Nawet dzieci uczą się zasady izolacji termicznej, używając termosów. Z technicznego punktu widzenia jest to izolacja próżniowa bez rdzenia nośnego. Działanie izolacyjne dzbanka opiera się na pojemniku o podwójnych ściankach, ciśnienie w próżni między jego ścianami jest jedną milionową normalnego ciśnienia atmosferycznego, którego średnia wartość wynosi około 1 bar na poziomie morza. Próżniowe elementy izolacyjne działają w ten sam sposób, ale mają wewnątrz porowaty rdzeń nośny i dlatego wymagają znacznie mniejszych redukcji ciśnienia gazu.
Tabela 1: Przewodność cieplna izolacji próżniowej i konwencjonalnych materiałów izolacyjnych
| Materiał izolacyjny | Przewodność cieplna w W / (m2K) |
|---|---|
| Panel izolacji próżniowej | 0,002-0,008 |
| Panel izolacji próżniowej (jeśli próżnia jest uszkodzona) | 0,018-0,02 |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 |
| Wełna mineralna (szkło, wełna mineralna (27,50 € w Amazon *)) | 0,032-0,040 |
| Polistyren (EPS, XPS) | 0,035-0,045 |
| Włókno drzewne | 0,04-0,055 |
| Krzemian wapnia | 0,065 |
Izolacja próżniowa - wyjątkowo niskie przewodnictwo cieplne, maksymalna wydajność izolacji
Porowaty rdzeń nośny wykonany z materiału mineralnego lub syntetycznego znajduje się pod nieprzepuszczalną dla gazów powłoką próżniowych elementów izolacyjnych. Jego zadaniem jest absorbowanie ciśnienia powietrza i ograniczanie swobodnej drogi cząsteczek gazu. Pory takiego rdzenia nośnego mają wielkość zaledwie kilku 100 nanometrów (nm), a ciśnienie w takim panelu izolacyjnym jest równe jednej setnej ciśnienia atmosferycznego. Ze względu na swoją zasadę działania - obniżanie ciśnienia gazu - izolacja próżniowa ogranicza przewodzenie ciepła przez powietrze do absolutnego minimum. Pozwala to na osiągnięcie wyjątkowo niskiej przewodności cieplnej i bardzo małych grubości izolacji.
Formy izolacji próżniowej
Jeszcze kilka lat temu izolacja próżniowa znajdowała się w fazie testów naukowych. Obecnie na rynku dostępne są dwie różne formy izolacji próżniowej:
- Próżniowe panele izolacyjne (VIP): Próżniowe panele izolacyjne mogą być od pięciu do dziesięciu razy cieńsze niż jakikolwiek konwencjonalny materiał izolacyjny o tym samym współczynniku przenikania ciepła (wartość U). Pierwsze prototypy VIP są wykorzystywane w projektach budowlanych od połowy lat 90. Dzisiejsze badania koncentrują się na kontroli jakości i zapewnianiu jakości, a także na dalszym doskonaleniu i komercjalizacji odpowiednich technologii. Przewodność cieplna (?) VIPs mieści się w zakresie od 0,002 do 0,008 W / (mK).
- Próżniowe szkło izolacyjne (VIG): VIG to podwójne szyby, w których zasada działania termosu jest wykorzystywana do izolacji termicznej powierzchni okien. W przestrzeni między dwiema szybami jest próżnia. Skutkuje to bardzo smukłą konstrukcją systemu o grubości poniżej 10 mm. Wartość U VIGs wynosi 0,5 W / (m ̨ˇK). Dla porównania: dotychczas stosowane oszklenie w domach pasywnych o grubości od 28 do 44 mm i współczynniku U od 0,6 do 0,7 W / (m2K). Produkcja przemysłowa VIG jest nadal w dużej mierze w powijakach.
Standaryzacja i dopuszczenie izolacji próżniowej
Obecnie nie ma ogólnie uznanych zasad technicznych ani norm dotyczących izolacji próżniowej. Dlatego do ich stosowania wymagana jest indywidualna aprobata nadzoru budowlanego.
Producent izolacji próżniowej
Jak dotąd tylko kilku producentów oferuje izolację próżniową.
Na przykład w Niemczech są to firmy va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec i Vacu-Isotherm. Do tej pory próżniowe szkło izolacyjne było oferowane głównie przez niektórych azjatyckich producentów.
Systemy VIG duńskiej firmy Velux i Brandenkreis Flachglas GmbH należą do tych na rynku niemieckim.
porady i wskazówki
Domy niskoenergetyczne lub pasywne wymagają szczególnie wysokowydajnej izolacji termicznej - w przypadku tradycyjnych materiałów izolacyjnych, aby spełnić te normy, konieczne są grubości izolacji do 40 cm. Izolacja próżniowa może być tutaj wydajną, oszczędzającą miejsce i ekonomiczną alternatywą. Maksymalna wymagana grubość izolacji do izolacji próżniowej wynosi od 1/8 do 1/10 tej wartości.
Warianty montażu izolacji próżniowej
Konwencjonalne materiały izolacyjne są zwykle kupowane w postaci standardowych materiałów i cięte na wymiar na miejscu. W przypadku stosowania próżniowych paneli izolacyjnych już na etapie planowania należy podjąć decyzję, czy można zastosować standardowe elementy, czy też budynek należy wykonać na wymiar. Domyślnie VIP są oferowane w trzech różnych formatach -
Niezabezpieczone / odkryte VIPy
Pierwsze próżniowe panele izolacyjne na rynku nie miały żadnej specjalnej ochrony powierzchni. Odgrywają również ważną rolę w dzisiejszym budownictwie. Zaletami tego wariantu są szczególnie smukłe kształty i ogólnie nieskomplikowana wymiana uszkodzonych VIP-ów.
Ukryte VIPy
Laminaty zwiększają wytrzymałość paneli i lepiej dostosowują je do określonych obszarów zastosowania. Laminowanie odbywa się po obu stronach. Jako materiały często stosuje się cienko układane konwencjonalne materiały izolacyjne lub kompozytowe systemy izolacji cieplnej (ETICS). W przypadku izolacji wewnętrznej i podłogowej okładzina ścienna od strony pomieszczenia lub dodatkowa izolacja od dźwięków uderzeniowych może jednocześnie pełnić funkcję laminowania.
VIP zintegrowane z komponentami
Próżniowe panele izolacyjne zintegrowane z komponentami są dostępne jako prefabrykowane elementy betonowe, panele warstwowe lub izolacyjne elementy szklane. Istnieją również pojedyncze elementy - na przykład okna, drzwi i skrzynki roletowe ze zintegrowaną izolacją próżniową. Klasycznym obszarem zastosowania takich próżniowych elementów izolacyjnych są ściany osłonowe - elementy nieprzezroczyste (nieprzepuszczalne dla światła) i przezroczyste łączone są w jednolity system montażu. W przypadku tych komponentów próżnia nie może być później sprawdzona, ponieważ po montażu nie ma swobodnego dostępu do paneli.
Obszary zastosowania izolacji próżniowej
Z wyjątkiem izolacji obwodowej, izolacja próżniowa może być stosowana we wszystkich obszarach budynku i do wszystkich rodzajów izolacji. Nadają się zarówno do nowych budynków, jak i do renowacji starych budynków. Budynki spełniają tym samym standard domu niskoenergetycznego lub pasywnego. W razie potrzeby izolacja próżniowa może uzupełniać konwencjonalną izolację w szczególnie problematycznych obszarach budynku.
Wymagania materiałowe dla izolacji próżniowej
Próżniowe panele izolacyjne osiągają swoje właściwości izolacyjne nie dzięki wytrzymałości i właściwościom materiału, ale poprzez dalsze zmniejszenie przewodności cieplnej materiału izolacyjnego za pomocą próżni. Materiały, które można zastosować jako rdzeń izolacji próżniowej, muszą spełniać kilka podstawowych wymagań:
- Ewakuacja: aby próżnia była możliwa, materiał musi mieć całkowicie otwartą strukturę.
- Najniższa możliwa ogólna przewodność cieplna
- Gęstość: materiał wypełniający VIP musi być odporny na mechaniczne siły ściskające konstrukcji. W przypadku tego samego rodzaju materiału wymaga to większej gęstości w porównaniu z konwencjonalnymi, nieopróżnionymi materiałami izolacyjnymi.
Jakość próżni
Jakość próżni - stopień obniżenia ciśnienia gazu w panelu - zależy od wielkości porów materiałów. Drobne pory stawiają mniejsze wymagania co do jakości próżni. W zależności od materiału ciśnienie gazu jest redukowane do wartości od 0,1 do 20 mbar - odpowiednie podciśnienie musi być w stanie utrzymać przez cały okres użytkowania paneli. Skutkuje to określonymi wymaganiami dotyczącymi szczelności powłoki paneli.
Materiały rdzenia
Jako materiały na rdzeń próżniowych paneli izolacyjnych pod uwagę wchodzą pianki polimerowe o otwartych porach (specjalne polistyreny), włókna szklane, aerożele i pirogeniczna krzemionka w postaci luzu lub granulatu. W przypadku pianek i włókien szklanych podciśnienie musi być mniejsze niż 1 mbar; w przypadku szczególnie drobno rozdrobnionych aerożeli lub pirogenicznych krzemionek (kwasy tlenowe w krzemie) ciśnienie gazu między 10 a 50 mbar jest wystarczające, aby w znacznym stopniu stłumić przewodzenie ciepła.
Wybór materiału: W praktyce budowlanej bardzo często stosuje się krzemionkę pirolityczną
Wybór materiału na próżniowe panele izolacyjne zależy od zastosowania i właściwości fizycznych powłoki. Ogólnie panele są stosunkowo wrażliwe - w przypadku uszkodzenia próżnia ulega zniszczeniu. Dlatego też krzemionki pirogeniczne są stosowane szczególnie często jako izolacja próżniowa. Nawet jeśli izolacja próżniowa ulegnie całkowitej awarii, osiągają przewodność cieplną tylko 0,018 do 0,2 W / (mK), a tym samym izolują około dwa razy lepiej niż konwencjonalna izolacja. Ponadto krzemionki mają inne pozytywne właściwości jako materiały budowlane i izolacyjne: są niepalne, łatwo poddające się recyklingowi, nieszkodliwe toksykologicznie i mają wysoką zdolność pochłaniania pary wodnej, która w niewielkich ilościach dyfunduje przez powłokę nawet w przypadku VIP-ów.Ze względu na ich właściwości materiałowe jako nanostrukturalny proszek, można je szczególnie dobrze prasować w arkusze.
Materiały skorupy
Najważniejszymi wymaganiami stawianymi materiałom do obudowy próżniowych paneli izolacyjnych są gazoszczelność i niskie przewodnictwo cieplne. Stopień ich paroszczelności ma wpływ na żywotność paneli i jest ważny także ze względów konstrukcyjnych, gdyż ta forma izolacji termicznej pełni również funkcję paroizolacji. Ponadto osłona powinna być wystarczająco mocna, aby wytrzymać obciążenia mechaniczne. Wymaganą gazoszczelność uzyskuje się w połączeniu z materiałami rdzenia, takimi jak pianki lub włókna, tylko z aluminium, stali nierdzewnej i szkła. W praktyce, skorupy VIP składają się zwykle z aluminiowych folii kompozytowych, folii lub arkuszy ze stali nierdzewnej oraz wielowarstwowych wysokobarierowych laminatów z tworzywa sztucznego z wielokrotnym naparowywaniem aluminium.Pokrycie paneli nie jest identyczne z laminatami, które wzmacniają wytrzymałość.
Właściwości przeciwpożarowe
Nieosłonięte próżniowe panele izolacyjne są zasadniczo klasyfikowane jako materiały budowlane B2, a zatem jako normalnie palne / łatwopalne, więc mogą być używane tylko w przegrodach zewnętrznych budynku do wysokości siedmiu metrów. Odpowiednie laminaty umożliwiają klasyfikację jako niepalne lub trudnopalne (klasy materiałów budowlanych A1, A2, B1), a tym samym nieograniczone użytkowanie.
Żywotność izolacji próżniowej
Próżniowe elementy izolacyjne starzeją się, gdy przenikające gazy z czasem zwiększają swoją przewodność cieplną. Stopień, w jakim zmniejsza się efekt bariery obudowy i szwów uszczelniających przed parą wodną i gazami, zależy od odpowiednich warunków środowiskowych - w szczególności od naprężenia temperaturowego paneli. Badania laboratoryjne i symulacje trwające kilka lat wykazują nieograniczoną wydajność izolacji przez co najmniej 25 lat.
Tabela 2: m2 kosztów izolacji próżniowej i konwencjonalnych materiałów termoizolacyjnych
| Materiał izolacyjny | Koszty za m2 (EUR) |
|---|---|
| Panel izolacji próżniowej | od 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Wełna mineralna (szklana, skalna) | 10-20 |
| Polistyren (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Włókno drzewne | 40-50 |
| Krzemian wapnia | 80 |
Koszty izolacji próżniowej
W porównaniu z konwencjonalnymi materiałami izolacyjnymi izolacja próżniowa powoduje znacznie wyższe koszty. Budowniczowie, którzy chcą ocieplić dom niskoenergetyczny lub pasywny, nadal mogą skorzystać z tego typu ocieplenia - pozytywnie wpływają między innymi na technologiczną przewagę procesu, niskie koszty energii oraz przyrost powierzchni użytkowej budynku. Biorąc pod uwagę te czynniki, izolacja próżniowa może być bardziej ekonomiczna niż konwencjonalna izolacja termiczna. Cena próżniowych materiałów izolacyjnych zależy od materiału rdzenia izolacyjnego i płaszcza, produkty wykonane na zamówienie oczywiście powodują dodatkowe koszty. Dolna granica ceny izolacji próżniowej wynosi około 225 euro za m2. Jednak produkty na zamówienie mogą kosztować znacznie ponad 1000 EUR za m2.
Fundusz publiczny
Dzięki dotacji na budowę lub niskooprocentowanej pożyczce od KfW środki izolacyjne mogą być zawsze dotowane, jeśli minimalne wymagania rozporządzenia w sprawie oszczędzania energii (EnEV) 2014 - tj. Współczynnik przenikania ciepła (wartość U) 0,24 W / (m2K) - nie są spełnione. W przypadku izolacji próżniowej warunki do finansowania są podawane automatycznie, pod warunkiem, że rodzaj i sprawność izolacji zostanie potwierdzona ekspertyzą profesjonalnego doradcy energetycznego.
porady i wskazówki
Montaż izolacji próżniowej mogą wykonywać wyłącznie odpowiednio przeszkoleni specjaliści. Idealnie jest, jeśli firma handlowa wykonująca prace ma już sprawdzone doświadczenie w planowaniu i montażu izolacji próżniowej. Dokładne wytyczne dotyczą instalacji VIP-ów, których należy przestrzegać.
