Izolační materiály a jejich tepelné vlastnosti

Tepelné izolace je snížení přenosu tepla (přenos tepelné energie mezi objekty různé teploty) mezi objekty v tepelném kontaktu. (19)

Klíčové problémy

• Snížení množství použité energie z fosilních paliv je nejdůležitějším faktorem v podpoře udržitelnosti.
• izolace má největší potenciál pro snížení emisí CO2.
* Energie konzervovaná pomocí izolace výrazně převyšuje energii použitou při její výrobě., Pouze v případě, že budova dosáhne standardu „LowHeat“, stává se ztělesněný uhlík izolace (viz níže) významným.

výkon

nejdůležitějším aspektem izolačního materiálu je jeho výkon-který důsledně zajišťuje odolnost proti průchodu tepla po celou dobu životnosti budovy., I když izolace výrobce je zveřejněna výkon očekávání bude nezbytné, průvodce, další faktory spojené s „real-life“ instalace materiálu je nutné považovat za součást procesu návrhu:
• snadná instalace – konečný výkon bude dána tím, jak efektivně stavitel můžete nainstalovat materiálu pomocí konvenční schopnosti., Například, izolační desky musí být instalovány tak, aby žádné mezery výsledek buď mezi přilehlých desek, nebo mezi desky a další stavební součásti, které tvoří část celkové zateplení obálky, jako jsou krokve nebo trámy. Jakékoli mezery, které zbyly, umožní průchod vzduchu a povedou ke snížení výkonu.
* smrštění, zhutnění, vypořádání – některé materiály pravděpodobně během instalovaného života utrpí stupeň rozměrové nestability. V mnoha případech se to očekává a může být překonáno pečlivými konstrukčními a instalačními metodami., Ve všech ostatních případech by měl zadavatel požádat výrobce izolace o pokyny týkající se souvisejících rizik – zejména pokud materiály nemají zavedený záznam o instalovaném výkonu.
* Ochrana proti vlhkosti – některé izolační materiály budou trpět degradací výkonu, když jsou vlhké nebo mokré. Projektant by měl pečlivými podrobnostmi zajistit, aby zranitelná izolace byla chráněna před vlhkostí. Pokud je vlhkost vysoce riziková (vniknutí nebo více než 95% RH), měl by být specifikován vhodně odolný materiál.,

níže se podíváme na představení vystavená řadou běžných a stále běžnějších stavebních izolačních materiálů.
izolační materiály, zejména pokud jde o „zelenou“ specifikaci, se dělí na tzv. „přírodní“ materiály a „umělé“ materiály.
Při zvažování, jak specifikovat izolační materiál z hlediska dopadu na životní prostředí, je často případ, že „přírodní“ materiál je nejvýhodnější z hlediska environmentálních atributů., Nicméně, v některých případech vlastní efektivnosti z umělých materiálů mohou být zahrnuty do životního rovnice poskytovat širší přínos pro životní prostředí např, kde je prostor pro izolaci, je na prémie jako dovybavení.

jaké jsou podmínky výkonu a co znamenají?

tepelná vodivost/λ (lambda)

tepelná vodivost měří snadnost, s jakou může teplo procházet materiálem vedením. Vedení je hlavní formou přenosu tepla izolací (přečtěte si více o přenosu tepla). Často se nazývá hodnota λ (lambda)., Čím nižší je číslo, tím lepší je výkon.

Tepelný Odpor (R)

Tepelný Odpor je postava, která spojuje Tepelné Vodivosti materiálu na jeho Šířku – poskytuje údaj vyjádřený v odpor na jednotku plochy (m2K/W) A větší tloušťka znamená menší tepelný tok a tak má nižší vodivost. Společně tyto parametry tvoří tepelný odpor konstrukce. Konstrukční vrstva s vysokým tepelným odporem je dobrým izolátorem; jeden s nízkým tepelným odporem je špatný izolátor.,
rovnice je Tepelný Odpor (m2K/W) = Tloušťka (m) / Vodivost (W/mK)

měrná Tepelná Kapacita

měrná Tepelná Kapacita materiálu je množství tepla potřebné ke zvýšení teploty 1 kg materiálu o 1 K (nebo o 1oC) . Dobrý izolátor má vyšší specifickou tepelnou kapacitu, protože trvá čas, než absorbuje více tepla, než se skutečně zahřeje (teplota stoupá) pro přenos tepla. Vysoká měrná tepelná kapacita je vlastností materiálů zajišťujících tepelnou hmotnost nebo tepelné pufrování (zpoždění Dekrementu).,

Hustota,

hustota se vztahuje k hmotnosti (nebo „hmotnost“) na jednotku objemu materiálu a měří se v kg/m3. Materiál s vysokou hustotou maximalizuje celkovou hmotnost a je aspektem „nízké“ tepelné difuzivity a „vysoké“ tepelné hmotnosti.

Tepelná Vodivost

Tepelný Rozptyl měří schopnost materiálu vést tepelnou energii vzhledem k jeho schopnosti k ukládání tepelné energie. Například kovy rychle přenášejí tepelnou energii (chlad na dotek), zatímco dřevo je pomalý vysílač. Izolátory mají nízkou tepelnou Difuzivitu. Měď = 98,8 mm2 / s; dřevo = 0,082 mm2 / s.,
rovnice je: Teplotní Vodivosti (mm2/s) = Tepelná Vodivost / Hustota x měrná Tepelná Kapacita

Ztělesňuje Uhlíku (aka Emodied Energie)

i Když nemá z hlediska tepelné vlastnosti izolační materiál, Obsažené Uhlíku je klíčový pojem při vyvažování globálního oteplování plynů na výrobu materiálu, s tím, že zachovány po celou dobu životnosti izolace., Ztělesněný uhlík je obvykle považován za množství plynů uvolňovaných z Obvykle fosilních paliv a používaných k výrobě energie vynaložené mezi těžbou suroviny, výrobním procesem do továrních bran. Ve skutečnosti to samozřejmě jde mnohem dále, než je doprava na místo, energie použitá při instalaci až po demolici a likvidaci. Věda o ztělesněném uhlíku se stále vyvíjí – v důsledku toho je obtížné získat pevná a spolehlivá data. Podívejte se na EPD, které podrobně popisují vstupy a výstupy průmyslových procesů. Nabízet…..,

Paropropustnost

• Paropropustnost je rozsah, v němž materiál umožňuje průchod vody přes něj. Měří se časovou rychlostí přenosu páry přes jednotkovou plochu plochého materiálu o tloušťce jednotky indukovanou rozdílem tlaku páry mezi dvěma specifickými povrchy za stanovených teplotních a vlhkostních podmínek.
* tepelná izolace je obvykle charakterizována jako propustná pro páry nebo nepropustná pro páry., Často označované, chybně, jako „dýchací konstrukce“, stěny a střechy, které se nazývají, se vyznačují schopností přenášet vodní páru zevnitř ven z budovy – čímž se snižuje riziko kondenzace.

Jak izolace funguje

Izolace běžně prostřednictvím kombinace dvou vlastností:

• izolační materiál je přírodní schopnost inhibovat přenos tepla &
• použití kapsy uvězněné plyny, které jsou přírodní insulants.,

plyny mají ve srovnání s kapalinami a pevnými látkami špatné vlastnosti tepelného vedení, a proto jsou dobrým izolačním materiálem, pokud mohou být zachyceny. V zájmu dalšího zvýšení účinnosti plynu (např. vzduchu), může být narušen do malých buněk, které nemohou účinně přenášet teplo přirozenou konvekcí. Konvekce zahrnuje větší objem průtok plynu vedený vztlak a teplotní rozdíly, a to nefunguje dobře v malých buňkách, kde je malá hustota rozdíl řídit., V pěnových materiálech se ve struktuře vyskytují malé plynové články nebo bubliny; v izolaci tkanin, jako je vlna, se přirozeně vyskytují malé variabilní kapsy vzduchu, které tvoří plynové články.

Stavební izolační materiály

dřevovláknité

Průmyslově vyráběné dřevovláknité izolace byl představen zhruba před dvaceti lety poté, co inženýři z dřeva produkčních oblastech Evropy vymyslel nové způsoby transformace dřevo, odpad z prořezávek a továren do izolace stravování. Nabízet….,

Rigid (available in: boards, semi-rigid boards)

Thermal conductivity/ λ (lambda) W / m . K = 0.038

Thermal resistance at 100mm K⋅m2/W = 2.5

Specific Heat Capacity J / (kg ., K)= 2100

Density kg / m3 = 160

Thermal diffusivity m2/s = n/a

Embodied energy MJ/kg = n/a

Vapour permeable: Yes

Flexible (available in: batts)

Thermal conductivity/ λ (lambda) W / m . K = 0.038

Thermal resistance at 100mm K⋅m2/W = 2.6

Specific Heat Capacity J / (kg ., K)= 2100

Hustota kg / m3 = 50

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ano,

(Zdroj: pohledové kvalitě)

Celulóza (foukané/stříká)

Celulózová izolace je materiál vyrobený z recyklovaných novin. Papír je drcený a anorganické soli, jako je kyselina boritá, se přidávají pro odolnost proti ohni, plísním, hmyzu a havěti. Izolace je instalována buď foukaná nebo vlhká v závislosti na aplikaci.,

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0,035 v loftech; 0,038-0,040 ve stěnách.

tepelný odpor při 100mm k⋅m2 / W = 2.632

měrná tepelná kapacita J / (kg . K)= 2020

Hustota kg / m3 = 27-65

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = 0.,45.

paropropustné: Ano

(Zdroj: Warmcel a další)

Vlny (k dispozici v batts; rohlíky)

minerální izolace je vyrobena z ovčí vlny vláken, které jsou buď mechanicky drženy pohromadě nebo lepené pomocí mezi 5% a 15% recyklovaného polyesteru lepidlo tvořit izolační batts a rohlíky. Ovce již nejsou chovány primárně pro svou vlnu; je však třeba je každoročně stříhat, aby se chránilo zdraví zvířete. Vlna používaná k výrobě izolace je vlna vyřazená jako odpad jinými průmyslovými odvětvími kvůli své barvě nebo třídě.,(19)

Thermal conductivity/ λ (lambda) W / m . K = 0.038

Thermal resistance at 100mm K⋅m2/W = 2.63

Specific Heat Capacity J / (kg ., K)= 1800

Hustota kg / m3 = 23

Tepelný rozptyl m2/s = = n/a

Vtělená energie MJ/kg = 6

paropropustné: Ano,

(Zdroj: Thermafleece)

Konopí (k dispozici v: batts; rohlíky)

Konopná vlákna jsou vyrobené z konopných stonků rostlin konopí. Většina konopí se dováží, ale stále větší množství domácí plodiny je stále k dispozici. Konopí dorůstá výšky téměř 4 metry v období 100-120 dnů., Vzhledem k tomu, že rostliny stínují půdu, není pro pěstování konopí nutná žádná chemická ochrana ani toxické přísady. Výrobek je složen, obvykle 85% konopných vláken s ballance vyrobená z polyesteru závazné a 3-5% sody přidané pro požární izolace.

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.039 – 0.040

Teplotní odpor na 100 mm K⋅m2/W = 2.5,

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg ., K)= 1800 – 2300

Hustota kg / m3 = 25 – 38

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = 10

paropropustné: Ano,

(Zdroj: Thermafleece a Ekologické)

Hempcrete (k dispozici v: bloky; in-situ)

Hempcrete je směs konopného pazdeří (pazdeří) a vápno (případně včetně přírodní hydraulické vápno, písek, pozzolans nebo cementu) používá jako materiál pro stavbu a izolaci., Hempcrete je snadnější pracovat s než tradiční vápenné směsi a působí jako izolátor a regulátor vlhkosti. Postrádá křehkost betonu a v důsledku toho nepotřebuje dilatační spáry. Hempcrete stěny musí být použity společně s rámem jiného materiálu, který podporuje vertikální zatížení ve stavebnictví, protože hustota hempcrete je 15% hustoty tradičního betonu. (19)

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m.K = 0.06

Teplotní odpor na 100 mm K⋅m2/W = 1.,429

měrná tepelná kapacita J / (kg . K)= 1500 – 1700

Hustota kg / m3 = 275

Tepelný rozptyl m2/s = 1.5 10-7

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ano,

(Zdroj: Vápenné Technologie)

pěnového skla (k dispozici v: desky)

z velké části vyroben z recyklovaného skla (např. okna) a minerální základní materiály, jako je písek a bez použití pojidel.,(21) složky se roztaví do roztaveného skla, které se ochladí a rozdrtí na jemný prášek. Práškové sklo se nalije do forem a zahřívá se (pod bodem tání) v „slinovacím“ procesu, který způsobuje, že se částice navzájem drží. Dále se přidá malé množství jemně mletého uhlíku-černé a materiál se zahřívá v procesu „buněčné“. Zde uhlík reaguje s kyslíkem a vytváří oxid uhličitý, který vytváří izolační bubliny v (materiálu). CO2 představuje více než 99% plynu v buněčných prostorech.,(20)

Thermal conductivity/ λ (lambda) W / m . K = 0.041

Thermal resistance at 100mm K⋅m2/W = n/a

Specific Heat Capacity J / (kg . K)= 1000

Density kg / m3 = 115

Thermal diffusivity m2/s = 4.,2 · 10-7

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ne

(Zdroj: Foamglas (T4 desky))

Sláma (k dispozici v : balíky, pre-vymyslel jednotky)

Slámy je zemědělský vedlejší produkt, suché stonky obilnin, po obilí a plev byly odstraněny. Sláma tvoří asi polovinu výnosu obilných plodin, jako jebarley, oves, rýže, žito a pšenice.

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.,08 (pro nosnou konstrukci)

Teplotní odpor na 350mm K⋅m2/W = 4.37 na 350 mm

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg . K)= k dispozici

Hustota kg / m3 = 110 – 130

Tepelný rozptyl m2/s = nedostupné

Vtělená energie MJ/kg = 0.,91 (zdroj LED databáze 2011)

paropropustné: Ano

(Zdroj: BRE + FASBA + ostatní )

Sklo minerální vlny (k dispozici v : batts, rohlíky)

Vyroben z roztaveného skla, obvykle s 20% až 30% recyklovaného průmyslového odpadu a post-spotřebitelské obsah. Materiál je tvořen ze skleněných vláken uspořádaných pomocí pojiva do struktury podobné vlně. Proces pasti mnoho malé kapsy vzduchu mezi sklem a tyto malé vzduchové kapsy v důsledku vysoké tepelně izolační vlastnosti., Hustota materiálu se může měnit tlakem a obsahem pojiva.

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.035

tepelný odpor při 100mm k⋅m2 / W = 2.85

měrná tepelná kapacita J / (kg . K)= 1030

Hustota kg / m3 = cca 20,

Tepelný rozptyl m2/s = 0.,0000016

Vtělená energie MJ/kg = 26

paropropustné: Ano

(Zdroj: Knauf (Earthwool OmniFit Desky) )

Rock minerální vlny (k dispozici v: desky, batts, rohlíky)

Kámen (Kámen) minerální vlna je pece produktu roztavené horniny při teplotě cca 1600 °C, přes který proud vzduchu nebo páry je vyhozen. Pokročilejší výrobní techniky jsou založeny na spřádání roztavené horniny ve vysokorychlostních spřádacích hlavách poněkud jako proces používaný k výrobě cukrové nitě., Konečným produktem je hmotnost jemných, propletených vláken s typickým průměrem 2 až 6 mikrometrů. Minerální vlna může obsahovat pojivo, často Ter-polymer, a olej ke snížení poprašování.(19)

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.032–0.044 (18)

Teplotní odpor na 100 mm K⋅m2/W = 2.70 – 2.85

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg ., K) = n/a

Hustota kg / m3 = n/a

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ano,

(Zdroj: Různé)

Icynene H2FoamLite / LD-C-50 (k dispozici v: mokré sprej; nalije)

H2FoamLite je proprietární izolace vyráběné Icynene, společnost se sídlem v Kanadě. H2FoamLite je stříkaná otevřená buňka, vyfukovaná vodou, polyuretanová pěna s nízkou hustotou., Produkt se připravuje ze dvou kapalných složek, isokyanátu (BaseSeal) a pryskyřice (H2foamlit) a má nažloutlou barvu. (22)

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.039

tepelný odpor při 100mm k⋅m2 / W = n / A

měrná tepelná kapacita J / (kg . K) = n / a

hustota kg / m3 = 7,5-8.,3

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ano

(Zdroj: Icynene)

Fenolické pěny (k dispozici v: desky)

Fenolické izolační pěny je vyroben z resole pryskyřice v přítomnosti kyselého katalyzátoru, nadouvadel (např. pentan) a povrchově aktivní látky.

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.020

tepelný odpor při 100mm k⋅m2 / W = 5.,00

měrná tepelná kapacita J / (kg . K) = n/a

Hustota kg / m3 = 35

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = n/a

paropropustné: Ne,

(Zdroj: Kingspan (Kooltherm K3 Prkno )+ ostatní)

Polyisocyanurate/ Polyuretanové pěny (PIR/PUR)

Polyuretanové (PUR a PUR) je polymer složený z organických jednotek připojil karbamátu (uretanové) vazby., Polyuretan může být vyroben v různých hustotách a tvrdostech změnou isokyanátu, polyolu nebo přísad.
Polyisokyanurát, také označovaný jako PIR, je termosetový plast obvykle vyráběný jako pěna a používaný jako tuhá tepelná izolace. Jeho chemie je podobná polyuretanu (PUR), kromě toho, že podíl methylendifenyldiisokyanátu (MDI) je vyšší a polyester odvozený polyol se používá v reakci namísto polyether polyol. Katalyzátory a přísady používané ve formulacích PIR se také liší od katalyzátorů používaných v PUR., Montované PIR sendvičové panely jsou vyráběny s protikorozní ochranou, vlnité ocelové obklady spojený s jádrem z PIR pěny a široce používá jako střešní izolace a svislých stěn (např. pro sklady, továrny, kancelářské budovy atd.).(19)

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = materiálu 0,023–0.026(18)

Teplotní odpor na 100 mm K⋅m2/W = 4.50

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg ., K) = n/a

Hustota kg / m3 = 30 – 40

Tepelný rozptyl m2/s = n/a

Vtělená energie MJ/kg = 101 (17)

paropropustné: Ne,

(Zdroj: TPM Průmyslové Izolace & ostatní )

pěnový polystyren (EPS) (k dispozici v: desky, loose fill)

Polystyren je syntetický aromatický polymer vyrobený z monomeru styrenu. Polystyren může být pevný nebo pěnový. Expandovaný polystyren (EPS) je tuhá a tvrdá pěna s uzavřenými buňkami., Obvykle je bílá a je vyrobena z předem expandovaných polystyrenových kuliček. Polystyren je jedním z nejrozšířenějších plastů, rozsah jeho výroby je několik miliard kilogramů ročně.
polystyrenové pěny se vyrábějí pomocí foukacích látek, které vytvářejí bubliny a rozšiřují pěnu. V expandovaném polystyrenu se jedná obvykle o uhlovodíky, jako je pentan
i když se jedná o pěnu s uzavřenými buňkami, expandovaný i extrudovaný polystyren nejsou zcela vodotěsné ani nepropustné.
vyřazený polystyren se po stovky let biodegraduje a je odolný vůči fotolýze., (19)

tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m. K = 0.034–0.038 (18)

Teplotní odpor na 100 mm K⋅m2/W = 3.52

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg . K)= 1300

Hustota kg / m3 = 15 – 30

Tepelný rozptyl m2/s =

Vtělená energie MJ/kg = 88.,60 (16)

paropropustné: Ne

(Zdroj: DOW a další )

Extrudovaný polystyren (XPS) (k dispozici v: desky)

Extrudované polystyrenové pěny (XPS) se skládá z uzavřených buněk, nabízí lepší drsnosti povrchu a vyšší tuhost a snižuje tepelnou vodivost. (19) je o něco hustší, a proto o něco silnější než EPS.
difúzní odpor vodních par (μ) XPS je velmi nízký – takže je vhodný pro použití v mokřejším prostředí.,(19)

Boards

Thermal conductivity/ λ (lambda) W / m . K = 0.033–0.035 (18)

Thermal resistance at 100mm K⋅m2/W = 3

Specific Heat Capacity J / (kg . K)= n/a

Density kg / m3 = 20 – 40

Thermal diffusivity m2/s = n/a

Embodied energy MJ/kg = 88.,6 (16)

paropropustné: Ne

(Zdroj: DOW a další )

Aerogel

Aerogel je syntetické porézní ultralehký materiál získaný z gelu, ve které se kapalné složky z gelu byla nahrazena plynem. Výsledkem je pevná látka s extrémně nízkýmdenzitya nízkou tepelnou vodivostí. Přezdívky zahrnují zmrazený kouř a pevný vzduch, nebo modrý kouř díky své průsvitné povaze a způsobu rozptylu světla v materiálu. Cítí se jako křehký expandovaný polystyren na dotek. Aerogely mohou být vyrobeny z různých chemických sloučenin.,
aerogely jsou dobré tepelné izolátory, protože téměř ruší dva ze tří způsobů přenosu tepla (konvekce, vedení a záření). Jsou to dobré vodivé izolátory, protože jsou složeny téměř výhradně z plynu a plyny jsou velmi špatné tepelné vodiče. Jsou to dobré konvektivní inhibitory, protože vzduch nemůže cirkulovat mřížkou. Aerogely jsou špatné radiativní izolátory, protože jimi prochází infračervené záření (které přenáší teplo).
oxid křemičitý aerogel je nejčastějším typem aerogelu., Oxid křemičitý ztuhne na trojrozměrné, propletené klastry, které obsahují pouze 3% objemu. Vedení přes pevnou látku je proto velmi nízké. Zbývajících 97% objemu se skládá ze vzduchu v extrémně malých nanopórech. Vzduch má malý prostor k pohybu, inhibuje konvekci i vedení plynné fáze. (19)

Tepelná vodivost/ λ (lambda) W / m . K = 0.014

Teplotní odpor na 50mm K⋅m2/W = 3,8 pro 50mm

měrná Tepelná Kapacita, J / (kg ., K)= 1000

Density kg / m3 = 150

Thermal diffusivity m2/s =

Embodied energy MJ/kg = 5.,BBA Cert 08/4598

Přečtěte si více o Stavební Fyzika:

• přenos Tepla: Vedení, Konvekce & Záření
• U-hodnota pro nechápavé VÍCE
• tlak Vzduchu
• Vzduchová bariéra design
• Tepelné obejít VÍCE
• Snížení Zpoždění & Tepelné ukládání do vyrovnávací paměti
• Tepelné hmoty VÍCE

Upozornění

GreenSpec nenese žádnou odpovědnost ani odpovědnost za jakékoli škody nebo náklady jakéhokoliv druhu vyplývající nebo jakýmkoliv způsobem spojené s vaším používáním této webové stránky., Údaje a informace jsou poskytovány pouze pro informační účely a nejsou určeny pro obchodní účely. GreenSpec ani žádný z jeho partnerů nenese odpovědnost za případné chyby v obsahu ani za jakékoli kroky podniknuté v systému reliance.