L’isolamento termico è la riduzione del trasferimento di calore (il trasferimento di energia termica tra oggetti di diversa temperatura) tra oggetti a contatto termico. (19)
Questioni chiave
• Ridurre la quantità di energia utilizzata dai combustibili fossili è il fattore più importante per promuovere la sostenibilità.
• L’isolamento ha il maggior potenziale per ridurre le emissioni di CO2.r• * L’energia conservata attraverso l’uso dell’isolamento supera di gran lunga l’energia utilizzata nella sua fabbricazione., Solo quando un edificio raggiunge uno standard di “Low Heat”, il carbonio incorporato dell’isolamento (vedi sotto) diventa significativo.
Prestazioni
L’aspetto più importante di un materiale isolante è la sua prestazione – che fornisce costantemente il progettato-per la resistenza al passaggio del calore per tutta la vita dell’edificio., Anche se le aspettative di prestazioni pubblicate dal produttore dell’isolamento saranno una guida essenziale, altri fattori associati all’installazione “reale” del materiale devono essere considerati come parte del processo di progettazione:
• Facilità di installazione-le prestazioni finali saranno determinate dall’efficacia con cui un costruttore può installare un materiale utilizzando le abilità convenzionali., Ad esempio, le lastre isolanti devono essere installate in modo che non si creino spazi vuoti tra le lastre adiacenti o tra le lastre e altri componenti di costruzione che fanno parte dell’involucro isolante complessivo, come travi o travetti. Eventuali lacune lasciate consentiranno il passaggio dell’aria e si tradurranno in una riduzione delle prestazioni.
• Ritiro, compattazione, insediamento – Alcuni materiali rischiano di subire un grado di instabilità dimensionale durante la loro vita installata. In molti casi questo è previsto e può essere superato attraverso un’attenta progettazione e metodi di installazione., In tutti gli altri casi, lo specificatore dovrebbe chiedere indicazioni sui rischi associati al produttore dell’isolamento, in particolare quando i materiali non hanno avuto un record stabilito di prestazioni installate.
• Protezione contro l’umidità – alcuni materiali isolanti subiranno un degrado delle prestazioni quando sono umidi o bagnati. Il progettista deve, attraverso accurati dettagli, assicurarsi che l’isolamento vulnerabile sia protetto dall’umidità. Se l’umidità è un rischio elevato (ingresso o oltre il 95% di umidità relativa), è necessario specificare un materiale adeguatamente resistente.,
Di seguito diamo un’occhiata alle prestazioni esibite da una gamma di materiali isolanti da costruzione comuni e sempre più comuni.
I materiali isolanti, in particolare per quanto riguarda le specifiche “verdi”, si dividono in materiali cosiddetti “naturali” e materiali “artificiali”.
Quando si considera come specificare un materiale isolante in termini di impatto ambientale, è spesso il caso che il materiale “naturale” sia il più vantaggioso in termini di attributi ambientali., Tuttavia, in alcuni casi, le efficienze intrinseche dei materiali artificiali possono essere incluse nell’equazione ambientale per fornire un beneficio ambientale più ampio, ad esempio quando lo spazio per l’isolamento è a un premio come nel retrofit.
Quali sono i termini di prestazione e cosa significano?
Conducibilità termica/λ (lambda)
La conducibilità termica misura la facilità con cui il calore può viaggiare attraverso un materiale per conduzione. La conduzione è la principale forma di trasferimento di calore attraverso l’isolamento (leggi di più sul trasferimento di calore). Viene spesso definito il valore λ (lambda)., Più bassa è la figura, migliori sono le prestazioni.
Resistenza termica (R)
La resistenza termica è una figura che collega la conducibilità termica di un materiale alla sua larghezza – fornendo una figura espressa in resistenza per unità di superficie (m2K / W) Uno spessore maggiore significa meno flusso di calore e quindi una conduttività inferiore. Insieme questi parametri formano la resistenza termica della costruzione. Uno strato di costruzione con un’alta resistenza termica, è un buon isolante; uno con una bassa resistenza termica è un cattivo isolante.,
L’equazione è Resistenza termica (m2K/W) = Spessore (m) / Conducibilità (W/mK)
Capacità termica specifica
La capacità termica specifica di un materiale è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 kg del materiale di 1K (o di 1oC) . Un buon isolante ha una maggiore capacità termica specifica perché richiede tempo per assorbire più calore prima che si riscaldi effettivamente (aumento della temperatura) per trasferire il calore. L’elevata capacità termica specifica è una caratteristica dei materiali che forniscono massa termica o buffer termico (ritardo di decremento).,
Densità
La densità si riferisce alla massa (o “peso”) per unità di volume di un materiale ed è misurata in kg/m3. Un materiale ad alta densità massimizza il peso complessivo ed è un aspetto di “bassa” diffusività termica e “alta” massa termica.
Diffusività termica
La diffusività termica misura la capacità di un materiale di condurre energia termica rispetto alla sua capacità di immagazzinare energia termica. Per esempio metalli trasmettono energia termica rapidamente (freddo al tatto) mentre il legno è un trasmettitori lenti. Gli isolanti hanno una bassa diffusività termica. Rame = 98,8 mm2 / s; Legno = 0,082 mm2 / s.,
L’equazione è: Diffusività termica (mm2/s) = Conducibilità termica / densità x Capacità termica specifica
Embodied Carbon (aka Emodied Energy)
Sebbene non sia un aspetto delle prestazioni termiche di un materiale isolante, Embodied Carbon è un concetto chiave nel bilanciare i gas di riscaldamento globale nella produzione del materiale con quello conservato per tutta la durata dell’isolamento., Il carbonio incorporato è solitamente considerato come la quantità di gas rilasciati da combustibili fossili e utilizzati per produrre energia consumata tra l’estrazione della materia prima, attraverso il processo di produzione fino ai cancelli della fabbrica. In realtà, naturalmente, si va ben oltre che compreso il trasporto al sito, l’energia utilizzata in installazione fino alla demolizione e smaltimento. La scienza del carbonio incarnato è ancora in evoluzione-di conseguenza, dati solidi e affidabili sono difficili da ottenere. Guardare fuori per EPD che dettagliano gli ingressi e le uscite dei processi industriali. Per saperne di più…..,
Permeabilità al vapore
• La permeabilità al vapore è la misura in cui un materiale permette il passaggio dell’acqua attraverso di esso. È misurata dalla velocità temporale di trasmissione del vapore attraverso un’area unitaria di materiale piatto di spessore unitario indotta da una differenza di pressione unitaria di vapore tra due superfici specifiche, in condizioni di temperatura e umidità specificate.
• L’isolamento termico è solitamente caratterizzato come permeabile al vapore o Non permeabile al vapore., Spesso chiamati erroneamente “costruzione respirante”, i muri e i tetti così definiti sono caratterizzati dalla loro capacità di trasferire il vapore acqueo dall’interno all’esterno dell’edificio, riducendo così il rischio di condensazione.
Come lavori di isolamento
Isolamento comunemente attraverso una combinazione di due caratteristiche:
• materiale isolante naturale capacità di inibire la trasmissione del calore &
• L’utilizzo di sacche di gas intrappolati naturali insulants.,
I gas possiedono scarse proprietà di conduzione termica rispetto ai liquidi e ai solidi, e quindi rendono un buon materiale isolante se possono essere intrappolati. Al fine di aumentare ulteriormente l’efficacia di un gas (come l’aria) può essere interrotto in piccole cellule che non possono trasferire efficacemente il calore per convezione naturale. Convezione comporta un grande flusso di massa di gas guidato da galleggiabilità e differenze di temperatura, e non funziona bene in piccole celle dove c’è poca differenza di densità per guidarlo., Nei materiali espansi piccole celle a gas o bolle si verificano all’interno della struttura; nell’isolamento del tessuto, come la lana, piccole sacche d’aria variabili si verificano naturalmente per formare celle a gas.
Materiali isolanti per costruzioni
Fibra di legno
L’isolamento in fibra di legno prodotto industrialmente è stato introdotto circa venti anni fa dopo che gli ingegneri delle aree di produzione del legname in Europa hanno ideato nuovi modi per trasformare i rifiuti di legno provenienti da diradamenti e fabbriche in pannelli isolanti. Per saperne di più….,
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
Densità kg / m3 = 50
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Steico)
Cellulosa (soffiato/spruzzato)
isolamento di Cellulosa è un materiale ottenuto dal riciclo di giornale. La carta viene triturata e vengono aggiunti sali inorganici, come l’acido borico, per la resistenza al fuoco, alla muffa, agli insetti e ai parassiti. L’isolamento è installato soffiato o umido-spruzzato a seconda dell’applicazione.,
Conducibilità termica / λ (lambda) W / m . K = 0,035 in loft; 0,038-0,040 in pareti.
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W = 2.632
Capacità termica specifica J / (kg . K)= 2020
Densità kg / m3 = 27-65
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = 0.,45
Permeabile al vapore: Sì
(Fonte: Warmcel e altri)
Lana (disponibile in batts; rolls)
L’isolamento in lana è costituito da fibre di lana di pecora tenute meccanicamente insieme o legate utilizzando tra il 5% e il 15% di adesivo poliestere riciclato per formare batts e rotoli isolanti. Le pecore non sono più allevate principalmente per la loro lana; tuttavia, devono essere tagliate annualmente per proteggere la salute dell’animale. La lana utilizzata per produrre l’isolamento è la lana scartata come rifiuto da altre industrie a causa del suo colore o grado.,(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
Densità kg / m3 = 23
diffusività Termica m2/s = = = n/a
energia incorporata MJ/kg = 6
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Thermafleece)
Canapa (disponibile in: batts; rotoli)
la Canapa, si producono fibre di canapa, paglia della pianta di canapa. La maggior parte della canapa viene importata, ma una quantità crescente di colture coltivate in casa sta diventando disponibile. La canapa cresce fino ad un’altezza di quasi 4 metri in un periodo di 100-120 giorni., Poiché le piante ombreggiano il terreno, non sono necessarie protezioni chimiche o additivi tossici per la coltivazione della canapa. Il prodotto è composto, di solito, da 85% di fibra di canapa con la ballance composta da rilegatura in poliestere e 3-5% di soda aggiunta per l’impermeabilizzazione del fuoco.
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Conducibilità termica / λ (lambda) W / m . K = 0.039-0.040
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W = 2.5
Capacità termica specifica J / (kg ., K)= 1800 – 2300
Densità kg / m3 = 25 – 38
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = 10
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Thermafleece ed Ecologico)
Hempcrete (disponibile in: blocchi; in-situ)
Hempcrete è una miscela di canapa hurds (capecchi) e calce (possibilmente naturali, tra cui la calce idraulica, sabbia, pozzolans o cemento) utilizzato come materiale per la costruzione e l’isolamento., Il calcestruzzo di canapa è più facile da lavorare rispetto alle tradizionali miscele di calce e funge da isolante e regolatore di umidità. Manca la fragilità del calcestruzzo e di conseguenza non ha bisogno di giunti di dilatazione. Le pareti di calcestruzzo di canapa devono essere utilizzate insieme a un telaio di un altro materiale che supporti il carico verticale nella costruzione di edifici, poiché la densità di calcestruzzo di canapa è del 15% quella del calcestruzzo tradizionale. (19)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m.K = 0.06
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W = 1.,429
Capacità termica specifica J / (kg . K)= 1500 – 1700
Densità kg / m3 = 275
diffusività Termica m2/s = 1.5 10-7
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Technology Lime)
Cellulare di vetro (disponibile: tavole)
in gran parte prodotto da vetro riciclato (es. parabrezza) e minerale, a base di materiali come sabbia e senza l’uso di leganti.,(21) Gli ingredienti vengono fusi in vetro fuso, che viene raffreddato e schiacciato in una polvere fine. Il vetro in polvere viene versato in stampi e riscaldato (sotto il punto di fusione) in un processo di “sinterizzazione” che fa aderire le particelle l’una all’altra. Successivamente, viene aggiunta una piccola quantità di nero di carbonio finemente macinato e il materiale viene riscaldato in un processo di “cellulazione”. Qui, il carbonio reagisce con l’ossigeno, creando anidride carbonica, che crea le bolle isolanti nel (materiale). La CO2 rappresenta oltre il 99% del gas negli spazi cellulari.,(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
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: No
(Fonte: Foamglas T4 lastra))
Paglia (disponibile in : balle, pre-fabbricati unità)
la Paglia è un centro agricolo prodotto, il lavaggio steli di cereali, piante, dopo che il grano e la pula sono stati rimossi. La paglia costituisce circa la metà della resa delle colture di cereali comebarley, avena, riso, segale e grano.
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K = 0.,08 (per la costruzione portante)
Resistenza termica a 350mm K⋅m2/W = 4.37 a 350mm
Capacità termica specifica J / (kg . K)= non disponibile
Densità kg / m3 = 110 – 130
diffusività Termica m2/s = non disponibile
energia incorporata MJ/kg = 0.,91(source ICE database 2011)
Permeabile al vapore: Sì
(Source: BRE + FASBA + others )
Lana minerale di vetro (disponibile in : batts, rolls)
Realizzata in vetro fuso, solitamente con rifiuti industriali riciclati dal 20% al 30% e contenuti post-consumo. Il materiale è formato da fibre di vetro disposte utilizzando un legante in una trama simile alla lana. Il processo intrappola molte piccole sacche d’aria tra il vetro, e queste piccole sacche d’aria si traducono in elevate proprietà di isolamento termico., La densità del materiale può essere variata attraverso la pressione e il contenuto del legante.
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K=0.035
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W=2.85
Capacità termica specifica J / (kg . K) = 1030
Densità kg / m3 = circa 20
Diffusività termica m2/s = 0.,0000016
energia incorporata MJ/kg = 26
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Knauf (Earthwool OmniFit Lastra) )
Rock lana minerale (disponibile in: consigli, batts, rotoli)
Rock (di Pietra) la lana minerale è un prodotto forno di roccia fusa ad una temperatura di circa 1600 °C, attraverso il quale un flusso di aria o vapore è bruciato. Le tecniche di produzione più avanzate si basano sulla filatura della roccia fusa in teste di filatura ad alta velocità un po ‘ come il processo utilizzato per produrre il filo interdentale., Il prodotto finale è una massa di fibre fini intrecciate con un diametro tipico da 2 a 6 micrometri. Lana minerale può contenere un legante, spesso un Ter-polimero, e un olio per ridurre spolverare.(19)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K = 0.032–0.044 (18)
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W=2.70 – 2.85
Capacità termica specifica J / (kg ., K) = n/a
Densità kg / m3 = n/a
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Varie)
Icynene H2FoamLite / LD-C-50 (disponibile in: bagnato spray; versato)
H2FoamLite è un proprietario di isolamento prodotto da Icynene, una società con sede in Canada. H2FoamLite è una schiuma poliuretanica a bassa densità a celle aperte a spruzzo., Il prodotto è preparato da due componenti liquidi, isocianato (BaseSeal) e resina (H2FoamLite), ed è di colore giallastro. (22)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K=0.039
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W=n/a
Capacità termica specifica J / (kg . K)=n/a
Densità kg / m3 = 7,5 – 8.,3
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: Sì
(Fonte: Icynene)
schiuma Fenolica (disponibile: tavole)
schiuma Fenolica isolamento è costituito da un resole resina in presenza di un catalizzatore acido, agenti espandenti (come pentano) e tensioattivi.
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K=0.020
Resistenza termica a 100mm K⋅m2 / W = 5.,00
Capacità termica specifica J / (kg . K) = n/a
Densità kg / m3 = 35
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = n/a
Vapore acqueo: No
(Fonte: Kingspan (Kooltherm K3 Pedane )+ altri)
Poliisocianurato/ Poliuretano espanso (PIR/PUR)
in Poliuretano (PUR) e PU) è un polimero composto di unità organiche uniti da carbammato (uretano) link., Il poliuretano può essere realizzato in una varietà di densità e durezze variando l’isocianato, il poliolo o gli additivi.
Il poliisocianurato, noto anche come PIR, è una plastica termoindurente tipicamente prodotta come schiuma e utilizzata come isolamento termico rigido. La sua chimica è simile al poliuretano (PUR) tranne che la proporzione di metilene difenil diisocianato (MDI) è più alta e un poliolo derivato dal poliestere viene utilizzato nella reazione invece di un poliolo polietere. Anche i catalizzatori e gli additivi utilizzati nelle formulazioni PIR differiscono da quelli utilizzati in PUR., I pannelli sandwich prefabbricati PIR sono realizzati con rivestimenti in acciaio ondulato protetti dalla corrosione legati a un nucleo di schiuma PIR e ampiamente utilizzati come isolamento del tetto e pareti verticali (ad esempio per magazzini, fabbriche, edifici per uffici ecc.).(19).jpg)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K = 0.023–0.026(18)
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W = 4.50
Capacità termica specifica J / (kg ., K) = n/a
Densità kg / m3 = 30 – 40
diffusività Termica m2/s = n/a
energia incorporata MJ/kg = 101 (17)
Vapore acqueo: No
(Fonte: TPM Industriale di Isolamento & altri )
polistirene Espanso (EPS) (disponibile in: consigli, riempitivi)
il Polistirene è un sintetico polimero aromatico fatto da il monomero stirene. Il polistirolo può essere solido o schiumato. Il polistirene espanso (EPS) è una schiuma rigida e resistente a cellule chiuse., Di solito è bianco e fatto di perline di polistirolo pre-espanso. Il polistirene è una delle materie plastiche più utilizzate, la cui scala di produzione è di diversi miliardi di chilogrammi all’anno.
Le schiume di polistirene sono prodotte utilizzando agenti espandenti che formano bolle ed espandono la schiuma. In polistirene espanso, questi sono solitamente idrocarburi come pentano
Anche se è una schiuma a cellule chiuse, sia polistirene espanso ed estruso non sono del tutto impermeabile o vaporproof.
Il polistirene scartato non biodegradabile per centinaia di anni ed è resistente alla fotolisi., (19)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K = 0.034–0.038 (18)
Resistenza termica a 100mm K⋅m2/W = 3.52
Capacità termica specifica J / (kg . K)= 1300
Densità kg / m3 = 15 – 30
diffusività Termica m2/s =
energia incorporata MJ/kg = 88.,60(16)
Permeabile al vapore: No
(Fonte: DOW e altri)
Polistirene estruso (XPS) (disponibile in: boards)
Il polistirene espanso estruso (XPS) è costituito da celle chiuse, offre una migliore rugosità superficiale e una maggiore rigidità e una ridotta conduttività termica. (19) È leggermente più denso e quindi leggermente più forte thatn EPS.
La resistenza alla diffusione del vapore acqueo (μ) di XPS è molto bassa, rendendolo adatto per l’applicazione in ambienti più umidi.,(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)
Permeabile al vapore: No
(Fonte: DOW e altri)
Aerogel
L’aerogel è un materiale sintetico poroso ultraleggero derivato da un gel, in cui il componente liquido del gel è stato sostituito con un gas. Il risultato è un solido con bassissima sensibilità e bassa conducibilità termica. I soprannomi includono fumo congelato e aria solida, o fumo blu a causa della sua natura traslucida e del modo in cui la luce si disperde nel materiale. Sembra un polistirolo espanso fragile al tatto. Gli aerogel possono essere fatti da una varietà di composti chimici.,
Gli aerogel sono buoni isolanti termici perché quasi annullano due dei tre metodi di trasferimento del calore (convezione, conduzione e radiazione). Sono buoni isolanti conduttivi perché sono composti quasi interamente di gas e i gas sono conduttori di calore molto poveri. Sono buoni inibitori convettivi perché l’aria non può circolare attraverso il reticolo. Gli aerogel sono isolanti radiativi poveri perché la radiazione infrarossa (che trasferisce il calore) passa attraverso di loro.
Aerogel di silice è il tipo più comune di aerogel., La silice si solidifica in cluster tridimensionali e intrecciati che comprendono solo il 3% del volume. La conduzione attraverso il solido è quindi molto bassa. Il restante 97% del volume è composto da aria in nanopori estremamente piccoli. L’aria ha poco spazio per muoversi, inibendo sia la convezione che la conduzione in fase gassosa. (19)
Conducibilità termica/ λ (lambda) W / m . K=0.014
Resistenza termica a 50mm K⋅m2/W=3.8 per 50mm
Capacità termica specifica J / (kg ., K)= 1000
Density kg / m3 = 150
Thermal diffusivity m2/s =
Embodied energy MJ/kg = 5.,BBA Cert 08/4598
per saperne di più sulla creazione di Fisica:
- trasmissione del Calore: Conduzione, Convezione & Radiazione PIÙ
- U-value for dummies PIÙ
- tenuta d’Aria PIÙ
- Aria barriera di PIÙ
- Thermal bypass di PIÙ
- Decremento Ritardo & Termica buffer di PIÙ
- massa Termica di PIÙ
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