Digamos una palabra sobre el transformador.
Para un recién llegado a la electrónica de potencia, un transformador es uno de los elementos más incomprendidos.
- No está claro por qué la máquina de soldar china tiene un pequeño transformador en el núcleo E55, produce una corriente de 160 A y se siente muy bien. Y en otros dispositivos cuesta el doble por la misma corriente y se calienta increíblemente.
- No está claro: ¿es necesario hacer un hueco en el núcleo del transformador? Algunos dicen que es útil, otros creen que la brecha es perjudicial.
¿Y cuál es el número óptimo de vueltas? ¿Qué inducción en el núcleo se puede considerar aceptable? Y muchas otras cosas tampoco están del todo claras.
En este artículo, intentaré aclarar las preguntas frecuentes, y el propósito del artículo no es obtener una metodología de cálculo hermosa e incomprensible, sino familiarizar más al lector con el tema de discusión, para que después de leer el artículo tiene una mejor idea de lo que se puede esperar de un transformador y a qué prestar atención al elegir y calcular. Y cómo resultará, para juzgar al lector.
¿Dónde empezar?
Por lo general, comienzan con la elección de un núcleo para resolver una tarea específica.
Para hacer esto, necesita saber algo sobre el material del que está hecho el núcleo, sobre las características de los núcleos hechos de este material. varios tipos y cuanto más mejor. Y, por supuesto, debe imaginar los requisitos para el transformador: para qué se utilizará, a qué frecuencia, qué potencia debe dar a la carga, las condiciones de enfriamiento y, posiblemente, algo específico.
Incluso hace diez años, para obtener resultados aceptables, era necesario tener muchas fórmulas y llevar a cabo cálculos complejos. No todos querían hacer un trabajo de rutina, y el diseño del transformador se llevó a cabo con mayor frecuencia de acuerdo con un método simplificado, a veces al azar y, por regla general, con cierto margen, que incluso tuvo un nombre que refleja bien el situación - "factor de miedo". Y, por supuesto, este coeficiente está incorporado en muchas recomendaciones y fórmulas simplificadas cálculo.
Hoy la situación es mucho más simple. Todos los cálculos de rutina están incluidos en programas con una interfaz fácil de usar. Los fabricantes de materiales de ferrita y núcleos de ellos difunden especificaciones detalladas sus productos y oferta software para la selección y cálculo de transformadores. Esto le permite aprovechar al máximo las capacidades del transformador y utilizar un núcleo de un tamaño tal que proporcionará potencia requerida sin el coeficiente mencionado anteriormente.
Y debe comenzar modelando el circuito en el que se usa este transformador. Del modelo, puede tomar casi todos los datos iniciales para calcular el transformador. Luego debe decidir sobre el fabricante de núcleos para el transformador y obtener en su totalidad información sobre sus productos.
El artículo utilizará el modelado en un programa disponible gratuitamente y lo actualizará como ejemplo. LTspice IV, y como fabricante de núcleos, la conocida empresa EPCOS en Rusia, que ofrece el programa "Herramienta de diseño magnético de ferrita" para la selección y el cálculo de sus núcleos.
Proceso de selección de transformadores
La elección y cálculo del transformador se realizará tomando como ejemplo su uso en una fuente de corriente de soldadura para un dispositivo semiautomático, diseñado para una corriente de 150 A a una tensión de 40 V, alimentado por una red trifásica.
El producto de la corriente de salida de 150 A y el voltaje de salida de 40 V da la potencia de salida del dispositivo Pout \u003d 6000 W. Coeficiente acción útil de la parte de salida del circuito (de los transistores a la salida) se puede tomar igual aEficiencia fuera \u003d 0.98. Entonces la potencia máxima suministrada al transformador es igual a
Rtrmax = Faneca / Eficiencia fuera = 6000 W / 0,98 = 6122 W.
Elegimos la frecuencia de conmutación de los transistores igual a 40 - 50 kHz. En este caso particular, es óptimo. Para reducir el tamaño del transformador, se debe aumentar la frecuencia. Pero un aumento adicional de la frecuencia conduce a un aumento de las pérdidas en los elementos del circuito y, cuando se alimenta desde una red trifásica, puede provocar la ruptura eléctrica del aislamiento en un lugar impredecible.
En Rusia, las ferritas tipo E fabricadas con material N87 de EPCOS son las más disponibles.
Usando el programa "Herramienta de diseño magnético de ferrita", determinamos el núcleo adecuado para nuestro caso:
Notamos de inmediato que la definición resultará ser una estimación, ya que el programa asume un circuito de rectificación de puente con un devanado de salida y, en nuestro caso, un rectificador con un punto medio y dos devanados de salida. Como resultado, deberíamos esperar algún aumento en la densidad de corriente en comparación con la que pusimos en el programa.
El núcleo más adecuado es E70/33/32 hecho de material N87. Pero para que transmita una potencia de 6 kW, es necesario aumentar la densidad de corriente en los devanados a J = 4 A / mm 2, lo que permite un mayor sobrecalentamiento del cobre dTCu[K] y poner el transformador en el flujo de aire para reducir resistencia térmica Rth[° C/ W] a Rth = 4,5 °C/W.
Para uso correcto núcleo, debe familiarizarse con las propiedades del material N87.
De un gráfico de permeabilidad versus temperatura:
se deduce que la permeabilidad magnética primero aumenta hasta una temperatura de 100 °C, después de lo cual no aumenta hasta una temperatura de 160 °C. En el rango de temperatura de 90° С a 160 ° С cambia en no más del 3%. Es decir, los parámetros del transformador, en función de la permeabilidad magnética en este rango de temperatura, son los más estables.
De los gráficos de histéresis a 25°C y 100°C:
se puede observar que el rango de inducción a una temperatura de 100°C es menor que a una temperatura de 25°C. Debe tenerse en cuenta como el caso más desfavorable.
De un gráfico de pérdida versus temperatura:
se deduce que a una temperatura de 100 °C, las pérdidas en el núcleo son mínimas. El núcleo está adaptado para trabajar a una temperatura de 100°C, lo que confirma la necesidad de utilizar las propiedades del núcleo a una temperatura de 100°C en la simulación.
Las propiedades del núcleo E70/33/32 y el material N87 a 100 °C se muestran en la pestaña:
Usamos estos datos cuando creamos un modelo de la parte de potencia de la fuente de corriente de soldadura.
Archivo de modelo: HB150A40Bl1.asc
Imagen;
La figura muestra un modelo de la sección de potencia del circuito de alimentación de Medio puente de una máquina de soldar semiautomática, diseñada para una corriente de 150 A a una tensión de 40 V, alimentada por una red trifásica.
La parte inferior de la figura es el modelo " ". ( descripción del funcionamiento del esquema de protección en formato .doc). Las resistencias R53 - R45 son el modelo de la resistencia variable RP2 para configurar la corriente de la protección por ciclo, y la resistencia R56 corresponde a la resistencia RP1 para configurar el límite de corriente de magnetización.
El elemento U5 llamado G_Loop es una adición útil a LTspice IV de Valentin Volodin, que le permite ver el bucle de histéresis del transformador directamente en el modelo.
Los datos iniciales para calcular el transformador se obtendrán en el modo más difícil para él: con el voltaje de suministro mínimo permitido y el llenado máximo de PWM.
La siguiente figura muestra los oscilogramas: rojo: voltaje de salida, azul: corriente de salida, verde: corriente en el devanado primario del transformador.
También necesita conocer las corrientes cuadráticas medias (RMS) en los devanados primario y secundario. Para hacer esto, usaremos el modelo nuevamente. Elegimos los gráficos de corrientes en los devanados primario y secundario en estado estable:
Pase el cursor alternativamente sobre las etiquetasen la parte superior de I(L5) e I(L7) y con la tecla "Ctrl" presionada, haga clic con el botón izquierdo del mouse. En la ventana que aparece, leemos: la corriente RMS en el devanado primario es (redondeada)
Irms1 = 34 A,
y en la secundaria
Irms2 = 102 A.
Veamos ahora el bucle de histéresis en estado estacionario. Para hacer esto, haga clic con el botón izquierdo del mouse en el área de la etiqueta en el eje horizontal. Insertar aparece:
En lugar de la palabra "tiempo" en la ventana superior, escribimos V (h):
y haga clic en "Aceptar".
Ahora, en el diagrama del modelo, haga clic en la salida "B" del elemento U5 y observe el bucle de histéresis:
En el eje vertical, un voltio corresponde a una inducción de 1 T, en el eje horizontal, un voltio corresponde a una intensidad de campo en 1 A/m.
De este gráfico, debemos tomar el rango de inducción, que, como vemos, es igual a
dB=4 00 mT = 0,4 T (de -200 mT a +200 mT).
Volvamos al programa Ferrite Magnetic Design Tool, y en la pestaña "Pv vs. f, B, T" veremos la dependencia de las pérdidas en el núcleo de la amplitud de la inducción B:
Nótese que a 100 Mt las pérdidas son 14 kW/m 3 , a 150 mT - 60 kW/m 3 , a 200 mT - 143 kW/m 3 , a 300 mT - 443 kW/m 3 . Es decir, tenemos una dependencia casi cúbica de pérdidas en el núcleo en el rango de inducción. Para un valor de 400 mT ni siquiera se dan pérdidas, pero conociendo la dependencia se puede estimar que serán superiores a 1000 kW/.m 3 . Está claro que dicho transformador no funcionará durante mucho tiempo. Para reducir el rango de inducción, es necesario aumentar el número de vueltas en los devanados del transformador o aumentar la frecuencia de conversión. Un aumento significativo en la frecuencia de conversión en nuestro caso no es deseable. Un aumento en el número de vueltas conducirá a un aumento en la densidad de corriente y las pérdidas correspondientes, según dependencia lineal en el número de vueltas, el rango de inducción también disminuye en una relación lineal, pero la reducción de pérdidas debido a una disminución en el rango de inducción, en una dependencia cúbica. Es decir, en el caso de que las pérdidas en el núcleo sean significativas más pérdidas en los cables, aumentar el número de vueltas tiene un gran efecto en la reducción de pérdidas totales.
Cambiemos el número de vueltas en los devanados del transformador en el modelo:
Archivo de modelo: HB150A40Bl2.asc
Imagen;
El bucle de histéresis en este caso parece más alentador:
El rango de inducción es de 280 mT, puede ir aún más lejos. Aumentemos la frecuencia de conversión de 40 kHz a 50 kHz:
Archivo de modelo: HB150A40Bl3.asc
Imagen;
Y el bucle de histéresis:
El rango de inducción es
dB=22 0 mT = 0,22 T (de -80 mT a +140 mT).
De acuerdo con el gráfico de la pestaña "Pv vs. f, B, T", determinamos el coeficiente de pérdida magnética, que es igual a:
Pv \u003d 180 kW / m 3. \u003d 180 * 10 3 W / m 3.
Y tomando el valor del volumen del núcleo de la pestaña de propiedades del núcleo
Ve \u003d 102000 mm 3 \u003d 0.102 * 10 -3 m 3, determinamos el valor de las pérdidas magnéticas en el núcleo:
Pm \u003d Pv * Ve \u003d 180 * 10 3 W / m 3 * 0.102 * 10 -3 m 3. \u003d 18.4 W.
Ahora especificamos lo suficiente en el modelo gran momento simulación, para acercar su estado al estado estacionario, y nuevamente determinar los valores rms de las corrientes en los devanados primario y secundario del transformador:
Irms1 = 34 A,
y en la secundaria
Irms2 = 100 A.
Tomamos del modelo el número de vueltas en los devanados primario y secundario del transformador:
N1 = 12 vueltas,
N2 = 3 vueltas,
y determine el número total de amperios-vueltas en los devanados del transformador:
NI = N1 * Irms1 + 2 * N2 * Irms2 = 12 vit * 34 A + 2 * 3 vit * 100 A = 1008 A * vit.
En la figura superior, en la pestaña Ptrans, en la esquina inferior izquierda del rectángulo, se muestra el valor del factor de llenado de la ventana del núcleo con cobre recomendado para este núcleo:
fCu = 0,4.
Esto significa que con tal factor de llenado, el devanado debe colocarse en la ventana del núcleo, teniendo en cuenta el marco. Tomemos este valor como una guía para la acción.
Tomando la sección de la ventana de la pestaña de propiedades del núcleo An = 445 mm 2, determinamos la sección total permitida de todos los conductores en la ventana del marco:
SCu = fCu*An
y determine qué densidad de corriente en los conductores se debe permitir para esto:
J \u003d NI / SCu \u003d NI / fCu * An \u003d 1008 A * vit / 0.4 * 445 mm 2 \u003d 5.7 A * vit / mm 2.
Dimensión significa que independientemente del número de vueltas en el devanado, para cada milímetro cuadrado el cobre debe representar 5,7 A de corriente.
Ahora podemos pasar al diseño del transformador.
Volvamos a la primera imagen: la pestaña Ptrans, según la cual estimamos la potencia del futuro transformador. Tiene un parámetro Rdc/Rac que se establece en 1. Este parámetro tiene en cuenta la forma en que se enrollan los devanados. Si los devanados se enrollan incorrectamente, su valor aumenta y la potencia del transformador cae. Muchos autores han realizado estudios sobre cómo enrollar un transformador correctamente, solo daré conclusiones de estos trabajos.
Primero - en lugar de un alambre grueso para enrollar transformador de alta frecuencia, es necesario utilizar un haz de cables delgados. En la medida en temperatura de trabajo se supone que está en la región de 100 ° C, el cable para el paquete debe ser resistente al calor, por ejemplo, PET-155. El torniquete debe estar ligeramente torcido, e idealmente debe haber un giro Litzendrat. Un giro de 10 vueltas por metro de longitud es prácticamente suficiente.
En segundo lugar, junto a cada capa del devanado primario debe haber una capa del secundario. Con esta disposición de devanados, las corrientes en capas adyacentes fluyen en direcciones opuestas y campos magnéticos, creados por ellos, se restan. En consecuencia, el campo total y los efectos nocivos causados por él se debilitan.
La experiencia demuestra que si se cumplen estas condiciones,a frecuencias de hasta 50 kHz el parámetro Rdc/Rac se puede considerar igual a 1.
Elegimos alambre PET-155 con un diámetro de 0,56 mm para la formación de paquetes. Es conveniente porque tiene una sección transversal de 0,25 mm 2. Si lleva a las vueltas, cada vuelta del devanado agregará una sección Spr \u003d 0,25 mm 2 / vit. Según la densidad de corriente permisible obtenida J \u003d 5.7 Avit / mm 2, es posible calcular qué corriente debe caer en un núcleo de este cable:
I 1zh \u003d J * Spr \u003d 5,7 A * vit / mm 2 * 0,25 mm 2 / vit \u003d 1,425 A.
Con base en los valores de corriente Irms1 = 34 A en el devanado primario e Irms2 = 100 A en los devanados secundarios, determinamos el número de núcleos en los paquetes:
n1 = Irms1 / I 1g = 34 A / 1,425 A = 24 [núcleos],
n2 = Irms2 / I 1g = 100 A / 1,425 A = 70 [núcleo]. ]
Calcule el número total de núcleos en la sección transversal de la ventana del núcleo:
Nzh \u003d 12 vueltas * 24 cables + 2 * (3 vueltas * 70 cables) \u003d 288 cables + 420 cables \u003d 708 cables.
Sección general cables en la ventana principal:
Sm \u003d 708 núcleos * 0,25 mm 2 \u003d 177 milímetro 2
Encontramos el factor de llenado de la ventana del núcleo con cobre tomando la sección de la ventana de la pestaña de propiedades An = 445 mm 2 ;
fCu = Sm / An \u003d 177 mm 2 / 445 mm 2 \u003d 0.4 - el valor del que partimos.
Tomando la longitud promedio de la bobina para el marco E70 igual a lb \u003d 0.16 m, determinamos la longitud total del cable en términos de un núcleo:
lpr \u003d lv * Nzh,
y sabiendo conductividad cobre a una temperatura de 100 ° C, p \u003d 0.025 Ohm * mm 2 / m, determinamos la resistencia total de un cable de un solo núcleo:
Rpr \u003d p * lpr / Spr \u003d p * lv * Nzh / Spr \u003d 0,025 ohmios * mm 2 / m * 0,16 m * 708 núcleos / 0,25 mm 2 = 11 ohmios.
Basado en el hecho de que la corriente máxima en un núcleo es I 1zh \u003d 1.425 A, determinamos la pérdida máxima de potencia en el devanado del transformador:
Pobm \u003d I 2 1g * Rpr \u003d (1.425 A) 2 * 11 Ohm \u003d 22 [W].
Sumando a estas pérdidas la potencia de pérdidas magnéticas Pm = 18,4 W calculada anteriormente, obtenemos las pérdidas totales de potencia en el transformador:
Psum \u003d Pm + Pobm \u003d 18,4 W + 22 W \u003d 40,4 W.
La máquina de soldar no puede trabajar continuamente. Durante el proceso de soldadura, hay pausas durante las cuales la máquina "descansa". Este momento se tiene en cuenta mediante un parámetro llamado PN - porcentaje de carga - la relación entre el tiempo total de soldadura durante un cierto período de tiempo y la duración de este período. Habitualmente, para máquinas de soldar industriales se toma Pn = 0,6. Teniendo en cuenta Mon, la pérdida de potencia promedio en el transformador será igual a:
Rtr \u003d Ptot * PN \u003d 40,4 W * 0,6 \u003d 24 W.
Si el transformador no está fundido, entonces, tomando resistencia termica Rth = 5,6 °C/W, como se indica en la pestaña Ptrans, obtenemos el sobrecalentamiento del transformador igual a:
Tper = Rtr * Rth = 24 W * 5,6 °C / W = 134 °C.
Esto es mucho, es necesario usar soplado forzado del transformador. La generalización de los datos de Internet sobre el enfriamiento de productos cerámicos y conductores muestra que cuando se sopla, su resistencia térmica, dependiendo del caudal de aire, primero cae bruscamente y ya con un caudal de aire de 2 m / s es 0.4 - 0.5 de el estado de reposo, entonces la velocidad de caída disminuye, y la velocidad de flujo de más de 6 m/s es inapropiada. Tomemos el factor de reducción igual a Kobd = 0.5, que es bastante alcanzable cuando se usa ventilador de computadora, y entonces el sobrecalentamiento esperado del transformador será:
Tperobd \u003d Rtr * Rth * Kobd \u003d 32 W * 5,6 ° C / W * 0,5 \u003d 67 ° C.
Esto significa que como máximo temperatura permitida medioambiente Tacrmax = 40°C y a plena carga maquina de soldar la temperatura de calentamiento del transformador puede alcanzar el valor:
Ttrmax = Tacrmax + Tper = 40°C + 67°C = 107°C.
Esta combinación de condiciones es poco probable, pero no se puede descartar. Lo más razonable sería instalar un sensor de temperatura en el transformador, que apague el dispositivo cuando el transformador alcance una temperatura de 100 ° C y lo vuelva a encender cuando el transformador se enfríe a una temperatura de 90 ° C. Tal El sensor protegerá el transformador incluso si el sistema de ventilación está roto.
Se debe prestar atención al hecho de que los cálculos anteriores se realizan asumiendo que durante las pausas entre soldaduras, el transformador no se calienta, sino que solo se enfría. Pero si no se toman medidas especiales para reducir la duración del pulso en el modo movimiento inactivo, incluso en ausencia del proceso de soldadura, el transformador se calentará por pérdidas magnéticas en el núcleo. En el caso considerado, la temperatura de sobrecalentamiento será, en ausencia de flujo de aire:
Tperx = Pm * Rth = 18,4 W * 5,6 °C / W * 0,5 = 103 °C,
y cuando sopla:
Tperhobd = Pm * Rth * Kobd = 18,4 W * 5,6 °C / W * 0,5 = 57 °C.
En este caso, el cálculo debe realizarse en función del hecho de que las pérdidas magnéticas ocurren todo el tiempo, y se les agregan pérdidas en los cables de bobinado durante el proceso de soldadura:
Psum1 \u003d Pm + Pobm * PN \u003d 18,4 W + 22 W * 0,6 \u003d 31,6 W.
La temperatura de sobrecalentamiento del transformador sin soplar será igual a
Tper1 \u003d Ptot1 * Rth \u003d 31,6 W * 5,6 ° C / W \u003d 177 ° C,
y cuando sopla:
Tper1obd \u003d Ptot1 * Rth * Kobd \u003d 31,6 W * 5,6 °C / W = 88 °C.
En el último artículo, hablamos sobre la película de polímero en varias superficies. Hoy veremos más de cerca cómo instalar una barrera de vapor en el techo y qué materiales se pueden usar. Por costumbre, todos llaman a las películas de polímero barrera de vapor, pero la esencia radica en el propósito funcional de la capa de no dejar pasar el vapor, y una amplia gama de materiales se incluyen en este criterio. Naturalmente, los métodos de instalación también varían.
Materiales de barrera de vapor
La masilla bituminosa se puede aplicar con brocha o rodillo.
Antes de decir cómo colocar la barrera de vapor en el techo, debe decidir los materiales. La capacidad de retener el vapor la poseen:
- materiales bituminosos;
- caucho líquido;
- películas de polímero;
La película de barrera de vapor para el techo se adjunta a una caja prefabricada, así como a los materiales de aluminio. caucho líquido, masillas bituminosas y el aislamiento en rollo se coloca directamente sobre el suelo, normalmente de hormigón. Por lo tanto, para decidir qué barrera de vapor es mejor para el techo en su caso particular, debe comenzar con la presencia o ausencia de la caja.
Mucha gente piensa que la película de barrera de vapor para el techo es completamente impermeable a la humedad, aunque en realidad no es así.
En primer lugar, es casi imposible llevar a cabo la instalación para que la capa esté completamente sellada y, en segundo lugar, incluso la película en sí deja pasar una pequeña cantidad de vapor. Características importantes:
- carga de rotura longitudinal y transversal;
- resistencia a la permeabilidad al vapor;
- resistencia al agua;
- resistencia a los rayos ultravioleta
Colocar una barrera de vapor en el techo solo minimiza la penetración de humedad en el aislamiento térmico o en el techo mismo. viabilidad técnica Eliminar por completo este proceso, con el nivel actual de tecnología, simplemente no lo es.
Métodos de instalación de barreras de vapor.
La película de polímero se une con una grapadora de construcción.
La instalación de una barrera de vapor de techo debe considerarse para cada material por separado para obtener una imagen completa de las técnicas de colocación. Empecemos desde lejos, es decir, con materiales bituminosos. Básicamente, se colocan como , mientras que también posee propiedades de barrera de vapor. Estos materiales se utilizan para el aislamiento. sótano(techo del sótano). bituminoso materiales de barrera de vapor para el techo hay dos tipos:
- masilla;
- rollos
Los rollos son ordinarios y autoadhesivos, lo que afecta el método de instalación. Se pegan o se sueldan sobre la superficie de trabajo. La masilla se usa como pegamento. Incluso cuando se colocan rollos de betún autoadhesivos con el método de fusión, no está de más tratar previamente la superficie de trabajo con masilla, aunque puede prescindir de ella. En ambos casos, el aislamiento se aplica en dos capas, si estos son rollos, entonces las juntas deben estar fuera de servicio.
La aparición de nuevos materiales modernos complica la pregunta: "Qué barrera de vapor elegir para el techo".
Uno de los impermeabilizantes progresivos que no deja pasar el vapor es el caucho líquido.
Consta de dos componentes que, cuando se mezclan, forman un material similar al caucho. Es muy flexible y tiene buena adherencia a cualquier superficie. Se aplica mediante compresor a través de un pulverizador de dos sopletes. La mezcla de los componentes se produce en la intersección de los sopletes en una fracción de segundo antes del contacto del caucho líquido y superficie de trabajo. La polimerización ocurre casi instantáneamente.
Consideraremos el método de cómo colocar una barrera de vapor en el techo para materiales de película y lámina juntos, ya que en ambos casos la instalación se realiza sobre la caja. Entonces, lo primero que necesitas es hacer una caja. Se coloca un calentador entre las guías. Se extiende una barrera de vapor sobre la caja, no debe combarse. El material está unido a bloques de madera grapadora de construcción. Cada cinta posterior se superpone, las juntas se pegan con cinta adhesiva:
- para materiales de lámina - cinta adhesiva con revestimiento de aluminio;
- para películas: una cinta especial de doble cara.
Hay una diferencia entre cómo colocar una barrera de vapor de película en el techo y materiales de lámina, es decir, de qué lado. Las películas se colocan a ambos lados, ya que no permiten el paso del vapor en ambas direcciones. Los materiales de aluminio se colocan con el lado brillante dentro de la habitación. El acabado se monta encima de la barrera de vapor.
¿Necesito un espacio al colocar una barrera de vapor?
Al colocar pariosolación en la caja, debe dejar un espacio.
Una de las dudas más habituales es cómo poner una barrera de vapor en el techo: con o sin hueco. Estamos hablando de la brecha entre la película y el aislamiento, así como entre la película y refinamiento. El vapor se mueve de un ambiente cálido a uno frío, de una habitación con calefacción a una sin calefacción oa la calle. En consecuencia, la película se coloca entre el ambiente cálido y el aislamiento. El vapor golpea la capa aislante y, al no encontrar una salida, una parte regresa a la habitación y una parte se condensa en la película.
Si no hay espacio entre la barrera de vapor y decoración de interiores paredes, estas últimas estarán en contacto con la humedad condensada. Como resultado, aparecerá moho con el tiempo y el material de acabado colapsará. Si hay un espacio, la humedad podrá evaporarse, por lo que en este caso se necesita una zona de aire de amortiguación.
El espacio entre la película y el aislamiento es completamente opcional, ya que esa pequeña parte de la humedad que ingresó al aislamiento térmico todavía se mueve en la dirección de la barrera de vapor. Si la torta de aislamiento térmico se hace incorrectamente y el vapor no puede escapar del aislamiento, la brecha no afectará la situación de ninguna manera. El problema solo se puede resolver corrigiendo los errores de instalación.
Resultados
De nuestro artículo de hoy, aprendimos que la barrera de vapor es el propósito funcional de la capa, que se puede realizar con masillas bituminosas y rollo de materiales, caucho líquido, películas poliméricas y materiales laminados. Vimos cómo fijar la barrera de vapor al techo:
- materiales bituminosos y caucho liquido aplicado directamente al piso (generalmente concreto);
- Las películas de polímero y los materiales de lámina se adhieren a la caja sobre el aislamiento y protegen el aislamiento térmico de la entrada de humedad.
Al instalar materiales de película y lámina, es necesario dejar un espacio entre la barrera de vapor y el acabado interior, y no es necesario dejar un espacio entre la barrera de vapor y el aislamiento.
Una casa hecha de bloques porosos no se puede dejar sin un acabado resistente a la humedad; debe enlucirse, recubrirse con ladrillos (si no se proporciona aislamiento adicional, luego sin juego) o montar fachada con bisagras. Foto: Wienerberger
En muros multicapa con aislamiento lana mineral es necesaria una capa de ventilación, ya que el punto de rocío suele estar situado en la unión del aislamiento con la mampostería o en el espesor del aislamiento, y sus propiedades aislantes se deterioran bruscamente cuando se moja. Foto: YUKAR
Hoy en día el mercado ofrece una gran variedad tecnologías de la construcción, y esto a menudo lleva a la confusión. Por ejemplo, se ha generalizado la tesis según la cual la permeabilidad al vapor de las capas de la pared debe aumentar hacia la calle: solo así será posible evitar que la pared se moje en exceso con el vapor de agua del local. A veces se interpreta de la siguiente manera: si la capa exterior de la pared está hecha de un material más denso, entre ella y la mampostería de bloques porosos debe haber una ventilación capa de aire.
A menudo, se deja un espacio en cualquier pared con revestimiento de ladrillo. Sin embargo, por ejemplo, la mampostería de bloques de hormigón de poliestireno ligero prácticamente no deja pasar el vapor, por lo que no es necesaria una capa de ventilación. Foto: DOK-52
Cuando se utiliza para el acabado de clinker, suele ser necesario un espacio de ventilación, ya que este material tiene un bajo coeficiente de transmisión de vapor. Foto: Klienkerhause
Mientras tanto construyendo códigos mencionan una capa ventilada solo en relación con, en el caso general, la protección contra el anegamiento de las paredes "debe proporcionarse mediante el diseño de estructuras de cerramiento con una permeabilidad al vapor de las capas internas de al menos el valor requerido determinado por el cálculo ... (SP 50.13330.2012, pág. 8.1). El régimen de humedad normal de los muros de gran altura de tres capas se logra debido al hecho de que la capa interna de hormigón armado tiene una alta resistencia a la transmisión de vapor.
Error común constructores: hay un desnivel, pero no está ventilado. Foto: MSK
El problema es que algunas estructuras de mampostería multicapa utilizadas en la construcción de viviendas de baja altura, según propiedades físicas más cerca a . Ejemplo clásico- una pared de (en un bloque), revestida con clinker. Su capa interna tiene una resistencia a la permeabilidad al vapor (R p) igual a aproximadamente 2,7 m 2 h Pa / mg, y la capa externa es de aproximadamente 3,5 m 2 h Pa / mg (R p \u003d δ / μ, donde δ - espesor de la capa , μ - coeficiente de permeabilidad al vapor del material). En consecuencia, existe la posibilidad de que el incremento de humedad en el hormigón celular exceda las tolerancias (6% en peso por periodo de calentamiento). Esto puede afectar el microclima del edificio y la vida útil de las paredes, por lo que tiene sentido colocar una pared de este diseño con una capa ventilada.
En tal diseño (con aislamiento con láminas de espuma de poliestireno extruido) simplemente no hay lugar para un espacio de ventilación. Sin embargo, EPPS interferirá bloques de silicato de gas seco, por lo que muchos constructores recomiendan vaporizar una pared de este tipo desde el costado de la habitación. Foto: SK-159
En el caso de una pared hecha de bloques Porotherm (y análogos) y una ranura convencional ladrillo visto los indicadores de permeabilidad al vapor de las capas interna y externa de la mampostería diferirán de manera insignificante, por lo tanto brecha de ventilación será bastante dañino, ya que reducirá la resistencia de la pared y requerirá un aumento en el ancho de la parte del sótano de los cimientos.
Importante:
- La brecha en la mampostería pierde su significado si no se proporcionan entradas y salidas. En la parte inferior del muro, justo encima del zócalo, se requiere empotrar en la mampostería frontal rejillas de ventilación, cuyo área total debe ser al menos 1/5 del área de la sección horizontal de la brecha. Por lo general, las rejillas de 10 × 20 cm se instalan en incrementos de 2 a 3 m (por desgracia, las rejillas no siempre se instalan y requieren un reemplazo periódico). En la parte superior, la brecha no se coloca ni se rellena con mortero, sino que se cierra con una malla de mampostería de polímero, mejor aún, con paneles perforados de acero galvanizado con revestimiento de polímero.
- El espacio de ventilación debe tener al menos 30 mm de ancho. No debe confundirse con el tecnológico (unos 10 mm), que se deja para la alineación revestimiento de ladrillo y durante el proceso de albañilería, por regla general, se rellenan con mortero.
- No es necesaria una capa ventilada si las paredes están cubiertas desde el interior con una película de barrera de vapor con acabado posterior.
brecha de ventilación en casa de marco- este es un momento que a menudo genera muchas preguntas de las personas que se dedican a calentar sus propios hogares. Estas preguntas surgen por una razón, ya que la necesidad de un espacio de ventilación es un factor que tiene una gran cantidad de matices, de los que hablaremos en el artículo de hoy.
El desnivel en sí es el espacio que se encuentra entre la piel y la pared de la casa. Una solución similar se implementa por medio de barras que se montan en la parte superior de la membrana de protección contra el viento y en los elementos de revestimiento exterior. Por ejemplo, siempre se adosa el mismo revestimiento a las rejas que ventilan la fachada. A menudo se usa una película especial como aislamiento, con la ayuda de la cual la casa, de hecho, gira completamente.
Muchos preguntarán con razón si es realmente imposible simplemente tomar y fortalecer el revestimiento directamente en la pared. ¿Simplemente se alinean y forman el área perfecta para instalar la piel? De hecho, hay una serie de reglas que determinan la necesidad o inutilidad de organizar una fachada de ventilación. Veamos si se necesita un espacio de ventilación en una casa de madera.
Cuando necesita un espacio de ventilación (espacio de ventilación) en una casa de madera
Así que, si estás pensando si necesitas un hueco de ventilación en la fachada de tu casa carrusel, presta atención a la siguiente lista:
- Cuando está mojado Si el material aislante pierde sus propiedades cuando está mojado, entonces es necesario un espacio, de lo contrario, todo el trabajo, por ejemplo, en el aislamiento del hogar será completamente en vano.
- Paso de vapor El material del que están hechas las paredes de su casa permite que el vapor pase a través de la capa exterior. Aquí, sin la organización del espacio libre entre la superficie de las paredes y el aislamiento, es simplemente necesario.
- Prevenir el exceso de humedad Una de las preguntas más comunes es la siguiente: ¿necesito un espacio de ventilación entre la barrera de vapor? En el caso de que el acabado sea una barrera de vapor o un material condensante de humedad, debe ventilarse constantemente para que no quede exceso de agua en su estructura.
En cuanto al último elemento, la lista modelos similares están incluidos los siguientes tipos revestimiento: revestimiento de vinilo y metal, chapa perfilada. Si están bien cosidos pared plana, entonces los restos del agua acumulada no tendrán adónde ir. Como resultado, los materiales pierden rápidamente sus propiedades y también comienzan a deteriorarse externamente.
¿Necesito un espacio de ventilación entre el revestimiento y OSB (OSB)
Al responder a la pregunta de si se necesita un espacio de ventilación entre el revestimiento y OSB (del inglés - OSB), también es necesario mencionar su necesidad. Como ya se mencionó, el revestimiento es un producto que aísla el vapor y placa OSB en absoluto consiste en virutas de madera, que acumulan fácilmente residuos de humedad y pueden deteriorarse rápidamente bajo su influencia.
Razones adicionales para usar un respiradero
Analicemos algunos puntos obligatorios más cuando la brecha es un aspecto necesario:
- Prevención de putrefacción y grietas. El material de las paredes debajo de la capa decorativa es propenso a deformarse y dañarse bajo la influencia de la humedad. Para evitar que se formen podredumbres y grietas, basta con ventilar la superficie y todo estará en orden.
- Prevención de condensación El material de la capa decorativa puede contribuir a la formación de condensación. Este exceso de agua debe eliminarse inmediatamente.
Por ejemplo, si las paredes de tu casa son de madera, entonces nivel elevado la humedad afectará adversamente la condición del material. La madera se hincha, comienza a pudrirse y los microorganismos y las bacterias pueden instalarse fácilmente en su interior. Por supuesto, una pequeña cantidad de humedad se acumulará en el interior, pero no en la pared, sino en una capa de metal especial, desde donde el líquido comienza a evaporarse y se lo lleva el viento.
¿Necesita un espacio de ventilación en el piso - no
Aquí es necesario tener en cuenta varios factores que determinan si es necesario hacer un hueco en el suelo:
- Si ambos pisos de su casa tienen calefacción, entonces el espacio no es necesario. Si solo se calienta 1 piso, entonces es suficiente colocar una barrera de vapor de lado para que no se forme condensación en los techos.
- ¡El espacio de ventilación debe fijarse solo al piso terminado!
Al responder a la pregunta de si se necesita un espacio de ventilación en el techo, debe tenerse en cuenta que en otros casos esta idea es exclusivamente opcional, y también depende del material elegido para el aislamiento del suelo. Si absorbe humedad, entonces la ventilación es imprescindible.
Cuando no se necesita ventilación
A continuación se muestran algunos casos en los que no es necesario implementar este aspecto de la construcción:
- Si las paredes de la casa son de hormigón. Si las paredes de su casa están hechas, por ejemplo, de hormigón, entonces se puede omitir el espacio de ventilación, ya que este material no permite que el vapor pase de la habitación al exterior. Por lo tanto, no habrá nada que ventilar.
- Si la barrera de vapor interior si con en el interior Si se instaló una barrera de vapor en las instalaciones, tampoco es necesario organizar el espacio. El exceso de humedad simplemente no atravesará la pared, por lo que no es necesario que la seque.
- Si las paredes están enyesadas. Si sus paredes están tratadas, por ejemplo, yeso de fachada, no se necesita autorización. en caso de que material exterior el procesamiento pasa bien el vapor, medidas adicionales para la ventilación de la piel no es necesario tomar.
Ejemplo de instalación sin hueco de ventilación
Como pequeño ejemplo, veamos un ejemplo de instalación sin necesidad de hueco de ventilación:
- Al principio viene la pared
- aislamiento
- Malla de refuerzo especial
- Pasador de hongos utilizado para sujetadores
- Yeso de fachada
De esta forma, cualquier vapor que penetre en la estructura del aislamiento será eliminado inmediatamente a través de la capa de yeso, así como a través de la pintura permeable al vapor. Como puede ver, no hay espacios entre el aislamiento y la capa de decoración.
Respondemos a la pregunta de por qué necesita un espacio de ventilación.
El espacio es necesario para la convección del aire, que puede secar el exceso de humedad y afectar positivamente la seguridad. materiales de construcción. La idea misma de este procedimiento se basa en las leyes de la física. Sabemos desde la época escolar que aire caliente Siempre sube y el frío baja. Por lo tanto, siempre está en estado circulante, lo que evita que el líquido se deposite en las superficies. En la parte superior, por ejemplo, el revestimiento del revestimiento siempre está perforado, por donde sale el vapor y no se estanca. ¡Todo es muy simple!
