保温材料中的水分：吸水率、吸湿率与憎水性（Water Repellency）有何不同？
简要回答
这三个术语针对的是不同形态的水。吸水率（Water Absorption） 指保温材料在浸水或淋水时吸入多少*液态水*；吸湿率（Water Vapour Sorption） 指它从*空气中的湿气*里吸入多少；憎水性（Water Repellency / Hydrophobic） 指纤维经过处理，水会结成水珠流走而不是渗入。保温材料受潮后隔热能力下降，因为水取代了静止空气。常见的误解是：憎水的保温材料仍然让水蒸气透过，所以低温工程仍需要隔汽层。
三个容易混淆的数值
| 术语 | 水的形态 | 测试原理 | 标准示例 |
|---|---|---|---|
| --- | --- | --- | --- |
| 吸水率 | 液态：雨水、渗漏 | 把试样放入水中或部分浸入，规定时间后称量增重 | EN 1609、EN 13472、ASTM C1763 |
| 吸湿率 | 潮湿空气中的水蒸气 | 把试样置于高湿环境中，称量增重 | ASTM C1104 |
| 憎水性 | 接触纤维表面的液态水 | 由混入纤维的憎水剂赋予的性能，其效果体现在吸水率数值上 | — |
| 水蒸气渗透性 | 穿过材料的水蒸气 | 测量水蒸气透过材料或贴面的速率 | ASTM E96 |
说明：
- 单位不同。 有的试验以千克每平方米表示，有的以体积百分比或质量百分比表示，不同试验的数值不能直接比较
- EN 1609 是部分浸入法的短期吸水试验，用来模拟施工期间约 24 小时的降雨。该标准已被 EN ISO 29767 取代，但许多产品资料仍沿用旧名称
- ASTM C1104 只适用于无贴面的矿物纤维保温材料，结果属于保温材料本身，不包括贴面
为什么受潮后隔热变差？
保温材料依靠封存在微小空间里的静止空气工作。水取代空气后，热量就通过水传递，而水的导热能力远高于静止空气。一项对浸水的玻璃棉管道保温的研究发现，湿态导热系数比干态高出数十倍，完全干燥后又回到接近原值。
除了隔热，长期潮湿的保温层还会带来其他问题：
- 重量增加，保温层下坠或脱落
- 下面的金属生锈，参见 保温层下腐蚀
- 潮湿的灰尘和污物为霉菌提供生长条件
- 吊顶出现水渍和滴水
纤维类与闭孔类保温材料
| 纤维类（岩棉、玻璃棉、聚酯纤维） | 闭孔类（橡塑、PE 泡沫） | |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| 结构 | 孔隙相互连通，空气和水蒸气可以通过 | 各自封闭的泡孔，水蒸气难以通过 |
| 遇液态水 | 憎水型产品会使水流走，但浸泡或受压时水仍会进入 | 只要表皮和接缝完好，吸水很少 |
| 遇水蒸气 | 水蒸气可穿过，低温工程需另设隔汽层 | 材料本身阻隔水蒸气，但接缝必须完全密封 |
| 干燥 | 有空气流通时可以干燥 | 进入的水分排出很慢 |
没有哪一类在所有工程中都更好。高温工程和需要散湿的部位一般适合纤维类；必须阻隔水蒸气的低温工程一般适合闭孔类，或带完整隔汽贴面的纤维类。参见 闭孔与纤维类保温材料。
"憎水"不等于"防水"
岩棉制造商说明：生产过程中在纤维里加入了憎水剂，岩棉不会从空气中吸入并保留湿气（非吸湿性），同时仍可透过水蒸气。这在保温材料安装时遇雨或偶尔滴水时有帮助，但有其限度：
- 浸没在水中、持续受流水冲刷或在潮湿状态下受压时，水仍会进入孔隙
- 憎水性不能阻挡水蒸气，因此不能防止低温工程保温层内部结露
- 贴面、胶带和外护层仍是防止进水的第一道防线
保温材料受潮后怎么办？
- 被清水打湿且能够完全干燥 — 岩棉制造商说明，彻底干燥后可保持原有性能，前提是没有发生物理或化学损坏
- 被洪水或污水浸泡，或已塌陷变形 — 北美保温材料制造商协会建议更换，因为污染物不明，也无法保证真正干透
- 被封闭的保温层（在铝箔下、金属外护层下或封闭墙体内）干燥非常慢，应先找到并解决水的来源，而不是等它自行干燥
- 安装前应干燥、有遮盖地存放保温材料，并在封闭工程之前让其干燥
哪些工程仍需要隔汽层？
在湿热空气中，水蒸气总是从温暖潮湿的一侧向低温表面迁移。因此下列工程即使使用憎水型保温材料，仍须在保温层外侧设置连续的隔汽层：
- 冷冻水管、冷媒管和冷风管 — 参见 空调管为什么滴水
- 温度低于周围空气的储罐和设备
- 冷库和强冷房间的墙体与顶棚
制造商公布数值的例子
以下数值来自各产品的制造商资料，并且出自不同的试验，只用于了解该产品有哪些数据，不用于排名。
- 通用岩棉板： ROCKWOOL Thermalrock S 标明吸湿率低于 0.04%（体积），依据 ASTM C1104
- 工业管道用岩棉管壳： ROCKWOOL ProRox PS 960 SA 采用憎水型粘结剂（WR-Tech）以降低保温层下腐蚀的风险，标明吸水量不超过 0.2 kg/m²（EN 13472），在 250 °C 预热 24 小时后同样如此
- 玻璃棉管壳： SCG PCI 标明吸湿率 0.2%（体积），依据 ASTM C1104
- 屋面用闭孔橡塑保温材料： AERO-ROOF 标明吸水率不超过 5%（质量），依据 ASTM C1763
参考资料
- ASTM International — ASTM C1104/C1104M Standard Test Method for Determining the Water Vapor Sorption of Unfaced Mineral Fiber Insulation（范围）
- Genorma — EN 1609:2013 Thermal insulating products for building applications: Determination of short term water absorption by partial immersion（范围、状态及替代标准）
- ROCKWOOL Group — Moisture repellence（憎水性与非吸湿性）
- ROCKWOOL Asia — Frequently Asked Questions（透汽性与晾干）
- US DOE Office of Scientific and Technical Information — Performance of fibrous glass pipe insulation subjected to underground water attack（湿态及干燥后的导热系数）
- Building Science Corporation — BSD-106: Understanding Vapor Barriers（防止进水并让水分能够排出）
- Insulation Institute (NAIMA) — General FAQs（湿气、霉菌及何时需要更换保温材料）
- GetBestInsulations — ROCKWOOL Thermalrock S、ProRox PS 960 SA、SCG PCI 和 AERO-ROOF 的已核实产品数据（依据各产品页面所列的制造商文件）
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- ROCKWOOL ProRox PS — 采用 WR-Tech 憎水粘结剂的岩棉管壳，吸水量 ≤ 0.2 kg/m²（EN 13472）
- SCG PCI / PCIF — 玻璃棉管壳，吸湿率 0.2%（体积），ASTM C1104
- AERO-ROOF — 闭孔橡塑保温材料，吸水率 ≤ 5%（质量），ASTM C1763
