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• 1 Introdução
• 2 Como isolamento obras
  • 2.1 Radiação
  • 2.2 Condução
  • 2.3 Convecção
• 3 Desempenho
  • 3.1 condutividade Térmica
  • 3.2 resistência Térmica
  • 3.3-se o valor U
• 4 célula Aberta produtos
• 5 de célula Fechada produtos
• 6 Instalação vs desempenho
• 7 Sustentabilidade
• 8 Conclusão
• 9 artigos Relacionados com a Concepção de Edifícios Wiki
• 10 referências Externas

Introdução

produtos de Isolamento desenvolveram significativamente com os avanços tecnológicos. A legislação tem atuado como o catalisador para o desenvolvimento, desde os requisitos básicos ao abrigo da parte L do regulamento de construção, até o cumprimento dos objetivos governamentais de redução de carbono, impulsionado por programas avançados, como o código para casas sustentáveis e BREEAM.

os produtos de isolamento variam em termos de cor, acabamento superficial e textura, composição do núcleo e, o que é importante, desempenho. A especificação de materiais que isolam é uma decisão baseada na ciência, mas uma especificação bem sucedida depende da compreensão específica não só do desempenho matemático, mas dos fatores periféricos que podem influenciar a instalação final.

a especificação dos produtos de isolamento baseia-se frequentemente no requisito mínimo da parte L da regulamentação relativa à construção (Documento aprovado) e na sua relação com os dados de desempenho dos fabricantes, e tem sido sugerido que a legislação está a conduzir a produção de uma gama de produtos que “apenas funcionam”, apresentando pouca diferença aparente entre eles.

a fim de especificar o isolamento corretamente no entanto, o especificador precisa entender as razões por que ele funciona, e aplicar a tecnologia correta a qualquer dado detalhe de construção. Na compreensão mais completa dos processos que fazem o isolamento funcionar, e de fato os fatores que o impedem de funcionar, os especificadores estarão em uma posição muito mais forte para especificar o material correto para a aplicação correta.

o desempenho instalado de um produto de isolamento depende não só das características de desempenho e da adesão dos contratantes aos fabricantes e aos requisitos gerais de qualidade da obra, mas também da adequação do isolante especificado à sua localização instalada.

como funciona o isolamento

os produtos de isolamento são concebidos para impedir a transferência de calor através do próprio material. Existem três métodos de transferência de calor: radiação, condução e convecção.

radiação

qualquer objeto cuja temperatura é maior do que as superfícies que o rodeiam perderá energia como uma troca radiante líquida. O calor radiante só pode viajar em linha reta. Introduzir um objeto sólido entre os pontos A E B, e eles não mais trocarão diretamente calor radiante. A radiação é o único mecanismo de transferência de calor que atravessa o vácuo.

condução

a condução depende do contacto físico. Se não houver contato, a condução não pode ocorrer. O contato entre duas substâncias de temperatura diferente resulta em uma troca de calor da temperatura mais alta para a substância de temperatura mais baixa. Quanto maior o diferencial de temperatura, mais rápida a troca de calor.Convecção é a transferência de energia através de fluidos (gases e líquidos). É este método que desempenha o maior papel na libertação e transferência de calor nos edifícios. A propagação mais comum deste efeito é de sólido para gás, ou seja, objeto para ar, e, em seguida, de volta novamente, tipicamente como o ar se encontra com o tecido de construção externo.

o processo é realmente iniciado por uma transferência de energia devido à condução, e é complicado pelo nível de vapor de água que é suportado pelo ar. As moléculas de água armazenam o calor que lhes é dado através da condução de superfícies quentes. O vapor de água e o ar não podem ser separados como gases. Só participarão quando a pressão de vapor saturado for atingida, ou seja, quando a quantidade de água (ainda que sob a forma de vapor) exceder o nível de calor disponível para a manter sob a forma de gás (vapor), pelo que se condensa.

a condensação faz com que este calor latente seja libertado; a razão temperatura / vapor de água altera-se, e uma vez que tenha alterado suficientemente o processo começará de novo. Os sistemas meteorológicos do mundo seguem um ciclo muito semelhante.Se o ar pudesse ser mantido quieto e seco, funcionaria como um isolante altamente eficiente. No entanto, se o ar é aquecido, a sua estrutura molecular expande-se e torna-se menos densa em relação ao ar que o rodeia, subindo assim. À medida que avança mais longe da fonte de calor, começa a arrefecer. As moléculas contraiem-se e aumentam a densidade e afundam-se. Moléculas de ar estão em um estado constante de fluxo, dependente da temperatura ambiente, e interferência de qualquer ponto, ou fontes de calor de fundo.

este processo de transferência de calor “convecção” é complicado pelo facto de o ar arrefecer a uma taxa dependente da quantidade de saturação do vapor de água. Quanto maior a saturação, mais lento o resfriamento.

desempenho

materiais de isolamento limitam o fluxo de energia (calor) entre dois corpos que não estão à mesma temperatura. Maior desempenho de isolamento é diretamente atribuível à condutividade térmica do isolante. Isto é, a taxa a que uma quantidade fixa de energia transfere através de uma espessura conhecida do material.

o inverso direto (recíproco) desta medida é a resistência térmica do material, que mede a capacidade do material de resistir à transferência de calor.

condutividade Térmica

condutividade Térmica, muitas vezes referido como o ‘K’ ou ‘λ’ (lambda), valor é uma constante para um dado material, e é medida em W/mK (watts por metro kelvin). Quanto maior o valor λ, melhor a condutividade térmica. Bons isoladores terão o menor valor possível. Aço e concreto têm condutividade térmica muito alta e, portanto, resistência térmica muito baixa. Isso torna – os pobres isoladores.

o valor λ Para qualquer material tornar-se-á mais elevado com um aumento da temperatura. Embora o aumento de temperatura terá de ser significativo para que isso ocorra, e as variações de temperatura na maioria dos edifícios estão geralmente dentro das tolerâncias que tornaria qualquer mudança no valor lambda negligenciável.

resistência térmica

resistência térmica, referida como o valor ” R ” de um material, é um produto de condutividade térmica e espessura. O valor R é calculado a partir da espessura do material dividida pela sua condutividade térmica e expressa nas unidades m2K/W (kelvins de metro quadrado por watt). Quanto maior a espessura do material, maior a resistência térmica.

U-valor

Em construção termos, enquanto um valor U pode ser calculado e atribuído a uma única espessura de qualquer material, é mais comum calcular-lo como um produto resultante do conjunto de materiais diferentes em qualquer tipo de construção. Trata-se de uma medida da transmissão de calor através de uma área pré — determinada do tecido do edifício-sendo esta 1 sq. m.

as medições da unidade são, portanto, W/m2K (watts por metro quadrado kelvin) e descrevem a transferência de calor, em watts, através de um metro quadrado de um elemento de construção (como uma parede, chão ou telhado). Isto é usado para calcular a transferência de calor, ou perda, através do tecido do edifício. Por exemplo, se uma parede tivesse um valor U de 1 W/m2K — com um diferencial de temperatura de 10°, haveria uma perda de calor de 10 watts para cada metro quadrado de área da parede.

produtos de células abertas

o isolamento de células abertas inclui produtos como o isolamento de lã mineral e ovina. Isolantes de poliestireno expandido (EPS) são tecnicamente “células fechadas” em sua estrutura, mas seu desempenho é semelhante a um material de célula aberta devido à ligação através da estrutura das bolsas de ar que cercam as esferas de células explodidas que são a essência de sua composição.

o gráfico abaixo mostra uma imagem do núcleo sectional de um produto típico de lã de vidro sobreposto com uma representação de milhões e milhões (por metro quadrado) de bolsas de ar de “célula aberta” criadas durante o fabrico. Ao mesmo tempo que o processo de fabrico força o ar no núcleo das fibras de vidro, um agente de ligação previamente introduzido é ativado para formar uma matriz que bloqueia a composição. Isto produz o “carregamento de molas” que está associado com isolamento de lã mineral, permitindo-lhe recuperar a sua forma e espessura após a compressão.

a natureza de célula aberta da matriz permitirá a migração do ar através de seu núcleo, mas a rota é tortuosa e assim a perda de calor devido à convecção é mínima. O princípio em operação é a formação de bolsas de ar tão pequenas que o movimento do ar é levado a uma parada virtual, mas não completa.

um material só será capaz de irradiar calor que é capaz de absorver. Os fios de vidro e os seus ligantes são condutores de calor pobres, por isso a perda de calor através da radiação é considerada negligenciável.O ar seco é um bom gás isolante. Assim, com os produtos de células abertas, se a contaminação do ar do núcleo por vapor de água puder ser evitada (utilizando barreiras de controlo de vapor), as bolsas de ar ultra pequenas irão limitar significativamente o movimento do ar.

produtos de células fechadas

os isolantes de células fechadas incluem produtos como poliestireno extrudido e espumas químicas. A tecnologia de células fechadas utiliza a introdução controlada de gases (agentes de sopro) durante o fabrico que formam uma matriz muito mais densa de células individuais do que a lã de vidro ou EPS. As células são formadas como bolhas do gás cuja condutividade térmica é significativamente menor do que a do ar. Combinar isto com a incapacidade do vapor de água para contaminar prontamente as células, o que proporciona um insulante de desempenho significativamente mais elevado. (NB:: A matriz de alguns isolantes químicos de espuma pode ser suscetível de se decompor ao longo do tempo devido à presença de água ou vapor de água.)

as paredes celulares são extremamente finas, o que limita a condução, mas são estanques aos gases. A densa composição celular limita ainda mais o potencial de movimento do gás, pois só pode mover-se dentro dos limites de sua célula contendo, e não entre as células. Assim como com materiais de células abertas, o processo de transferência de calor de lados quentes para frios é afetado por uma combinação de condução através das paredes celulares e convecção limitada através do gás celular.

a eficiência do material é muito elevada e eficaz na área de uma placa ininterrupta, mas é significativamente reduzida pela má mão de obra no corte e junção de tábuas.

num esforço para melhorar o desempenho a longo prazo, os fabricantes enfrentam produtos de placa de espuma, em particular, com uma camada de folha brilhante. Isto actua para minimizar a contaminação pelo vapor de água, actuando como barreira de vapor, reflectindo simultaneamente a energia radiante de volta ao edifício. A gravação de uma placa revestida com folha de alumínio pode melhorar o controlo do vapor, embora tenha pouco impacto sobre uma junta mal construída que não é consistentemente apertada.

Instalação vs desempenho

> Isolamento fabricantes produzem técnico e promocional, incorporando uma vasta gama de figuras que podem ser confusas, e nem todos os fabricantes de apresentar o seu desempenho no mesmo caminho.

as medidas de desempenho são geralmente baseadas em resultados de testes de laboratório. Estes resultados são aceites em todos os aspectos, por designers de edifícios e pelos órgãos legislativos, tais como autoridades de controlo de edifícios.

no entanto, isto não é o mesmo que um teste no local. Não existem duas situações “no local” que proporcionem exactamente as mesmas condições, pelo que os ensaios só podem ser realizados para estabelecer uma comparação entre diferentes produtos de isolamento, utilizando exactamente as mesmas condições. Como resultado, os fabricantes ilustram o desempenho nas vendas e na literatura técnica, descrevendo a instalação perfeita, onde as juntas são perfeitamente feitas, o isolamento é uniformemente contínuo, e todas as tolerâncias são perfeitas em milímetros. Qualquer pessoa que tenha estado em um local de construção saberá que isso não reflete a realidade.

para este fim, os especificadores podem tomar nota da implementação de avaliações de Negócio Verde. O diktat deve respeitar a “regra de ouro” segundo a qual o custo das medidas de poupança de Energia Propostas não deve exceder as economias projectadas resultantes da utilização de menos energia. Na prática, para garantir isso, os avaliadores Green Deal (GDAs) estão adotando uma linha muito conservadora sobre as economias projetadas, e as economias projetadas envolvendo cálculos de uso de isolamento em 75% dos dados de desempenho do fabricante.

além disso, enquanto os fabricantes de foco no desempenho do produto, o que pode encobrir outras questões que afetam diretamente o desempenho, tais como a especificação de que o correto isolamento do produto dentro do prédio, áreas que são susceptíveis de gerar frio e potencialmente ambiente húmido, por exemplo, sob o piso de vazios.

isolamento e água não se misturam. Todos os tipos de produtos de isolamento serão afectados dentro de um intervalo que vai de insignificante (como poliestireno extrudido (XPS)) a gravemente comprometido (como isolantes de lã). O grau de compromisso estará relacionado com o grau de contaminação. Assim, qualquer ambiente onde o vapor de água possa existir sem ameaça de evaporação rápida e total, ou a presença de gotículas de água físicas por si só, reduzirá o desempenho de isolamento. Uma vez dentro da matriz do isolante, a água irá conduzir a energia que o isolamento está tentando conter. Quanto maior a gota de água, maior a condução.Por exemplo, se uma das faces da cavidade de alvenaria tiver sido exposta à chuva imediatamente antes da instalação do isolante, haverá uma redução no potencial desempenho de isolamento da parede de cavidade completa. Se for permitido que o isolamento fique molhado, o desempenho pode muito bem tornar-se negativo.

sustentabilidade

hoje em dia os especificadores do ambiente construído estão sob pressão crescente; ser mais verde, criar um ambiente com menos carbono e avançar para uma maior sustentabilidade. Os maiores fabricantes de isolamento implementaram medidas significativas para:

• reduzir a dependência das matérias-primas.
• reciclar pré e pós-fabrico.
• reduzir a embalagem e assegurar que a embalagem permaneça reciclável.
• reduzir o consumo de energia na produção e nos transportes.
• têm zero resíduos nas políticas de aterros.

os fabricantes comercializam os seus produtos como “sustentáveis”, partindo do princípio de que os seus produtos de isolamento pouparão muito mais energia/carbono ao longo do tempo de vida da instalação do que o custo de fabrico.

conclusão

os materiais de isolamento dependem da sua composição molecular inerente, para minimizar as três formas de transferência de calor-radiação, condução e convecção. As maiores perdas de calor no edifício são devido ao movimento do ar. Qualquer corpo de ar em movimento extrairá calor de um objeto ou superfície sobre a qual passa. A perda de calor é proporcional à velocidade do ar em movimento, à quantidade de água presente e ao diferencial de temperatura entre a fonte de calor e o ar.

quanto mais rápido o movimento do ar sobre uma fonte de calor, mais rápido a transferência de calor ocorre. A presença de gotículas de água funcionará como um acelerador para este processo, embora o controle sobre a saturação do vapor de água terá geralmente de ser exercido para evitar problemas causados pela condensação.

a condensação pode ser controlada em grande medida, garantindo que o vapor de água no ar está contido no ambiente interno quente. As camadas de controlo do vapor no lado quente do isolamento, selando eficazmente o invólucro à migração para o ar entre zonas quentes e frias, são a solução teórica.

Atual tecnologia de materiais e cuidadosamente monitorado mão-de-obra na montagem desses materiais, pode chegar a perto de zero, o vazamento de ar através de isolados de envelope, e, de fato, da casa passiva design é dependente sobre isso, enquanto o uso de ventilação controlada para remover o ar contaminado, princípios de design que são dependentes de mão-de-obra, a fim de ter sucesso.Ao abordar a construção celular de materiais de isolamento específicos, o objetivo intrínseco é impedir o movimento de gases dentro da matriz do núcleo de isolamento, ao fazê-lo, a perda de calor conseqüente a esse movimento também será reduzida.

embora os produtos de isolamento de “célula aberta”, como a lã, permitam uma migração muito maior de ar através deles, o que limita o seu desempenho, a sua construção flexível proporciona uma vantagem muito maior em termos de controlo de qualidade da obra de instalação. Devido à natureza do material, a junção produz um resultado muito semelhante ao próprio material. Considerando que os produtos de cartão rígidos têm uma penalização onerosa por instalação, a fim de alcançar as normas de precisão de “teste de laboratório” do fabricante em matéria de juntas.

materiais de isolamento com uma composição celular mais densa e autónoma proporcionarão uma condutividade térmica mais baixa (Valor λ) e, por conseguinte, uma resistividade térmica mais elevada (Valor R) A Materiais de “célula aberta” que dependem da manutenção do ar seco dentro dos seus núcleos para o desempenho final.

existem produtos de espuma de células abertas disponíveis que, devido à sua composição Matriz Núcleo têm uma maior condutividade térmica do que seus primos de células fechadas, mas têm vantagens com maior flexibilidade para acomodar o movimento de construção, e qualquer deterioração das paredes celulares não resultará na libertação do conteúdo de gás.

ao especificar produtos de isolamento, o desenhador de edifícios deve considerar o potencial de contaminação da água, a possibilidade de migração de gás dentro da matriz Central e o consequente compromisso de desempenho, que poderia deteriorar-se ainda mais ao longo da vida do edifício, invisível e não controlado.

existem tecnologias de melhor desempenho no mercado com “aerogels” e “painéis evacuados”, mas o desempenho depende dos mesmos princípios de transferência de calor, e por enquanto tem um nicho de especificação limitado, permanecendo em grande parte custo proibitivo para a grande maioria das aplicações.Este artigo foi originalmente escrito por Mark Wilson MCIAT, com direitos autorais transferidos para Henry Stewart Publications para fins de publicação. Foi o vencedor do nosso Concurso de artigos apoiado pelo Instituto de construção em junho de 2013.

a longer version of the article was first published in Journal of Building Survey, Appraisal & Valuation, Volume 2 Number 1, April 2013, published by Henry Stewart Publications, London.

artigos relacionados com a concepção de edifícios Wiki

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• Documento aprovado D.
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• Celotex RS5000 PIR isolamento.
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• condensação.
• condução.
• Conventions for U-value calculations (2006 edition) BR 443.
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• Fundação para o chão de Garrafa De Vidro.
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• U-value conventions in practice: Worked examples using BR 443.