Obsah
- 1 Úvod
- 2, Jak izolace funguje
- 2.1 Záření
- 2.2 Vedení
- 2.3 Konvekční
- 3 Výkon
- 3.1 Tepelná vodivost
- 3.2 Tepelný odpor
- 3.3 U-hodnota
- 4 Otevřené buněčné produkty
- 5 Uzavřené buňky produktů
- 6 Instalace vs výkon
- 7 Udržitelnost
- 8 Závěr
- 9 Související články na Navrhování Budov Wiki
- 10 Externí odkazy
Úvod
Izolační výrobky mají výrazně vyvinuté s technologickým pokrokem. Legislativa fungovala jako katalyzátor rozvoje, od základních požadavků podle části L stavebních předpisů, k dodržování vládních cílů snižování uhlíku, poháněno pokročilými programy, jako je kodex pro udržitelné domy a BREEAM.
izolační výrobky se liší barvou, povrchovou úpravou a strukturou, složením jádra a hlavně výkonem. Specifikace materiály, které izolují je věda založená na rozhodnutí, ale úspěšný specifikace spoléhá na specifikátor pochopení nejen matematický výkon, ale periferní faktory, které mohou ovlivnit konečnou instalaci.
Specifikace izolačních výrobků je často na základě minimální požadavek na Stavební Předpisy AD (Schváleného Dokumentu) Část L a jejich vztah s výrobci údaje o výkonu, a to bylo navrhl, že právní předpisy je řízení výroby řadu produktů, které „prostě fungovat“, představující málo patrný rozdíl mezi nimi.
Aby však bylo možné správně specifikovat izolaci, musí specifikátor pochopit důvody, proč funguje, a aplikovat správnou technologii na jakýkoli daný konstrukční detail. V pochopení podrobněji procesy, které tvoří izolační práce, a opravdu faktory, které přestaly fungovat, specifikátory bude v mnohem silnější pozici, aby určit správný materiál pro správnou aplikaci.
instalovaný výkon izolace produktu je závislá na nejen výkon, vlastnosti a dodržování dodavatelů, výrobců a obecné osvědčené postupy zpracování požadavků, ale také vhodnost izolantu uvedeno jeho umístění instalace.
Jak izolace funguje
Izolační výrobky jsou navrženy tak, aby zmařit přenos tepla přes materiál sám o sobě. Existují tři způsoby přenosu tepla: záření, vedení a konvekce.
záření
jakýkoli objekt, jehož teplota je vyšší než povrchy, které jej obklopují, ztratí energii jako čistá sálavá výměna. Sálavé teplo může cestovat pouze v přímých liniích. Vložte pevný objekt mezi body A A B a již nebudou přímo vyměňovat sálavé teplo. Záření je jediný mechanismus přenosu tepla, který prochází vakuy.
vedení
vedení závisí na fyzickém kontaktu. Pokud nedojde ke kontaktu, nemůže dojít k vedení. Kontakt mezi dvěma látkami s různou teplotou vede k výměně tepla z vyšší teploty na látku s nižší teplotou. Čím větší je teplotní rozdíl, tím rychlejší je výměna tepla.
konvekce
konvekce je přenos energie tekutinami (plyny a kapaliny). Právě tato metoda hraje největší roli při uvolňování a přenosu tepla v budovách. Nejčastější šíření tohoto efektu je z pevné látky na plyn, tj. objekt do vzduchu, a pak zase zpátky, typicky jako vzduch setkává s vnější stavební konstrukce.
proces je ve skutečnosti iniciován přenosem energie v důsledku vedení a je komplikován úrovní vodní páry, která je podporována vzduchem. Molekuly vody ukládají teplo, které jim bylo dáno vedením z teplých povrchů. Vodní pára a vzduch nemohou být odděleny jako plyny. Budou pouze součástí společnosti, kdy tlak nasycené páry je dosaženo, tj. množství vody (i když ve formě par) vyšší než úroveň tepla k dispozici pro udržení plynu (par), a proto kondenzuje.
kondenzace způsobí uvolnění tohoto latentního tepla; poměr teploty k vodní páře se změní a jakmile se změní dostatečně daleko, proces začne znovu. Světové meteorologické systémy sledují velmi podobný cyklus.
pokud by mohl být vzduch udržován v klidu a suchý, fungoval by jako vysoce účinný izolant. Pokud se však vzduch zahřívá, jeho molekulární struktura se rozšiřuje a stává se méně hustou vzhledem ke vzduchu, který ji obklopuje,a tak stoupá. Jak postupuje dále od zdroje tepla, začne se ochlazovat. Molekuly se stahují a zvyšují hustotu a klesají zpět dolů. Molekuly vzduchu jsou v konstantním stavu toku, v závislosti na okolní teplotě a rušení z jakéhokoli bodu nebo zdrojů tepla na pozadí.
tento proces „konvekce“ přenosu tepla je komplikován skutečností, že vzduch se ochladí rychlostí závislou na množství nasycení vodní páry. Čím větší je saturace, tím pomalejší je chlazení.
Výkon
Izolační materiály omezují tok energie (tepla) mezi dvěma tělesy, které nejsou na stejné teplotě. Vyšší izolační výkon je přímo způsoben tepelnou vodivostí izolátoru. To znamená rychlost, při které se pevné množství energie přenáší přes známou tloušťku materiálu.
přímá inverzní (reciproční) tohoto opatření je tepelný odpor materiálu, který měří schopnost materiálu odolat přenosu tepla.
tepelná vodivost
tepelná vodivost, často označovaná jako hodnota “ K „nebo“ λ “ (lambda), je konstanta pro daný materiál a měří se ve W/mK (watty na metr Kelvina). Čím vyšší je hodnota λ, tím lepší je tepelná vodivost. Dobré izolátory budou mít co nejnižší hodnotu. Ocel a beton mají velmi vysokou tepelnou vodivost, a proto velmi nízký tepelný odpor. To z nich dělá špatné izolátory.
hodnota λ pro jakýkoli materiál se zvýší se zvýšením teploty. I když zvýšení teploty bude muset být významné, aby k tomu došlo, a teplotní varianty ve většině budov jsou obecně v tolerancích, které by učinily jakoukoli změnu hodnoty lambda zanedbatelnou.
Tepelný odpor
Tepelný odpor, označovaný jako “ R “ hodnota materiálu, je produktem tepelné vodivosti a tloušťce. Hodnota R se vypočítá z tloušťky materiálu dělené jeho tepelnou vodivostí a vyjádřená v jednotkách m2K / W (čtvereční metr Kelvinů na watt). Čím větší je tloušťka materiálu, tím větší je tepelný odpor.
U-hodnota
V konstrukci podmínky, při U-hodnota může být vypočtena a připsat k jednotné tloušťce jakéhokoliv materiálu, to je více obvyklé, aby se to spočítat jako součin výsledného ze sestavy z různých materiálů v dané podobě stavby. Jedná se o míru přenosu tepla předem stanovenou oblastí stavební tkaniny-to je 1 čtvereční.čtvereční. m.
jednotky měření jsou proto W/m2K (ve wattech na čtvereční metr kelvin), a popisují přenos tepla ve wattech, přes metr čtvereční stavební prvek (např. zdi, podlahy nebo střechy). To se používá k výpočtu přenosu tepla nebo ztráty prostřednictvím stavební tkaniny. Pokud by například stěna měla hodnotu U 1 W / m2K-s teplotním rozdílem 10°, došlo by ke ztrátě tepla 10 wattů na každý čtvereční metr plochy stěny.
produkty s otevřenými buňkami
izolace s otevřenými buňkami zahrnuje produkty, jako je izolace z minerální a ovčí vlny. Pěnový polystyren (EPS) insulants jsou technicky uzavřené buňky v jejich struktuře, ale jejich výkon je podobný otevřenou buněčnou materiálu vzhledem k propojení celé struktuře vzduchové kapsy, které obklopují foukané mobilní korálky, které jsou podstatou jeho složení.
obrázek níže ukazuje sekční základní obraz typické skleněné vlny produktu transparent s vyobrazením miliony a miliony (na metr čtvereční) ‚otevřít cely‘ vzduchové kapsy, které jsou vytvořeny v průběhu výroby. Ve stejné době jako výrobní proces, síly vzduchu do jádra ze skleněných vláken, dříve představil pojivo je aktivován k vytvoření matice zamykání složení dohromady. To vytváří „pružinové zatížení“, které je spojeno s izolací z minerální vlny, což jí umožňuje znovu získat svůj tvar a tloušťku po stlačení.
otevřená buněčná povaha matrice umožní migraci vzduchu přes její jádro, ale trasa je klikatá, takže tepelné ztráty způsobené konvekcí jsou minimální. Principem fungování je vytvoření takových malých vzduchových kapes, že pohyb vzduchu je přiveden k virtuálnímu, ale ne úplnému zastavení.
materiál bude schopen vyzařovat pouze teplo, které je schopen absorbovat. Skleněné prameny a jejich pojivo jsou špatné tepelné vodiče, takže tepelné ztráty zářením se považují za zanedbatelné.
suchý vzduch je dobrý izolační plyn. Takže u produktů s otevřenými buňkami, pokud lze zabránit kontaminaci vzduchu v jádře vodní párou (pomocí parotěsných zábran), ultra malé vzduchové kapsy výrazně omezí pohyb vzduchu.
uzavřené buněčné produkty
uzavřené buněčné izolátory zahrnují produkty, jako je extrudovaný polystyren a chemické pěnové desky. Technologie uzavřených článků využívá řízeného zavádění plynů (nadouvadla) během výroby, které tvoří mnohem hustší matrici jednotlivých buněk než skelná vata nebo EPS. Buňky jsou vytvořeny jako bubliny plynu, jehož tepelná vodivost je výrazně menší než tepelná vodivost vzduchu. Zkombinujte to s neschopností vodní páry snadno kontaminovat buňky, což zajišťuje výrazně výkonnější izolant. (Pozn .: Matrice některých chemických pěnových izolantů může být náchylná k rozpadu v průběhu času přítomností vody nebo vodní páry.)
buněčné stěny jsou extrémně tenké, což omezuje vedení, ale jsou plynotěsné. Hustá buněčná kompozice dále omezuje potenciál pro pohyb plynu, protože se může pohybovat pouze v mezích své obsahující buňky, a nikoli mezi buňkami. Tak jako s otevřenou buněčnou materiály, proces přenosu tepla z teplého na chladné strany je ovlivněna kombinací vedení přes buněčné stěny a omezené konvekce přes mobilní plynu.
účinnost materiálu je velmi vysoká a účinná v oblasti neporušené desky, ale je výrazně snížena špatným zpracováním při řezání a spojování desek.
ve snaze zlepšit dlouhodobý výkon čelí výrobci zejména pěnovým výrobkům s lesklou fóliovou vrstvou. Tím se minimalizuje kontaminace vodní párou tím, že působí jako parotěsná zábrana a zároveň se odráží sálavá energie zpět do budovy. Nahrávání desky s fólií pomocí fóliové pásky může zlepšit kontrolu par, i když to bude mít malý dopad na špatně konstruovaný spoj, který není trvale těsný.
Instalace vs výkon
Izolace výrobci vyrábějí technické a propagační literatury, zahrnující širokou škálu údajů, které mohou být matoucí, a ne všichni výrobci předložit jejich výkon stejným způsobem.
výkonnostní opatření jsou obvykle založena na výsledcích laboratorních testů. Tyto výsledky jsou přijímány plošně, projektanty budov a legislativními orgány, jako jsou orgány pro kontrolu budov.
to však není stejné jako test na místě. Žádné dvě situace „na místě“ neposkytnou přesně stejné podmínky, takže testování lze provést pouze za účelem srovnání různých izolačních výrobků za použití přesně stejných podmínek. Výsledkem je, že výrobci ilustrují výkon v prodejní a technické literatuře popisováním dokonalé instalace, kde jsou spáry dokonale provedeny,izolace je rovnoměrně spojitá a všechny tolerance jsou milimetrové perfektní. Každý, kdo byl na staveništi, bude vědět, že to neodráží realitu.
za tímto účelem mohou specifikátoři vzít na vědomí provádění hodnocení Green Deal. Diktátem tu je dodržovat „zlaté pravidlo“, že náklady na úsporná opatření navrhovaná nesmí překročit předpokládané úspory tím, že výsledné použití méně energie. V praxi, aby se ujistil, Zelené Jednat Posuzovatelů (Gda) přijímají velmi konzervativní linie na plánované úspory a plánované úspory zahrnující izolaci použít výpočty na 75%, výrobce údaje o výkonu.
kromě toho, zatímco výrobci se zaměřují na výkon produktu, mohou zakrývat jiné klíčové otázky, které přímo ovlivňují výkon, jako je specifikace správný produkt izolace ve stavební oblasti, které jsou pravděpodobně generovat studené a potenciálně vlhkém prostředí, například, podlahové dutiny.
izolace a voda se nemíchají. Všechny typy izolačních výrobků budou ovlivněny v rozmezí od zanedbatelných (jako je extrudovaný polystyren (XPS)) až po vážně ohrožené (jako jsou izolační materiály na vlnu). Stupeň kompromisu bude souviset se stupněm kontaminace. Takže každé prostředí, kde může existovat vodní pára bez hrozby rychlého a úplného odpařování nebo přítomnosti fyzických kapiček vody, sníží izolační výkon. Jakmile je v matrici izolátoru, voda povede energii, kterou se izolace snaží obsahovat. Čím větší je kapička vody, tím větší je vedení.
například tam, kde skleněné vlny je nainstalován do full-vyplnění dutiny zdi, když jeden z zdivu dutiny strany byl vystaven dešti bezprostředně před montáží izolantu, tam bude snížení potenciální izolace výkon dokončen stěny dutiny. Pokud se izolace nechá zvlhnout, může být výkon negativní.
udržitelnost
dnešní stavěné specifikátory prostředí jsou pod rostoucím tlakem; být ekologičtější, vytvářet prostředí s nižším obsahem uhlíku a směřovat k větší udržitelnosti. Větší výrobci izolací zavedli významná opatření:
- Snižte závislost na surovinách.
- recyklujte před a po výrobě.
- omezte balení a zajistěte, aby obaly zůstaly recyklovatelné.
- snížit spotřebu energie ve výrobě a dopravě.
- mají nulový odpad na skládky politiky.
Výrobci na trh své výrobky jako „udržitelné“ na předpokladu, že jejich izolační výrobky ušetří mnohem více energie/uhlí, v průběhu instalace životnost než náklady na výrobu.
závěr
izolační materiály jsou závislé na jejich vlastní molekulární make-up, minimalizovat tři formy přenosu tepla-záření, vedení a konvekce. Největší tepelné ztráty budovy jsou z pohybu vzduchu. Jakékoli pohyblivé těleso vzduchu extrahuje teplo z předmětu nebo povrchu, přes který prochází. Tepelná ztráta je úměrná rychlosti pohybujícího se vzduchu, množství přítomné vody a teplotnímu rozdílu mezi zdrojem tepla a vzduchem.
čím rychlejší je pohyb vzduchu přes zdroj tepla, tím rychleji dochází k přenosu tepla. Přítomnost kapiček vody bude působit jako urychlovač tohoto procesu, i když bude obvykle nutné provádět kontrolu nad saturací vodní páry, aby se předešlo problémům způsobeným kondenzací.
kondenzace může být do značné míry regulována zajištěním, že vodní pára ve vzduchu je obsažena v teplém vnitřním prostředí. Par ovládání vrstev na teplou stranu izolace, účinně utěsnění obálku do vzduchu migrace mezi teplou a chladnější zóny jsou teoretické řešení.
Aktuální materiály, technologie a pečlivě sledovat zpracování, v montáži těchto materiálů, může dosáhnout téměř nulový únik vzduchu přes izolované obálky, a opravdu Passivhaus design je závislá na to, při použití řízeného větrání odstraňte kontaminovaný vzduch, konstrukční principy, které jsou závislé na zpracování s cílem uspět.
Řešení mobilní specializované stavební izolační materiály, vnitřní cíl je, aby se zabránilo pohybu plynů v izolační jádro matice, přitom ztráty tepla v důsledku, že hnutí bude také snížena.
i když ‚otevřít buněk izolační výrobky, jako jsou vlny umožňují mnohem větší migraci vzduchu mezi nimi, a to omezuje jejich výkon, jejich flexibilní konstrukce dává daleko větší výhodu, pokud jde o kontrolu kvality provedení instalace. Vzhledem k povaze materiálu má spojování velmi podobný výsledek jako samotný materiál. Vzhledem k tomu, tuhé desky výrobky nesou zatěžující instalace premium trestu k dosažení výrobce lab test přesnosti normy spojování.
Izolační materiály s více husté, self-obsažené buněčné složení bude poskytovat nižší tepelné vodivosti λ (hodnota), a tak vyšší tepelný odpor (hodnota R) out-perform ‚otevřít cely‘ materiálů, které se spoléhají na udržení suchého vzduchu v jejich jader pro maximální výkon.
Tam jsou otevřené buňky pěnové produkty k dispozici, které vzhledem k jejich základní složení matrice mají vyšší tepelnou vodivost než jejich uzavřené buňky bratranci, ale mají výhody větší flexibilitu, aby se přizpůsobila stavební pohybu, a žádné zhoršení buněčné stěny nebude mít za následek osvobození obsahu plynu.
V zadání izolační výrobky stavební projektant by měl vzít v úvahu potenciál pro znečištění vody, a možnost plynu migrace v rámci core matrix a výsledný kompromis ve výkonu, že se může dále zhoršovat po dobu životnosti budovy, neviditelné a nekontrolovaná.
Tam jsou výkonnější technologie na trhu s aerogels “ a “ evakuováni panely, ale výkon je závislý na stejných principech přenosu tepla, a prozatím má omezený specifikace výklenek, zůstává do velké míry stálo prohibitivní pro drtivou většinu aplikací.
tento článek byl původně napsán Markem Wilsonem MCIATEM, přičemž autorská práva byla převedena na publikace Henryho Stewarta za účelem publikování. V červnu 2013 se stal vítězem naší autorizované stavební soutěže.
delší verzi článku byl poprvé zveřejněn ve Věstníku Stavební Průzkum, Zhodnocení & Ocenění, 2. Svazek, Číslo 1, duben 2013, publikoval Henry Stewart Publikací, Londýn.
Související články o projektování budov Wiki
- akreditované stavební detaily ACDs.
- schválený dokument D.
- Aerogel izolace budov.
- BREEAM izolace.
- stavební předpisy.
- izolace dutinových stěn
- Celotex RS5000 PIR izolace.
- kód pro udržitelné domy.
- kondenzace.
- vedení.
- konvence pro výpočty hodnoty U (vydání 2006) BR 443.
- navrhování nezamýšlených důsledků při aplikaci pevné izolace stěn FB 79.
- skleněná láhev podlaha nadace.
- tepelný zisk.
- tepelné ztráty.
- přenos tepla.
- Hempcrete.
- Vlhkost.
- izolace pro přízemí.
- materiály pro změnu fáze.
- Polyuretanová stříkací pěna v konstrukčně izolovaných panelech a kompozitních konstrukcích.
- pevná izolace stěn.
- Zvuková izolace.
- trh izolace budov.
- tepelný komfort.
- transparentní izolace.
- typy izolace.
- U-hodnota.
- konvence U-hodnoty v praxi: zpracované příklady používající BR 443.