Chiar și copiii învață principiul izolației termice folosind baloane termice. Din punct de vedere tehnic, aceasta este o izolație sub vid fără un miez de sprijin. Efectul izolator al ulciorului se bazează pe un recipient cu pereți dubli, presiunea în vid dintre pereții acestuia este o milionime din presiunea atmosferică normală, a cărei valoare medie este de aproximativ 1 bar la nivelul mării. Elementele de izolație sub vid funcționează în același mod, dar au un miez de sprijin poros în interior și, prin urmare, necesită o reducere semnificativ mai mică a presiunii gazului.
Tabelul 1: Conductivitatea termică a izolației sub vid și a materialelor convenționale de izolare
| Material de izolare | Conductivitate termică în W / (m2K) |
|---|---|
| Panou izolator sub vid | 0,002-0,008 |
| Panou izolator de vid (dacă vidul este deteriorat) | 0,018-0,02 |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 |
| Lână minerală (sticlă, lână de piatră (27,50 € la Amazon *)) | 0,032-0,040 |
| Polistiren (EPS, XPS) | 0,035-0,045 |
| Fibra de lemn | 0,04-0,055 |
| Silicat de calciu | 0,065 |
Izolarea sub vid - conductivitate termică extrem de scăzută, performanță maximă de izolație
Un miez de sprijin poros din material mineral sau sintetic se află sub învelișul impermeabil la gaze al elementelor de izolație sub vid. Sarcina sa este de a absorbi presiunea aerului și de a limita calea liberă a particulelor de gaz. Porii unui astfel de miez de sprijin au o dimensiune de doar câțiva 100 nanometri (nm), presiunea într-un astfel de panou izolator este de o sutime din presiunea atmosferică. Datorită principiului lor de funcționare - scăderea presiunii gazului - izolația sub vid reduce conducta de căldură prin aer la un nivel absolut minim. Acest lucru permite realizarea conductivității termice extrem de scăzute și a grosimilor de izolație foarte mici.
Forme de izolare în vid
Cu doar câțiva ani în urmă, izolația sub vid se afla în faza de testare științifică. Există acum două forme diferite de izolație sub vid pe piață:
- Panouri izolante sub vid (VIP): Panourile izolante sub vid pot fi de cinci până la zece ori mai subțiri decât orice material de izolație convențional cu același coeficient de transfer termic (valoarea U). Primele prototipuri VIP au fost utilizate în proiecte de construcții de la mijlocul anilor 1990. Cercetările se concentrează astăzi pe controlul calității și asigurarea calității, precum și pe îmbunătățirea și comercializarea ulterioară a tehnologiilor corespunzătoare. Conductivitatea termică (?) A VIP-urilor este în intervalul de la 0,002 la 0,008 W / (mK).
- Sticlă izolatoare sub vid (VIG): VIG-urile sunt geamuri duble în care principiul termosului este utilizat pentru izolarea termică a suprafețelor ferestrelor. Există un vid în spațiul dintre cele două panouri. Acest lucru are ca rezultat o structură a sistemului foarte subțire, cu o grosime mai mică de 10 mm. Valoarea U a VIG-urilor este de 0,5 W / (m2K). Spre comparație: geamul utilizat în mod obișnuit în casele pasive are o grosime de 28 până la 44 mm, cu o valoare U de 0,6 până la 0,7 W / (m2K). Producția industrială de VIG-uri este încă în mare parte la început.
Standardizarea și aprobarea izolației sub vid
În prezent nu există reguli tehnice sau standarde recunoscute în general pentru izolarea în vid. Prin urmare, este necesară aprobarea individuală a inspectoratului de construcții pentru utilizarea lor.
Producător de izolație sub vid
Până în prezent, doar câțiva producători oferă izolație sub vid.
În Germania, de exemplu, acestea sunt companiile va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec și Vacu-Isotherm. Până în prezent, sticla izolatoare sub vid a fost oferită în principal de unii producători asiatici.
Sistemele VIG ale companiei daneze Velux și Brandenkreis Flachglas GmbH se numără printre cele de pe piața germană.
Sfaturi și trucuri
Casele cu consum redus de energie sau pasive necesită o izolare termică deosebit de performantă - cu materiale de izolație convenționale, grosimile materialului de izolație de până la 40 cm sunt necesare pentru a îndeplini aceste standarde. Izolarea sub vid poate fi o alternativă eficientă, economisitoare de spațiu și economică aici. Grosimea maximă de izolație necesară pentru izolarea sub vid este de 1/8 până la 1/10 din această valoare.
Variante de instalare a izolației sub vid
Materialele de izolație convenționale sunt de obicei achiziționate sub formă de materiale standard și tăiate la dimensiune pe șantier. Atunci când se utilizează panouri izolante sub vid, trebuie luată deja o decizie în faza de planificare dacă elementele standard pot fi utilizate sau dacă clădirea trebuie să fie pe măsură. În mod implicit, VIP-urile sunt oferite în trei formate diferite -
VIP-uri neprotejate / neacoperite
Primele panouri de izolare sub vid de pe piață nu au o protecție specială a suprafeței. De asemenea, astăzi joacă un rol relevant în construcții. Avantajele acestei variante sunt forma deosebit de subțire și înlocuirea în general simplă a VIP-urilor defecte.
VIP-uri ascunse
Laminările cresc rezistența panourilor și le adaptează mai bine la anumite domenii de aplicare. Laminarea are loc pe ambele părți. Materialele convenționale de izolare convenționale sau sistemele compozite de izolare termică (ETICS) sunt adesea utilizate ca materiale. În cazul izolației interioare și a podelei, placarea pereților din partea camerei sau izolarea fonică suplimentară a impactului poate avea simultan o funcție de laminare.
VIP-uri integrate în componente
Panourile izolante sub vid integrate în componente sunt disponibile ca piese prefabricate din beton, panouri sandwich sau componente izolante din sticlă. Există, de asemenea, componente individuale - de exemplu ferestre, uși și cutii de rulouri cu izolație integrată în vid. O zonă clasică de aplicare pentru astfel de elemente de izolație sub vid sunt pereții cortină - opace (impermeabile la lumină) și componentele transparente sunt combinate într-un sistem de asamblare uniform. Cu aceste componente, vidul nu mai poate fi verificat ulterior, deoarece nu există acces gratuit la panouri după asamblare.
Domenii de aplicare pentru izolarea vidului
Cu excepția izolației perimetrale, izolația sub vid poate fi utilizată în toate zonele clădirii și pentru toate tipurile de izolație. Sunt potrivite atât pentru clădirile noi, cât și pentru renovarea clădirilor vechi. Clădirile îndeplinesc astfel standardul unei case pasive sau cu consum redus de energie. Dacă este necesar, izolația sub vid poate suplimenta izolația convențională în zonele cu probleme speciale ale clădirii.
Cerințe materiale pentru izolarea vidului
Panourile izolante sub vid nu își ating performanțele de izolare prin rezistența și natura materialului, ci printr-o reducere suplimentară a conductivității termice a materialului izolant folosind un vid. Materialele care pot fi utilizate ca miez de izolație sub vid trebuie să îndeplinească câteva cerințe de bază:
- Evacuabilitate: Pentru a fi posibil un vid, materialul trebuie să aibă o structură complet deschisă.
- Cea mai mică conductivitate termică globală posibilă
- Densitate: Materialul de umplere al VIP-urilor trebuie să poată rezista forțelor de compresie mecanice ale construcției. Pentru același tip de material, aceasta necesită o densitate mai mare în comparație cu materialele de izolație convenționale, neevacuate.
Calitatea vidului
Calitatea vidului - gradul în care presiunea gazului este redusă în panou - depinde de mărimea porilor materialelor. Porii mai subțiri solicită o calitate mai mică a vidului. În funcție de material, presiunea gazului este redusă la valori cuprinse între 0,1 și 20 mbar - presiunea de vid respectivă trebuie să poată fi menținută pe toată durata utilizării panourilor. Acest lucru are ca rezultat cerințe specifice pentru etanșeitatea carcasei panourilor.
Materiale de bază
Ca materiale pentru miezul panourilor izolatoare sub vid, intră în discuție spumele polimerice cu pori deschisi (polistireni speciali), fibrele de sticlă, aerogelurile și silice pirogenică sub formă de vrac sau pelete. În cazul spumelor și fibrelor de sticlă, presiunea de vid trebuie să fie mai mică de 1 mbar; în cazul aerogelurilor particulari fin sau a silicelor pirogene (acizi de oxigen din siliciu), o presiune a gazului cuprinsă între 10 și 50 mbar este suficientă pentru a suprima în mare măsură conducerea căldurii.
Selecția materialului: în practica de construcție, se folosesc foarte des silice pirogene
Alegerea materialului pentru panourile izolante sub vid depinde de aplicație și de proprietățile fizice ale plicului. În general, panourile sunt relativ sensibile - dacă sunt deteriorate, vidul este distrus. Prin urmare, silicele pirogene sunt utilizate în mod frecvent ca izolație sub vid. Chiar dacă izolația sub vid eșuează complet, acestea ating doar o conductivitate termică de 0,018 până la 0,2 W / (mK) și astfel izolează aproximativ de două ori mai mult decât izolația convențională. Există, de asemenea, alte proprietăți pozitive ale siliciilor ca materiale de construcție și izolație: sunt neinflamabile, ușor de reciclat, inofensiv din punct de vedere toxicologic și au o capacitate mare de absorbție a vaporilor de apă, care se difuzează prin cochilie în cantități mici chiar și cu VIP-uri.Datorită proprietăților lor materiale ca pulbere nano-structurată, ele pot fi, de asemenea, presate în foi deosebit de bine.
Materiale de coajă
Cele mai importante cerințe pentru materialele utilizate pentru acoperirea panourilor de izolație sub vid sunt etanșeitatea la gaz și conductivitatea termică scăzută. Gradul de etanșeitate la vapori a acestora influențează durata de viață a panourilor și este, de asemenea, important din motive structurale, deoarece această formă de izolație termică funcționează și ca o barieră de vapori. În plus, capacul trebuie să fie suficient de robust pentru a rezista la sarcini mecanice. În combinație cu materialele de bază, cum ar fi spume sau fibre, etanșeitatea necesară la gaz este realizată numai de aluminiu, oțel inoxidabil și sticlă. În practică, cochiliile VIP-urilor constau de obicei din folii compozite din aluminiu, folii sau foi din oțel inoxidabil, precum și laminate din plastic multistrat cu barieră înaltă cu depunere multiplă de vapori de aluminiu.Acoperirea panourilor nu este identică cu laminările care promovează robustețea.
Proprietăți de protecție împotriva incendiilor
Panourile izolante sub vid sunt, în general, clasificate ca materiale de construcție B2 și, prin urmare, sunt în mod normal combustibile / inflamabile, deci pot fi utilizate numai în anvelopa clădirii până la o înălțime de șapte metri. Laminările corespunzătoare permit clasificarea ca neinflamabile sau greu inflamabile (clase de materiale de construcții A1, A2, B1) și, astfel, utilizare nelimitată.
Durata de viață a izolației sub vid
Elementele de izolație sub vid îmbătrânesc pe măsură ce gazele pătrunzătoare își cresc conductivitatea termică în timp. Măsura în care scade efectul de barieră al carcasei și al cusăturilor de etanșare împotriva vaporilor de apă și a gazelor depinde de condițiile de mediu respective - în special de stresul de temperatură al panourilor. Testele de laborator și simulările care durează câțiva ani arată o performanță de izolație nelimitată de cel puțin 25 de ani.
Tabelul 2: m2 costuri pentru izolarea vidului și a materialelor convenționale de izolare termică
| Material de izolare | Costuri pe m2 (EUR) |
|---|---|
| Panou izolator sub vid | din 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Lână minerală (sticlă, lână de piatră) | 10-20 |
| Polistiren (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Fibra de lemn | 40-50 |
| Silicat de calciu | 80 |
Costurile de izolare a vidului
În comparație cu materialele de izolație convenționale, izolarea sub vid determină costuri semnificativ mai mari. Constructorii care doresc să izoleze o casă cu energie scăzută sau pasivă pot beneficia în continuare de acest tip de izolație - printre altele, superioritatea tehnologică a procesului, costurile reduse ale energiei și câștigul în zona utilizabilă a clădirii au un efect pozitiv. Luând în considerare acești factori, izolarea sub vid poate fi mai economică decât izolarea termică convențională. Prețul materialelor de izolare sub vid depinde de materialele miezului de izolație și ale carcasei, produsele personalizate produc în mod natural costuri suplimentare. Limita de preț mai mică pentru izolația sub vid este de aproximativ 225 EUR pe m2. Cu toate acestea, produsele personalizate pot costa mult mai mult de 1.000 EUR pe m2.
Finanțare publică
Cu o subvenție pentru construcție sau un împrumut cu dobândă redusă de la KfW, măsurile de izolare pot fi întotdeauna subvenționate dacă nu sunt îndeplinite cerințele minime ale Ordonanței de economisire a energiei (EnEV) 2014 - adică coeficientul de transfer de căldură (valoarea U) de 0,24 W / (m2K). Cu izolația sub vid, condițiile prealabile pentru finanțare sunt date automat, cu condiția ca tipul și eficiența izolației să fie confirmate de o opinie de către un consultant energetic profesionist.
Sfaturi și trucuri
Instalarea izolației sub vid poate fi efectuată numai de specialiști instruiți corespunzător. Este ideal dacă firma de meserii care efectuează lucrările are deja o experiență demonstrabilă în planificarea și instalarea izolației sub vid. Instrucțiunile exacte se aplică instalării VIP-urilor, care trebuie respectate.
