RP-Energie-Lexikon - panou termoizolant, panouri termoizolante, termoizolant, principiu funcțional,

Acronim: VIP = panou izolant sub vid

Definiție: un panou termoizolant care folosește principiul izolației termice sub vid

Creație originală: 29.09.2016; ultima modificare: 08.05.2020

Diferite tipuri de panouri izolante sunt utilizate în scopuri de izolare termică; Un tip deosebit de eficient este panourile izolante sub vid, cunoscute și sub numele de panouri izolante sub vid. Se bazează pe principiul izolației sub vid, care permite coeficienți de transfer de căldură foarte mici, în ciuda unei grosimi mici a stratului.

Principiul funcțional și structura panourilor izolatoare sub vid

Ideea de bază a izolației sub vid este că conducerea căldurii nu este posibilă în vid, adică poate fi în principiu prevenită cât mai mult posibil de o cavitate evacuată. Cu toate acestea, nu ar funcționa, de exemplu, să proiectăm pur și simplu o placă cuboidă în așa fel încât să reprezinte doar o cavitate fără aer cu un perete subțire - din două motive:

Efectul de izolare termică nu ar fi deosebit de bun chiar și cu un vid foarte bun, deoarece căldura ar putea fi transferată între pereții exteriori sub formă de radiație termică. (Nu există materiale cu emisivitate exact zero, iar radiația termică = lumina infraroșie poate trece cu ușurință prin vid.)
O problemă practică ar fi și stabilitatea mecanică, deoarece o astfel de placă este expusă la forțe foarte mari datorită presiunii externe a aerului care nu este compensată de o contrapresiune, de exemplu a unei cavități umplute cu aer. La o presiune atmosferică normală de aproximativ 1000 hPa, apare o forță corespunzătoare greutății de 10 tone pe metru pătrat de suprafață a plăcii, pe care o placă nu foarte stabilă o poate impresiona cu ușurință.

Aceste probleme sunt rezolvate de faptul că un panou de izolație sub vid nu conține pur și simplu o cavitate mare fără aer în interior, ci un așa-numit miez de susținere, care constă dintr-un material cu pori deschisi și este închis de un sistem de înveliș de înaltă densitate. Nucleul de asistență trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Coeficientul de transfer de căldură (valoarea U) rezultat în cele din urmă al unei plăci de izolare sub vid conține două contribuții: unul din materialul solid, care este determinat de conducerea căldurii în material și de radiația termică prin pori și unul care depinde de presiunea aerului din pori. A doua contribuție poate fi mult redusă prin reducerea acestei presiuni a aerului (adică printr-un vid cât mai bun posibil). Cu toate acestea, nu aveți nevoie de un vid perfect pentru asta. O placă de izolare sub vid are o așa-numită presiune cu jumătate de valoare, definită ca presiunea aerului la care partea dependentă de presiune a transportului de căldură este la jumătate mai mare decât cu presiunea normală a aerului. În practică, este suficient un vid de calitate la care presiunea de aer rămasă este semnificativ mai mică (de exemplu de zece ori mai mică) decât această presiune de jumătate de valoare; o îmbunătățire suplimentară a vidului ar aduce doar puțin efect de izolare suplimentar.

Au fost dezvoltate diverse materiale pentru astfel de miezuri de susținere, în special spume de plastic cu celule deschise, materiale din microfibre, perlit (materiale minerale) și silice pirogene. Ultimele două pot fi folosite chiar și ca pulbere liberă. Conductibilitățile termice realizabile cu un vid bun sunt aproximativ în intervalul de la 0,003 la 0,008 W/(Km) - pentru a fi comparate cu valoarea de 0,026 W/(Km) pentru aerul liniștit la presiune normală. Interesant este faptul că astfel de materiale diferă foarte mult în ceea ce privește presiunea de înjumătățire. Pentru multe materiale (de exemplu, materiale din microfibre), aceasta se află în regiunea de 1 mbar, adică H. numai la o miime de presiune normală a aerului, în timp ce poate fi de sute de milibari pentru silica fumată. În acest din urmă caz, este necesară doar o calitate foarte slabă a vidului pentru un bun efect de izolație (similar cu alte materiale de umplere).

Pentru a menține cât mai permanent posibil vidul creat în timpul producției, sistemul de plicuri ar trebui să aibă o etanșare permanentă foarte bună. Aici nu este suficient pentru a evita orice deteriorare a cochiliei, dar materialul trebuie să suprime cât mai mult posibil difuzia tuturor componentelor de aer (inclusiv a vaporilor de apă). În plus, conducta de căldură prin materialul de acoperire de pe laturile înguste ale plăcilor, care devin articulații în timpul utilizării, ar trebui, desigur, să fie cât mai redusă posibil. Se folosește adesea folii de plastic acoperite cu vapori de aluminiu (metalizate), în care un strat foarte subțire de aluminiu, pe de o parte, contribuie semnificativ la etanșeitate (reducerea difuziei gazului), dar pe de altă parte contribuie doar ușor la conducerea căldurii. Sistemele de înaltă calitate realizează astfel o durată de viață de câteva decenii.

Durata de viață a panourilor izolatoare sub vid sub influența unui anumit nivel de difuzie a gazului poate fi extinsă considerabil prin utilizarea așa-numitelor materiale getter, care leagă chimic moleculele de azot și oxigen de ele însele și astfel le retrag din gazul care a pătruns. Cu toate acestea, acestea nu au niciun efect asupra gazelor nobile chimic foarte inerte, care sunt, de asemenea, conținute în aer într-o mică măsură; Argonul, în special, continuă să contribuie la deteriorarea treptată a efectului de izolare. Alte substanțe acționează ca uscătoare, i. H. leagă vaporii de apă.

O lână este adesea utilizată în interiorul capacului etanș pentru a preveni aspirarea prafului atunci când aerul este pompat.

Pierderea izolației dacă este deteriorată

Dacă un panou de izolare sub vid este deteriorat mecanic, de exemplu prin găurirea sau ciocanirea unui cui, vidul se pierde foarte repede. Întreaga placă își pierde apoi o parte considerabilă din efectul său de izolare; nu numai că apare un pod termic local în imediata apropiere a zonei avariate. Din păcate, nu este întotdeauna ușor de spus că un disc a fost deteriorat; acesta este un dezavantaj al acestui sistem. La urma urmei, efectul de izolație nu este de obicei chiar rău chiar și după astfel de daune. B. creșteți de trei ori valoarea ideală, dar totuși să fie mai bună decât o placă de izolație convențională cu aceeași grosime mică.

Desigur, nu este posibil să tăiați astfel de panouri la fața locului; acestea pot fi așezate numai în forma furnizată. Pentru aceasta, este de obicei logic să se elaboreze mai întâi un plan de așezare precis. Părțile mai mici ale zonei care trebuie izolate termic pot fi umplute cu panouri de izolație convenționale care pot fi tăiate cu ușurință la dimensiune la fața locului.

Pe șantierele de construcții, riscul de deteriorare este destul de mare dacă nu este făcut cu atenție. De exemplu, ar trebui prevăzute zone de depozitare sigure pe șantier pentru panourile încă neprelucrate, care sunt realizate din piese cu muchii ascuțite, cum ar fi B. cuiele și pietrele sunt păstrate libere. Panourile trebuie verificate din nou vizual și haptic înainte de instalare.

O anumită protecție împotriva deteriorării poate fi obținută prin livrarea plăcilor de izolație deja laminate. Din acest motiv, unele produse sunt disponibile numai în acest formular. Cu toate acestea, această abordare are dezavantajul că crește semnificativ grosimea totală și că daunele sunt și mai dificil de detectat.

Au fost dezvoltate diverse sisteme care nu permit neapărat o măsurare directă a presiunii gazului într-o placă de izolare, ci cel puțin un control indirect al funcționalității. De exemplu, un clopot de aspirație aplicat din exterior poate fi utilizat pentru a verifica presiunea exterioară la care membrana învelișului este trasă spre exterior. Alte metode se bazează pe o verificare locală a conductivității termice. În unele cazuri, panourile deteriorate și intacte se pot distinge printr-un simplu test de lovire.

Aplicații ale panourilor izolante sub vid

Principalul avantaj al acestor panouri este că se poate obține un coeficient de transfer termic foarte scăzut (valoarea U) cu o grosime mică a stratului. Dacă, de exemplu, miezul suport are o conductivitate termică de 0,005 W/(K m) și materialul învelișului aduce doar o mică contribuție la conducerea căldurii, un coeficient de transfer de căldură de aproximativ 0,25 W/(K m 2) este eficient (ceea ce ar fi destul de bun pentru o fațadă a casei ) deja posibil cu o grosime a stratului de numai 2 cm; ținând cont de sistemul de plicuri, puteți obține 2,5 până la 3 cm. O placă de izolație tipică din polistiren expandat ar trebui să aibă o grosime de aproximativ 16 cm. Izolația termică sub vid permite izolarea performantă chiar și în spații înguste. Vă rugăm să rețineți, totuși, că valorile reale ale U ale panourilor de izolație sub vid disponibile pot fi destul de diferite în funcție de tip.

Pe de altă parte, există dezavantajele unui preț relativ ridicat și pierderea considerabilă a efectului izolator dacă este deteriorat. Aceste dezavantaje determină limitări de utilizare și necesită, de asemenea, o prelucrare deosebit de atentă.

În anumite aplicații, panourile izolante sub vid s-au dovedit a fi deosebit de potrivite, deoarece avantajele sunt deosebit de eficiente, dar dezavantajele sunt limitate. Un exemplu în acest sens este izolarea termică a frigiderelor, congelatoarelor și a cazanelor electrice. În aceste aplicații, o grosime redusă a materialului izolant este deosebit de importantă, deoarece altfel, de exemplu, s-ar pierde volumul valoros al unei camere răcite. Pe de altă parte, prelucrarea materialului are loc în condiții bine controlabile într-o fabrică și este puțin probabil ca acesta să fie deteriorat ulterior în fabrică. Contribuția acestor materiale la costurile de fabricație poate fi relativ mică pentru dispozitivele de înaltă calitate.

Pe de altă parte, panourile izolante sub vid nu sunt potrivite în mod ideal pentru aplicații pe suprafețe mari în izolarea termică a clădirilor din cauza dezavantajelor menționate (dacă este doar prețul ridicat). Cu toate acestea, există și cazuri în care este logic să le folosiți, mai ales atunci când se renovează clădiri pentru a îmbunătăți eficiența energetică. De exemplu, în cazul izolării termice ulterioare a zonei accesibile a unui balcon sub care se află o încăpere încălzită, o grosime foarte mică a stratului de izolație poate fi foarte de dorit, deoarece altfel ar rezulta un pas nepractic la ușa de intrare; ar putea exista și probleme cu scurgerea apei de ploaie. În schimb, costurile pentru câțiva metri pătrați ale unor astfel de panouri nu sunt prea semnificative în comparație cu celelalte costuri. Alte aplicații tipice sunt izolarea interioară a fațadelor, acoperișurilor și podelelor, lăzile cu obloane, nișele radiatoarelor, lucernele și ferestrele.

Întrebări și comentarii de la cititori

Cum ar arăta izolația unui vehicul (camper) cu panourile izolatoare cu vid? Ar fi viabil?

Mă tem că asta nu ar fi practic. Acest lucru se datorează faptului că astfel de panouri nu pot fi tăiate la dimensiuni sau adaptate în alt mod; dacă îl deteriorați, vidul se pierde.

Aici puteți sugera întrebări și comentarii pentru publicare și răspuns. Autorul RP-Energie-Lexikon va decide acceptarea conform anumitor criterii. În esență, ideea este că problema prezintă un interes larg.

Dacă primiți ajutor aici, s-ar putea să doriți să vă întoarceți favoarea cu o donație cu care susțineți dezvoltarea în continuare a dicționarului energetic.

Protecția datelor: Vă rugăm să nu introduceți aici date personale. Nu le-am publica oricum și le-am șterge în curând. Consultați și politica noastră de confidențialitate.

Dacă doriți feedback personal sau sfaturi din partea autorului, vă rugăm să îi scrieți prin e-mail.

Prin trimiterea vă dați consimțământul de a publica intrările dvs. aici în conformitate cu regulile noastre.

Dacă vă place acest site web, vă rugăm să informați prietenii și colegii - e. B. prin intermediul rețelelor sociale făcând clic aici:

Aceste butoane de partajare sunt configurate într-o manieră prietenoasă pentru protecția datelor!

Cod pentru linkuri de pe alte site-uri web

Dacă doriți să plasați un link către acest articol în altă parte (de exemplu, pe site-ul dvs., pe rețelele sociale, pe forumurile de discuții sau pe Wikipedia), puteți găsi codul aici. Astfel de legături pot fi B. să fie foarte util pentru explicații de cuvinte.

Link HTML către acest articol:

Cu o imagine de previzualizare (vezi caseta direct deasupra):

Dacă credeți că este potrivit să puneți un link pe Wikipedia, de ex. B. sub „== Weblinks ==”:

O întrebare la test

Dacă selectați răspunsuri și apoi apăsați acest buton, veți primi explicații suplimentare în stânga.