Tartalomjegyzék
- 1 Bevezetés
- 2 Hogyan működik a szigetelés
- 2.1 sugárzás
- 2.2 vezetés
- 2.3 konvekciós
- 3 teljesítmény
- 3,1 hővezető
- 3,2 Hőellenállás
- 3.3 U-érték
- 4 nyílt cellás termékek
- 5 zárt cellás termékek
- 6 telepítés vs teljesítmény
- 7 fenntarthatóság
- 8 következtetés
- 9 kapcsolódó cikkek az épületek tervezéséről Wiki
- 10 Külső hivatkozások
Bevezetés
a szigetelő termékek jelentősen fejlődtek a technológiai fejlődéssel. A jogszabályok a fejlődés katalizátoraként működtek, az építési szabályzat L. részében szereplő alapvető követelményektől kezdve a kormányzati szén-dioxid-csökkentési célok betartásáig, olyan fejlett programok révén, mint a fenntartható otthonok Kódexe és a BREEAM.
a szigetelő termékek színük, felületük és textúrájuk, magösszetételük és-ami a legfontosabb-teljesítményük tekintetében eltérőek. A szigetelő anyagok specifikációja tudományos alapú döntés, de a sikeres specifikáció azon alapul, hogy a specifikátor nemcsak a matematikai teljesítményt érti meg, hanem azokat a perifériás tényezőket is, amelyek befolyásolhatják a végső telepítést.
a szigetelő termékek specifikációja gyakran az építési szabályzat ad (jóváhagyott dokumentum) L. részének minimális követelményén és a gyártók teljesítményadataival való kapcsolatán alapul, és felmerült, hogy a jogszabályok egy sor olyan termék gyártását hajtják végre, amelyek csak működnek, és kevés látszólagos különbséget mutatnak közöttük.
a szigetelés helyes meghatározásához azonban a specifikálónak meg kell értenie a működés okait, és a megfelelő technológiát kell alkalmaznia az adott építési részletekre. Ha jobban megértjük a szigetelést működtető folyamatokat, sőt azokat a tényezőket, amelyek megakadályozzák a működését, a specifikátorok sokkal erősebb helyzetben lesznek, hogy meghatározzák a megfelelő anyagot a megfelelő alkalmazáshoz.
a szigetelő termék beépített teljesítménye nemcsak a teljesítményjellemzőktől, a vállalkozók gyártókhoz való ragaszkodásától és az Általános bevált gyakorlati kivitelezési követelményektől függ, hanem a megadott szigetelőanyagnak a telepített helyre való alkalmasságától is.
hogyan működik a szigetelés
a szigetelő termékeket úgy tervezték, hogy meghiúsítsák a hő átadását az anyagon. A hőátadásnak három módja van: sugárzás, vezetés és konvekció.
sugárzás
minden olyan tárgy, amelynek hőmérséklete magasabb, mint az azt körülvevő felületek, nettó sugárcsereként energiát veszít. A sugárzó hő csak egyenes vonalban haladhat. Helyezzen be egy szilárd tárgyat az A és B pont közé, és azok már nem cserélnek közvetlenül sugárzó hőt. A sugárzás az egyetlen hőátadó mechanizmus, amely áthalad a vákuumokon.
vezetés
a vezetés a fizikai érintkezéstől függ. Ha nincs kapcsolat, a vezetés nem történhet meg. Két különböző hőmérsékletű anyag érintkezése hőcserét eredményez a magasabb hőmérsékletről az alacsonyabb hőmérsékletű anyagra. Minél nagyobb a hőmérsékletkülönbség, annál gyorsabb a hőcsere.
konvekció
a konvekció az energia átadása folyadékokon (gázokon és folyadékokon) keresztül. Ez a módszer a legnagyobb szerepet játszik az épületek hőfelszabadításában és átadásában. Ennek a hatásnak a leggyakoribb terjedése szilárd anyagról gázra, azaz tárgyról levegőre, majd vissza, jellemzően, amikor a levegő találkozik a külső épületszövettel.
a folyamatot valójában egy vezetőképességből eredő energiaátadás indítja el, és bonyolítja a levegő által támogatott vízgőz szintje. A vízmolekulák meleg felületekről történő vezetéssel tárolják a nekik adott hőt. A vízgőzt és a levegőt nem lehet gázként elválasztani. Csak akkor válnak el a társaságtól, amikor a telített gőznyomást elérik, vagyis a víz mennyisége (bár gőz formájában) meghaladja a gázként (gőzként) való fenntartásához rendelkezésre álló hőszintet, ezért kondenzálódik.
a kondenzáció hatására ez a látens hő felszabadul; a hőmérséklet / vízgőz arány megváltozik, és amint eléggé megváltozott, a folyamat újraindul. A világ időjárási rendszerei nagyon hasonló ciklust követnek.
ha a levegőt nyugodtan és szárazon lehetne tartani, akkor rendkívül hatékony szigetelőanyagként működne. Ha azonban a levegőt felmelegítik, molekuláris szerkezete kitágul, és kevésbé sűrűvé válik a körülötte lévő levegőhöz képest, és így emelkedik. Ahogy tovább halad a hőforrástól, hűlni kezd. A molekulák összehúzódnak és sűrűsödnek, majd visszahúzódnak. A levegőmolekulák állandó fluxusállapotban vannak, a környezeti hőmérséklettől és bármely pont vagy háttér hőforrás interferenciájától függően.
ezt a hőátadási ‘konvekciós’ folyamatot bonyolítja az a tény, hogy a levegő a vízgőz telítettségétől függő sebességgel hűl. Minél nagyobb a telítettség, annál lassabb a hűtés.
teljesítmény
a szigetelőanyagok korlátozzák az energia (hő) áramlását két test között, amelyek nem azonos hőmérsékleten vannak. A nagyobb szigetelési teljesítmény közvetlenül a szigetelőanyag hővezető képességének tulajdonítható. Vagyis az a sebesség, amellyel egy rögzített mennyiségű energia átkerül az anyag ismert vastagságán.
ennek az intézkedésnek a közvetlen inverz (reciprok) az anyag hőállósága, amely az anyag hőátadással szembeni ellenállóképességét méri.
hővezető képesség
a hővezető képesség, amelyet gyakran ‘k’ vagy ‘Lambda’ értéknek neveznek, egy adott anyag állandó értéke, amelyet W/mK-ban (watt / kelvin méter) mérnek. Minél magasabb a 6-os érték, annál jobb a hővezető képesség. A jó szigetelőknek a lehető legalacsonyabb értékük lesz. Az acél és a beton nagyon magas hővezető képességgel és ezért nagyon alacsony hőállósággal rendelkezik. Ez rossz szigetelőkké teszi őket.
bármely anyag esetében a hőmérséklet emelkedésével magasabb lesz a folytonos érték. Bár a hőmérséklet-emelkedésnek jelentősnek kell lennie ahhoz, hogy ez bekövetkezzen, és a hőmérséklet-változatok a legtöbb épületben általában azon tűréshatárokon belül vannak, amelyek elhanyagolhatóvá teszik a lambda-érték bármilyen változását.
Hőellenállás
a hőellenállás, amelyet egy Anyag ‘R’ értékének neveznek, a hővezető képesség és a vastagság terméke. Az R-értéket az anyag vastagságából kell kiszámítani, osztva annak hővezető képességével, és m2K/W (négyzetméter Kelvin / watt) mértékegységben kifejezve. Minél nagyobb az anyag vastagsága, annál nagyobb a hőállóság.
U-érték
építési szempontból, míg az U-érték kiszámítható és bármely anyag egyetlen vastagságához rendelhető, szokásosabb azt különböző anyagok bármely adott építési formában történő összeszereléséből származó termékként kiszámítani. Ez a hőátadás mértéke az épületszövet előre meghatározott területén keresztül-ez 1 négyzetméter. m.
az egységméretek tehát W/m2K (watt per négyzetméter kelvin), és leírják az épületelem (például fal, padló vagy tető) négyzetméteren keresztüli hőátadását wattban. Ezt használják a hőátadás vagy veszteség kiszámításához az épületszöveten keresztül. Például, ha egy fal U-értéke 1 W / m2K — 10 hektáros hőmérsékleti különbséggel, akkor a fal területének minden négyzetméterére 10 watt hőveszteség lenne.
nyílt cellás termékek
nyílt cellás szigetelés olyan termékeket tartalmaz, mint az ásványi és juhgyapot szigetelés. Az expandált polisztirol (EPS) szigetelők szerkezetükben technikailag ‘zárt cellák’, de teljesítményük hasonló a nyitott cellás anyaghoz, mivel a fúvott cellagyöngyöket körülvevő légzsebek szerkezete összekapcsolódik, amelyek összetételének lényegét képezik.
az alábbi ábra egy tipikus üveggyapot termék metszeti magképét mutatja, amely a gyártás során létrehozott ‘nyitott cellás’ légzsebek millióinak (négyzetméterenként) ábrázolásával van borítva. Ugyanakkor, amikor a gyártási folyamat levegőt kényszerít az üvegszálak magjába, egy korábban bevezetett kötőanyag aktiválódik, hogy a kompozíciót összetartó mátrixot képezzen. Ez hozza létre az ásványgyapot szigeteléssel járó’ rugóterhelést’, amely lehetővé teszi, hogy a tömörítés után visszanyerje alakját és vastagságát.
a mátrix nyitott cellás jellege lehetővé teszi a levegő vándorlását a magján keresztül, de az útvonal kanyargós, ezért a konvekció miatti hőveszteség minimális. A működés elve az ilyen kis légzsebek kialakulása, hogy a légmozgás virtuális, de nem teljes leállításra kerül.
egy anyag csak olyan hőt képes sugározni, amelyet képes elnyelni. Az üvegszálak és kötőanyaguk gyenge hővezetők, ezért a sugárzás által okozott hőveszteség elhanyagolható.
a száraz levegő jó szigetelő gáz. Tehát nyitott cellás termékek esetén, ha a mag levegőjének vízgőzzel történő szennyeződése megakadályozható (gőzszabályozó gátak segítségével), az ultra kicsi légzsebek jelentősen korlátozzák a levegő mozgását.
zárt cellás termékek
a zárt cellás szigetelők közé tartoznak az olyan termékek, mint az extrudált polisztirol és a kémiai hablemezek. A zárt cellás technológia olyan gázok (habosítószerek) szabályozott bevezetését használja a gyártás során, amelyek az egyes cellák sokkal sűrűbb mátrixát alkotják, mint az üveggyapot vagy az EPS. A sejtek gázbuborékokként képződnek, amelyek hővezető képessége lényegesen kisebb, mint a levegőé. Kombinálja ezt azzal, hogy a vízgőz nem képes könnyen szennyezni a sejteket, és ez lényegesen nagyobb teljesítményű szigetelőanyagot biztosít. (NB: Néhány kémiai habszigetelő anyag mátrixa víz vagy vízgőz jelenlétében idővel lebomolhat.)
a sejtfalak rendkívül vékonyak, ami korlátozza a vezetést, de gázzáróak. A sűrű sejtösszetétel tovább korlátozza a gázmozgás lehetőségét, mivel csak a benne lévő sejt határain belül mozoghat, a sejtek között nem. Tehát a nyitott cellás anyagokhoz hasonlóan a melegről a hideg oldalra történő hőátadás folyamatát a sejtfalakon keresztüli vezetés és a cellagázon keresztüli korlátozott konvekció kombinációja befolyásolja.
az anyag hatékonysága nagyon magas és hatékony a töretlen tábla területén, de jelentősen csökken a deszkavágás és az illesztés rossz kivitelezése miatt.
a hosszú távú teljesítmény javítása érdekében a gyártók különösen hablemezes termékekkel szembesülnek, fényes fóliaréteggel. Ez minimalizálja a vízgőz általi szennyeződést azáltal, hogy gőzgátként működik, miközben visszaveri a sugárzó energiát az épületbe. A fóliával borított tábla fóliaszalaggal történő ragasztása javíthatja a gőzszabályozást, bár kevés hatással lesz egy rosszul felépített, nem következetesen szoros ízületre.
telepítés vs teljesítmény
a Szigetelésgyártók műszaki és promóciós szakirodalmat készítenek, amelyek sokféle számot tartalmaznak, amelyek zavaróak lehetnek, és nem minden gyártó mutatja be teljesítményét azonos módon.
a teljesítménymérések általában laboratóriumi vizsgálati eredményeken alapulnak. Ezeket az eredményeket az épülettervezők és a jogalkotó testületek, például az épületfelügyeleti hatóságok általában elfogadják.
ez azonban nem azonos a helyszíni teszttel. Nincs két ‘helyszíni’ helyzet, amely pontosan ugyanazokat a feltételeket biztosítaná, így a tesztelés csak a különböző szigetelőtermékek összehasonlításának biztosítására végezhető el, pontosan azonos feltételek mellett. Ennek eredményeként a gyártók bemutatják a teljesítményt az értékesítési és műszaki szakirodalomban a tökéletes telepítés leírásával, ahol a hézagok tökéletesen készülnek, a szigetelés egyenletesen folytonos, és minden tűrés milliméter tökéletes. Bárki, aki építési területen járt, tudni fogja, hogy ez nem tükrözi a valóságot.
ebből a célból a specifikátorok tudomásul vehetik a Green Deal értékelések végrehajtását. A diktátum itt az az aranyszabály, hogy a javasolt energiamegtakarítási intézkedések költsége nem haladhatja meg az ebből eredő kevesebb energiafelhasználásból származó tervezett megtakarítást. A gyakorlatban ennek biztosítása érdekében a Green Deal értékelők (GDA-k) nagyon konzervatív vonalat alkalmaznak a tervezett megtakarításokról, valamint a szigeteléssel kapcsolatos előrejelzett megtakarításokról a gyártó teljesítményadatainak 75% – án számolnak.
ezen túlmenően, míg a gyártók a termék teljesítményére összpontosítanak, átgondolhatnak más kulcsfontosságú kérdéseket, amelyek közvetlenül befolyásolják a teljesítményt, például a megfelelő szigetelő termék specifikációját olyan építési területeken, amelyek valószínűleg hideg és potenciálisan nedves környezetet generálnak, például a padló alatti üregek.
a szigetelés és a víz nem keveredik. Minden szigetelő terméktípust érint az elhanyagolható (például extrudált polisztirol (XPS)) tartományon belül, a súlyosan veszélyeztetett (például gyapjú szigetelőanyagok) tartományon belül. A kompromisszum mértéke összefügg a szennyeződés mértékével. Tehát minden olyan környezet, ahol vízgőz létezhet a gyors és teljes párolgás veszélye nélkül, vagy maguk a fizikai vízcseppek jelenléte, csökkenti a szigetelési teljesítményt. A szigetelő mátrixába kerülve a víz vezeti azt az energiát, amelyet a szigetelés megpróbál visszatartani. Minél nagyobb a vízcsepp, annál nagyobb a vezetés.
például, ha üveggyapotot telepítenek egy teljes kitöltésű üregfalba, ha a falazat üregoldalainak egyikét közvetlenül a szigetelőanyag felszerelése előtt eső érte, akkor csökken a befejezett üregfal potenciális szigetelési teljesítménye. Ha a szigetelést átnedvesítették, a teljesítmény negatívvá válhat.
fenntarthatóság
a mai épített környezet specifikátorai egyre nagyobb nyomás alatt vannak; zöldebb környezet kialakítása, alacsonyabb szén-dioxid-kibocsátású környezet kialakítása és a nagyobb fenntarthatóság felé való elmozdulás. A nagyobb szigetelőgyártók jelentős intézkedéseket vezettek be a következőkre:
- csökkentse a nyersanyagokra való támaszkodást.
- újrahasznosítás gyártás előtt és után.
- csökkentse a csomagolást és biztosítsa, hogy a csomagolás újrahasznosítható maradjon.
- csökkentse az energiafelhasználást a termelésben és a szállításban.
- van nulla hulladék hulladéklerakó politikák.
a gyártók fenntarthatóként forgalmazzák termékeiket azzal a feltevéssel, hogy szigetelőtermékeik sokkal több energiát/szén-dioxidot takarítanak meg a telepítés élettartama alatt, mint amennyi a gyártás költsége.
következtetés
a szigetelőanyagok a bennük rejlő molekuláris összetételre támaszkodnak, hogy minimalizálják a hőátadás három formáját-a sugárzást, a vezetést és a konvekciót. A legnagyobb építési hőveszteség a légmozgásból származik. Bármely mozgó légtömeg hőt von ki egy tárgyból vagy felületről, amelyen áthalad. A hőveszteség arányos a mozgó levegő sebességével, a jelen lévő víz mennyiségével és a hőforrás és a levegő közötti hőmérsékletkülönbséggel.
minél gyorsabb a levegő mozgása egy hőforrás felett, annál gyorsabb a hőátadás. A vízcseppek jelenléte gyorsítóként fog működni ebben a folyamatban, bár a páralecsapódás okozta problémák elkerülése érdekében általában ellenőrizni kell a vízgőz telítettségét.
a kondenzáció nagymértékben szabályozható úgy, hogy a levegőben lévő vízgőzt a meleg belső környezet tartalmazza. Az elméleti megoldás a szigetelés meleg oldalán lévő gőzszabályozó rétegek, amelyek hatékonyan lezárják a burkolatot a meleg és a hűvösebb zónák közötti levegő vándorláshoz.
a jelenlegi anyagtechnológia és a gondosan ellenőrzött kivitelezés ezen anyagok összeszerelésekor közel nulla légszivárgást érhet el a szigetelt borítékon keresztül, és a Passivhaus kialakítása erre támaszkodik, miközben ellenőrzött szellőzést használ a szennyezett levegő eltávolítására, tervezési elvek, amelyek a kivitelezésre támaszkodnak a siker érdekében.
a dedikált szigetelőanyagok cellás felépítésével foglalkozva a belső cél a gázok mozgásának megakadályozása a szigetelő mag mátrixán belül, ezáltal az e mozgásból eredő hőveszteség is csökken.
bár a ‘nyitott cellás’ szigetelő termékek, mint például a gyapjú, sokkal nagyobb légvándorlást tesznek lehetővé rajtuk keresztül, és ez korlátozza teljesítményüket, rugalmas felépítésük sokkal nagyobb előnyt jelent a beépítési kivitelezés minőség-ellenőrzése szempontjából. Az anyag jellege miatt az illesztés nagyon hasonló eredményt hoz, mint maga az anyag. Míg a merev deszkás termékek súlyos telepítési prémium büntetést vonnak maguk után, hogy elérjék a gyártó ‘laboratóriumi teszt’ precíziós illesztési szabványait.
a sűrűbb, önálló cellás összetételű szigetelőanyagok alacsonyabb hővezető képességet (PP érték) és így nagyobb hőellenállást (R érték) biztosítanak a nyitott cellás anyagok teljesítményének felülmúlására, amelyek a száraz levegő fenntartására támaszkodnak a magjukban a végső teljesítmény érdekében.
rendelkezésre állnak olyan nyílt cellás habosított termékek, amelyek magmátrix-összetételük miatt magasabb hővezető képességgel rendelkeznek, mint zárt cellás unokatestvéreik, de nagyobb rugalmassággal rendelkeznek az épület mozgásának befogadására, és a sejtfalak bármilyen romlása nem eredményezi a gáztartalom felszabadulását.
a szigetelési termékek meghatározásakor az épület tervezőjének figyelembe kell vennie a vízszennyezés lehetőségét, a magmátrixon belüli gázvándorlás lehetőségét és az ebből eredő teljesítménybeli kompromisszumot, amely az épület élettartama alatt észrevétlenül és ellenőrizetlen módon tovább romolhat.
vannak jobban teljesítő technológiák a piacon az aerogélekkel és az evakuált panelekkel, de a teljesítmény a hőátadás ugyanazon elvein alapul, és egyelőre korlátozott specifikációs résszel rendelkezik, ami az alkalmazások túlnyomó többsége számára nagyrészt megfizethetetlen.
ez a cikk eredetileg szerzője Mark Wilson MCIAT, a szerzői jog át Henry Stewart Publications céljából kiadói. Ez volt a győztes a Chartered Institute of Building által támogatott cikk verseny júniusban 2013.
a cikk hosszabb változatát először itt tették közzé Journal of Building Survey, Értékelés & Értékelés, 2.kötet 1. szám, 2013. április, kiadta Henry Stewart Publications, London.
kapcsolódó cikkek tervezése épületek Wiki
- Akkreditált építési részletek ACDs.
- jóváhagyott dokumentum D.
- épületek Aerogélszigetelése.
- BREEAM szigetelés.
- építési előírások.
- Üregfal szigetelés
- Celotex RS5000 PIR szigetelés.
- fenntartható otthonok kódja.
- kondenzáció.
- vezetés.
- U-érték számítások konvenciói (2006-os kiadás) BR 443.
- a nem kívánt következmények megtervezése az FB 79 szilárd falszigetelés alkalmazásakor.
- üveg floor Alapítvány.
- hőnyereség.
- hőveszteség.
- hőátadás.
- Hempcrete.
- Páratartalom.
- földszinti szigetelés.
- fázisváltó anyagok.
- Poliuretán spray hab szerkezetileg szigetelt panelekben és kompozit szerkezetekben.
- szilárd falszigetelés.
- hangszigetelés.
- az épületszigetelés piacán.
- termikus kényelem.
- átlátszó szigetelés.
- a szigetelés típusai.
- U-érték.
- U-érték konvenciók a gyakorlatban: példák a BR 443 használatával.