ГОСТ Р 56732-2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Материалы и изделия теплоизоляционные. Методы определения характеристик эмиссии волокон при обдувании воздухом
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 19.11.2015 № 1896-ст)
(ред. от 26.08.2022)
Примечание
Изменение № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст, введено в действие с 01.09.2022.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2015 г. № 1896-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЭМИССИИ ВОЛОКОН ПРИ ОБДУВАНИИ ВОЗДУХОМ
Heat insulating materials and products. Methods for determining the emission characteristics of fibers with air flow around
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (НИИСФ РААСН)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2015 г. № 1896-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на строительные минераловатные теплоизоляционные материалы и изделия, изготовленные в заводских условиях, и устанавливает методы определения характеристик эмиссии волокон (коэффициента эмиссии волокон, суммарной эмиссии волокон с квадратного метра утеплителя) при обдувании воздухом.
2 Нормативные ссылки
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 17177 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний
(в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
СП 345.1325800 Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты
(ссылка введена Изменением № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 эмиссия волокон из минеральной ваты: Явление, заключающееся в удалении волокон из слоя минеральной ваты под воздействием потока воздуха.
(в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
3.1.2 плотность потока эмиссии волокон: Физическая величина, численно равная массе волокон, удаленной в единицу времени с поверхности 1 м2 минеральной ваты под воздействием потока воздуха, движущегося параллельно поверхности утеплителя.
3.2 Обозначения
Обозначения и единицы измерения основных параметров, применяемых при определении эмиссии волокон, приведены в таблице 1.
(в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
| Параметр | Обозначение | Единица измерения |
| Площадь поверхности образца | A | м2 |
| Плотность потока эмиссии волокон | j | кг/(м2·с) |
| Коэффициент эмиссии волокон | \chi | м/с |
| Скорость потока воздуха, обдувающего образец | U | м/с |
| Начальная масса образца | m0 | кг |
| Абсолютное изменение массы образца | \Delta m | кг |
| Средняя скорость эмиссии волокон | i | кг/с |
| Толщина образца | \delta | м |
| Плотность образца | \rho_{\text{м}} | кг/м3 |
| Суммарная эмиссия волокон с 1 м2 за 1 год эксплуатации | \Delta M | кг/(м2·год) |
| (позиция введена Изменением № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст) | ||
| Срок эффективной эксплуатации | \Delta T | год |
| (позиция введена Изменением № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст) | ||
| Изменение термического сопротивления слоя теплоизоляции | \Delta R | м2·°C/Вт |
| (позиция введена Изменением № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст) | ||
4 Общие положения
Сущность метода заключается в экспериментальном определении плотности потока эмиссии волокон с поверхности образцов минеральной ваты при воздействии на них потока воздуха, направленного параллельно их поверхности, и в последующем расчете коэффициента эмиссии волокон по известной величине скорости потока воздуха и полученной величине плотности потока эмиссии волокон.
Плотность потока эмиссии волокон с поверхности образца минеральной ваты, j, кг/(м2·с), определяется уравнением
j = - \frac{1}{A} \frac{dm}{dz} , (1)
где A — площадь поверхности образца, с которой происходит эмиссия волокон, м2;
Плотность потока эмиссии волокон зависит от скорости потока воздуха и коэффициента эмиссии с поверхности образца материала в соответствии с уравнением
j = \chi \cdot \rho_{\text{м}} \cdot (\frac{U}{U_{1}})^{2,35}, (2)
\chi — коэффициент эмиссии волокон, м/с;
\rho_{\text{м}} — плотность образца минеральной ваты, кг/м3;
U — скорость потока воздуха, обдувающего образец, м/с;
U1 — номинальная скорость потока воздуха, равная 1 м/с.
5 Средства испытания
- Лабораторные весы по ГОСТ Р 53228.
- Штангенциркуль по ГОСТ 166.
- Линейка по ГОСТ 427.
- Часы.
Экспериментальная установка, представляющая собой прямоугольный короб с закрывающейся крышкой. На одной торцевой грани короба должен быть установлен конфузор для забора воздуха из помещения с выходом в пространство короба. Глубина короба должна быть такой, чтобы в нем размещались образцы необходимой толщины и при закрытой крышке между поверхностью образцов и крышкой оставался зазор для движения воздуха. В противоположную торцевую грань короба должен быть вмонтирован вытяжной вентилятор, способный длительно поддерживать скорость потока в воздушном зазоре короба до 25 м/с. Экспериментальная установка должна обеспечивать следующий принцип работы: всасываемый из помещения объем воздуха проходит через конфузор, движется вдоль поверхности образцов и выбрасывается обратно в помещение. Для обеспечения точности эксперимента конфузор для забора воздуха из помещения должен быть оснащен сменным фильтром, чтобы выдуваемые с поверхности волокна минеральной ваты либо другие пылевые частицы не могли повторно попадать на поверхность испытуемых образцов и тем самым изменять их массу.
(в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
Рисунок 1 исключен с 01.09.2022. - Изменение № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст.
Абзацы 6, 7 исключены с 01.09.2022. - Изменение № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст.
6 Подготовка к испытанию
(раздел 6 в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
6.1 Объектом испытаний являются образцы из минеральной ваты, которые предварительно подготавливают в форме квадратных пластин размерами 0,25 x 0,25 м. Толщина образцов должна соответствовать толщине изделий. Для каждой марки испытывают не менее двух образцов.
6.2 Перед проведением испытаний образцы из минеральной ваты подвергают искусственному состариванию. Образцы увлажняют до влажности (8 +/- 2)% по массе путем введения необходимого объема воды с помощью шприца (по 0,1 — 0,25 см3 в различные точки образца по всем граням, с различной глубиной проникновения иглы шприца) и запечатывают в полиэтиленовые пакеты. В таком состоянии образцы подвергают 100 циклам замораживания и оттаивания в климатической камере. Замораживание происходит в течение не менее 6 ч при температуре минус (20 +/- 2) °C. Оттаивание проводят в течение не менее 6 ч при температуре (20 +/- 2) °C. После проведения циклов замораживания и оттаивания образцы высушивают до постоянной массы.
6.3 Подготовленные таким образом образцы укладывают в короб установки так, что струя воздуха, всасываемая вентилятором через воздухозаборную щель, проходит над их верхней поверхностью. При необходимости образцы удерживаются в фиксированном положении натянутыми проволоками.
Важным условием является размещение образцов вровень с нижней гранью воздухозаборной щели (чтобы никакой образец не перекрывал поток воздуха). Обдуваемая воздухом поверхность всех испытуемых образцов должна быть на одном уровне.
7 Проведение испытания
Короб с уложенными в нем образцами закрывают сверху крышкой, после чего включают вентилятор и проводят испытание образцов на эмиссию волокон.
(в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
Установку включают, и она работает в течение не менее 24 ч. После этого все исследуемые образцы взвешивают по четыре раза (второе взвешивание). Среднее значение массы каждого образца по четырем взвешиваниям принимают за начальную массу образца. Затем установку включают и проводят испытания путем обдува образцов потоком воздуха в течение не менее чем 100 суток.
В процессе проведения эксперимента с произвольным интервалом времени, но не реже, чем раз в неделю проводят взвешивания образцов, а также измерение температуры и влажности воздуха в помещении.
8 Обработка результатов испытания
(раздел 8 в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
8.1 Рассчитывают изменение массы образцов во времени и записывают результаты по форме таблицы 2.
Абсолютное изменение массы образцов \Delta m , г, вычисляют по формуле
где m — текущее значение массы образца, г;
m0 — начальная масса образца, принимаемая по результатам второго взвешивания, г.
Результаты определения абсолютного изменения массы образцов
| Сутки от начала испытаний | Изменение массы соответствующего образца, г | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
8.2 Для каждого образца строят зависимость абсолютного изменения массы образцов \Delta m , г, от времени, сут. Данная зависимость аппроксимируется линейной функцией. Коэффициент уравнения линейной функции i является коэффициентом наклона построенного графика массы образца к оси времени и представляет среднее значение скорости эмиссии волокон (убыли массы) образца в граммах за сутки (г/сут). Значения коэффициента i пересчитывают на килограммы в секунду (кг/с).
Примечание - Для удобства допускается воспользоваться приближенной формулой пересчета 1 г/сут ~= 1,1574·10-8 кг/с.
8.3 Для каждого образца коэффициент эмиссии волокон рассчитывают по формуле
\chi = \frac{\frac{i}{A \cdot \rho_{\text{м}}}}{(\frac{U}{U_{1}})2,35} . (4)
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов испытания всех образцов для каждой марки.
8.4 Расчет суммарной эмиссии волокон с 1 м2 минеральной ваты, используемой в качестве теплоизоляционного слоя в ограждающих конструкциях с вентилируемой воздушной прослойкой, за 1 год эксплуатации \Delta M , кг/(м2·год), проводят по формуле
\Delta M = (365 \cdot 24 \cdot 3600) \cdot \chi \cdot \rho_{\text{м}} \cdot (\frac{v_{max}}{U_{1}})^{2,35}, (5)
где vmax — максимально достижимая за 1 год скорость движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке, м/с. При отсутствии других данных принимают vmax = 1 м/с.
Суммарную эмиссию волокон с 1 м2 минеральной ваты, используемой в качестве теплоизоляционного слоя в ограждающих конструкциях с вентилируемой воздушной прослойкой, за весь срок эксплуатации (\Delta M)|_{z = \Delta T} , кг/м2, рассчитывают по формуле
(\Delta M)|_{z = \Delta T} = \Delta T \cdot (\Delta M)_{z = 1}, (6)
где \Delta T — срок эффективной эксплуатации минеральной ваты в ограждающей конструкции, год.
Примечание — Срок эффективной эксплуатации минеральной ваты определяют по СП 345.1325800. При отсутствии других данных принимают \Delta T = 50\text{лет} .
8.5 Изменение термического сопротивления слоя теплоизоляции из минеральной ваты \Delta R , м2·°C/Вт, за срок эксплуатации в ограждающей конструкции с вентилируемой воздушной прослойкой (в предположении, что изменение массы образцов происходит только за счет изменения толщины вследствие эмиссии волокон) рассчитывают по формуле
\Delta R = \frac{\Delta\delta}{\lambda} = \frac{(\Delta M)|_{z = \Delta T}}{\rho_{\text{м}}\lambda} , (7)
где \Delta\delta — изменение толщины слоя теплоизоляции, м;
\lambda — расчетная теплопроводность минеральной ваты, Вт/(м·°C), определяемая по СП 345.1325800.
Примечание — Изменение термического сопротивления слоя теплоизоляции из минеральной ваты \Delta R , м2·°C/Вт, может быть рассчитано по первому равенству формулы (7) по измеренному до начала и после проведения испытаний на эмиссию волокон изменению толщины образца \Delta\delta , м, по методике ГОСТ 17177.
8.6 Результаты оформляют протоколом испытаний либо заключением.
ПРИМЕР ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ
(приложение А в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарта от 26.08.2022 № 821-ст)
А.1 Для испытаний предоставлено по два образца четырех марок плит из минеральной ваты. Размеры всех образцов составляли 0,25 x 0,25 x 0,5 м. Значения плотности образцов, измеренные перед проведением испытаний, представлены в таблице А.1.
На первом этапе проводилась подготовка к испытаниям в соответствии с требованиями раздела 6.
Значения плотности образцов из минеральной ваты, представленной для испытаний
| Марка | ПРОФ | СТАНДАРТ | ОПТИМА | ЭКСТРА |
|---|---|---|---|---|
| Средняя плотность \rho_{\text{м}} , кг/м3 | 95 | 76 | 91 | 75 |
А.2 Испытания проводились в соответствии с требованиями раздела 7. По полученным экспериментальным данным изменения массы образцов были вычислены значения абсолютного изменения массы образцов по формуле (3).
Далее были рассчитаны скорости эмиссии волокон из образцов. Для этого значения абсолютного изменения массы образцов \Delta m наносились на плоскость координат в зависимости от времени z. Уравнения линейных аппроксимаций для каждого образца приведены на рисунках А.1 - А.4. Угловые коэффициенты уравнений линейных функций, аппроксимирующих экспериментальные данные, представляют собой скорости эмиссии волокон исследованных образцов. Значения скоростей эмиссии волокон представлены в таблице А.2, в том числе в пересчете на килограммы в секунду.
Рисунок А.1 — Абсолютное изменение массы образцов ПРОФ в процессе испытаний
Рисунок А.2 — Абсолютное изменение массы образцов СТАНДАРТ в процессе испытаний
Рисунок А.3 — Абсолютное изменение массы образцов ОПТИМА в процессе испытаний
Рисунок А.4 — Абсолютное изменение массы образцов ЭКСТРА в процессе испытаний
Значения скорости эмиссии волокон из образцов
А.3 Данные таблицы А.2 позволили вычислить коэффициенты эмиссии волокон. Расчет проводили по формуле (4) при следующих параметрах:
\rho_{\text{м}} — согласно таблице А.1;
i — согласно таблице А.2.
Результаты расчетов представлены в таблице А.3.
Коэффициент эмиссии волокон из образцов
| Марка | Коэффициент эмиссии волокон \chi , 10-14 м/с |
|---|---|
| ПРОФ | 3,12 |
| СТАНДАРТ | 6,18 |
| ОПТИМА | 7,16 |
| ЭКСТРА | 6,65 |
А.4 По формулам (5) и (6) была вычислена суммарная эмиссия волокон с 1 м2 минеральной ваты исследованных марок при использовании ее в качестве теплоизоляционного слоя в ограждающих конструкциях с вентилируемой воздушной прослойкой за 1 год и весь срок эксплуатации. Результаты представлены в таблице А.4.
Рассчитанное по формуле (7) изменение термического сопротивления слоя теплоизоляции из минеральной ваты \Delta R , м2·°C/Вт, за срок эксплуатации в ограждающей конструкции с вентилируемой воздушной прослойкой (в предположении, что изменение массы образцов происходит только за счет изменения толщины вследствие эмиссии волокон) составило для всех марок менее 1% от начального значения термического сопротивления образцов.
Суммарная эмиссия волокон с 1 м2 минеральной ваты
| УДК 691-41:006.354 | ОКС 91.100.60 |
| Ключевые слова: теплоизоляционные материалы, эмиссия волокон, минераловатные плиты, испытание, поток воздуха, обдувание | |