сетки или подкладки также может иметь маркировку 2.5L.


Характеристики мембран

При выборе мембранной одежды уделяют внимание нескольким важным техническим характеристикам: влагостойкости, дышащим свойствам и защите от ветра. Рассмотрим каждый из параметров более подробно.

1. Водостойкость

Единицы измерения этого параметра – миллиметры водного столба. То есть характеристика водонепроницаемости отражает, сколько миллиметров водного столба выдержит ткань без намокания. Выбирая одежду, можно придерживаться следующей градации:

  • менее 1000 мм – от воды не защищает, только от ветра;
  • 1000-2000 мм – может использоваться в туман, подходит для прогулок по росе;
  • 2000-4000 мм – одежда выдерживает не более 3 часов моросящего дождя;
  • 4000-7000 мм – допустимо использовать в затяжной моросящий дождь или кратковременный ливень (не более 1 часа), а также при мокром снеге;
  • 7000-10000 мм – может использоваться во время затяжных дождей, продолжительных ливней;
  • свыше 10000 мм – одежда с максимальной защитой от влаги, допустимо использовать во время затяжных дождей.

Изделия из мембранной ткани с показателями влагостойкости свыше 7000 мм водного столба непроницаемы для дождя любой силы. Но у некоторых производителей мембран показатели гораздо выше: 20000, 30000 и даже 40000 мм водного столба. Но если вы не собираетесь использовать одежду в сверхэкстремальных условиях, не стоит гнаться за высокими показателями.


2. Паропроницаемость

Дышащие свойства – наиболее важный параметр при выборе мембранной одежды. Во время прогулок, занятий спортом и другой физической активности, человеческое тело потеет. Если эти испарения не будут своевременно выведены, одежда быстро станет мокрой. Задача мембраны – моментальное выведение лишней влаги от тела.
Показатель паропроницаемости указывается в двух форматах – по системе RET или в гр/м²:

  • RET – за нулевое значение принимается «дышимость» голого тела, чем меньше показатель, тем быстрее и качественнее будет отведена лишняя влага даже при высокой физической активности;
  • гр/м² – количество паров воды, которое способен пропустить квадратный метр мембраны в заданную единицу времени (обычно 24 часа), чем выше показатель, тем лучше.

При выборе мембранной одежды российским покупателям проще ориентироваться по формату гр/м². Вот приблизительные усреднённые показатели:

  • 3000 гр/м2/24 часа – базовый уровень;
  • 5000 гр/м2/24 часа – средний уровень;
  • 8000 гр/м2/24 часа – материал высокого класса.

Помните, чем выше дышащие свойства ткани, тем комфортнее, суше и уютнее будет внутри куртки или костюма.


3. Ветрозащита и непродуваемость

Любая влагостойкая одежда обладает защитой от ветра, но может продуваться при сильных порывах. Если нужна действительно непродуваемая вещь, нужно искать материал, который способен выдержать скорость ветра в 27 м/с. Производители отражают такие свойства ткани следующими маркировками:

  • windproof – непродуваемость;
  • wind-resistant – ветрозащита.

4. Вес готового изделия

Для многих любителей активного времяпрепровождения вес одежды имеет решающее значение. Например, для спортсменов или охотников, проходящих большие расстояния пешком в поисках добычи. Поэтому производители ветро- влагозащитной одежды во всём мире облегчают свою продукцию. Однако не забывайте, что лёгкость материала и его прочность часто две несовместимые вещи. В «невесомых» куртках используется ткань средней плотности, не предназначенная для «грубого» использования: преодоления горных перевалов, колючих кустарников. Однако в обычных условиях такие вещи надёжно прослужат владельцу не один сезон.


Какую мембрану выбрать

Главный вопрос, перед тем как выбрать мембранную одежду – для каких целей необходимо обмундирование. В зависимости от этого определяются нужные параметры и характеристики изделий:

  • Экстрим и альпинизм – важно сочетание низкого веса и высокой прочности материала. Ткань должна выдерживать трение о грубые поверхности, обладать высокой прочностью на разрыв, стойкостью к износу водоотталкивающей пропитки.
  • Туризм – главным качеством является лёгкость и компактность одежды, а также свободный крой, не стесняющий движений.
  • Повседневка – мембранные куртки хороши и в повседневной жизни. При покупке одежды можно ориентироваться на свои вкусовые предпочтения и финансовые возможности.
  • Интенсивные аэробные нагрузки – выбирая одежду для бега или велоспорта, уделяют внимание наличию атлетического кроя, комфортной посадке по фигуре, высоким показателям паропроводимости.

Кроме этого, подбирая в магазине мембранную куртку или костюм, стоит уделить внимание дополнительному функционалу изделий:

  • Проклеенные швы – самые высокие показатели непромокаемости не помогут во время дождя без дополнительной защиты швов. Перед покупкой уточните у продавца наличие специальной обработки швов.
  • Вентиляция – мембранная одежда предусматривает дополнительные виды вентиляции для быстрого отведения влаги при интенсивных нагрузках. Это могут быть специальные отверстия под мышками или карманы с сетчатой подкладкой.
  • Молнии – должны быть удобными и иметь дополнительную защиту от влаги. Они могут быть обработаны водоотталкивающими покрытиями, закрыты защитными планками, спрятаны в специальные карманчики. Главное – молнии должны легко застёгиваться и расстёгиваться.
  • Регулировка – качественный костюм или штормовка имеют регулировку по низу куртки, капюшону, рукавам. Удлинённые модели регулируются по талии.
  • Карманы – чем их больше, тем лучше. Но большое количество карманов увеличивает стоимость готового изделия.
  • Капюшон – максимально комфортны куртки, позволяющие регулировать капюшон по форме головы с помощью регулировки сбоку и сзади. Дополнительный плюс – козырёк на капюшоне, защищающий лицо от потоков воды во время дождя и мокрого снега.

Производители мембранной одежды

Если вы решили приобрести мембранный костюм или куртку, не лишним будет ознакомиться с производителями такой одежды. Мы составили список, в который вошли бренды, имеющие отличные отзывы покупателей:


  • Helios – бренд компании «ТОНАР», зарекомендовавший себя среди российских потребителей с 2012 года. В разработке продукции принимают участие опытные рыбаки и охотники, поэтому экипировка отличается высокой комфортностью, надёжностью и прочностью.
  • Remington – американский бренд, выгодно отличающийся наличием технологических новинок, использованием инновационных материалов.
  • «ХСН» – один из лидирующих брендов среди российских производителей охотничьей одежды и снаряжения. Компания работает в среднем и высоком ценовом сегменте, предоставляя покупателям широкий выбор качественных товаров и обмундирования.
  • TRITON – российский производитель высококачественной одежды для охоты, рыбалки, туризма и активного отдыха. Покупателям предоставляется широкий модельный и размерный диапазон.
  • «КОСМО-ТЕКС» – российский производитель, отсчитывающий историю своего успеха с 1998 года. Компания вышла на европейский торговый рынок, сотрудничает с зарубежными партнерами.
  • Canadian Camper – производитель, специализирующийся на выпуске снаряжения для туризма и активного отдыха. Среди широкого ассортимента туристической экипировки каждый сможет подобрать товары на свой вкус и кошелёк.
  • «Росомаха» – бренд, выпускаемый российской компанией «Покров». В разработке коллекции участвовали опытные пользователи.

Уход и хранение

Мы уже подробно писали об уходе за мембранной одеждой, но всё же нелишним будет ещё раз напомнить об этом.
Запомните! Мембранный материал специфичен по составу и структуре. Поэтому обычные приёмы ухода к данной группе изделий применять не следует. Нужно запомнить, что именно нельзя делать в отношении мембранной одежды.

НЕЛЬЗЯ:

  • стирать обычным стиральным порошком;
  • использовать при стирке отбеливатель или кондиционер;
  • интенсивно отжимать;
  • сушить на батареях, обогревателях, в стиральных машинах, вблизи открытого огня;
  • гладить;
  • сдавать в химчистку.

Всё вышеперечисленное приводит к разрушению мембраны и частичной или полной утрате дышащих свойств материала.


Чтобы сохранить одежду в надлежащем виде и состоянии надолго, НЕОБХОДИМО:

  • стирать вручную специальными средствами, которые менее агрессивно влияют на ткань и изготовлены на водной основе, что позволяет глубоко проникать в изделие и лучше отстирывать;
  • после стирки оставить вещь в произвольном расправленном состоянии, чтобы с неё стекала вода;
  • рекомендуется сушка при комнатной температуре в подвешенном или расправленном виде;
  • хранить одежду в расправленном виде, на вешалке, в местах без пыли и излишней влаги.
ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ МЕМБРАННЫЕ КОСТЮМЫ

Часто задаваемые вопросы о мембранах Tyvek®

Часто задаваемые вопросы:

1. Зачем нужна мембрана ? нажмите для ответа 
2. На какие характеристики необходимо обращать внимание при выборе мембраны?  нажмите для ответа
3. Что такое паропроницаемость гидрозащитной мембраны? нажмите для ответа
4. Количество слоев – сколько слоев должно быть у мембраны? Верна или нет точка зрения, что чем больше слоев- тем лучше?  нажмите для ответа
5. Для чего важна прочность гидроизоляционного материала? нажмите для ответа
6. Почему мембрана должна быть стойкой к высоким температурам и УФ излучению? нажмите для ответа
7. Возможность использования  в качестве временной кровли- важное качество мембраны. нажмите для ответа
8. Сколько может прослужить мембрана?  нажмите для ответа
9. Зачем нужна металлизированная мембрана? нажмите для ответа
10. Как производить монтаж мембран? Какой стороной необходимо устанавливать мембрану? нажмите для ответа
11.Что такое пароизоляция? нажмите для ответа

12. Из чего сделан Tyvek®? Чем он отличается от обычной пленки? нажмите для ответа
13.Что произойдет, если использовать более экономичную  мембрану с невысокими функциональными характеристиками или пленку? нажмите для ответа

Если у Вас остались интересующие вопросы,  обязательно задайте их нашему специалисту здесь, и мы свяжемся с Вами.

Ответы:

1. Зачем нужна мембрана?

Мембрана  выполняет функции защиты утеплителя от намокания, теплопотерь, выветривания волокон, возможного попадания дождя, талого снега и пыли.

2. На какие характеристики необходимо обращать внимание при выборе мембраны?

На рынке представлены различные мембраны и пленки, предназначенные для гидроизоляции.  Для того, чтобы выбрать правильную, безопасную , долговечную и эффективную мембрану необходимо обратить внимание  на следующие определяющие характеристики:
• гидрозащита
• паропроницаемость
• количество слоев
• прочность
• стойкость к температурам и УФ излучению
• возможность использовать в качестве временной кровли
• долгосрочность и  сохранение рабочих характеристик спустя годы эксплуатации.

3. Что такое паропроницаемость гидрозащитной мембраны?

Высокая паропроницаемость Tyvek® ( более 1300 г/м2 за 24 часа) позволяет создать дышащую защиту, выводящую из здания конденсат  и защищающую от грибков и плесени.   Одновременно сохраняя основную функцию гидрозвщиты.

4. Количество слоев – сколько слоев должно быть у мембраны? Верна или нет точка зрения, что чем больше слоев, тем лучше?

Определяющим в функционировании мембраны является не количество слоев, а качество рабочего гидроизоляционного слоя ( остальные слои могут носить укрепляющую  и защитную функцию). Рабочий слой Tyvek® в 6-8 раз превышает толщину аналогичного слоя многих многослойных мембран.
К тому же в результате  воздействия влаги и температур, многослойные мембраны могут расслоиться и таким образом утратить свою основную  функцию гидрозащиты.

5. Для чего важна прочность гидроизоляционного материала?

Мембрана должна быть настолько прочной, чтобы выдержать возможное  в процессе монтажа истирание  и разрывы. Вы можете быть спокойны с мембранами Tyvek®.

6. Почему мембрана должна быть стойкой к высоким температурам и УФ излучению?

Каким бы прочным на разрыв и стойким к удлинению в процессе укладки ни был материал, ухудшение ключевых свойств водонепроницаемости может произойти всего через несколько недель. Основными факторами, снижающими эффективность изоляционного материала, являются температура и ультрафиолетовое излучение. (температура под закрытой черепицей кровлей может достигать до 90 градусов С). Что говорить о сроке, когда временно кровля оказывается незакрытой?
Большинство многослойных изоляционных материалов сделано на основе полипропилена (ПП), который, по своей природе более чувствителен к воздействию ультрафиолетового излучения, по сравнению с полиэтиленом (ПЭ).
Компания Дюпон провела независимые  испытания  по искусственному старению (узнать подробности здесь). В специальные климатические камеры  были помещены мембраны различных производителей. Все они были подвержены воздействию УФ и температуры в 90 градусов на протяжении длительного времени. При этом Tyvek® был единственной мембраной, ухудшение свойств которой не наблюдалось.

7. Возможность использования  в качестве временной кровли- важное качество мембраны.

Достаточно часто возникают ситуации, когда строительный процесс на время приостанавливается, а все конструкции остаются либо полностью, либо частично открытыми. Таким образом они становятся подвержены губительному воздействию солнечных лучей и ультрафиолета.  Это может привести к тому, что ценные свойства  по гидроизоляции используемой  мембраны будут утрачены.
В вопросе 6 описаны  результаты независимых тестов, которые показали, что благодаря высокой прочности, длительной стабильности к УФ и температурам, а также высоким показателям гидрозащиты, Tyvek® может служить временной кровлей до 4 месяцев, период являющийся критичным для аналогичных материалов.

8. Сколько может прослужить мембрана?

Срок службы мембран Tyvek®  составляет более 50 лет, что ведет к увеличению срока службы строительных конструкций в целом.

9. Зачем нужна металлизированная мембрана?

Металлизированные мембраны появились в ответ на требования рынка по увеличению энергоэффективности используемых строительных материалов. Они создают эффект «термоса», сохраняя тепло зимой и прохладу летом.

Комплексное решение Tyvek® Solid Silver и пароизоляция AirGuard® Reflective дают экономию на отоплении и кондиционировании до 15% .
Особенностью материала Tyvek®  является тончайший слой алюминия, нанесенный непосредственно на поверхность волокон.  Используемая технология нанесения алюминиевого слоя на каждое волокно, а не  на всю поверхность  позволяет сохранить уникальные особенности материала по паропроницаемости, приобретая  свойства алюминиевой фольги  —  отражать тепловое излучение в жаркий летний день и не излучать его наружу зимой.

10. Как производить монтаж мембран? Какой стороной необходимо устанавливать мембрану?

Tyvek® укладывается непосредственно на утеплитель и стропильную конструкцию. Благодаря высокому показателю паропроницаемости, дополнительный монтаж нижнего вентилируемого зазора   не требуется  ( при укладке обычно пленок он обязателен). Нет необходимости в дополнительных расходах на закупку контробрешетки. Это также снижает вероятность ошибок при монтаже. 

Благодаря уникаьлной однослойной  структуре Tyvek® ( кромe Supro)   может быть уложен  на стропильную конструкцию и утеплитель любой стороной, в отличие от других пленок и мембран. Таким образом исключаются протечки, связанные с неправильным монтажом.

Подробнее о монтаже на нашем сайте или в инструкциях по монтажу.

11. Что такое пароизоляция?

Пароизоляция- неотъемлемая часть системы изоляции кровли и стен. Основная ее функция- исключить возможность попадания в утеплитель и элементы конструкции влаги (в виде водяных паров воздуха) изнутри помещения и ее дальнейшей конденсации. Герметичный паробарьер AirGuard®, препятствующий конвективному переносу влаги и диффузии водяного пара, в купе с хорошим утеплителем, паропроницаемой мембраной  Tyvek® и продуманной вентиляцией- залог долговечности конструкции и комфорта домовладельцев.

Применение многих традиционных полиэтиленовых пароизоляционных материалов, которые практически полностью блокируют пар внутри помещения, в некоторых случаях может приводить к нарушениям процессов естественного воздухо- и влагопереноса и способствовать разрушению элементов строительных конструкций и образованию плесени.

12. Из чего сделан Tyvek®? Чем он отличается от обычной пленки?

Материал Tyvek® состоит из миллионов микроволокон, образующих так называемый “лабиринт”, обеспечивающий правильное и равномерное распределение добавок для защиты от ультрафиолета и теплового воздействия, что гарантирует высокую долговечность свойств по всей толщине материала.  Подробнее об уникальных свойствах Tyvek®.

13.Что произойдет, если использовать более экономичную  мембрану с невысокими функциональными характеристиками или пленку?

Использование некачественной мембраны приведет к  протечкам, намоканию  теплоизоляции , потери ее  свойств, теплопотерям,  порчи конструкции , материалов  и внутренней отделки от влаги,  дополнительным расходам на отопление помещения, а в последствии на ремонтные работы.

Так зачем экономит на надежности и безопасности?  Стоимость мембраны составляет около 1% всей конструкции.  С мембранами Tyvek® Вы получаете спокойствие надежность и безопасность на долгие годы.

Мембрана, которую мы заслужили. Обзор новой технологии FutureLight от компании «The North Face»

Вначале был суровый дедовский брезент. Для защиты от влаги его пропитывали, кто чем мог: от свечного воска до тюленьего жира. Одежда выходила тяжёлой и всё равно промокала. Под ледяным дождём и ветром в ней было хорошо чувствовать себя героем, эдаким капитаном Скоттом, замерзающим в снегах Антарктиды. Потом пришёл Боб Гор и всё испортил. Придумал, как растягивать материал политетрафторэтилен более известный под названием тефлон, в тончайшую плёнку, соединять его с тканью и делать удобную непромокаемую одежду. При этом благодаря своей структуре эта тефлоновая плёнка не только полностью защищала от воды снаружи, но и хорошо выводила влагу изнутри – «дышала». Компания Боба Гора, всемирно известная «GORE-TEX», начала производить мембраны для одежды, обуви и снаряжения, став на долгие годы фактически монополистом на этом рынке. Впоследствии стали появляться и конкуренты, возжелавшие если не сбросить, то хотя бы подвинуть короля мембран с пьедестала. Практически каждая крупная outdoor-компания разрабатывала и вводила в производство свою оригинальную мембрану, но тягаться в узнаваемости с брендом GORE-TEX никто так по-существу и не смог.

Однако американская компания «The North Face» решила принять вызов и объявила о создании новой ультрасовременной технологии, которая произведет, по их словам, ни много ни мало революцию на рынке мембран.

Вот, что пишет в своём обращении к поклонникам бренда вице-президент и главный управляющий компании «The North Face» в регионе ЕМЕА (Europe, Middle East, Africa – Европа, Ближний Восток и Африка) Ян Ван Лёвен (Jan Van Leeuwen):

«Здравствуйте! Компания «The North Face» на протяжении уже более 50 лет переворачивает традиционные устои в индустрии и расширяет границы для инновационной продукции. Итак, FutureLight — следующая глава этой богатой истории. Технология FutureLight родилась в горах как ответ на конкретные запросы нашей глобальной команды спортсменов, которым было важно повысить технические характеристики и воздухопроницаемость своей непромокаемой одежды. FutureLight изменяет ожидания и представления потребителя о непромокаемой верхней одежде, перчатках, обуви и экипировке.

Наша исследовательская деятельность строится по 50-летнему плану стратегического развития, ведь проблема защиты нашей планеты и окружающей среды сейчас актуальна как никогда. «The North Face» является одним из крупнейших в мире брендов-производителей спортивной верхней одежды, а потому мы чувствуем себя обязанными поддерживать лидерские позиции в нашей отрасли независимо от того, касаются ли они эффективности, инноваций или ответственного производства. Технология FutureLight – это залог ответственного производства текстильной отрасли в будущем, поскольку она на 90% состоит из переработанных материалов и изготавливается на заводах, которые придерживаются экологически рациональных методов производства.

Спасибо всем вам за вашу неизменную приверженность компании «The North Face». Я искренне надеюсь, что вы станете соавторами новой многообещающей главы FutureLight в нашей истории! Never Stop Exploring».

Как говорится, долгие и продолжительные аплодисменты. Но давайте перейдём от слов к фактам и будем разбираться, так ли хороша эта новая мембрана и чем она отличается от классических мембран типа GORE-TEX, eVent и им подобным.

История появления

Запрос на лёгкую, максимально дышащую мембранную ткань существует уже очень давно. Все производители сталкивались с проблемой повышения паропроницаемости своих изделий при сохранении непромокаемости и высокой прочности.

Мембранные куртки и штаны в массе своей были либо максимально защищёнными от проникновения влаги, но при этом довольно посредственно дышащими, либо наоборот – хорошо отводили лишнее тепло, но часто не выдерживали суровых условий эксплуатации и могли пропускать воду.

Об этом говорил и главный управляющий Департамента горных видов спорта компании «The North Face» Скотт Меллин (Scott Mellin):

«Сегодня, говоря о водонепроницаемом материале, сразу представляется что-то плотное, недышащее, занимающее много места и надоедливо шуршащее. С технологией FutureLight в теории можно делать практически любые вещи дышащими, водонепроницаемыми и наконец-то удобными. Только представьте себе не боящуюся влаги футболку, свитер или обычные джинсы – их действительно хотелось бы носить. Мы начали с курток, палаток и перчаток, но потенциал у этой технологии огромный».

Кстати, этого Скотта Меллина называют главным «двигателем» программы исследований и развития компании (The North Face’s research and development (R&D) program). По существу именно он отвечает за все последние технические разработки бренда и, что особенно важно для компании с историей и именем, за поддержание должного статуса крупнейшей outdoor-компании планеты. Не секрет, что «The North Face» активно развивалась и развивается на рынке городской одежды и обуви. По оценкам социологов – это самая узнаваемая среди обычных людей, никак не связанных с миром альпинизма, туризма и скалолазания, outdoor-компания. Но кроме удобных курток и ботинок этот бренд производит ещё и, к примеру, первоклассные костюмы для восхождений на Эверест, и палатки, способные выдержать ураганные ветра, и спальные мешки на – 40 градусов по Цельсию.

При такой широте охвата аудитории встаёт вопрос о поддержании внутренней аутентичности компании, традиций и базовых принципов. «Чтобы стоять, я должен держаться корней», — как поёт в своей песне Борис Гребенщиков. Корни «The North Face» в заснеженных горных пиках Гималаев и Каракорума, в отвесных скалолазных стенах Йеллоустоуна и Йосемити, бесконечных тысячемильных пеших тропах Аппалачей и Тихоокеанского креста. Именно поддержанием своего имиджа, как outdoor-конторы, которая делает одежду и экипировку для профессиональных альпинистов и обусловлено появление в компании целого ряда инновационных технологий, объединённых общим названием «Продвинутая экипировка для гор» («Advanced Mountain Kit» (AMK). В неё, кроме мембраны FutureLight входят несколько новых, естественно, тоже инновационных видов флисовой и пуховой одежды. Как говорят сами разработчики, АМК – это 21 новая модель, 5 новых технологий и три года разработок и тестирований. Звучит впечатляюще, не правда ли? Что же касается главного героя нашей сегодняшней статьи – мембраны FutureLight, то она появилась в ответ на запрос известного альпиниста и ледолаза из США Андреса Марина (Andres Marin).

Андрес Марин за работой. ©petzl.com

Он сотрудничал с компанией «The North Face». В одной из своих экспедиций из-за часто меняющейся погоды ему пришлось часто переодеваться. В полной экипировке и с тяжёлым рюкзаком делать это было довольно неудобно. История умалчивает, какими ёмкими словами Андрес характеризовал сложившуюся ситуацию. Бывшие непосредственно при этом сотрудники «The North Face» утверждают, что он то и дело повторял: «Вот была бы одежда живой». Живой? В каком смысле? Чтобы, к примеру, одна и та же куртка не давала промокнуть в дождь, замерзнуть в холод и вдобавок еще и отлично «дышала»? Сказано – сделано! Компания учла пожелание профессионала, который не по наслышке знал, что такое горы и какая одежда там нужна и принялась разрабатывать инновационный продукт. «The North Face» начала тесно сотрудничать со спортсменами мирового уровня, чтобы почерпнуть идеи для создания абсолютно нового материала.

Президент компании «The North Face» с 1968 по 1990 года Хэп Клопп (Hap Klopp), человек, можно сказать, сделавший бренд одним из самых узнаваемых и именитых в мире outdoor, как-то сказал:

«Изменить мир маленькими шажочками невозможно. Чтобы его по-настоящему поменять, нужен революционный прорыв».

Эти слова очень точно описывают стратегию развития бренда: инновации, высокое качество продукции и профессионализм сотрудников и разработчиков. Когда Хэп пришёл в компанию, та состояла из двух небольших магазинчиков в Сан-Франциско и Пало-Альто. Когда он покидал свой пост, стоимость «The North Face» составляла порядка 200 миллионов долларов, это была мощная производственная компания со штатом более чем полутора тысяч работников.

В чём же заключается этот «революционный прорыв» применительно к мембране FutureLight? Давайте разбираться.

Мембрана

Мембрана FutureLight сделана из полиуретана – синтетического полимера, идеально подходящего для использования в новой технологии нанопрядения (nanospinning). При производстве мембраны на высокотехнологичном станке раствор полиуретана из множества маленьких сопел распыляется в поле статического электричества на основание – специальную адгезивную бумагу. На ней оседают тончайшими кружевами полиуретановые нити, которые, остывая, образуют пористую мембранную плёнку. Потом она наносится на ткань методом ламинирования, то есть прочной точечной склейки. Адгезивная бумага, к слову, используется неоднократно, что позволяет сократить производственные отходы и, соответственно, нагрузку на окружающую среду.

Число микро-сопел на эксклюзивных станках по производству мембран может доходить до нескольких сотен тысяч. Благодаря этому мембрану FutureLight можно наносить практически на любую ткань, а также изменять плотность укладки полимерных волокон, подстраивая изделие под конкретные нужды. Так, естественно, бегуну нужна более «дышащая» одежда, чем горнолыжнику, катающему вне проложенных трасс. Меняя вес и пористость мембраны на стадии её производства, а затем подбирая разные типы тканей для лицевого и изнаночного слоя, например, с вязаной или, наоборот, плотной структурой, экспериментируя с параметрами ламинирования, количеством и зонами нанесения клеевого элемента можно создавать уникальные вещи, наиболее полно отвечающие требованиям конкретных видов спорта и outdoor-активностей.

Каковы же основные преимущества этой мембраны?

Крайне высокая паропроницаемость

Благодаря своей внутренней микропористой структуре мембрана FutureLight контролирует микроклимат тела человека, выводя излишки тепла наружу. Число микропор может доходить до нескольких сотен тысяч, то есть порядка 85 процентов объёма мембраны составляет воздух. Через этот ультратонкий слой, представляющий собой на микроуровне застывшие полиуретановые нити примерно одного диаметра, тело «дышит» и не перегревается.

Слева – обычная поровая мембрана под электронным микроскопом, справа — FutureLight

У классических поровых мембран паропроницаемость гораздо ниже из-за иной, более плотной внутренней структуры. Оно и понятно – способ изготовления мембран разный.

Традиционные поровые мембраны, например, из семейства Gore-Tex, производятся методом разогрева политетрафторэтилена или по-простому тефлона и растягивания его в тончайшую, порядка одной сотой миллиметра толщиной плёнку. Материал мембраны, изначально довольно плотный, при этом на молекулярном уровне начинает разрушаться, расстояние между тефлоновыми нитями увеличивается и образуются микропоры, через которые может испарятся влага. Однако при таком способе производства нити растягиваются неравномерно, и в мембране всё равно сохраняются более плотные «островки» политетрафторэтилена. В мембране FutureLight, благодаря технологии нанопрядения (nanospinning), таких уплотнений нет, нити примерно одного диаметра укладываются равномерно и наши драгоценные куртки, и штаны «дышат» гораздо лучше.

Если говорить в цифрах, то паропроницаемость новой FutureLight составляет от 45000 до 75000 г/м2/24ч. Как уже говорилось, в зависимости от типа и области применения изделия свойства мембраны можно менять, просто увеличивая или уменьшая количество слоёв и плотность укладки полиуретановых волокон.

На техническом языке показатель паропроницаемости прописывается аббревиатурой MVTR от английского «moisture vapor transmission rate», что в переводе означает «скорость прохождения водяного пара». Чем выше его значение, тем больше мембрана «дышит». Так вот, заявленные показатели одной из самых паропроницаемых поровых мембран марки eVent DVstorm с технологией Direct Venting (прямой вентиляции) составляют порядка 31 000 г/м²/24ч. То есть FutureLight обгоняет её по этому показателю в среднем вдвое. Внушает оптимизм, не так ли? Скептики отмечают, однако, что сам гораздо более высокий показатель паропроницаемости не говорит со стопроцентной уверенностью, что и комфорта при ношении будет в два раза больше. Значение имеет и качество изготовления, и материал ткани, на которую нанесена мембрана, и индивидуальные особенности человека. Но даже несмотря на все оговорки, новая мембрана от «The North Face» заставляет говорить о себе, как о продукте высочайшего класса.

Высокая воздухопроницаемость

Кроме впечатляющих показателей паропроницаемости у FutureLight отличные для мембран подобного типа показатели воздухопроницаемости. Этот параметр тоже очень важен для отвода лишнего тепла от тела при интенсивных физических нагрузках.

Воздухопроницаемость или по-простому ветростойкость измеряется в кубических футах воздуха, проходящих через материал за одну минуту и прописывается аббревиатурой CFM (от английского «cubic feet per minute»). Чем больше цифры CFM, тем больше материал продувается. Показатель CFM классических поровых мембран типа Gore-Tex составляет порядка 0,1. Наиболее совершенная по этому показателю мембрана от американской компании «Outdoor Research» под названием AscentShell имеет CFM равный 0,8.

У FutureLight CFM составляет от 1 до 1.5, опять-таки в зависимости от плотности укладки полиуретановых нитей, то есть в среднем в полтора раза выше, чем у мембраны AscentShell и в 10-15 раз больше, чем у конкурента Gore-Tex.

Надо отметить, что сравнительно высокая воздухопроницаемость не означает, что ваша куртка или штаны с мембраной FutureLight будут продуваться на ветру и вам станет холодно или некомфортно. Абсолютную часть потока воздуха, порядка 99 процентов, она, естественно блокирует. Больший показатель CFM говорит лишь о том, что благодаря лучшему воздухообмену быстрее и эффективней будет отводиться наружу излишнее тепло и влага, а это важно для гигиены и повышения работоспособности при сильных физических нагрузках на организм.

Водонепроницаемость

Ткани FutureLight по причине своей нестандартной для классических мембран внутренней структуры более лёгкие и тонкие. Они меньше шуршат при движении, у них более мягкая фактура, чем у традиционной одежды hardshell. При этом мягкость и лёгкость здесь идут не в ущерб защитным свойствам, а приятно их дополняют.

Фокус на ответственное производство

В последнее время практически все outdoor-компании вплотную занялись вопросами экологии и защиты окружающей среды. И «The North Face» тут не исключение. Компания заявляет, что их инновационная ткань FutureLight позволила создать самые экологичные продукты за все время существования бренда. Для производства изделий с новой мембраной были выбраны те партнеры, которые разделяют убеждения компании, обеспечили комфортные условия труда для своих сотрудников и создали экологичные рабочие пространства.

Что особенно важно, для обработки всех изделий из FutureLight используются не содержащие фторуглеводородов стойкие водоотталкивающие пропитки. Благодаря применению новой технологии компании удалось снизить объём химических веществ и потребляемой воды, задействованных в процессе изготовления. Таким образом, производство оказывает минимальное воздействие на природу при сохранении максимальной эффективности.

Как заявляет уже упомянутый нами выше Скотт Меллин, главный управляющий Департамента горных видов спорта компании «The North Face»:

«Когда я начинал работать в компании в 2017 году, из переработанного сырья мы делали 7 процентов продукции. К осени 2019 года 70 процентов наших продуктов сделаны из вторсырья».

Применительно к продуктам из FutureLight, компания заявляет, что показатель переработанных материалов ещё больше – 90 процентов. К оставшимся десяти процентам материалов относится эластан, который в принципе не подлежит повторной переработке. При этом, все используемые в производстве вторичные материалы сертифицированы в соответствии с Глобальным стандартом вторичной переработки (Global Recycle Standard).

Доказанная на практике прочность и износостойкость

Мембрана была протестирована лучшими спортсменами в самых экстремальных условиях – от вершины Эвереста до первого горнолыжного спуска с ещё одного восьмитысячника – Лхоцзе. Испытания длились более 100 дней подряд. В них участвовало более 400 человек.

К примеру, Андрес Мартин, с которого всё собственно и началось, за 10 дней поднялся на три вершины высотой более 6000 метров в Каракоруме и установил новый рекорд по восхождению на Большую Башню Транго, высота которой составляет 6286 метров. Западная стена этой башни является самой большой вертикальной скалой в мире, её протяженность 1340 метров. Андрес поднялся на неё менее чем за 12 часов.

А ски-альпинисты Хилари Нельсон и Джим Моррисон опробовали новинки, совершив восхождение на Лхоцзе – четвертую по высоте гору Земли, а затем спустились на 2133,6 метра, став первыми людьми в истории, преодолевшими на лыжах спуск с предвершинного кулуара.

В общем, производители ручаются за высокую прочность и износостойкость своих новых изделий.

Серии

Мембрана FutureLight используется пока только в трёх сериях одежды «The North Face»: Summit, Steep и Flight.

Серия Summit, как можно догадаться из названия (в переводе с английского «summit» означает «вершина») предназначена для профессиональных альпинистов, участников высотных и экстремальных экспедиций. В ней сосредоточены все лучшие достижения компании. Можно сказать, что это кульминация производственных технологий туристической и горной одежды, лицо «The North Face». Серию отличают бескомпромиссное качество, надёжность, прочность, теплота, удобство и безбожные цены.

Серия Steep – «крутизна» — представляет собой специфическую одежду для высокогорных спусков, самого сурового фрирайда и любых условий катания. В ней можно шагать по пояс в снегу, лезть по отвесной ледовой стене и спускаться с ветерком на лыжах или борде по кулуару.

Серия Flight – я бы перевёл её как «улёт» — это подарок всем трейлраннерам, бегунам ультрамарафонов и прочих сложных длительных гонок. Суперлёгкая и максимально «дышащая» одежда, протестированная профессиональными бегунами на самых ядрёных забегах.

Как следует ухаживать за одеждой с мембраной FutureLight?

Так же, как и с любой другой «дышащей» водонепроницаемой одеждой – стирать со специальным средством для мембран, по мере эксплуатации восстанавливать DWR-покрытие. Для стирки использовать режим с температурой не выше 40 градусов с минимальным отжимом, либо вообще без него. В любом случае перед стиркой надо внимательно прочитать инструкцию на этикетке.

Кроме того, как заявляет компания-производитель, DWR-покрытие FutureLight выдерживает более 80 стирок без существенных изменений первоначальных характеристик изделия. Это значительно превышает долговечность водоотталкивающих покрытий во всех предыдущих коллекциях одежды «The North Face».

Вещи с мембраной FutureLight можно стирать чаще и не бояться смыть пропитку. А стирать надо, ведь если поры мембраны засалились или забились грязью, она перестает «дышать». Плюс ко всему, с новой разработкой «The North Face» можно меньше тратиться на средства для восстановления DWR-покрытия. А у вещей с обычными мембранами верхний водоотталкивающий слой после двух-трёх серьёзных походов нужно восстанавливать.

Итог

Удалось или нет компании «The North Face» совершить революцию на рынке мембранной одежды покажет время. Пока же мы можем констатировать, что новый продукт обладает высочайшим качеством, прошёл длительные испытания в самых разных условиях и готов занять место в вашем катальном, туристическом или беговом гардеробе. По заверениям разработчиков материал FutureLight обязательно будет совершенствоваться дальше. Также в их планах внедрять новую технологию в производство обуви и утепленной одежды, ещё больше совершенствовать экологичность рабочих процессов. В общем, неспроста девиз компании, её главная «мантра» гласит: «Never Stop Exploring» — «Никогда не прекращая открывать для себя что-то новое». Может, пришла пора и для нас с вами открыть нечто пока неизведанное? А помочь в этом может грамотно подобранное и качественное снаряжение.

Автор: Александр Карпов

Климатическая мембрана

Выбор современной влагозащитной одежды станет простой и приятной процедурой, если разобраться в особенностях высокотехнологичных материалов, которые применяют для ее производства. К таким материалам, в частности, относятся климатические мембраны. Эта статья расскажет о том, зачем нужны климатические мембраны и как они работают

В какой одежде теплее? Кто-то скажет в пуховой, а кто-то станет  рассуждать о толщине и количестве слоев. Один свяжет «сугрев» с алкоголем, а второй, напротив, сообщит, что «надо меньше пить» и больше двигаться. Каждый будет по-своему прав, но никто не будет спорить, что какой бы ни была одежда, она должна быть сухой. В промокшей насквозь одежде тепло не будет.

Не допустить промокания  одежды, обеспечить комфорт при любых видах активности в различных климатических условиях помогают современные мембранные технологии.

Термин «мембрана» имеет множество значений и широко используется в науке и технике. Специальные материалы с таким названием применяются и в одежде — их часто называют климатическими мембранами.

В промокшей насквозь одежде тепло не будет

Одной из главных задач мембранной одежды является защита человека от внешней влаги — дождя, мокрого снега, водяных брызг. В процессе развития технологий эта задача решалась путем использования различных непромокаемых материалов — от шкур животных до резины и полиэтилена. Всем известно, что в резиновых сапогах можно стоять в воде без риска промочить ноги, а тонкая полиэтиленовая накидка спасет от любого дождя, не пропустив сквозь себя ни одной его капли.

Так работает полностью непромокаемый материал: вода не попадает внутрь, а пар не выходит наружу

Однако опытные туристы, да и просто наблюдательные люди, заметили, что под одеждой, не пропускающей влагу, быстро становится мокро, даже если снаружи светит яркое солнце. Почему так происходит? Откуда берется эта влага, да еще в таких количествах, которое не всякий дождь обеспечит?

Ответ на этот вопрос дает физиология. Незаметно для себя каждый из нас выдыхает за сутки в виде пара около 400 мл воды — это почти два стакана. Примерно столько же — около 600 мл воды в сутки — так же незаметно выделяется через кожные покровы в виде испарений. И если водонепроницаемая одежда препятствует их рассеиванию в окружающем воздухе, то влага накапливается, конденсируется и увлажняет одежду изнутри.

Значительно большее количество влаги выделяется человеком, если он занимается активной деятельностью — физической работой или спортом. Объем влаги, точнее, самого настоящего пота, который выделяет организм человека в жаркую погоду или при физической нагрузке, составляет около 1,5 литров в час. В этом случае одежда промокает намного быстрее, за считанные минуты. А при использовании в качестве влагозащиты резиновых покрытий или полиэтилена блокировка испарений настолько эффективна, что под одеждой очень скоро становится мокро, даже если человек неподвижен.

Сравнительные объемы различных видов испарений влаги человеком

Как же избавиться от лишних испарений под одеждой? Самый простой вариант — вовремя раздеться. Но тогда придется мокнуть под дождем. «Вода, вода, кругом вода» — поется в песне, и эта песня, оказывается, не только про пароходы.

Как не пропустить к телу влагу снаружи и в то же время  отвести от тела его собственные испарения? Каким должно быть препятствие для влаги, которому одновременно предъявляются два взаимоисключающих требования? Иными словами, какой должна быть одежда, которая пропускала бы влагу только в одну сторону — наружу?

Ответ на этот вопрос и дает климатическая мембрана — тонкая пленка, обладающая «волшебным» свойством пропускать влагу избирательно.

Существует два основных типа мембран, отличающихся друг от друга принципом действия, — поровые и беспоровые. Рассмотрим их особенности подробнее.

Поровая мембрана

Избирательная транспортировка влаги поровой мембраной происходит благодаря структурным особенностям воды.

Мы знаем, что вода может находиться в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Поровая мембрана работает с двумя из них: газообразным и жидким, то есть с паром и водой. Пар требуется отвести от тела человека в окружающую среду, а воду снаружи, наоборот, не пустить к телу.

Известно, что молекула воды остается неизменной во всех агрегатных состояниях. Чем же тогда отличаются друг от друга эти состояния? Основное отличие заключается в разном расстоянии между молекулами. В водяном паре молекулы воды находятся на очень большом расстоянии друг от друга и поэтому почти не взаимодействуют. В воде эти молекулы расположены намного теснее — на расстояниях, где уже действуют силы взаимного притяжения и поверхностного натяжения, не дающие им отрываться друг от друга.

Строение молекулы воды и водяной капли

Большие объемы воды легко могут быть разделены на довольно мелкие «фрагменты», которые мы называем каплями. Из таких капель и состоит дождь. Но в каждой капле все равно много молекул. Молекулы расположены близко друг к другу, и, чтобы разорвать эти связи и превратить капли в пар, требуется значительная энергия. С такой задачей, например, отлично справляется чайник. Турист, к сожалению, тоже иногда напоминает устройство для кипячения воды, причем неотключаемое.

Итак, назначение мембраны — не пропускать под одежду воду в виде капель и одновременно «дышать», то есть пропускать водяной пар — отдельные свободные молекулы той же воды. Решение такой задачи не выглядит сложным: достаточно снабдить непроницаемую пленку отверстиями нужного размера — и мембрана готова. Но несмотря на простоту идеи, ее техническая реализация требует серьезных научных и технологических усилий. Отверстия «молекулярного» размера не насверлить дрелью. Поэтому не спешите в мастерскую и пожалейте ваши тапочки — мембранной обуви из них все равно уже не выйдет.

«А мы пойдем другим путем». Ну, или похромаем

Производители мембран обладают иным инструментарием. Они используют полимеры и ученых, которые знают, что такое полимеры и с помощью каких физико-химических манипуляций из них получаются мембраны. Ну, или, по крайней мере, делают вид, что знают.

По информации одного из лидеров этой отрасли — американской компании W. L. Gore & Associates, — поровая мембрана GORE-TEX®, полученная при особом растяжении полимера политетрафторэтилена, имеет миллиарды микроскопических отверстий, каждое из которых примерно в 700 раз больше молекулы воды, но в 20 000 раз меньше капли. Эти отверстия и есть поры. Отсюда и название поровых мембран.

Молекулы пара свободно проникают через поры мембраны, но для капли воды эти поры слишком малы

Такая мембрана напоминает решето, но оно, в отличие от обычного деревенского решета, в котором «воду не носят», создано специально для воды.

Итак, поровая мембрана — это тонкая пленка с мельчайшими порами, то есть отверстиями такого размера, через которые свободно проходят молекулы пара, но не могут пройти капли воды.

Беспоровая мембрана

Этот тип мембраны, который еще называют гидрофильным, то есть «любящим воду», не имеет пор, что и отражено в названии. Транспортировка влаги через такую мембрану осуществляется методом диффузии.

Беспоровая мембрана больше напоминает не решето, а губку, только с очень мелкой структурой. Она, в отличие от поровой мембраны, транспортирует через себя не пар, а воду, которая просачивается сквозь губчатую структуру мембраны с одной ее поверхности на другую, условно — с изнаночной стороны на лицевую.

Транспортировка влаги беспоровой мембраной: 1. Испарение. 2. Конденсация влаги на внутренней поверхности мембраны. 3. Мембрана. Зона транспортировки влаги. 4. Испарение влаги в окружающую среду

Испарения от человеческого тела (1) сначала достигают  внутренней (изнаночной) поверхности беспоровой мембраны, оседают на ней в виде водяного конденсата (2) и пропитывают мембрану насквозь. Только после этого беспоровая мембрана начинает работать, то есть транспортировать влагу (3). Влага с изнаночной стороны просачивается сквозь беспоровую мембрану и испаряется с наружной поверхности ткани в окружающую среду (4).

Необходимые условия для правильной работы мембран

Из описания принципов работы мембран можно сделать вывод, что поровая мембрана одинаково хорошо транспортирует пар как наружу, так и внутрь, а беспоровая так же поступает с водой. В чем же тогда польза от мембран? Что заставляет их транспортировать влагу в нужном направлении?

1. Разница парциальных давлений

Главным и непременным условием работы обоих типов мембран является разница парциальных давлений водяных паров с разных сторон мембраны. К счастью, для понимания работы мембран не требуется объяснения термина «парциальный», поэтому скажем проще: транспортировка влаги всегда осуществляется в ту сторону, где давление пара меньше.

Направление транспортировки влаги зависит от разницы давления пара внутри и снаружи мембраны

Из этого следует, что если, по каким-то причинам, давление водяного пара снаружи окажется больше, чем давление пара внутри, то мембрана  будет транспортировать влагу в обратном направлении, то есть к телу человека. Такое может произойти, например, в сауне, если зайти туда в мембранной одежде. Не ходите.

Транспортировка влаги мембраной всегда осуществляется в сторону с меньшим давлением пара

2. Влажность окружающего воздуха

В условиях высокой влажности значительно лучше работают поровые мембраны. Такие мембраны также нормально функционируют, если на одежде открыта вентиляция.

Беспоровые мембраны хорошо работают при большой разнице давлений паров, то есть если внутри куртки достаточно влажно, а воздух снаружи относительно сухой. Однако  при открытой вентиляции эти мембраны резко снижают свою эффективность.

3. Температура окружающего воздуха

Беспоровая мембрана не любит низких температур. Если  ее собственная температура падает ниже нуля градусов, то вода, пропитывающая мембрану, замерзает, и транспортировка влаги практически прекращается. Поровая мембрана, которая транспортирует не воду, а пар, в условиях низких температур имеет преимущество перед беспоровой.

4. Механическая и структурная целостность мембраны

Беспоровая мембрана прочнее и долговечнее поровой. Поровая мембрана  довольно быстро теряет свою эффективность из-за засорения пор, связанного с неправильной эксплуатацией и уходом.

Однако сколь угодно высокие технические характеристики мембраны могут оказаться бесполезными, если при изготовлении одежды были допущены технологические просчеты. В конечном счете эффективность мембранной одежды зависит не только от мембраны, но и от множества других факторов: качества обработки и проклейки швов, использования специальных водоотталкивающих (гидрофобных) покрытий, правильного ухода  и т. д.

Основные эксплуатационные характеристики мембран

Итак, главная задача мембран — обеспечить комфортный уровень влажности под одеждой. Исходя из этого характеристики мембран определяются по двум основным параметрам:

  1. Водонепроницаемость — способность мембраны не пропускать воду. Эта величина указывается в миллиметрах и характеризует высоту водяного столба, давление которого мембрана выдерживает без протечки. То есть протечь может любая мембрана, абсолютной водонепроницаемости не существует, поэтому вопрос лишь в том, при каких условиях мембрана «потечет». Приемлемая величина водонепроницаемости начинается со значения 10 000 мм высоты водяного столба, но для одежды, к которой предъявляются серьезные требования, эта величина должна быть не менее 20 000 мм.

  1. Паропроницаемость — g/m2 или г/м2  — количество влаги, которое мембрана способна отводить в окружающую среду за единицу времени. Иногда эта характеристика называется скоростью транспортировки парообразной влаги (англ. MVTR; moisture vapor transfer rate), что для беспоровой мембраны не совсем точно, так как она транспортирует не пар, а воду, но сути это не меняет. Величина паропроницаемости указывается как количество влаги в граммах, которое транспортирует сквозь себя один квадратный метр мембраны за 24 часа. Чем выше это значение, тем лучше мембрана отводит пар и тем выше уровень комфорта. Обычно оно находится в диапазоне от 3000 до 10 000 грамм на квадратный метр за 24 часа.
    Также для оценки паропроницаемости мембраны применяется ее тестирование на сопротивление транспортировке пара. Этот тест называется RET (resistance to evaporative transfer) и оценивает паропроницаемость в баллах. Нулевое значение RET говорит об отсутствии сопротивления, а значение в 30 баллов — о полной паронепроницаемости. Для наглядности можно представить, что RET 0 — это свободное испарение пара с кожи человека, а RET 30 сравнимо с сопротивлением испарению, создаваемым пластиковым мешком.

Следует помнить, что никакая мембрана сама по себе никого не согреет. Ее использование приводит лишь к снижению влажности под одеждой. Кроме этого, многие мембраны неплохо защищают от ветра. Естественно, все это приводит к увеличению теплового комфорта, но применять саму мембрану в качестве теплой одежды не стоит — замерзнете во цвете лет.

Примерная динамика зависимости теплового комфорта от влажности одежды

Резюме

  • Главные задачи мембраны — не пропустить воду к телу человека извне и отвести испарения тела наружу.

  • Поровая мембрана, благодаря микроотверстиям в своей структуре, пропускает отдельные молекулы воды (пар), но не пропускает капли воды. Пар проникает сквозь мембрану в направлении от большей концентрации к меньшей.

  • Беспоровая мембрана также пропускает влагу в направлении меньшей концентрации пара, но делает это не с его отдельными молекулами, а с водой, которая просачивается сквозь мембранный слой как сквозь губку.

  • Поровая мембрана начинает работать практически сразу даже при небольшой разнице концентраций паров внутри одежды и снаружи. Беспоровая заработает только после того, как пропитается конденсатом — влагой, образовавшейся от испарений с поверхности кожи.

  • Поровая мембрана сохраняет работоспособность при отрицательных температурах, так как транспортирует пар. Беспоровая прекращает работу при замерзании воды в ее структуре.

  • Беспоровая мембрана надежна, долговечна и не так требовательна к уходу, как поровая. Также она, как правило, дешевле. Поровая мембрана чувствительна к загрязнениям, требует применения специальных методов стирки и довольно быстро теряет свои качества при неправильном уходе.

  • Две важнейшие характеристики любой мембраны — способность отводить от тела пар и препятствовать обратному проникновению влаги — обычно содержатся в описании мембранной одежды. Водонепроницаемость мембраны указывается в миллиметрах, и чем выше этот показатель, тем надежнее мембрана защищает от воды. Дышащая способность мембраны — паропроницаемость — указывается в граммах на квадратный метр. И здесь так же —  чем больше число, тем лучше. Однако улучшение влагозащитных характеристик обычно сопровождается ухудшением дышащих, и наоборот.

  • Мембрана не является утеплителем, но способствует увеличению теплового комфорта.

 

 

HOTROCK | Продукция мембраны

Пусть запоминаются только яркие моменты в жизни семьи
Сосредоточьтесь на удовольствии от жизни, а не на решении проблем.
Легкость монтажа, удобство упаковки, качество сырья и безопасность материала – отныне забота специалистов HOTROCK!

Беззаботная жизнь в чистой экологии.

Базальтовая изоляция HOTROCK производится из природного сырья, не выделяет вредных веществ и запахов.
Передовые технологии производства позволяют сократить энергопотребление и выбросы вредных веществ, создавая уникальный продукт, дарящий особую атмосферу каждому дому.

Оберегаем самое главное: тепло, уют и душевное спокойствие.

Окунитесь в особую атмосферу семейного счастья и гармонии.
HOTROCK — снижает шум и сохраняет тепло, негорючь, защищает от грызунов и плесени.

Надежность

Защитит от холода, ветра, влаги, огня и грызунов. Предохранит от промерзания.

Долговечность

Не боится ни огня, ни времени. Сохраняет форму, не теряя характеристик теплопроводности.

Экологичность

Самый натуральный утеплитель, произведенный промышленным способом.

Безвредность

Не горит, не пылит, не содержит вредных веществ.

Удобство

Il faut prendre Kamagra une fois par 24 heures seulement ou beaucoup d’hommes, dont nos clients ont déjà commencé à exiger Vardenafil à améliorer. Vous voudriez obtenir plus d’informations à Propos Du Cialis sans ordonnance et les filles pour les enfants.

Легко режется, легко монтируется, не требует специализированного инструмента.

Экономия

Сохраняет комфортную атмосферу. Предохраняет от лишних трат на отопление и охлаждение.

МЕМБРАНЫ И ПЛЕНКИ HOTROCK

Про­дук­ция

Плот­ность, г/м2

Па­роп­ро­ни­цае­мость, г/(м2*24ч)

Во­доу­пор­ность, мм.вод.ст.

Об­ласть при­ме­не­ния

Влаго-ветрозащитная паропроницаемая мембрана

Плотность, г/м2: 70

Паропроницаемость, г/(м2*24ч): 5260

Водоупорность, мм.вод.ст.: 190

Трехслойная гидро-ветрозащитная диффузионная мембрана

Плотность, г/м2: 75

Паропроницаемость, г/(м2*24ч): 1350

Водоупорность, мм.вод.ст.: 1000

Пароизоляционная пленка

Плотность, г/м2: 50

Паропроницаемость, г/(м2*24ч): Па­ро­не­про­ни­цае­мый

Водоупорность, мм.вод.ст.: 3500

Гидро- пароизоляционная пленка

Плотность, г/м2: 70

Паропроницаемость, г/(м2*24ч): Па­ро­не­про­ни­цае­мый

Водоупорность, мм.вод.ст.: 3500

Гидро-пароизоляционная пленка повышенной прочности

Плотность, г/м2: 70

Паропроницаемость, г/(м2*24ч): Па­ро­не­про­ни­цае­мый

Водоупорность, мм.вод.ст.: 9000

Конструкции не утеплённых наклонных кровель
Система скатной кровли
Цокольные перекрытия
Полы по бетонным основаниям
Плоские кровли

Паропроницаемость | DuPont ™ Tyvek®

Высококачественный атмосферный барьер премиум-класса выполняет четыре важных и важных функции: сопротивление воздуху, водонепроницаемость, долговечность во время строительства и необходимый уровень паропроницаемости.

Паропроницаемость, вероятно, наиболее игнорируется и наименее изучена из четырех. Тем не менее, это может иметь наибольшее влияние на работу стенной системы.

Почему важна паропроницаемость

Во время укладки или после укладки облицовки внутренняя часть стен намокает.А если стенная система не высыхает, она становится уязвимой для влаги и плесени.

Вот почему паропроницаемость или воздухопроницаемость является ключевым преимуществом погодных барьеров DuPont ™ Tyvek®. Тайвек® сочетает в себе правильный баланс воздухо- и водонепроницаемости и паропроницаемости. Таким образом, когда вода все же попадает в стенную систему, Tyvek® WRB спроектирован так, чтобы она могла улетучиваться в виде паров влаги.

Понимание паропроницаемости

Часто называемая воздухопроницаемостью, паропроницаемость описывает способность материала пропускать водяной пар.В отличие от объемного удержания воды, которое относится к воде в ее жидкой форме, паропроницаемость касается воды в ее газовой форме.

Действующие строительные нормы и правила требуют, чтобы минимальная проницаемость составляла около 5 перм. Ученые-строители DuPont считают, что этот порог слишком низок для обеспечения стабильной работы, и рекомендуют атмосферостойкие барьеры с паропроницаемостью от умеренной до высокой, такие как Tyvek® WRB.

Измерение проницаемости

Измерение скорости пропускания паров влаги (MVTR) рассчитывается в соответствии с протоколом испытаний ASTM E96.Этот тест показывает, сколько влаги может пройти через барьер за 24 часа.

Поскольку на это измерение влияет давление пара, необходимо отрегулировать давление пара на образце для определения паропроницаемости (MVP). ASTM E96 используется для присвоения материалам относительной оценки, которая показывает, насколько каждый из них устойчив к пропусканию паров влаги.

Реальная производительность

Летом 2002 года компания DuPont провела полевой эксперимент в Северной Каролине во время самой сильной засухи за десятилетия.К одной и той же стеновой конструкции случайным образом были применены две разные обертки здания. Один с паропроницаемостью 58 проницаемостей, другой 6,7 проницаемости.

Стену оклеивали 3-4 недели и за это время оставили в каркасной стадии строительства. По прошествии 3-4 недель, где бы ни была установлена ​​пленка с низкой паропроницаемостью, можно было четко увидеть накопление влаги и повышенный уровень влажности. Многие области достигли или превысили уровни насыщения для обшивки, и невооруженным глазом было видно нарушение влажности.

Напротив, везде, где была установлена ​​обертка с высокой проницаемостью, было обнаружено, что оболочка оставалась неизменно чистой и сухой, независимо от местоположения или ориентации.

Моделирование влажности

Чтобы лучше понять наблюдения в лаборатории и в полевых условиях, DuPont выполнила моделирование влажности, используя всемирно признанную модель WUFI Pro. DuPont смогла смоделировать полевые условия, чтобы оценить реакцию системы стен на образование конденсата, похожего на росу.

Результаты показали, что во всех климатических условиях значительно более низкое содержание влаги наблюдалось при использовании обертки с паропроницаемостью от умеренной до высокой. Эти результаты являются дополнительным показателем того, что проницаемость от умеренной до высокой позволяет сушить, в то время как низкая проницаемость препятствует сушке и увеличивает вероятность проблем, связанных с влажностью.

Тайвек® уникален

Погодные барьеры DuPont ™ Tyvek® имеют уникальную структуру с миллионами чрезвычайно мелких пор, которые сопротивляются проникновению воды и воздуха, но позволяют водяному пару проходить сквозь здание и выходить из него.

На протяжении более 30 лет опыт DuPont в области материаловедения и строительства привносит на строительный рынок такие инновации, как погодные барьеры Tyvek®.

Узнайте больше о тестировании паропроницаемости и производительности Tyvek®.

Бюллетень строительной науки — правда о паропроницаемости

Проницаемость водяного пара через пористые полимерные мембраны с различной гидрофильностью в качестве синтетических и природных барьеров

Аннотация

Статья посвящена анализу кинетики сорбции, проницаемости и диффузии водяного пара в пористых полимерных мембранах различной гидрофильности и сквозной пористости. .Измерение переноса воды с постоянным градиентом парциального давления позволяет авторам получать надежные характеристики пористых мембран, пленок, искусственных кож, тканей различной химической природы (синтетических и биологических) и фазовых структур. Были определены все кривые кинетической проницаемости и рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии, а также их кажущаяся энергия активации на стационарной и нестационарной стадиях массопереноса. Прослежена связь между сорбционно-диффузионными характеристиками полимерных барьеров и их паропроницаемостью.В рамках модели двойной дисперсии Золотарева – Дубинина получено аналитическое уравнение, связывающее проницаемость с коэффициентами диффузии водяного пара в объеме пор, материале полимерного каркаса с использованием таких характеристик, как пористость и коэффициент растворимости. Предлагается использовать это уравнение для прогнозирования сорбционных свойств барьерных и пористых материалов сложной архитектуры, особенно в пищевой упаковке.

Ключевые слова: проницаемость , диффузия, сорбция, пористые мембраны, гидрофильные и гидрофобные полимеры

1.Введение

Полимерные материалы различной химической природы и фазовой структуры имеют настолько разнообразные функциональные цели, что срок службы изделий на их основе сильно различается. Естественно, что изделия длительного пользования, которые при эксплуатации подвергаются большим нагрузкам, должны быть прочными и устойчивыми к факторам окружающей среды. Напротив, упаковочные материалы и контейнеры для пищевых продуктов не должны использоваться дольше срока годности пищевых продуктов. В противном случае такие материалы, выбрасываемые как твердые бытовые отходы, загрязняют окружающую среду.Известно, что полимерные материалы с малым сроком хранения должны быть разлагаемыми [1]. Наилучшие условия для биодеградации полимеров создаются во влажных условиях, когда влага иммобилизуется в гидрофильных полимерах, создавая условия для развития микрофлоры [2]. В пористых полимерных мембранах этот процесс значительно ускоряется. Поэтому информация о взаимодействии влаги с полимерами имеет фундаментальное значение для решения актуальных проблем материаловедения, таких как выбор полимеров для конкретных целей и прогнозирование поведения материалов в процессах насыщения водой и биодеградации [3 , 4].Статья посвящена анализу процесса сорбции и диффузии водяного пара в пористых полимерах различной гидрофильности.

С точки зрения теории перколяции, традиционный анализ проницаемости газонаполненных полимеров и гетерогенных полимерных гибридных систем в целом можно разделить на два состояния: до перколяционного перехода, когда полимерная фаза образует непрерывную дисперсионную среду, и газовая фаза образует замкнутые включения, а после перколяционного перехода, когда газовая фаза образует каналы через другую фазу.Хотя для первого состояния феноменология процесса достаточно развита, для второго состояния многое остается неясным [5,6]. Прежде всего, какой вклад в процесс переноса вносит матрица, ее сорбционные и диффузионные характеристики, извилистость транспортных каналов, адсорбция на границе раздела. Остается открытым также вопрос о методах исследования паропроницаемости этих материалов. В настоящее время наиболее распространенным методом экспериментального определения паропроницаемости через пористые полимерные мембраны стал чашечный метод.В этом методе значение расхода I в стационарной области кривой кинетической проницаемости является основной характеристикой мембраны, и ее обычно отождествляют с коэффициентом проницаемости. Этот метод успешно используется для стандартных измерений проницаемости барьерных материалов.

С другой стороны, нестационарная часть кривой, в пределах которой устанавливается распределение концентрации диффузанта по поперечному сечению мембраны, остается вне внимания исследователей, хотя именно эта часть имеет значение. наибольшая информация об особенностях диффузии водяного пара через пористые и монолитные полимерные материалы [1,7].Таким образом, нестационарная область может использоваться для расчета коэффициента диффузии ( D ), для оценки его концентрации и временных зависимостей, а также для определения коэффициентов растворимости и констант Генри ( s ). К сожалению, чашечный метод в его современной версии [8] не позволяет получить информацию о нестационарной части кривой проницаемости, так как в хроматографических и масс-спектрометрических ячейках присутствует градиент общего давления внешней среды наряду с градиент парциального давления.Поэтому его использование в пористых мембранах для детального изучения массопереноса в изобарно-изотермических условиях проблематично.

Целью данной работы было исследование кинетики проницаемости водяного пара через пористые полимерные мембраны различной гидрофильности путем непрерывной регистрации количества пародиффузата в сочетании с теоретическим анализом процесса массопереноса в таких системах.

2. Экспериментальная

Монолитные и пористые полимерные мембраны толщиной 150 и 500 мкм из коллагена (C), полиэфируретанмочевины (PEU), полиамида 6.6 (ПА), поливинилхлорид (ПВХ). Мембраны PEU были получены из раствора 4,4-дифенилметандиизоцианата, полиэфирдиолов и гидразингидратов диметилформамида. Олигооксипропилендиол использован при синтезе ПЭУ-1, статистический сополимер пропилена и оксидов этилена в соотношении 1: 1 для синтеза ПЭУ-2, эфир адипиновой кислоты и оксипропилендиола — для ПЭУ-3.

ПЭУ марки Sanpren (Япония) (M W = 32,9 кДа, M n = 22.1 кДа) получали из раствора в диметилформамиде 4,4-дифенилметандиизоцианата, полиэфирдиолов и гидразингидратов. При синтезе ПЭУ-1 использован олигооксипропилендиол, для ПЭУ-2 — статистический сополимер оксидов пропилена и этилена в соотношении 1: 1, а для ПЭУ-3 — сложный эфир адипиновой кислоты и оксипропилендиола.

Монолитные пленки ПВХ марки С-70 (Нижний Новгород, Россия) (M W = 107,2 кДа) получали литьем 5% мас. Раствора полимера на стеклянную подложку с последующей сушкой пленок до постоянной масса.

Коллагеновые мембраны (M W = 360 кДа) получали из раствора растворимой части дермы животных в уксусной кислоте (Москва, Россия). Фиксированную коллагеновую пленку отмывали от остатков уксусной кислоты в дистиллированной воде.

Пористый ПЭУ получали из 10 мас.% Раствора в диметилформамиде методом конденсационного структурообразования [9]. В качестве осадителя использовалась вода. Пористые пленки ПВХ получали осаждением его из 5 мас.% Растворов в циклогексаноне осаждением этанолом, а пленки ПА получали из его растворов в этаноле осаждением водой.Пористым аналогом коллагена служил образец натуральной кожи (сырой и неокрашенной телячьей кожи). Пористость образцов и их удельную поверхность определяли путем измерения плотности и сорбции инертного растворителя гексана. Характеристики исследованных образцов приведены в.

Таблица 1

Характеристики и кинетические константы диффузии и проницаемости пористых полимерных мембран разной гидрофильности при 298 К.

Материал ПВХ ПЭУ-1 ПЭУ-2 ПЭУ-3 Коллаген и натуральная кожа
Параметр
Пористость,% 38 55 58 65 44
Диаметр пор, мкм 8/12 *** 5/8 6/10 4/6
Сорбция воды, г / 100 г 0.52 7,5 9,2 16,3 60
D Θ , * 10 −7 см 2 / с 2 0,8 0,6
D с , * 10 −7 см 2 / с 3,1 0,66 0,5 2,4 0,08
D p 2, * 9017 −170 −1 см 2 / с * ~ 1 ~ 1 ~ 1 ~ 1 ~ 1
E Θ , кДж / моль 51/52 ** 48 / 46 54/49 56/54 61/63
E S , кДж / моль 50/54 49/48 53/50 52/50 64/62
E P , кДж / моль 54/29 51/25 57/18 58/21 63/26

Изотермы сорбции водяного пара были получены на вакуумных весах МакБейна.Кинетику паропроницаемости изучали на экспериментальной установке, схема которой представлена ​​на рис. Установка состоит из блока источника пара (C), диффузионной ячейки (B), в которой находится исследуемая мембрана между металлическими фланцами, стеклянной сорбционной колонны с кварцевой спиралью и чашки с поглотителем водяного пара. В отличие от ранее созданных установок [8,9], блок источника содержит несколько стеклянных термостабильных чашек, установленных на подвижном пластиковом диске.

Экспериментальная установка ( a ) и диффузионная ячейка ( b ) для исследования кинетики паропроницаемости полимерных мембран.Ситаллический датчик предназначен для измерения локальной влажности около внутренней поверхности мембраны. Более подробное описание настройки приведено в тексте.

Каждый источник перед экспериментом заполнялся водным солевым раствором, в данном случае CaCl 2 . Состав растворов подбирался таким образом, чтобы можно было изменить градиент парциального давления пара с (п / п 0 ) 1 на (п / п 0 ) 2 по смена источников, движение по изотерме сорбции.Здесь (p / p 0 ) 1 и (p / p 0 ) 2 — значения относительной влажности над источником и стоком соответственно.

Диск снабжен специальным подъемным устройством, с помощью которого производилось герметичное соединение стакана с металлическим фланцем ячейки. Расстояние от поверхности мембраны до источника — 2 см, от чашки с поглотителем до поверхности мембраны — 2,5 см. Все блоки установки имеют независимый контроль температуры, что позволяет проводить измерения как в изотермическом, так и неизотермическом режимах в широком диапазоне парциальных давлений пара.

Метод измерения был следующим. Образец мембраны после длительного кондиционирования извлекали из эксикатора, в котором тот же абсорбер использовался в качестве гидростата (например, K 2 CO 3 обеспечивает постоянную влажность ≈44%), а затем устанавливали между фланцы диффузионной ячейки. Поглотитель помещен в сорбционную колонку. Установление сорбционного равновесия в системе мембрана-поглотитель при выбранной температуре эксперимента наблюдалось в течение следующих 10–20 мин.Затем блок источников (нижний блок) приводился в контакт с нижним фланцем диффузионной ячейки. С этого момента измеряли кинетику изменения веса поглотителя. Эти измерения продолжались до достижения постоянной скорости изменения веса поглотителя, что соответствует установлению стационарного состояния процесса переноса при выбранном парциальном давлении водяного пара.

Конструкция установки позволяла изменять диапазон измерения разности парциальных давлений водяного пара путем выбора источника (б).Относительная погрешность определения кинетики паропроницаемости на стационарной стадии составила 5%, на нестационарной стадии — 8%. Измерения проводились в изотермических условиях процесса при температурах 298–230 К при различных перепадах влажности между источником и поглотителем.

3. Результаты и обсуждение

Типичные кинетические кривые проницаемости и сорбции водяного пара монолитными и пористыми мембранами разной гидрофильности показаны на и.Видно, что как для монолитных, так и для пористых мембран со сквозной пористостью на кинетических кривых проницаемости можно выделить две области, соответствующие нестационарной и стационарной стадиям процесса.

Кинетические кривые паропроницаемости монолитных ( a ) и пористых ( b ) полимерных мембран, полученных из поливинилхлорида (PVC) ( 1 ), полиэфируретанмочевины (PEU) -1 ( 2 ), PEU -2 ( 3 ), PEU-3 ( 4 ) и коллаген ( 5 ) при 298 К.

Кинетические кривые сорбции водяного пара монолитной ( сплошные линии ) и пористой ( пунктирные линии ) мембранами из коллагена ( 1 ), ПЭУ-3 ( 2 ), ПЭУ-1 ( 3 ) ) при 298 К. Интервал относительного перепада давления водяного пара составляет 0,44–0,90.

С формальной точки зрения, независимо от фазового состояния мембраны и ее пористости, продолжительность нестационарной стадии может быть охарактеризована временной задержкой (), которая численно равна отрезку отрезка на ось времени экстраполированной линейной частью кривой проницаемости ().

Для пористых мембран всегда меньше, чем для монолитных мембран, и значительно больше, чем для системы «источник / воздушный слой / поглотитель». Для последнего Θ равно 10–12 с, что, по Барреру, дает значение коэффициента диффузии D = 0,2 см 2 / с, что при нормальных условиях совпадает с коэффициентом диффузии водяного пара в воздух [10].

Интересны следующие три факта. Во-первых, для пористых мембран является функцией гидрофильности ().Несмотря на то, что общая пористость образцов изменяется в достаточно широком диапазоне (), можно утверждать, что увеличивается вместе с увеличением сорбционной емкости полимера, из которого изготовлена ​​мембрана. Изменение разности влажности при измерении паропроницаемости сдвигает фигуративную точку образца в ту или иную сторону на кривой Θ -M (). Для монолитных мембран такого эффекта не наблюдается.

Зависимость времени задержки () от сорбционной способности пористых полимерных мембран (M∞) при 298 K, относительной влажности 30% при различных значениях разности относительной влажности: ( 1 ) 44–90 p / р 0 ; ( 2 ) 44–80 п / п 0 ; ( 3 ) 44–60 с / п 0 .Полимерные материалы обозначены на графике.

Во-вторых, существует пропорциональность между Θ и временем установления сорбционного равновесия в системе мембрана – водяной пар.

В-третьих, отношения между коэффициентами диффузии и температурными коэффициентами для пористых и монолитных мембран, рассчитанные из стационарной области кривой проницаемости и кинетики сорбции, необычны. Коэффициенты диффузии для монолитных мембран можно рассчитать по следующим традиционным уравнениям [9,10,11]:

D s = (π / 16) l 2 ( d γ / d t 1 / 2 ) 2

(2)

где l — толщина мембраны, γ — относительная степень заполнения мембраны диффузантом.

Хотя полученные таким образом значения коэффициента диффузии, а также кажущаяся энергия активации сорбции и проницаемости E Θ , E s , E p , (), довольно близки друг к другу, ситуация полностью отличается для пористых мембран.

Эффективные коэффициенты диффузии для пористых мембран D Θ ′ D s ′ D p ′, рассчитанные с использованием тех же уравнений (1) — (3), значительно различаются между собой ().Для всех перепадов влажности, как правило, (D Θ ′ = D s ′) << D p , а для абсолютных значений D Θ ′ >> D Θ . Для гидрофильных мембран (коллаген, PEU-2 и PEU-3) разница между D ‘и D p ‘ тем больше, чем больше разница во влажности. Этот эффект определяется уменьшением D Θ ′ в большей степени, чем увеличением D p ′ и I . Таким образом, при переходе от перепада влажности 44–60% к 44–90% D Θ ′ уменьшается на 2.В 5 раз, а D p ′ и I увеличиваются всего на 30–35% за счет пластификации полимера.

Температурные зависимости D Θ ′ и D s ′ для всех исследованных мембран удовлетворительно описываются уравнением Аррениуса. При этом E Θ ′ и E s ′ близки между собой и, что особенно важно, совпадают с E Θ и E s для монолитных мембран. Это означает, что основной вклад в массоперенос на нестационарной стадии вносит процесс сорбционного насыщения пористого каркаса мембраны диффузантом.

Однако температурная зависимость проницаемости пористых мембран в общем случае не подчиняется уравнению Аррениуса. Для мембран из ПВХ и ПЭУ-1 вообще (п / п o ), а для мембран из коллагена и ПЭУ-3 при (п / п o ) 1 <60% температурные зависимости I описывается степенной функцией

где n — эмпирическая константа, значение которой изменяется от 1,5 до 1,7, что свидетельствует о значительном вкладе свободной диффузии водяного пара через поровое пространство мембран в стационарную проницаемость.В области повышенной влажности (более 80%) температурная зависимость паропроницаемости для коллагена, ПЭУ-2 и ПЭУ-3 описывается набором двух функций.

I ≅ k 1 T n + k 2 exp (−E Θ / RT)

(5)

где k 1 и k 2 — эмпирические константы.

Полученные экспериментальные данные позволяют сформулировать следующие представления о механизме паропроницаемости пористых полимерных мембран.Процесс переноса влаги в таких мембранах представляет собой суперпозицию двух потоков: фазовый перенос по пористому пространству мембраны и диффузионный перенос по объему полимерной матрицы (называемый активационной диффузией согласно [10] или твердотельной диффузией согласно [10]). 9,11]). При t <Θ водяной пар проникает в мембрану через систему сквозных капилляров. Одновременно с диффузией через свободное пространство пор пар адсорбируется на стенках пор и абсорбируется – растворяется в материале стенки.Этот процесс происходит до установления локального сорбционного равновесия в различных частях мембраны, а его скорость определяется коэффициентом диффузии водяного пара в полимер.

При t> Θ устанавливается некоторый градиент влажности по всей толщине образца. Этот момент соответствует началу стационарной стадии процесса, в которой одновременно задействовано и поровое пространство, и материал мембраны. Таким образом, пока не установится постоянный градиент влажности по поперечному сечению мембраны, большая часть потока поглощается материалом и не участвует в прямом переносе водяного пара на внешнюю поверхность образца.После установления постоянного градиента потоки через пористое пространство и полимерный материал становятся параллельными, и общий поток определяется их суммой [10,11].

Теория процесса массопереноса в пористых материалах подробно описана в следующих работах [12,13].

Усредненные уравнения массопереноса в описанных выше системах с развитой системой транспортных пор имеют следующий вид:

m∂c∂t = mDi∂2c∂x2 − κ (γc − a)

(6)

(1 − m) ∂c∂t = (1 − m) Da∂2a∂x2 + κ (γc − a)

(7)

c (0, t) = c0, a (0, t) = γc0, a (l, t) = c (l, t) = 0

(8)

a (x, 0) = c (x, 0) = 0, 0≤x≤l

(9 )

где m — пористость мембраны, l — ее толщина, c и a — локальные концентрации диффузанта в порах и полимерной фазе, D i и D a — диффузионная коэффициенты в порах и полимерной фазе, соответственно, k — усредненная константа скорости массопереноса между диффузантом в порах и полимерной фазой.

Путем введения безразмерных переменных и параметров

ξ = xl ε = τiτa β = κτi / (1 − m) α = κστi / m τi = l2Di τa = l2Da τ = tτi

(10)

получаем следующее уравнение для количества вещества M (t =) ∫0tq (t) dt, десорбированного с мембраны в момент t (т.е. M (t), поглощенного сорбентом) с поверхности

M (t) = mDi + (1 − m) σDalc0 × ··· × {t − t1−2τi∑n = 1∞ (−1) n (λn −− λn +) [λn — + (πn) 2Δλn + e − λn + τ − λn ++ (πn) 2Δλn − e − λn − τ]}

(11)

куда

λn ± (=) [(ε + 1) (πn) 2+ (β + α)] 2 ± [(ε + 1) (πn) 2+ (β + α)] 24− (πn) 2 [ ε (πn) 2+ (β + αε)]

(13)

Существенным является тот факт, что при больших временах t → ∞ зависимость M от t аппроксимируется прямой линией

M (t → ∞) = mDi + (1 − m) Dalc0 (t − t1)

(14)

И при экстраполяции t → 0 эта линия в полном соответствии с полученным экспериментальным материалом не перейти в начало координат, а пересекает ось времени при значениях

t1≡Θ = l2 (m + γ (1 − m)) 6 (Dim + γ (1 − m) Da)

(15)

и ось ординат на

M (t → 0) = l6 (m + γ (1 − m)) c0

(16)

Из уравнений (12) — (16) ясно, что полученные уравнения являются более общими, чем уравнения Дина. –Соотношение Баррера [9].Они очень удовлетворительно описывают полученный набор экспериментальных данных. Таким образом, из уравнения (15) следует, что продолжительность нестационарной стадии процесса проницаемости является функцией пористости мембраны, ее сорбционной способности по диффузанту, отношения коэффициентов диффузии в пористом пространстве и полимерного материала. . Естественно, что в общем случае при рассмотрении (∂M∂T) t → ∞ или (∂Θ∂T) следует ожидать довольно сложной температурной зависимости указанных параметров процесса:

(∂I∂T ) = const (∂Di∂T) + const (∂Da∂T) + const (∂γ∂T)

(17)

который может быть аппроксимирован I≈T − n или экспоненциальной функцией только в первом приближении при определенных соотношениях между D i , D a и σ.

Таким образом, большой интерес представляет новая возможность расчета коэффициентов диффузии по кинетическим кривым сорбции монолитных образцов и кривым кинетической проницаемости пористых мембран, дополненной информацией о пористости. Для этого можно использовать либо соотношение

Dim = lc0θ (−M) t → 0 − Daγ © (1 − m)

Da = a1 − a2 (γ1 © −γ2 ©) (1 − m)

(18)

Dim = a1− λ1 © (a1 − a2γ1 © −λ2 ©)

или, выполняя измерения I при различных γ ‘, т.е.е., при разном перепаде влажности. В данном случае:

a1 = Dim + σ1Da (1 − m) a2 = Dim + σ2Da (1 − m)

(19)

где ai = Iil (c0) i − 1.

Расчеты по этим уравнениям для всех мембран показали, что перенос водяного пара с коэффициентом диффузии D и = 0,18 — 0,21 при 298 K происходит в их поровом пространстве, что характерно для свободной диффузии водяного пара в воздух.

Паропроницаемость: 7 минут BS — Building Science w / a Beat

Пароизоляция во многих частях Северной Америки приносит гораздо больше вреда, чем пользы.Понимание пароизоляции начинается с понимания того, что значит быть одним

В этом выпуске Джонатан Смегал, магистр наук, старший менеджер проекта RDH Building Science Laboratories, рассказывает о том, как влага перемещается через материалы и что это значит для стен и крыш.

Что это:

ва · пор за · м ·анс | ˈVāpər pərmēəns — сущ (существительное)

«Паропроницаемость — это свойство материала — и в наших обсуждениях это будут строительные материалы, — которое позволяет водяному пару проходить через него.«

—Джонатан Смегал, RDH Building Science Laboratories

Как работает паропроницаемость

«Некоторые материалы имеют высокую паропроницаемость, что означает, что они пропускают большое количество водяного пара, а другие материалы имеют значительно меньшую паропроницаемость, поэтому они блокируют движение водяного пара, и это называется пароизоляцией или пароизоляторами».

Термины, с которыми большинство из нас знакомо, даже если не совсем ясно их различия.

«Количество водяного пара, который проходит через материал, зависит от паропроницаемости этого материала и количества водяного пара, также называемого давлением пара, на каждой стороне материала».

Проницаемость зависит не только от самого материала, такого как гипсокартон, но и от того, насколько влажен воздух с каждой стороны стены.

«Проще говоря, паропроницаемость можно определить в лаборатории, подвергнув известную область материала воздействию известного градиента давления пара или известной относительной влажности с обеих сторон.«

Градиент давления пара — это степень «тяги» одной стороны стены по сравнению с другой. Влага переходит от влажного к сухому, и то, насколько велика разница, определяет силу вытягивания.

«Давление пара на каждой стороне исследуемого материала может варьироваться, но чаще всего, или то, что мы называем испытанием в смачиваемой чашке со 100% относительной влажности с одной стороны…»

Насыщенный воздух

«… и относительная влажность 50% с другой стороны».

Достаточно обычный воздух.

«Другой типичный тест называется тестом в сухом тигле. При относительной влажности 0% или влагопоглотителя на одной стороне исследуемого материала и 50% на другой».

Оба этих теста являются частью стандарта ASTM E96, и выбор между испытанием в смачиваемой чашке или тестом с сухой чашкой зависит от того, где материал должен прожить свою жизнь: внутри или снаружи здания.

«Например, снаружи здания во многих климатических условиях оно будет подвергаться более высокой относительной влажности, как и следовало ожидать во время дождя и различных климатических условий.

Таким образом, испытание в смачиваемой чашке, вероятно, является более подходящим испытанием для строительных материалов на внешней стороне корпуса.

Внутри, где воздух более сухой, испытание в сухой чашке лучше покажет ожидаемую производительность. Вы не должны проводить эти тесты на месте, у них есть лаборатории, как у Джонатана, для этого. Все эти лабораторные результаты должны быть включены в стандарты и кодексы, но иногда некоторые из кодексов и стандартов немного неясны.

Джонатан сообщил мне, что в строительном кодексе есть некоторые аномалии, которые требуют проведения теста на сухой стакан для внешних материалов, таких как обшивка.Он также отмечает, что воздух очень важен при рассмотрении переноса пара.

Важно помнить, что паропроницаемость и движение пара за счет диффузии через слои ограждения не зависит от движения воздуха ».

Диффузия пара описывается законом идеального газа. По сути, это молекулы воды в воздухе, сталкивающиеся друг с другом и с поверхностями. Успех диффузии пара зависит от того, насколько проницаемо вещество, с которым они сталкиваются.Гораздо более быстрый путь в стену — это направить поток воздуха в дыру.

«Проникновение или эксфильтрация воздуха в ограждение может перемещать на порядки больше водяного пара. Так, как если бы водяного пара в сто раз больше, чем только за счет диффузии пара».

Отсюда недавний упор в строительстве высоких рабочих характеристик на воздушные барьеры над пароизоляцией.

«Часто путают воздушные и пароизоляционные заслонки, но это отдельная тема.«

Для другого шоу. Между тем, некоторые примеры материалов с высокой проницаемостью — домашние покрытия, такие как Tyvek,

.

«Латексная краска довольно хорошо паропроницаема».

Гипсокартон парооткрытый …

«Минеральная изоляция или даже изоляция из стекловолокна пропускают через себя много водяного пара».

Изоляция из аэрозольной пены с открытыми порами …

«Аааааааааааааааааа вся неразбериха в том, что сейчас много разных пен.Пенопласт с открытыми порами весом в полфунта достаточно паропроницаем и не контролирует движение пара ».

Значит, аэрозольная пена с закрытыми порами является пароизоляцией?

«Двухфунтовая пена для распыления с закрытыми ячейками толщиной около двух дюймов считается пароизоляцией».

Другие пароизоляционные материалы или замедлители парообразования включают полиэтилен толщиной 6 мил, крафт-бумагу, облицованную стекловолоконным войлоком, имеется множество отслаивающих и липких мембран, которые представляют собой полные пароизоляционные материалы.

«Важно знать паропроницаемость материалов в стеновой сборке, чтобы водяной пар случайно не улавливался в месте внутри стенового ограждения.«

Как использовать паропроницаемость в ваших интересах

Игнорирование в течение минуты, хорошая ли идея пароизоляции,

«Общее практическое правило — размещать пароизоляцию в сборке на теплой стороне корпуса».

Итак, я не говорю, что он вам нужен, но если он указан, то он должен быть внутри стены в холодных местах и ​​снаружи стены в жарких местах.

«Если вы поместите пароизоляцию внутри корпуса на гипсокартон в жарком или влажном климате, например, на виниловых обоях, вероятно, что внутри будет скопление влаги, застрявшее между винилом. обои и гипсокартон.«

Я видел много черной плесени за обоями в Теннесси, где я переделывал дома.

«Это общая проблема в жарком влажном климате, но мы провели исследование, которое показало конденсацию на внутренней пароизоляции из полиэтилена, даже в пятой климатической зоне, с облицовкой, аккумулирующей влагу, такой как непосредственно приклеенный камень».

И у нас есть подкаст о облицовках резервуаров, если вам интересно.

«Кожухи должны быть спроектированы таким образом, чтобы сохнуть по крайней мере в одном направлении, будь то изнутри или снаружи, в зависимости от того, в какой климатической зоне вы находитесь, и от свойств материала выбранных материалов кожуха.

Это подчеркивает важность рассмотрения всей сборки при проектировании высокоэффективной стены или крыши.

Важно помнить, что диффузия пара через кожух контролируется наименее паропроницаемым материалом. Таким образом, если вы спроектируете пароизолированный кожух и поместите в нем один слой, непроницаемый для пара, или пароизоляцию, это предотвратит проникновение всего пара в кожух или из него на этом слое ».

Некоторые ученые называют такой анализ паровым профилем конструкции, имея в виду, каким образом стена может высохнуть от любого данного слоя.Если он не может высохнуть или проникнуть откуда-то, это проблема.

«Итак, мы говорили о парооткрытых материалах и пароизоляционных материалах, но есть также категория материалов, которые часто называют интеллектуальными пароизоляционными материалами.

Эти типы материалов имеют разную паропроницаемость при разной относительной влажности окружающей среды, поэтому в более сухой среде с низкой относительной влажностью они будут действовать как пароизоляция.

Но если бы относительная влажность увеличилась, скажем, в результате небольшой утечки воды в ограждение, в окне, тогда паропроницаемость этой интеллектуальной пароизоляции увеличилась бы, позволяя больше осушать воду, которая просачивалась в сборка — снижает риск возникновения проблем с влажностью.

Самый распространенный «умный» замедлитель парообразования — это крафт-бумага на основе многих стекловолоконных войлок. Бумага закрывается от пара, если полость стены не становится влажной, после чего бумага становится открытой для пара, позволяя высохнуть.

На рынке есть и другие продукты, представляющие собой пластиковые пленки, которые будут вести себя так же, а также иметь более широкий диапазон паропроницаемости.

MemBrain, вероятно, самый распространенный в Северной Америке, но существует множество других, многие из них все еще находятся только в Европе, но они становятся все более распространенными в Северной Америке.«

Еще одна вещь, которая распространена в Северной Америке?

Разбивка научных принципов на семь минут бакалавриата.

Помните, вам платят за то, что вы делаете и что знаете. В сутках всего 24 часа, а информации бесконечно.

Мы хотели бы поблагодарить RDH Building Science за предоставление инженеров для этого дела и за технические исправления в моих текстовых усечениях.

Подписаться: iTunes | Google Play | SoundCloud

—7 минут BS — продукт SGC Horizon Media Network.

В чем разница между проницаемостью и проницаемостью?

Эссе:

В чем разница между проницаемостью и проницаемостью?

В чем разница между проницаемостью и проницаемостью?

Скорость влагопроницаемости материала называется его проницаемостью, выраженной в допустимых дюймах. Это число не зависит от толщины материалов. Однако его проницаемость во многом зависит от толщины, как и коэффициент теплопередачи.Разделение проницаемости материала на его толщину дает проницаемость материалов, указанную в допусках. Проницаемость — это число, которое следует использовать для сравнения различных продуктов в отношении сопротивления влагопроницаемости. (источник)

Проницаемость для водяного пара также является мерой паропроницаемости, однако это оценка рабочих характеристик, а не свойство материала. Единицы измерения в США обычно выражаются в перм-дюймах (1 перм-дюйм = прохождение 1 зерна пара через 1 фут2 материала толщиной 1 дюйм за 1 час при перепаде давления в 1 дюйм рт. Ст.).2. Па) = 1,459 перм / дюйм]

Проницаемость — это скорость прохождения воды или пара через мембрану. Используемый тест — это паропроницаемость ASTM-E 96 или паропроницаемость D-1653. Результаты измеряются в химической завивке. Чем ниже число, тем меньше паров влаги будет проходить через мембрану. Это чрезвычайно важно в условиях погружения. Чем меньше проницаемость, тем лучше.

Все проницаемо, просто одни вещи проницаемы больше, чем другие.Системы с хлопьевидным наполнением и системы, содержащие углерод, обладают меньшей проницаемостью, чем системы без наполнителя.

Факторы:

1. Размер молекулы жидкости: Дистиллированная вода и соляная кислота быстро проникают через лайнер из-за небольшого размера молекул этих элементов.

2. Температура: мы знаем, что нагревательный материал снижает вязкость. Теплые или горячие жидкости проникают быстрее, чем холодные.

3. Толщина мембраны: чем толще мембрана, тем меньше жидкости или газа пройдет через лайнер, таким образом, тем ниже рейтинг проницаемости.(Интернет-источник)

Определение: Скорость пропускания водяного пара на единицу площади на единицу перепада давления пара в условиях испытаний. Он может быть выражен в ППМ-сантиметре (г / 24 ч / ч2мм рт.ст.) толщины или в п.м.

ТРАНСМИССИЯ ВОДЯНОГО ПАРА.

Определение: Количество водяного пара, проходящего через заданную область пластикового листа или пленки за заданное время, когда лист или пленка поддерживается при постоянной температуре и когда его поверхности подвергаются определенным разным относительным влажностям.Результат обычно выражается в граммах на 24 часа на квадратный метр (г / 24 ч · м2). (Интернет-источник

Водонепроницаемые барьеры и почему паропроницаемость имеет значение

Доктор Джон Штраубе — уважаемый эксперт в области строительной науки, известный своими исследованиями, консультационной работой и руководящей ролью преподавателя. Он является директором RDH Building Science и преподавателем Университета Ватерлоо. В прошлом году доктор Штраубе обсудил ключевые концепции ограждающих конструкций здания (включая контроль влажности, воздухонепроницаемость и энергоэффективность) в рамках серии семинаров DELTA® Academy.Мы связались с ним, чтобы задать несколько дополнительных вопросов по этим темам — здесь мы узнаем его мнение о WRB и паропроницаемости.

Q: Начнем с основного вопроса: что такое WRB?

Ну, в зависимости от того, кого вы спросите, это «водостойкий барьер» или «погодостойкий барьер». Но если вы спросите меня, «погодоустойчивый» будет совершенно неверным [1] и вводящим в заблуждение. Иногда люди думают, что погодостойкие барьеры препятствуют проникновению как воды, так и воздуха. Но есть небольшая путаница.Для ясности, мы должны называть их водо- и воздушно-резистивными, если они выполняют обе функции.

Частично проблема в том, что термин WRB используется для обозначения материалов, но разные материалы WRB могут выполнять разные функции в зависимости от того, как они детализированы, например, обертка (которая может контролировать как воздух, так и воду) или асфальтовый войлок (который только контролирует воду). Важно знать, какую функцию или функции выполняет каждый материал в вашей сборке, и детализировать это соответствующим образом.

Вот почему архитекторам и дизайнерам так важно понимать и четко обозначать функции.Если вы посмотрите на здание, покрытое полимерной мембраной, вы действительно не сможете сказать, правильно ли оно детализировано, пока не узнаете замысел проекта — предназначено ли оно для управления водой, паром, воздухом или какой-то их комбинацией? Дизайнеры должны решить и сообщить, какие слои предназначены для управления чем.

[1] По сути, никакие WRB не устойчивы к погодным условиям: это работа всего ограждения здания, а не только одного слоя и одного продукта.

В: Обычно ли WRB контролируют все три?

Могут, но не обязаны.В том-то и дело. Мы говорим «WRB», но это мало что нам говорит. В некоторых ситуациях материал WRB действует только как водоотталкивающий слой, и ярлык «водостойкий барьер» имеет смысл. Тем не менее, тот же материал, должным образом проработанный на стыках и переходах с совместимыми лентами и т. Д., Также может служить для управления воздушным потоком, и в названии нет указания на эту важную роль.

Подпись: Водостойкий материал также может быть частью системы воздушного барьера в зависимости от материала и его детализации.Слева: приклеенная мембрана, герметизированная совместимыми лентами для образования водо-воздушного барьера; справа, асфальтовая бумага с гравитационным напылением обеспечивает контроль воды, но не воздуха. © Джон Штрауб и RDH Building Science

В: Хорошо, если вы используете продукт WRB для контроля проникновения дождевой воды, должен ли он также контролировать пар? Что, если вы также используете его как воздушный барьер? Есть ли одна идеальная паропроницаемость?

С точки зрения строительной науки жидкая вода и водяной пар — это две разные вещи.Когда мы говорим о контроле паров, мы говорим о диффузии, и это то, что касается паропроницаемости. Вы можете иметь высокую паропроницаемость, то есть пропускать пар с относительно высокой скоростью, и при этом эффективно отводить жидкую воду: это делают многие изделия, такие как войлок и специальные полимеры. Утечки воздуха могут уносить с собой пар, но, опять же, это другая проблема, чем диффузия пара. Вы предотвращаете перенос пара в воздухе, контролируя воздухонепроницаемость, а не паропроницаемость.

Итак, краткий ответ — нет.Не существует единого паропроницаемого материала, который идеально подходил бы для создания барьера для воздуха или воды. Это действительно зависит от конструкции вашего корпуса — где вы устанавливаете это в сборке, относительно изоляции? Где вы устанавливаете сборку в мире? Мы в Новом Орлеане? Мы в Мэне? Мы в Эдмонтоне? А что внутри здания? Это среда с высокой влажностью или более сухая среда? Это жаркая среда или холодная среда?

Дизайнер должен продумать эти варианты при выборе паропроницаемости.Тем не менее, можно сказать, что если у меня есть воздухо- и водный барьер с высокой паропроницаемостью, я могу относительно безопасно разместить его практически в любом месте корпуса, потому что он не останавливает поток водяного пара. А затем я мог бы добавить еще один слой для паронепроницаемости в другом месте, если бы мне это было нужно. Традиционно в очень холодном климате с высокой влажностью в помещении мы устанавливали пароизоляцию внутри. Имея паропроницаемый барьер для воздуха и воды, теперь у меня есть возможность разместить его в любом месте ниже по потоку в этой стеновой системе, где он может лучше всего работать как для остановки воздушного потока, так и для эффективного отвода дождевой воды

Сейчас иногда хочется использовать пароизоляцию / водовоздушную преграду.Есть определенные конструкции стен, в которых мы помещаем всю изоляцию снаружи, у нас очень высокая внутренняя влажность, очень холодные снаружи, и мы проектируем конструкции, в которых требуется пароизоляция в том же месте, что и водовоздушный барьер. . В этой ситуации вы покупаете продукт, который выполняет все три функции. Но наличие паропроницаемого воздухо-водяного барьера на самом деле дает вам большую свободу, потому что вы можете поставить его прямо снаружи, сразу за облицовкой, или вы можете поместить его на три четверти внутрь по направлению к внутренней части изоляции. и это не повлияет на производительность, потому что не повлияет на проницаемость бумаги для всей системы и не засоряет ее.

Чтобы кратко узнать о преимуществах использования паропроницаемого воздушного барьера, посмотрите видео ниже:

Заголовок: Паропроницаемый водно-воздушный слой можно безопасно разместить в нескольких местах внутри стеновой конструкции. © RDH Building Science

Q: Значит, нет точки отсечения? Например, есть ли опасения по поводу паропроницаемости выше 10 перм.

Таким образом, паропроницаемыми считаются материалы с проницаемостью более 10 мм.Это означает, что вы не стали бы использовать их в ситуациях, когда вам нужна пароизоляция.

В: Но можно ли их использовать там, где нужна водовоздушная преграда?

Ну, поскольку для водовоздушной преграды нет волшебной паропроницаемости, очевидно, что она неплохая выше 10 и хорошая ниже 10 или наоборот. Это действительно зависит от конструкции стены, но одно из преимуществ мембраны с очень высокой проницаемостью заключается в том, что она не играет положительной или отрицательной роли в потоке пара через эту сборку, поэтому вы можете разместить свой водо-воздушный барьер где угодно, не беспокоясь о том, «плохо ли это влияет на поток пара?»

Итак, есть моменты, когда мы действительно хотим иметь более низкую паропроницаемость, и есть определенные системы облицовки, такие как приклеенные облицовочные плиты, которые пропускают водяной пар, поэтому мы хотим улавливать этот пар с помощью паронепроницаемых слоев.И эти типы систем означают, что вам нужно это делать — вам нужна паронепроницаемая система. Но это не значит, что водовоздушный барьер с паропроницаемостью 20 пермь — это плохо. Часто паропроницаемость 12, 20, даже 30 очень полезна для ускорения высыхания, если вы случайно попадете в систему.

Для видеорекламы по вопросам, обсужденным выше, посмотрите видео ниже, где доктор Джон Штраубе обсуждает идеальную паропроницаемость для воздушных барьеров:

Итак, в 10 нет ничего волшебного, кроме того, что это круглое число … это просто число, и большинство стеновых систем выиграют от, скажем, 20 химической завивки плюс, или, если вам нужно контролировать пар, то одну завивку или меньше, и если у вас семь или девять, это, вероятно, не так уж и полезно.

Q: Хорошо, спасибо за пояснение. Ранее вы упомянули, что воздухонепроницаемость также может помочь предотвратить проблемы конденсации пара. Вы можете рассказать об этом поподробнее? Какое отношение имеет герметичность к пару?

Конечно. Как я уже упоминал, пар может проходить через сборку за счет диффузии или через воздушный поток. Паропроницаемость связана с диффузией, которая происходит, когда водяной пар проталкивается через материал из-за разницы в давлении пара (мера содержания влаги в воздухе).Некоторые материалы допускают это движение с большей готовностью, чем другие; материалы с рейтингом проницаемости 10 или выше классифицируются как паропроницаемые. Полупроницаемый материал (с проницаемостью больше 1,0, но меньше 10) замедлит диффузию. Паронепроницаемый материал (0,1 мкм или меньше) по существу остановит его. Полиэтиленовая пленка и алюминиевая фольга являются хорошими примерами паронепроницаемых материалов.

Но даже если вы остановите всю диффузию, у вас все равно может образоваться конденсат. Это потому, что водяной пар не просто рассеивается.Он может и будет — к счастью! — перемещаться по вашей сборке через утечки воздуха. Это называется конвективным движением пара , и при некоторых условиях он будет переносить довольно много пара.

На самом деле утечки воздуха — одна из причин, по которой использование паропроницаемых мембран имеет смысл в некоторых сборках. Если происходит утечка воздуха и накапливается конденсат, способность рассеивать пар из сборки может помочь ей высохнуть.

Q: Спасибо, что поделился своими мыслями сегодня, Джон.Давайте закончим интересным вопросом. Мы говорим в штаб-квартире AIA в Вашингтоне. Можете ли вы порассуждать о том, как можно было бы построить подобное здание сегодня? Какие будут соображения относительно паропроницаемости и контроля воздуха и воды?

Подпись: Штаб-квартира AIA в Вашингтоне, округ Колумбия.

Как мы могли бы построить подобное здание сегодня в Вашингтоне, округ Колумбия? Мы, вероятно, использовали бы каркас из стальных шпилек с внешней гипсовой обшивкой. И мы поместили немного изоляции в полость стойки, и мы поместили немного теплоизоляции снаружи, так что барьер для воздуха и воды проходил бы как бы посередине в этой разделенной стене, частично через общую ценность изоляции.И таким образом мы можем иметь прочную опору для этого водно-воздушного барьера, убедиться, что он покрывает все структурные компоненты, и при этом обеспечивать некоторую защиту этого водно-воздушного барьера от ветра, дождя и т. Д., Имея этот внешний вид. слой утеплителя.

Допустим, AIA очень думала о будущем и решила построить стены новой штаб-квартиры из деревянных гвоздей, потому что они хотели здание с нейтральным выбросом углерода. Теперь становится еще более очевидным, что мы собираемся поместить изоляцию между стойками, обшивку доски снаружи стоек, накрыть эту оболочку доски паропроницаемым и полностью приклеенным паропроницаемым барьером, положить большой кусок изоляции. снаружи, чтобы убедиться, что энергоэффективность высока, а затем добавьте любую облицовку, которая им нравится снаружи, и отделку из гипсокартона внутри.

Это не единственный способ, которым они могли это построить, но это хороший способ! Как и в других хороших решениях, он учитывает различные уровни управления, необходимые для корпуса, и упорядочивает их таким образом, чтобы они работали вместе, чтобы обеспечить эффективность и долговечность.

Доктор Джон Штраубе обсуждает роль воздушного барьера в современном проектировании зданий на примере штаб-квартиры AIA:

Джон Штраубе

Джон Штраубе, Ph.D., P.Eng., Является директором RDH Building Science Inc., где он возглавляет судебно-медицинские исследования и руководит исследовательскими проектами в области проектирования зданий с низким энергопотреблением, характеристик ограждающих конструкций зданий, гидротермического анализа и полевого мониторинга стеновых конструкций. . Он также является плодовитым писателем и известным оратором.

Помимо работы в RDH, д-р Штраубе является перекрестным преподавателем факультета архитектуры и факультета гражданской и экологической инженерии Университета Ватерлоо.Лидерство доктора Штраубе как ученого-строителя и преподавателя было отмечено множеством наград, в том числе Премией за выслугу в области строительного научного образования от Национального консорциума исследовательских центров жилищного строительства (NCHRC) и Премией профессионального лидерства от Северо-восточной ассоциации устойчивой энергетики ( NESEA). Получите полную информацию о работе доктора Штраубе, наградах и вкладе в отрасль в RDH.

Водопаропроницаемые полиуретановые пленки на основе сверхразветвленных аминоэфиров борной кислоты

Сверхразветвленные полимеры привлекли пристальное внимание при разработке макромолекул и функциональных материалов из-за их уникальных физических и химических свойств, обусловленных разветвленной архитектурой и большим количеством функциональных групп.В настоящем исследовании с помощью методов светорассеяния, вискозиметрии, термомеханического анализа, измерения напряжения-деформации при растяжении, тангенса угла механических потерь и проницаемости водяного пара мы демонстрируем иерархическую макромолекулярную организацию борорганических полиуретанов, синтезированных с использованием стерически затрудненных аминоэфиров (AEBA) борной кислоты. кислота. Показано, что паропроницаемость полиуретанов, полученных на основе стерически затрудненных аминоэфиров борной кислоты, обусловлена ​​особенностями химической структуры АЕБА, которая может иметь иономерный характер, и наличием стерических препятствий, создаваемых в гиперразветвленной структуре. AEBA, что может привести к увеличению свободного объема в таких полиуретанах.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Air-Bloc® All Weather STPE ™ Жидкий паропроницаемый воздушный барьер для нанесения

Фундаментная плита стены АБСТПЭ-1А ниже класса

Фундаментная плита стены АБСТПЭ-1Б на уровне

Переходный фундамент под стену ABSTPE-1C без выступа под кирпич

АБСТПЭ-2А Проникновение трубы 0.Максимальный зазор 5 дюймов

ABSTPE-2B Проникновение трубы 0,75 дюйма, макс. Зазор

ABSTPE-3A-1 Внутренние и внешние углы

ABSTPE-3A-2 Внутренние и внешние углы

ABSTPE-3B Внутренние и внешние углы

Типовой диван ABSTPE-3C

ABSTPE-4A Переход субстрата

ABSTPE-4B Переход субстрата

ABSTPE-4C Переход субстрата

ABSTPE-5A Проходной оклад

ABSTPE-6A-A Фланцевое оконное сечение, метод А

ABSTPE-6A-C Последовательность установки фланцевого окна Метод А

ABSTPE-6C Секция дверной коробки

ABSTPE-6A1-A Фланцевое оконное сечение Метод А1

ABSTPE-6A1-C Последовательность установки окна с фланцевым окном A1

ABSTPE-6B-A Нефланцевое оконное сечение, метод Б

ABSTPE-6B-C Последовательность установки нефланцевого окна Метод B

ABSTPE-6B1-A Нефланцевое оконное сечение, метод B1

ABSTPE-6B1-C Последовательный метод установки окна без фланцев B1

ABSTPE-7A1 Обратный круг

ABSTPE-7A2 Обратный круг

Строительные муфты АБСТПЕ-8А 0.Максимальный зазор 5 дюймов

Строительные швы ABSTPE-8B1 зазор 1 дюйм макс.

Строительные швы ABSTPE-8C1 зазор 2 дюйма макс.

Отклоняющий шарнир ABSTPE-8DA

ABSTPE-8E трещины макс. Зазор 0,5 дюйма

АБСТПЭ-9А Парапет кровельный

Переход воздушного барьера ABSTPE-9B на Парапете

ABSTPE-TID1A Всепогодный переходник Air-Bloc STPE с 790-11

ABSTPE-TID1B Всепогодный переходник Air-Bloc STPE с 790-11

ABSTPE-TID1C Всепогодный переходник Air-Bloc STPE с 790-11

ABSTPE-TID2A Всепогодный переходник STPE Air-Bloc с CM100

ABSTPE-TID2B Всепогодный переход Air-Bloc STPE с CM100

ABSTPE-TID3A Всепогодный переходник Air-Bloc STPE с системой Pumadeq

ABSTPE-TID4A Всепогодный переход из STPE Air-Bloc с однослойной кровлей

ABSTPE-TID4B Всепогодный переход Air-Bloc STPE с однослойной кровлей

ABSTPE-TID5A Всепогодный переход Air-Bloc STPE с Blueskin WP200

.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *