Notiuni de baza
Izolatia este una dintre acele tehnici ominiprezente, care ne influenteaza mereu munca, activitatile sociale si domestice si totusi, de cele mai multe ori, abia o observam. Izolatia este un produs pasiv; odata instalat functioneaza eficient, in liniste si in mod continuu, de obicei nu se afla la vedere, ci este inclusa intr-un element de constructie. Drept urmare, de multe ori ii este acordat un nivel de importanta mult mai mic decat adevarata sa valoare.
Izolatia este un element esential atunci cand este analizata proiectarea unor noi cladiri, fabrici, echipamente sau procese. Inca din aceasta faza trebuie selectate specificatiile corespunzatoare, deoarece orice erori in ceea ce priveste grosimea, tipul sau detaliile de aplicare pot fi foarte scumpe sau imposibil de rectificat ulterior.
De ce sa izolam?
Izolatia este utilizata din numeroase motive – iata doar cateva dintre acestea:- Pentru a respecta prevederile obligatorii din legislatie (de ex. Reglementari pentru Constructii)
- Pentru a reduce pierderea/aportul de energie si deci consumul de energie
- Pentru a spori nivelul de confort
- Pentru a reduce costurile de functionare
- Pentru a reduce poluarea (gaze cu efect de sera, ploi acide)
- Pentru a asigura controlul fenomenului de condens
- Pentru a reduce riscul de inghet
- Pentru a reduce capacitatea centralei termice
- Pentru a controla temperatura proceselor
- Pentru a controla temperatura suprafetelor
- Pentru a asigura corectii acustice & controlul zgomotului
- Pentru a asigura protectie impotriva incendiilor
Izolarea termica
Materialul utilizat pentru izolarea termica este un material care „frustreaza” fluxul de caldura. Acesta incetineste rata pierderii de cladura a unei suprafete fierbinti si incetineste rata de aport de caldura a unui corp rece . Izolatia nu poate impiedica complet pierderea sau aportul de cladura.
Izolatia in sine nu genereaza caldura, dar este calda la atingere deoarece rata de pierdere a caldurii din mana dumneavoastra este incetinita. Caldura este generata de corpul dumneavoastra. In acelasi mod, pierderea de caldura din cladiri este incetinita prin utilizarea izolatiei, iar acest lucru poate fi folosit pentru:
- Reducea cantitatii de sisteme de incalzire aplicata initial (sisteme de incalzire mai mici, utilizarea redusa a sistemelor de incalzire), avand ca rezultat economisirea energiei, reducerea costurilor & a poluarii
- Cresterea temperaturilor interne (cresterea nivelului de confort, controlul condensului, controlul inghetului)
- sau o combinatie intre cele doua
Majoritatea materialelor izolante includ o componenta solida care formeaza o matrita ce capteaza bule de aer nemiscat. Acest aer nemiscat este de fapt cel care realizeaza izolatia. Aceste bule mai sunt denumite si goluri sau celule. Unele produse sunt formate prin utilizarea unui gaz inert pentru a crea bule intr-o matrita topita, iar in aceste cazuri celulele sunt umplute cu gaz inert si nu cu aer.
Principiile izolatiei
Transferuri de caldura
Atunci cand o suprafata fierbinte este inconjurata de o zona mai rece, va avea loc un transfer de caldura pana cand ambele ajung la aceeasi temperatura. Acest transfer de caldura are loc printr-un sau mai multe dintre urmatoarele 3 metode :
1. Conductie
Un proces prin care un flux de caldura este transportat molecular de-a lungul sau printr-un material sau de la un material la altul.
Conductia presupune contactul dintre 2 materiale pentru ca transferul de caldura sa aiba loc. Poate avea loc in substante solide, lichide sau gazoase.
2. Convectie
Un proces care poate avea loc numai in lichide sau gaze si care implica o modificare a densitatii lichidului sau gazului rezultata din modificarea temperaturii.
Daca se afla in contact cu o substanta solida, pierderea de caldura va avea loc initial prin contact direct (conductie) dar modificarea de densitate rezultanta a lichidului sau gazului provoaca deplasarea acestuia si aparitia unui flux continuu (sau convectie).
Convectia fortata are loc atunci cand gazul sau lichidul este deplasat cu o viteaza accelerata prin metode artificiale (ca de exemplu prin vant). In aceste cazuri rata transferului de caldura creste simtitor.
3. Radiatie
Un proces prin care caldura este emis si transmisa prin spatiu ca energie. Nu necesita contact sau existenta unui mediu precum aerul pentru transfer si are loc usor si in vid. Toate corpurile emit energia radianta si rata de admisie este guvernata de diferenta de temperatura, distanta si capacitatea de emisiune a suprafetelor.
Cum functioneaza izolatia?
Pentru a functiona eficient, izolatia trebuie sa limiteze fluxul de caldura prin oricare din, preferabil prin toate cele trei metode de transfer al caldurii. Majoritatea materialelor izolante (dar nu toate) reduc convectia si conductia corespunzator datorita faptului ca au o structura celulara. Componenta de radiatie este redusa prin absorbtia in corpul materialului izolator si poate fi si mai mult redusa prin aplicarea unei folii stralucitoare pe fata exterioara a produsului.
Pentru a reduce transferul de caldura prin conductie, materialul izolant trebuie sa contina un raport scazut de volum solid fata de volumul de gol. In plus, matrita cu perete subtire, matrita discontinua si matrita cu punct de contact minim prezinta toate avantaje. Conductia din spatiile goale poate fi si mai mult redusa prin utilizarea de gaze inerte in loc de aer nemiscat.
Pentru a reduce transferul de caldura prin convectie, materialul izolant trebuie sa aiba o structura celulara si un continut mare de gol. Celulele sau golurile mici inhiba convectia care are loc intre ele si sunt mai putin dispuse la transferul de energie catre celulele invecinate.
Pentru a reduce transferul de caldura prin radiatie, izolatia trebuie amplasata foarte aproape de suprafata calda. Radiatia poate sa penetreze un material cu celule deschise, dar este imediata absorbita in matrita imediat urmatoare si energia este transformata in flux de caldura de conductie sau convectie.
Parametrii
Conductivitate termica (λ)
Defineste capacitatea unui material de a transmite caldura, astfel incat cu cat valoarea este mai mica, cu atat performanta este mia buna. Numita lambda, se masoara in numarul de watti pe metru patrat al suprafetei pentru o diferenta de temperatura de un kelvin per unitate de grosime a unui metru (W/mk). Pentru Directiva pentru produse de constructie si clasificarea CE, termenul lambda 90 :90 este utilizat, ceea in ce inseamna un tratament special al rezultatelor. Cu toate acestea, in constructii, materialele nu sunt utilizate ca unitate de grosime a unui metru, si de aceea este utilizata o alta unitate de masura a performantei, cunoscuta ca valoarea R.Rezistenta termica (R)
Defineste capacitatea unui material de a rezista la fluxul de caldura, astfel incat cu cat valoarea este mai mare, cu atat performanta este mia buna. Denumita valoarea R, este calculata prin impartirea grosimii (in metri) la conductivitatea termica (l90:90). Pentru Directiva pentru produse de constructie si clasificarea CE este utilizat termenul R90:90. Aceasta nu este numai rezultatul utilizarii l90:90 in calcul, dar necesita rotunjirea pana la cel mai apropiat 0.05.
Exemplu: 170mm vata Crown valoare R =0.170/0.044
= 3,86
= 3,85 (zaokrąglone do dołu)
Coeficient de transfer termic (U)
Defineste capacitatea unui element de structura de a transmite caldura in conditii stabile, astfel incat cu cat valoarea este mai mica cu atat performanta este mai buna. Aceasta masoara cantitatea de cladura ce va trece printr-o unitate de suprafata intr-o unitate de timp per diferenta de temperatura dintre doua medii separate de un element de structura. Denumita valoarea U, este calculata ca reciproca valorii R (adica 1/R).