Termoizolacje nowych generacji w budynkach

Transkrypt

Termoizolacje nowych generacji w
budynkach zeroenergetycznych
Spotkanie informacyjne: „Dom zeroenergetyczny – fakty i mity”
Działanie w ramach Projektu „Zarządzanie, wdrażanie i monitorowanie Regionalnej
Strategii Innowacji Województwa Śląskiego”
Poddziałanie 8.2.2. PO KL
Zabrze, 14 grudnia 2012
Pojęcia podstawowe i Definicje
materiałami do izolacji cieplnej nazywamy te materiały,
które chronią pomieszczenia mieszkalne, budynki użyteczności
publicznej i przemysłowe, a także różne urządzenia
(np. kotły parowe, autoklawy, przewody na parę itp.)
od strat ciepła…
Materiały do izolacji cieplnej, można uznać za takie które
charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła  < 0,2 W/mK ?
Podział materiałów izolacyjnych
Materiały do izolacji cieplnej
Organiczne
Nieorganiczne
Biodegradowalne
Trudne do utylizacji
Materiały HI – Tech
Definicje podstawowe
Podział materiałów termoizolacyjnych pod względem
pochodzenia :
ORGANICZNE
składające się z odpowiednio przygotowanych części roślinnych
lub porowatych mas plastycznych.
- materiały torfowe (proszek torfowy, płyty torfowe),
- płyty pilśniowe,
- płyty wiórowo - cementowe lub wiórowo - magnezjowe,
- płyty ze słomy i z trzciny,
- płyty paździerzy lnianych i konopnych,
- płyty drzewne, korkowe i z kory sosnowej,
- maty i płyty z wełny owczej,
- materiały nasypowe z celulozy.
Termoizolacyjne materiały organiczne
Płyty pilśniowe  = 0,18 W/mK
Płyty ze słomy  = 0,18 W/mK
Płyty korkowe  = 0,18 W/mK
HOMATHERM woodFlex®
Płyty drzewne λD = 0,040 W/mK,
Thermafleece PB20 –
Maty z wełny owczej 60%
modyfikowane polyestrem
/włókna z odpadów/
λD ≈ 0,065 W/mK
Sztywne płyty z odpadów zrębkowych
Deklarowana przewodność cieplna: D= 0,043 W/mK;
Średni, pomierzony współczynnik przewodzenia ciepła =0,062 W/mK
Mata z włókien konopi /Konopie 83-87%, 10-12% Bikofasern, 3-5% sód./
D = 0,040 W/mK /ThermoHanf/
Średni pomierzony współczynnik
przewodzenia ciepła =0,045 W/mK
Definicje podstawowe
NIEORGANICZNE
Otrzymane z surowców mineralnych (skały, cementy, szkła, żużle itp.).
- wełna żużlowa i wyroby z niej, ( praktycznie nie stosowane obecnie)
- wełna skalna i wyroby z niej,
- przędza ,wata i wełna szklana oraz wyroby z nich,
- szkło piankowe,
- wyroby azbestowe, (wycofane z użytkowania!!!),
- wyroby termalitowe,
- wyroby ze spienionego poliuretanu (pianki PIR i PUR),
- wyroby z polistyrenu spienionego, styropiany
(ekspandowane i ekstrudowane),
- wyroby kompozytowe
izolacje transparentne
Izolacją transparentną (TI-transparent insulation) nazywa się strukturę,
której konstrukcja umożliwia przenikanie promieniowania słonecznego,
przy jednoczesnym ograniczeniu strat ciepła do otoczenia na drodze konwekcji i
radiacji w zakresie promieniowania długofalowego (cieplnego) oraz przewodzenia
STRONA
WEWNĘTRZNA
STRONA
ZEWNĘTRZNA
Promieniowanie
słoneczne
Ciepło
użytkowe
Strata
ciepła
Odbite
promieniowanie
słoneczne
Czarna
powierzchnia
absorbera
Masywna
przegroda
Promieniowanie
z izolacji
transparentnej
Źródło:
izolacje transparentne
Na skalę techniczną produkowane są obecnie trzy rodzaje
materiałów transparentnych :
-struktury komórkowe lub kapilarne z poliwęglanów, osłonięte od
zewnątrz cienkim tynkiem ze szklanych kuleczek.
- granulat z aerożelu lub nanaożelu krzemionkowego umieszczany
między dwoma szybami lub płytami z poliweglanu
-szyby zespolone wypełnione kryptonem (trójszybowe),
Źródło:
izolacje transparentne z bliska – struktura kapilarna
okres zimowy
okres letni
Izolacja Transparentna – struktura kapilarna- odmiany –TI i TWD
- TI zespolona z absorberem, szczelina powietrzna, warstwa akumulująca;
- TI, szczelina powietrza, absorber utworzony na powierzchni warstwy akumulującej;
- TI, absorber, warstwa akumulująca.
Źródło:
Izolacja Transparentna – struktura kapilarna
Transparent Insulation
OKALUX – panele typu KAPILUX-TWD
1 - Tynk szklany, lub panel
2 - Płyta kapilarna ( 1 , 2,…)
3 - Panel wewnętrzny
Wymiary są ograniczone do minimum 100 x 100 cm i
maksymalnie 200 x 200 cm.
Źródło:
Izolacja Transparentna – struktura kapilarna- właściwości /przykładowe/
ETICS – System /StoSolar
Źródło:
Izolacja Transparentna – struktura kapilarna- przykłady zastosowania
System StoSolar
Multifamily dwelling Lohmühlenpark, Hamburg
Źródło:
System StoSolar
Rural single family house
System StoSolar
Commercial building Federlechner,
Karlsruhe
Źródło:
Low energy building fasada zachodnia
Stutensee-Blankenloch
System StoSolar
Źródło:
Youth Hostel Windberg; fasada południowa z panelami TI
Architekt: Thomas Herzog
Źródło:
Izolacja Transparentna – struktura kapilarna- System hybrydowy
Działanie TI w warunkach Polskich - Gliwice
1
Qd
2
Qu1
3
4
5
Qstr
Qu2
1 – izolacja transparentna, 10 cm;
2 – absorber,
3 – tynk cementowo-wapienny, 3 cm;
4 – rura miedziana, Ø15 mm;
5 – cegła betonowa prasowana, 25 cm;
6 – cegła betonowa prasowana, 38 cm.
źródło
: dzięki uprzejmości dr inż. B. Wilk i dr inż. J. Belok
czerw iec
lipiec
sierpień
w rzesień
październik
listopad
grudzień
35
30
25
20
15
10
5
Przegroda 1
pow_zewn.
zewn_pow_ściany
pow_absorbera
1/2_grubości_ściany
wewn_pow_ściany
0
pow_wewn.
Średnie dobowe temperatury [oC]
40
źródło
Przebieg zmienności współczynnika przenikania ciepła U W/(m2K)
- średnie narastające w czasie dla przegrody TI.U-2_s1
U-2_s3
Współczynnik przenikania
ciepła [W/m 2K]
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1
2
3
4
5
Czas [doba] / przegroda 2
źródło
6
7
Izolacja Transparentna – jak to policzyć ?
1 d dT I
U    eq  Ri  Re
R T λ λT I
współczynnik pozyskania =
- współczynnik przenikania
UTI = - U
Współczynnik pozyskania ciepła U TI
4,50
4,00
q
UTI [W/(m2 K)]
3,50
zi
 TI  α  Ic
3,00
Warszaw a
2,50
Katow ice
2,00
Suw ałki
qsi = 1/RT * t *24*ni
Z.Góra
1,50
1,00
UTI = (qi/ti)/9
0,50
0,00
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
Izolacja Transparentna – jak to policzyć ?
Dla izolacji transparentnej typu Sto Therm Solar można stosować t.zw wzór Wosa:
Ueq = - 0,2866 (Ic/Ti-e)+0,6219
Obliczenia własne
Wspólczynnik pozyskania ciepła
wg.wzoru Vosa
3,000
2,500
W/(m 2K)
2,000
1,500
1,000
0,500
0,000
N
NE
E
SE
S
Strony świata
SW
W
NW
Izolacja Transparentna – efekty zastosowania
Przyjęto powierzchnie izolacji transparentnej ATI=3 m2
ściana południowa, niewielki dom jednorodzinny
142,7
146,8
135,3
140
[kWh/m2rok]
Wartość wskażnika EP
160
153,7
180
170,3
Zależność EP od współczynnika przenikania ciepła
U dla ściany zewnętrznej
Ściana j.w. u=0.5 [W/m2K], W.T.
2002r
Ściana jednorodna, rzeczywista
U=0,36 [W/m2K]
120
100
Ściana j.w., U=0.30 [W/m2K], W.T.
2008
80
Ściana j.w. z izolacją transparentną
60
40
Ściana j.w., U=0,20 [W/m2K]
20
0
Wielkość współczynnika U [W/m2K]
Izolacja Transparentna – aerożel - właściwości /przykładowe/
- niska przewodność cieplna:  = 0,018 W / mK,
- wysoka przepuszczalność światła: do 80%,
- dobre własności akustyczne,
- odporne na działanie UV,
- odporność na wilgoć i działanie pleśni bakterii itp., /aseptyczny/,
- nie palny (EN 13501-1, Klasyfikacja B, s1, 0),
- waga ok. 70-100 kg / m 2.
MATERIAŁY HI-TECH: AEROŻEL
 materiał będący rodzajem sztywnej piany o wyjątkowo małej gęstości,
składający się w 90-99,8 % z powietrza, resztę stanowi żel tworzący
nanostrukturę
Warstwa refleksyjna IR
stosowany jako granulat w
przestrzeniach
międzyszybowych
Szkło
Szkło
Źródło: Green Building Elements
Izolacja Transparentna – nanożel- właściwości /przykładowe/
Izolacja Transparentna – nanożel- właściwości /przykładowe/
Panele WACOTECH
z żelem krzemionkowym
Szerokość: max. 1250 mm
Długość: max. 3 m
Grubość: 20 - 150 mm
Źródło :
MATERIAŁY HI-TECH: AEROŻEL
 SPACETHERM – laminat z
aerożelem o wysokiej izolacyjności
termicznej (λ = 0,013 W/mK)
 porównanie izolacyjności
termicznej materiałów tradycyjnych
i Spacetherm
 montaż paneli może być
realizowany podobnie jak płyt
gipsowo-kartonowych
Szkielet drewniany
Z cegły pełnej
Z cegły pełnej z pustką
Z cegły pełnej z izolacją
Źródło: www.spacetherm.com
Izolacja Transparentna – nanożel i szyby zespolone właściwości
Nachylenie izolacji TI względem pionu
Izolacja Transparentna – aerożel i nanożel - przykłady zastosowania
Twocatcher
Dreispitz
Basel
Phyarmacy
Nanogel – Roof
Źródło:
www.scobalit.ch
SUPERIZOLACJA
VIP
IZOLACJE PRÓŻNIOWE - VIP
Źródło: ZAE BAYERN
IZOLACJE PRÓŻNIOWE - VIP
MATERIAŁY HI-TECH
W 1990 ROKU firma Degussa/Hanu
Wyprodukowała izolacje próżniową
typu VIP z elementów krzemionki o
właściwościach :
 = 200 kG/m3
 =0,006 – 0,007 W/mK
Jako „opakowanie” posłużyła
Folia Al.-foil 12 m
MATERIAŁY HI-TECH: IZOLACJA PRÓŻNIOWA (VIP)
Całość zamknieta jest w
specjalnym laminacie Al-foil
i kontrolowana przez
wbudowany sensor
W 2006 roku firma Owens Corning
Produkuje izolacje VIP „Aura” o
Następujących parametrach :
 = 240 kG/m3
 = 0,002 W/mK
Jak to działa ?
Materiał na bazie mikrokrzemianów ( silica kernel) pod ciśnieniem – stale
kontrolowanym- 0,05 bar
Jak to działa ?
Jak to działa ?
Suche środowisko
Wilgotne środowisko
Trwałość izolacji – zmiana własności w czasie
WŁAŚCIWOŚCI
Długość jednego z boku w kształcie kwadratowych paneli
cegła wapienno-piaskowa + 3 cm VIP + okładzina
 kilkukrotnie lepsza izolacyjność termiczna od
tradycyjnych materiałów izolacyjnych (przewodność
cieplna λ na poziomie 0,005 – 0,006 W/mK),
Zewnętrzna folia
wielowarstwowa
Rdzeń krzemianowy
Osłona rdzenia
Źródło: www.vip-bau.ch
Gwarantowany okres eksploatacji powyżej 60 lat
Źródło:
Źródło:
SZCZEGÓŁY POŁĄCZEŃ
POŁĄCZENIE STROPU
ZE ŚCIANĄ ZEWNĘTRZNĄ
COKÓŁ
PODSUMOWANIE –
czyli co będziemy proponowali jako izolację cieplną za kilka ? lat …
Izolacje cieplne z materiałów nieorganicznych /pianki PUR, wełna, styropian/
o zmodyfikowanych i ulepszonych właściwościach technicznych,
0,04 W/mK << 0,03 W/mK
Izolacje cieplne z materiałów organicznych – odnawialnych
celuloza i pochodne ( drewno, kora…), spreparowane włókna roślinne (len, konopie, itp.)
w postaci płyt, mat i materiałów zasypowych. Odporne na korozję, o stałych
parametrach mechanicznych, odporne na wilgoć, wodę i zanieczyszczenia powietrza.
0,06 W/mK << 0,05 W/mK
Materiały typu HI-TECH – o dowolnych kształtach, łatwym sposobie montażu,
tanich w wytwarzaniu i eksploatacji…
≈ 0,002 W/mK
a może…
ŁĄCZENIE MATERIAŁÓW NATURALNYCH I HI-TECH
+
TOMASZ STEIDL
[email protected]
=

Termoizolacje nowych generacji w budynkach

Transkrypt

Podobne dokumenty