Materiale izolante și proprietățile lor termice

izolarea termică este reducerea transferului de căldură (transferul de energie termică între obiecte de temperatură diferită) între obiectele aflate în contact termic. (19)

probleme cheie

• reducerea cantității de energie utilizată din combustibilii fosili este cel mai important factor în promovarea sustenabilității.
• izolația are cel mai mare potențial de reducere a emisiilor de CO2.
* energia conservată prin utilizarea izolației depășește cu mult energia utilizată la fabricarea acesteia., Numai atunci când o clădire realizează o LowHeat standard are izolare este întruchipat de carbon (a se vedea mai jos) devin semnificative.cel mai important aspect al unui material izolant este performanța sa – că acesta oferă în mod constant proiectat-pentru rezistența la trecerea căldurii pe toată durata de viață a clădirii., Deși izolarea producătorului publicat așteptările de performanță va fi un ghid esențial, de alți factori asociate cu ‘viata reala’ instalare a materialului trebuie să fie considerat ca parte a procesului de proiectare:
• Usurinta de instalare – performanta final va fi determinat de cât de eficient un constructor poate instala un material folosind convenționale competențe., De exemplu, plăcile de izolație trebuie instalate astfel încât să nu existe goluri între plăcile adiacente sau între plăci și alte componente de construcție care fac parte din învelișul general de izolație, cum ar fi căpriori sau grinzi. Orice lacune rămase vor permite trecerea aerului și vor duce la o reducere a performanței.
• contracție, compactare, așezare – unele materiale sunt susceptibile de a suferi un grad de instabilitate dimensională în timpul vieții lor instalate. În multe cazuri, acest lucru este anticipat și poate fi depășit prin metode de proiectare și instalare atentă., În toate celelalte cazuri, specificatorul ar trebui să solicite orientări cu privire la riscurile asociate de la producătorul izolației – în special în cazul în care materialele nu au avut un record stabilit de performanță instalată.
* Protecție împotriva umezelii – unele materiale izolante vor suferi o degradare a performanței atunci când sunt umede sau umede. Proiectantul ar trebui, prin detalierea atentă, să se asigure că izolația vulnerabilă este protejată de umiditate. Dacă umiditatea prezintă un risc ridicat (intrare sau peste 95% RH), atunci trebuie specificat un material rezistent corespunzător.,mai jos vom arunca o privire la performanțele expuse de o serie de comune și din ce în ce mai frecvente materiale de izolație de construcție.
materialele izolante, în special în ceea ce privește specificațiile „verzi”, se împart în așa-numitele materiale „naturale” și materiale „artificiale”.
atunci când se analizează modul de a specifica un material izolant în ceea ce privește impactul asupra mediului, este adesea cazul în care materialul „natural” este cel mai benefic în ceea ce privește atributele de mediu., Cu toate acestea, în unele cazuri, eficiența inerentă a materialelor artificiale poate fi inclusă în ecuația de mediu pentru a oferi un beneficiu de mediu mai larg, de exemplu, în cazul în care spațiul pentru izolare este la o primă, cum ar fi în retrofit.

care sunt termenii de performanță și ce înseamnă aceștia?

conductivitatea termică/λ (lambda)

conductivitatea termică măsoară ușurința cu care căldura poate călători printr-un material prin conducție. Conducerea este principala formă de transfer de căldură prin izolație (citiți mai multe despre transferul de căldură). Este adesea numit λ (lambda) valoare., Cu cât cifra este mai mică, cu atât performanța este mai bună.rezistența termică este o figură care conectează conductivitatea termică a unui material la lățimea sa – oferind o cifră exprimată în rezistență pe unitatea de suprafață (m2K/W) o grosime mai mare înseamnă un flux de căldură mai mic și la fel o conductivitate mai mică. Împreună, acești parametri formează rezistența termică a construcției. Un strat de construcție cu o rezistență termică ridicată, este un izolator bun; unul cu o rezistență termică scăzută este un izolator rău.,
ecuația este rezistența termică ( m2K / W) = grosime (m) / conductivitate (W/mK)

capacitatea specifică de căldură

capacitatea specifică de căldură a unui material este cantitatea de căldură necesară pentru a ridica temperatura de 1 kg de material cu 1K (sau cu 1oC). Un izolator bun are o capacitate termică specifică mai mare, deoarece este nevoie de timp pentru a absorbi mai multă căldură înainte de a se încălzi efectiv (creșterea temperaturii) pentru a transfera căldura. Capacitatea termică specifică ridicată este o caracteristică a materialelor care asigură masa termică sau tamponarea termică (întârzierea Decrementării).,densitatea se referă la masa (sau „greutatea”) pe unitatea de volum a unui material și se măsoară în kg/m3. Un material de înaltă densitate maximizează greutatea totală și este un aspect al difuzivității termice „scăzute” și al masei termice „ridicate”.difuzivitatea termică măsoară capacitatea unui material de a conduce energia termică în raport cu capacitatea sa de a stoca energia termică. De exemplu, metalele transmit rapid energia termică (rece la atingere), în timp ce lemnul este un emițător lent. Izolatoarele au o Difuzivitate termică scăzută. Cupru = 98,8 mm2 / s; Lemn = 0,082 mm2 / s.,
ecuația este: Difuzivitate Termică (mm2/s) = Conductivitate Termică / Densitate x Capacitate de Căldură Specifică

Întruchipat de Carbon (aka Emodied Energie)

Deși nu este un aspect de performanță termică a unui material de izolare, Întruchipat de Carbon este un concept-cheie în echilibrarea globale de gaze cu efect de încălzire în producerea de material cu care a păstrat de-a lungul duratei de viață a izolației., Carbonul încorporat este de obicei considerat ca fiind cantitatea de gaze eliberate din combustibili fosili și utilizate pentru a produce energie consumată între extracția materiei prime, prin procesul de fabricație până la porțile fabricii. În realitate, desigur, merge mult mai departe decât faptul că, inclusiv transportul la site-ul, energia utilizată în instalare până la demolare și eliminare. Știința carbonului încorporat este încă în evoluție-în consecință, datele ferme și fiabile sunt dificil de obținut. Căutați EPD-uri care detaliază intrările și ieșirile proceselor industriale. Citește mai mult…..,

permeabilitatea la vapori

* permeabilitatea la vapori este măsura în care un material permite trecerea apei prin ea. Ea este măsurată prin rata de timp de vapori de transmisie printr-o unitate de suprafață de material plat de unitate grosime induse de o unitate de vapori de diferența de presiune între două suprafețe specifice,în anumite condiții de temperatură și umiditate.
• izolația termică este de obicei caracterizată ca permeabilă la vapori sau Nepermeabilă la vapori., Adesea denumite în mod eronat „construcții care respiră”, pereții și acoperișurile denumite în acest fel se caracterizează prin capacitatea lor de a transfera vaporii de apă din interior spre exteriorul clădirii, reducând astfel riscul de condensare.

Cum de lucrări de izolare

Izolare de obicei printr-o combinație de două caracteristici:

• materialul De izolare natural capacitatea de a inhiba transmisia de căldură &
• utilizarea pungilor de gaze arse care sunt naturale insulants., gazele au proprietăți slabe de conducere termică în comparație cu lichidele și solidele, ceea ce face ca un material de izolare bun dacă pot fi prinse. Pentru a spori în continuare eficacitatea unui gaz (cum ar fi aerul), acesta poate fi perturbat în celule mici care nu pot transfera în mod eficient căldura prin convecție naturală. Convecția implică un flux mai mare de gaz condus de diferențele de flotabilitate și temperatură și nu funcționează bine în celulele mici, unde există o diferență mică de densitate pentru a-l conduce., În materialele din spumă apar mici celule de gaz sau bule în cadrul structurii; în izolația țesăturii, cum ar fi lâna, mici buzunare variabile de aer apar în mod natural pentru a forma celule de gaz.

de Construcții materiale de izolare

fibre de Lemn

produs Industrial fibre din lemn de izolare a fost introdus în jurul valorii de acum douăzeci de ani după inginerii din lemn zone producătoare din Europa a creat noi modalități de transformare a lemnului deșeuri din rarituri și fabrici în izolare de îmbarcare. Citește mai mult….,

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

Densitate kg / m3 = 50

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Steico)

Celuloză (ard/pulverizat)

Celuloza este un material realizat din ziar reciclat. Hârtia este mărunțită și se adaugă săruri anorganice, cum ar fi acidul boric, pentru rezistența la foc, mucegai, insecte și paraziți. Izolația este instalată fie prin suflare, fie prin pulverizare umedă, în funcție de aplicație.,

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0,035 în mansarde; 0,038-0,040 în pereți.

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 2.632

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg . K)= 2020

Densitate kg / m3 = 27-65

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = 0.,45

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Warmcel și alții)

Lână (disponibil în batts; rulouri)

izolatie de Vata este făcut din lână de oaie fibre, care sunt fie mecanic deținute împreună sau lipite folosind între 5% și 15% poliester reciclat adeziv pentru a forma izolare batts și role. Oile nu mai sunt crescute în primul rând pentru lână; cu toate acestea, ele trebuie tăiate anual pentru a proteja sănătatea animalului. Lâna utilizată pentru fabricarea izolației este lâna aruncată ca deșeuri de alte industrii datorită culorii sau gradului său.,(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

Densitate kg / m3 = 23

difuzibilitate Termică m2/s = = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = 6

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Thermafleece)

Cânepă (disponibil în: batts; rulouri)

fibrele de Cânepă sunt produse din cânepă paie de plante de cânepă. Cea mai mare parte a cânepei este importată, dar o cantitate din ce în ce mai mare de culturi cultivate acasă devine disponibilă. Cânepa crește până la o înălțime de aproape 4 metri într-o perioadă de 100-120 de zile., Deoarece plantele umbresc solul, nu este necesară o protecție chimică sau aditivi toxici pentru cultivarea cânepii. Produsul este compus din, De obicei, 85% fibre de cânepă cu ballance format din poliester obligatoriu și 3-5% soda adăugat pentru foc proofing.

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.039 – 0.040

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 2,5

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg ., K)= 1800 – 2300

Densitate kg / m3 = 25 – 38

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = 10

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Thermafleece și Ecologice)

Hempcrete (disponibil în: blocuri; in-situ)

Hempcrete este un amestec de cânepă hurds (deșeuri) și var (eventual inclusiv de var hidraulic natural, nisip, pozzolans sau ciment) folosit ca material de construcție și izolare., Hempcrete este mai ușor de utilizat decât amestecurile tradiționale de var și acționează ca un izolator și regulator de umiditate. Îi lipsește fragilitatea betonului și, prin urmare, nu are nevoie de îmbinări de dilatare. Pereții Hempcrete trebuie folosiți împreună cu un cadru dintr-un alt material care susține sarcina verticală în construcția clădirii, deoarece densitatea hempcretului este de 15% cea a betonului tradițional. (19)

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m.K = 0.06

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 1.,429

capacitate specifică de căldură J / (kg . K)= 1500 – 1700

Densitate kg / m3 = 275

difuzibilitate Termică m2/s = 1.5 10-7

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Var Tehnologie)

sticlă Celulară (disponibil în: placi)

în mare parte fabricate din sticlă reciclată (de exemplu, parbrize) și minerale, materiale de bază, cum ar fi nisip și fără utilizarea de agenți de legare.,(21) ingredientele sunt topite în sticlă topită, care este răcită și zdrobită într-o pulbere fină. Sticla pulverizată este turnată în matrițe și încălzită (sub punctul de topire) într-un proces de „sinterizare” care face ca particulele să adere una la cealaltă. Apoi, se adaugă o cantitate mică de negru de carbon măcinat fin și materialul este încălzit într-un proces de „celulă”. Aici, carbonul reacționează cu oxigenul, creând dioxid de carbon, care creează bulele izolatoare din (material). CO2 reprezintă mai mult de 99% din gazul din spațiile celulare.,(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

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Nu există

(Sursa: Foamglas (T4 placa))

Paie (disponibil în : baloturi, pre-fabricate unități)

Paie este un agricolă de produs, pe tulpini uscate de plante de cereale, după cereale și pleava au fost eliminate. Paie reprezintă aproximativ jumătate din randamentul culturilor de cereale, cum ar fiorz, ovăz, orez, secară și grâu.

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.,08 (pentru construcție portantă)

rezistenta Termica la 350mm K⋅m2/W = 4.37 la 350mm

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg . K)= indisponibil

Densitate kg / m3 = 110 – 130

difuzibilitate Termică m2/s = indisponibil

Întruchipat de energie MJ/kg = 0.,91 (sursa de date ICE 2011)

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: BRE + FASBA + altele )

vata minerala de Sticla (disponibil în : batts, role)

Fabricat din sticlă topită, de obicei, cu 20% la 30% reciclat deșeuri industriale și post-consum de conținut. Materialul este format din fibre de sticlă aranjate folosind un liant într-o textură similară cu lână. Procesul captează multe buzunare mici de aer între sticlă, iar aceste buzunare mici de aer au ca rezultat proprietăți de izolare termică ridicate., Densitatea materialului poate fi variată prin conținutul de presiune și liant.

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.035

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 2.85

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg . K)= 1030

Densitate kg / m3 = circa 20

difuzibilitate Termică m2/s = 0.,0000016

Întruchipat de energie MJ/kg = 26

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Knauf (Earthwool OmniFit Placa) )

Rock vata minerala (disponibil în: placi, batts, role)

Piatra (Stone) vata minerala este un cuptor produs de rocă topită la o temperatură de aproximativ 1600 °C, prin care un curent de aer sau abur este cu sufletul la gură. Tehnici de producție mai avansate se bazează pe filare rocă topită în capete de filare de mare viteză oarecum ca procesul folosit pentru a produce ata dentara bomboane., Produsul final este o masă de fibre fine, împletite, cu un diametru tipic de 2 până la 6 micrometri. Vata minerală poate conține un liant, adesea un ter-polimer și un ulei pentru a reduce praful.(19)

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.032–0.044 (18)

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 2.70 – 2.85

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg ., K) = n/a

Densitate kg / m3 = n/a

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Diverse)

Icynene H2FoamLite / LD-C-50 (disponibil în: umed spray; turnat)

H2FoamLite este o proprietate de izolare fabricate de Icynene, o companie cu sediul în Canada. H2FoamLite este o celulă deschisă, pulverizată cu apă, spumă poliuretanică de joasă densitate., Produsul este preparat din două componente lichide, izocianat (BaseSeal) și rășină (H2FoamLite) și are o culoare gălbuie. (22)

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.039

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = n/a

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg . K)=N/A

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

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Da

(Sursa: Icynene)

Fenolice spumă (disponibil în: placi)

Fenolice spumă de izolare este realizat dintr-o putem repara rășină în prezența unui catalizator acid, agenți de suflare (cum ar fi pentan) și agenți tensioactivi.

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.020

rezistență termică la 100 mm k⋅m2 / W = 5.,00

capacitate specifică de căldură J / (kg . K) = n/a

Densitate kg / m3 = 35

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = n/a

permeabilă la Vapori: Nu

(Sursa: Kingspan (Kooltherm K3 Parchet )+ altele)

Poliizocianurat/ spumă Poliuretanică (PIR/PUR)

de Poliuretan (PUR și PU) este un polimer compus din unități ecologice s-au alăturat de carbamat (uretan) link-uri., Poliuretanul poate fi fabricat într-o varietate de densități și durități prin variația izocianatului, poliolului sau aditivilor.
Poliizocianuratul, denumit și PIR, este un material plastic termoset produs în mod obișnuit ca spumă și utilizat ca izolație termică rigidă. Chimia sa este similară cu poliuretanul (PUR), Cu excepția faptului că proporția de metilen difenil diizocianat (MDI) este mai mare și un poliol derivat din poliester este utilizat în reacție în locul unui polieter poliol. Catalizatorii și aditivii utilizați în formulările PIR diferă, de asemenea, de cei utilizați în PUR., Panourile sandwich PIR prefabricate sunt fabricate cu placări din oțel ondulat protejate împotriva coroziunii, lipite de un miez de spumă PIR și utilizate pe scară largă ca izolație pentru acoperișuri și pereți verticali (de exemplu, pentru depozitare, fabrici, clădiri de birouri etc.).).(19)

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.023–0.026(18)

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 4.50

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg ., K) = n/a

Densitate kg / m3 = 30 – 40

difuzibilitate Termică m2/s = n/a

Întruchipat de energie MJ/kg = 101 (17)

permeabilă la Vapori: Nu

(Sursa: TPM Industriale de Izolare & altele )

polistiren Expandat (EPS) (disponibil în: placi, loose fill)

Polistiren este un sintetic aromatice realizate din polimer monomer stiren. Polistirenul poate fi solid sau spumat. Polistirenul expandat (EPS) este o spumă rigidă și dură, cu celule închise., Este de obicei alb și este fabricat din margele de polistiren pre-expandat. Polistirenul este unul dintre cele mai utilizate materiale plastice, amploarea producției sale fiind de câteva miliarde de kilograme pe an.
spumele de polistiren sunt produse folosind agenți de suflare care formează bule și extind spuma. În polistirenul expandat, acestea sunt de obicei hidrocarburi, cum ar fi pentanul
deși este o spumă cu celule închise, atât polistirenul expandat, cât și polistirenul extrudat nu sunt în întregime impermeabile sau rezistente la vapori.
polistirenul aruncat nu se biodegradează de sute de ani și este rezistent la fotoliză., (19)

conductivitate termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.034–0.038 (18)

rezistenta Termica la 100 mm K⋅m2/W = 3.52

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg . K)= 1300

Densitate kg / m3 = 15 – 30

difuzibilitate Termică m2/s =

Întruchipat de energie MJ/kg = 88.,60 (16)

permeabilă la Vapori: Nu există

(Sursa: DOW și alții )

polistiren Extrudat (XPS) (disponibil în: placi)

spuma de polistiren Extrudat (XPS) este format din celule închise, care ofera o rugozitate de suprafață și mai mare rigiditate și o conductivitate termică redusă. (19) este puțin mai densă și, prin urmare, puțin mai puternică decât cea din EPS.
rezistența la difuzia vaporilor de apă (μ) a XPS este foarte scăzută – ceea ce îl face potrivit pentru aplicarea în medii mai umede.,(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)

permeabilă la Vapori: Nu există

(Sursa: DOW și alții )

Aerogel

Aerogel este un sintetic poros ultralight material derivat dintr-un gel, în care componenta lichidă a gelului a fost înlocuit cu un gaz. Rezultatul este un solid cu extrem de scăzutdensitateși conductivitate termică scăzută. Poreclele includ fumul înghețat și aerul solid sau fumul albastru datorită naturii sale translucide și a modului în care lumina se împrăștie în material. Se simte ca un polistiren expandat fragil la atingere. Aerogelurile pot fi fabricate dintr-o varietate de compuși chimici.,
Aerogelii sunt izolatori termici buni, deoarece aproape anulează două dintre cele trei metode de transfer de căldură (convecție, conducere și radiație). Sunt izolatori conductivi buni, deoarece sunt compuși aproape în întregime din gaz, iar gazele sunt conductori de căldură foarte săraci. Sunt inhibitori convectivi buni, deoarece aerul nu poate circula prin zăbrele. Aerogelurile sunt izolatoare radiative slabe, deoarece radiațiile infraroșii (care transferă căldură) trec prin ele.
Silica aerogel este cel mai frecvent tip de aerogel., Silica se solidifică în clustere tridimensionale, interconectate, care cuprind doar 3% din volum. Prin urmare, conducerea prin solid este foarte scăzută. Restul de 97% din volum este compus din aer în nanopori extrem de mici. Aerul are puțin spațiu de mișcare, inhibând atât convecția, cât și conducerea în fază gazoasă. (19)

conductivitate Termică/ λ (lambda) W / m . K = 0.014

rezistenta Termica la 50mm K⋅m2/W = 3.8 pentru 50mm

Capacitate de Căldură Specifică J / (kg ., K)= 1000

Density kg / m3 = 150

Thermal diffusivity m2/s =

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

Citeste mai mult despre Construirea Fizica:

• transfer de Căldură: Conducție, Convecție & Radiații MAI mult
• U-valoare pentru dummies MAI mult
• etanseitatea la Aer MAI mult
• bariera de Aer design MAI mult
• Termică ocoli MAI mult
• Decrementare Întârziere & Termică de tamponare MAI mult
• masă Termică MAI

Atentie

GreenSpec acceptă nici o responsabilitate sau răspundere pentru orice daune sau costuri de orice fel care decurg din sau în orice fel legate de utilizarea acestui site web., Datele și informațiile sunt furnizate numai în scop informativ și nu sunt destinate scopurilor comerciale. Nici GreenSpec, nici oricare dintre partenerii săi nu vor fi răspunzători pentru orice erori în conținut sau pentru orice acțiuni întreprinse în baza acestora.