Selv børn lærer princippet om varmeisolering ved hjælp af termokolber. Fra et teknisk synspunkt er dette vakuumisolering uden støttekerne. Kandeens isolerende effekt er baseret på en dobbeltvægget beholder, trykket i vakuumet mellem dets vægge er en milliontedel af det normale atmosfæriske lufttryk, hvis gennemsnitlige værdi er omkring 1 bar ved havoverfladen. Vakuumisoleringselementer fungerer på samme måde, men har en porøs støttekerne indeni og kræver derfor væsentligt mindre gastrykreduktioner.
Tabel 1: Termisk ledningsevne for vakuumisolering og konventionelle isoleringsmaterialer
| Isolationsmateriale | Varmeledningsevne i W / (m2K) |
|---|---|
| Vakuumisoleringspanel | 0,002-0,008 |
| Vakuumisoleringspanel (hvis vakuumet er beskadiget) | 0,018-0,02 |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 |
| Mineraluld (glas, stenuld (€ 27,50 hos Amazon *)) | 0,032-0,040 |
| Polystyren (EPS, XPS) | 0,035-0,045 |
| Træfiber | 0,04-0,055 |
| Calciumsilikat | 0,065 |
Vakuumisolering - ekstrem lav varmeledningsevne, maksimal isoleringsevne
En porøs understøtningskerne lavet af mineralsk eller syntetisk materiale er placeret under den gas-uigennemtrængelige skal af vakuumisoleringselementer. Dens opgave er at absorbere lufttrykket og begrænse gaspartiklernes frie vej. Porerne i en sådan støttekerne er kun få 100 nanometer (nm) i størrelse, og trykket i et sådant isolationspanel er en hundrededel af det atmosfæriske tryk. På grund af deres funktionsprincip - sænkning af gastrykket - reducerer vakuumisolering varmeledningen gennem luften til et absolut minimum. Dette muliggør opnåelse af ekstremt lav varmeledningsevne og meget lave isoleringstykkelser.
Former for vakuumisolering
For få år siden var vakuumisolering i den videnskabelige testfase. Der findes nu to forskellige former for vakuumisolering på markedet:
- Vakuumisoleringspaneler (VIP): Vakuumisoleringspaneler kan være fem til ti gange tyndere end noget konventionelt isoleringsmateriale med den samme varmeoverførselskoefficient (U-værdi). De første VIP-prototyper er blevet brugt i byggeprojekter siden midten af 1990'erne. Forskning i dag fokuserer på kvalitetskontrol og kvalitetssikring samt yderligere forbedring og kommercialisering af tilsvarende teknologier. Varmeledningsevnen (?) For VIP'er er i området fra 0,002 til 0,008 W / (mK).
- Vakuumisoleringsglas (VIG): VIG'er er dobbeltruder, hvor termokolbens princip bruges til varmeisolering af vinduesoverflader. Der er et vakuum i rummet mellem de to ruder. Dette resulterer i en meget slank systemstruktur med en tykkelse på mindre end 10 mm. U-værdien for VIG'er er 0,5 W / (m2K). Til sammenligning: ruderne, der ofte bruges i passive huse, er 28 til 44 mm tykke med en U-værdi på 0,6 til 0,7 W / (m2K). Den industrielle produktion af VIG'er er stadig stort set i sin barndom.
Standardisering og godkendelse af vakuumisolering
Der er i øjeblikket ingen almindeligt anerkendte tekniske regler eller standarder for vakuumisolering. Derfor kræves individuel bygningsinspektionsgodkendelse til deres brug.
Producent af vakuumisolering
Indtil videre tilbyder kun få producenter vakuumisolering.
I Tyskland er det for eksempel virksomhederne va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec og Vacu-Isotherm. Indtil videre er vakuumisoleringsglas hovedsageligt blevet tilbudt af nogle asiatiske producenter.
VIG-systemer fra det danske firma Velux og Brandenkreis Flachglas GmbH er blandt dem på det tyske marked.
tips og tricks
Lavenergi- eller passivhuse kræver særligt højtydende varmeisolering - med konventionelle isoleringsmaterialer er isoleringstykkelser på op til 40 cm nødvendige for at opfylde disse standarder. Vakuumisolering kan her være et effektivt, pladsbesparende og økonomisk alternativ. Den maksimale krævede isoleringstykkelse til vakuumisolering er 1/8 til 1/10 af denne værdi.
Installationsvarianter af vakuumisolering
Konventionelle isoleringsmaterialer købes normalt i form af standardmaterialer og skæres i størrelse på stedet. Ved brug af vakuumisoleringspaneler skal det i planlægningsfasen besluttes, om standardelementer kan anvendes, eller om bygningen skal måles. Som standard tilbydes VIP'erne i tre forskellige formater -
Ubeskyttede / udækkede VIP'er
De første vakuumisoleringspaneler på markedet havde ingen særlig overfladebeskyttelse. De spiller også en relevant rolle i byggeriet i dag. Fordelene ved denne variant er den særligt tynde form og den generelt ukomplicerede udskiftning af defekte VIP'er.
Skjulte VIP'er
Laminer øger panelernes robusthed og tilpasser dem bedre til bestemte anvendelsesområder. Lamineringen finder sted på begge sider. Tyndt lagt konventionelle isoleringsmaterialer eller varmeisolerende komposit-systemer (ETICS) bruges ofte som materialer. I tilfælde af isolering indvendigt og på gulvet kan vægbeklædningen på rumsiden eller yderligere støjisolering samtidig få en laminering.
VIP'er integreret i komponenter
Vakuumisoleringspaneler integreret i komponenter fås som forudstøbte betondele, sandwichpaneler eller isoleringsglaskomponenter. Der er også individuelle komponenter - for eksempel vinduer, døre og rulleskodder med integreret vakuumisolering. Et klassisk anvendelsesområde for sådanne vakuumisoleringselementer er gardinvægge - uigennemsigtige (lysgennemtrængelige) og gennemsigtige komponenter kombineres i et ensartet monteringssystem. Med disse komponenter kan vakuumet ikke længere kontrolleres bagefter, da der ikke er fri adgang til panelerne efter montering.
Anvendelsesområder for vakuumisolering
Med undtagelse af perimeterisolering kan vakuumisolering bruges i alle områder af bygningen og til alle typer isolering. De er velegnede til både nye bygninger og gamle bygningsrenoveringer. Bygningerne opfylder således standarden for et lavenergi- eller passivhus. Om nødvendigt kan vakuumisolering supplere konventionel isolering i særlige problemområder i bygningen.
Materielle krav til vakuumisolering
Vakuumisoleringspaneler opnår deres isoleringsevne ikke gennem materialets styrke og beskaffenhed, men gennem en yderligere reduktion i isoleringsmaterialets termiske ledningsevne ved hjælp af et vakuum. Materialer, der kan bruges som kernen i vakuumisolering, skal opfylde nogle grundlæggende krav:
- Evakuerbarhed: For at et vakuum skal være muligt, skal materialet have en helt åben struktur.
- Den lavest mulige samlede varmeledningsevne
- Densitet: Fyldningsmaterialet til VIP'er skal være i stand til at modstå konstruktionens mekaniske kompressionskræfter. Med den samme type materiale kræver dette en højere densitet sammenlignet med konventionelle, ikke-evakuerede isoleringsmaterialer.
Vakuumets kvalitet
Vakuumkvaliteten - graden af sænkning af gastrykket i panelet - afhænger af materialernes porestørrelse. Finere porer stiller lavere krav til vakuumkvaliteten. Afhængigt af materialet reduceres gastrykket til værdier mellem 0,1 og 20 mbar - det respektive vakuumtryk skal kunne opretholdes under hele brug af panelerne. Dette resulterer i specifikke krav til tætheden af panelernes skal.
Kernematerialer
Som materialer til kernen af vakuumisoleringspaneler kommer polymerskum med åbne porer (specielle polystyrener), glasfibre, aerogeler og pyrogen silica i form af bulk eller pellets i tvivl. I tilfælde af skum og glasfibre skal vakuumtrykket være mindre end 1 mbar; i tilfælde af særligt findelte aerogeler eller pyrogene silicaer (ilt syrer i silicium) er et gastryk på mellem 10 og 50 mbar tilstrækkeligt til i vid udstrækning at undertrykke varmeledning.
Valg af materiale: I byggepraksis anvendes pyrogene silicaer ofte
Valget af materiale til vakuumisoleringspaneler afhænger af anvendelsen og kuvertens fysiske egenskaber. Generelt er panelerne relativt følsomme - hvis det er beskadiget, ødelægges vakuumet. Pyrogene silicaer anvendes derfor særlig ofte som vakuumisolering. Selvom vakuumisolationen fejler fuldstændigt, opnår de kun en varmeledningsevne på 0,018 til 0,2 W / (mK) og isolerer således ca. dobbelt så godt som konventionel isolering. Derudover er der andre positive egenskaber ved silicaer som bygnings- og isoleringsmaterialer: De er ikke brandfarlige, let genanvendelige, toksikologisk uskadelige og har en høj evne til at absorbere vanddamp, der diffunderer gennem skallen i små mængder, selv med VIP'er.På grund af deres materialegenskaber som et nanostruktureret pulver kan de også presses i ark særligt godt.
Skal materialer
De vigtigste krav til materialerne til indkapsling af vakuumisoleringspaneler er gastæthed og lav varmeledningsevne. Graden af deres damptæthed har indflydelse på panelernes levetid og er også vigtig af strukturelle grunde, da denne form for varmeisolering også fungerer som en dampspærre. Derudover skal dækslet være robust nok til at modstå mekaniske belastninger. Den krævede gastæthed opnås i kombination med kernematerialer, såsom skum eller fibre, kun af aluminium, rustfrit stål og glas. I praksis består VIP'ernes skaller normalt af kompositfolier af aluminium, folier eller ark af rustfrit stål samt flerlagsplastik med høj barriere med flere aluminiumsaflejringer.Panelernes belægning er ikke identisk med lamineringer, der fremmer robusthed.
Brandbeskyttelsesegenskaber
Uklædte vakuumisoleringspaneler er generelt klassificeret som B2-byggematerialer og dermed som normalt brændbare / brandfarlige, så de må kun bruges i bygningskonvolutten i en højde på syv meter. Tilsvarende lamineringer muliggør klassificering som ikke-brandfarlig eller næppe brandfarlig (byggemateriale klasse A1, A2, B1) og dermed ubegrænset brug.
Levetid for vakuumisolering
Vakuumisoleringselementer ældes, når gennemtrængende gasser øger deres varmeledningsevne over tid. I hvor høj grad barriereeffekten af skallen og forseglingssømmene mod vanddamp og gasser falder afhænger af de respektive miljøforhold - især temperaturbelastningen på panelerne. Laboratorietest og simuleringer over flere år viser en ubegrænset isoleringsevne i mindst 25 år.
Tabel 2: m2 omkostninger til vakuumisolering og konventionelle varmeisoleringsmaterialer
| Isolationsmateriale | Omkostninger pr. M2 (EUR) |
|---|---|
| Vakuumisoleringspanel | fra 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Mineraluld (glas, stenuld) | 10-20 |
| Polystyren (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Træfiber | 40-50 |
| Calciumsilikat | 80 |
Vakuumisoleringsomkostninger
Sammenlignet med konventionelle isoleringsmaterialer medfører vakuumisolering betydeligt højere omkostninger. Bygherrer, der ønsker at isolere et lavenergi- eller passivhus, kan stadig drage fordel af denne type isolering - blandt andet procesens teknologiske overlegenhed, lave energiomkostninger og gevinsten i det anvendelige område af bygningen har en positiv effekt. Under hensyntagen til disse faktorer kan vakuumisolering være mere økonomisk end konventionel varmeisolering. Prisen på vakuumisoleringsmaterialer afhænger af materialerne i isoleringskernen og skallen, specialfremstillede produkter medfører naturligvis ekstra omkostninger. Den nedre prisgrænse for vakuumisolering er omkring EUR 225 pr. M2. Dog kan skræddersyede produkter koste betydeligt mere end EUR 1.000 pr. M2.
Offentlig finansiering
Med et byggetilskud eller et lavrentelån fra KfW kan isoleringsforanstaltninger altid subsidieres, hvis minimumskravene i energibesparelsesforordningen (EnEV) 2014 - dvs. varmeoverførselskoefficienten (U-værdi) på 0,24 W / (m2K) - ikke er opfyldt. Med vakuumisolering gives forudsætningerne for finansiering automatisk, forudsat at isoleringstypen og effektiviteten bekræftes af ekspertudtalelsen fra en professionel energikonsulent.
tips og tricks
Installation af vakuumisolering må kun udføres af faguddannede specialister. Det er ideelt, hvis det erhvervsvirksomhed, der udfører arbejdet, allerede har kontrollerbar erfaring med planlægning og installation af vakuumisolering. Præcise retningslinjer gælder for installation af VIP'er, som skal overholdes.
