Reflexní izolace: měřením na VUT potvrzena tepelná vodivost

Reflexní izolace

Proto je rozdíl mezi výpočtem používaným stavebními inženýry a jejími reálnými vlastnostmi obrovský. I normu pro jejich posuzování vytvářejí stavební inženýři za pomoci lobbistických asociací výrobců běžných izolací, kterým jsou reflexní izolace trnem v oku. Je tedy nasnadě, že platná norma, která je pouze dohodou několika zainteresovaných stran, jak se určité materiály mají posuzovat a dokonce nemusí ani respektovat přírodní zákony, nebude již z logiky věci pro reflexní izolace vhodná.

Historie reflexních izolací

Reflexní izolace mají velmi dlouhou tradici - dokonce delší než vlny (skelné, či minerální) i polystyreny. Již v roce 1929 (tedy 11 let před vznikem první skelné vaty a 20 let před vznikem polystyrenu) architekt Robert Krafft s inženýrem Friedrichem Försterem začali v Německu stavět typové domy s názvem “Kupferhaus”. Ve 12 cm dutině obvodové stěny měli napnutých 8 hliníkových folií oddělených 1,5 cm tlustými vzduchovými mezerami. Pokud bychom spočítali tuto strukturu jako 10 x silné sklo dle platné normy EN 673 (pro stanovení součinitele prostupu tepla zasklením Ug), která je pro reflexní izolace jako jediná použitelná (protože umí správně pracovat se sáláním na rozdíl od stavebních výpočtových programů, které vzduchovou dutinu počítají s nesmyslnou vodivostí 0,08 W/mK i přesto, že krajní vrstvy jsou nízkoemisivní) vyjde součinitel tepelné vodivosti „U“ = 0,12 W/m2K. Tuto izolační schopnost lze docílit i dnes a to cca. 33 cm minerální vlny nebo polystyrenu (bohužel pouze výpočtově - realita je jiná, především v létě, kdy podkroví zateplené touto vrstvou vlny, bývá po několika horkých dnech neobyvatelné, protože nesnesitelné vedro nelze vyvětrat ani v noci, jelikož zcela prohřátá vlna ohřívá interiérové obložení, které pak sálá své teplo do místnosti jako kamna).

Měření reflexních izolací na VUT v Brně

Ale vraťme se zpět k měření reflexních izolací na VUT v Brně. Student v rámci své bakalářské práce sestrojil měřící zařízení, které zahrnovalo „studenou“ a „teplou“ část, přičemž uvnitř teplé části vytvořil ještě jednu menší měřící komoru, ve které zamezil proudění (čímž vytvořil stejné podmínky jaké mají reflexní izolace aplikované do staveb) a současně výrazně omezil i vliv okrajových podmínek, takže měřil prostup tepla velmi podobně, jako se měří izolační skla (zcela odlišně od měření izolací, kde jsou okrajové podmínky podle současně platné normy zcela zanedbávány). Mezi teplou a studenou stranu umístil nejprve vzorek 20 mm tlustého EPS (velikost vzorku 1 x 1 m), aby jej změřil jako referenční (známý izolant) a tím si ověřil, že měří správné hodnoty. Pak postupně změřil prostup tepla různými reflexními materiály a následně odečtením přestupových odporů vyhodnotil jejich odpor. K dispozici měl celkem 13 reflexních sendvičových izolací, které od sebe v popisu odlišoval jejich složením a celkovou tloušťkou. Bohužel ve svých závěrech z měření už nevyhodnotil, proč některé vzorky izolují lépe než ty druhé, aby z toho mohlo být patrné, v čem je skryta podstata jejich funkce. Na tuto věc se zaměříme nyní my.

Přehled jednotlivých vzorků

U každého je uveden právě ten nejdůležitější aspekt, podle nějž fyzikálně vzdělaní lidé relativně snadno odhadnou, jak asi dobře mohou tyto materiály izolovat. Stavební inženýři tyto aspekty jako hlavní nevidí a proto je pro ně obtížnější, reflexní izolace správně posoudit:

1. Alu-folie zlaminovaná s LDPE bublinkovou folií – u tohoto vzorku jsou k hliníkové folii přilaminovaná bříška bublinek a rovná záda tvoří druhou stranu sendviče – mezi bublinkami se nachází malé komůrky s nízko-emisivním povrchem reflexní alu folie.

2. Alu-folie zlaminovaná se zády bublinkové folie – u tohoto materiálu jsou bříška bublinek otočeny od reflexní vrstvy pryč a protože povrch hliníkové folie překrývá vrstva LDPE (záda bublinek), není v sendviči není žádná vnitřní komora s nízkoemisivní stranou.

3. Dvě alu-folie zlaminované z obou stran s LDPE bublikovou folií– tento vzorek je funkčně velmi podobný vzorku 1, ale protože díky laminaci z obou stran jsou komůrky ještě menší než u vzorku 1 a protože vynuceným prouděním studeného vzduchu je vliv krajní reflexní alu folie potlačen, jsou její vlastnosti horší než u vzorku 1.

4.a 5. Alu-folie zlaminovaná s 3 mm pěnovou deskou z PE – vzorek nevytváří žádnou vnitřní komoru s nízkoemisivní vrstvou. Pouze odráží sálání teplé částí měřícího zařízení, takže do něj prostupuje méně tepla než do polystyrenu.

Alu-folie zlaminovaná s 5mm pěnovou deskou z PE – vzorek se liší od vzorku č. 4 pouze tloušťkou pěnové vrstvy, která však na lepší vodivost vliv nemá.

6. Alu-folie zlaminovaná se zády LDPE bublinkové folie umístěná z obou stran, mezi nimi 2 vrstvy 5 mm PU pěny – tento vzorek nevytváří žádnou vnitřní komoru s nízkoemisivní vrstvou a díky své poměrně velké tloušťce má ze všech porovnávaných vzorků nejhorší (přepočtenou) tepelnou vodivost (viz. tabulka).

7. Alu folie na okrajích, mezi nimi vložené 2 bublinkové folie, 2 pěnové desky 5 mm a mezi každou vrstvou jedna Alu folie – u tohoto vzorku jsou 2 vnitřní komory vzniklé při vertikální aplikaci oddálením nezlaminovaných bublinkových a alu folií od sebe a 4 malé komůrky s nízkoemisivní vrstvou mezi alu foliemi a pěnovými deskami. Bohužel při náklonu nebo ve vodorovné poloze dolehnou vnitřní vrstvy na sebe a malé komory mezi nimi zaniknou.

8. Dvě alu-folie zlaminované k zádům bublikové folie + 1 alu folie vložená uprostřed – Zlaminované bublinkové folie zády k alu folii sice moc efektu nepřinesou, ale díky vložené oboustranně nízkoemisivní alu folii doprostřed mezi bříška bublinek vznikají 2 funkční komory a materiál se chová podobně jako trojsklo. Díky bublinkám nezanikají komory ani při náklonu nebo vodorovné poloze.

9. 5x alu folie proložená 8 bublinkovými foliemi v takovém pořadí a natočení, aby vzniklo 8 komor s nízkoemisivní stranou. Stěny bublinek z HDPE jsou výrazně tenčí než u ostatních vzorků, tedy i z hlediska vedení tepla mají větší tepelný odpor. Optimální uspořádání vrstev umožňuje docílení maximálního izolačního účinku ve všech polohách. Této teorii odpovídají i vynikající naměřené hodnoty (viz.tabulka).

10. Vzorek je vytvořen vložením vzorku 3 mezi vzorky 4 a 5. Při vertikální aplikaci vzniknou až 3 malé komory s nízkoemisivní stranou. V náklonu nebo horizontální poloze přilehnou pěnové vrstvy na hliníkové folie a izolační účinek se citelně zhorší.

11. Vzorek je vytvořen přiložením vzorku 3 ke vzorku 4. Obsahuje pouze 1 velmi malou funkční komůrku a 1 komoru, vzniklou možným oddálením vrstev od sebe při vertikální aplikaci, která však při jiné poloze dolehnutím pěny na reflexní folii zanikne.

12. Vzorek je vytvořen přiložením vzorku 4 ke vzorku 6. Obsahuje 1 malou komoru s nízkoemisivní stranou vzniklou při oddálení pěny od alu folie avšak pouze při vertikální aplikaci.

Výsledek měření

Z výsledků měření je patrné, že čím více je ve struktuře komor s nízkoemisivní stranou, které navíc nejsou úplně malé, tím lépe souvrství izoluje. Je to přímý důkaz, že sálání se šíří i v malých dutinách a pokud se tomuto prostupu tepla zabrání pomocí správně umístěných nízkoemisivních vrstev na okrajích komor, jsou výsledky vynikající - viz. vzorek 9, který v tloušťce 2,4cm izoluje podobným účinkem jako by izoloval cca. 30 cm tlustý referenční vzorek EPS. Důležité je také, aby reflexní folie nebyly k bublinkovým nebo pěnovým vrstvám nalaminované – díky laminaci se komory výrazně zmenšují a klesá tím i izolační účinek. Ve vítězném vzorku č. 9 nejsou žádné zlaminované vrstvy ani pěny. Navíc stěna bublinkových folií je tlustá pouze 6-7 μm, zatímco v ostatních vzorcích mají bublinky tloušťku stěny 16 - 18 μm. Tento fakt také citelně přispívá ke zlepšení izolačních vlastností u vzorku 9, protože tenčí stěna bublinky má 2,5 x větší odpor pro vedení tepla něž 2,5 x tlustší materiál.

Závěrem

Je dobré si všimnout, že úplně všechny vzorky (i ty bez vnitřních funkčního komor) mají lepší přepočtenou tepelnou vodivost než referenční polystyren. Je to proto, že krajní nízkoemisivní folie otočená do teplé komory měřícího zařízení účinné odráží její tepelné sálání a do reflexní izolace tak proniká mnohem méně tepla než do polystyrenu. Proto je velmi důležité, aplikovat reflexní izolaci s přidanou vzduchovou mezerou do každé konstrukce v budově. Čím větší teplotní rozdíly chceme odizolovat (např. v létě sálavé teplo od rozpálené krytiny), tím více nám nízkoemisivní povrch pomůže. Stejně tak i v zimě, kdy se vlivem studeného záření noční oblohy vychladí obálka budovy výrazně pod teplotu okolního vzduchu (a na površích se vytvoří kondenzát nebo námraza). V těchto případech zabrání nízkoemisivní izolace předávání tepla studenému povrchu sáláním, které může představovat, pokud není aplikována, i ztrátu převyšující 100 W/m2.

Mohlo by vás dále zajímat

Josef Beneš přivezl vzorek střešní krytiny

Josef přivezl vzorek lehké střešní krytiny firmy EVROmat. Prošli si s Pepou její výhody a proč zrovna tuhle krytinu (hliníkové tašky) budeme na střechu pokládat.

Houbařská poradna

Mykolog Jan Baier odpovídá na houbařské dotazy diváků.

Stavba studny

V tomto vide si povíme něco o stavbě studny. Naším hostem je pan Zdeněk Zelinka.

Zimní hnojení dřevin

Pan Braunšveig popisuje, jakým způsobem v zimě hnojit ovocné dřeviny a jaká hnojiva jsou pro to vhodná.

Motorové zahradní kolečko

Ukázka motorového zahradního kolečka a jeho využití.