Även barn lär sig principen om värmeisolering genom att använda termokolvar. Ur teknisk synvinkel är detta vakuumisolering utan stödkärna. Tillbringarens isolerande effekt är baserad på en dubbelväggig behållare, trycket i vakuumet mellan dess väggar är en miljondel av det normala atmosfäriska lufttrycket, vars medelvärde är cirka 1 bar vid havsnivå. Vakuumisoleringselement fungerar på samma sätt, men har en porös stödkärna inuti och kräver därför betydligt mindre gastrycksreduktioner.
Tabell 1: Värmeledningsförmåga hos vakuumisolering och konventionella isoleringsmaterial
| Isoleringsmaterial | Värmeledningsförmåga i W / (m2K) |
|---|---|
| Vakuumisoleringspanel | 0,002-0,008 |
| Vakuumisoleringspanel (om vakuumet är skadat) | 0,018-0,02 |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 |
| Mineralull (glas, stenull (27,50 € på Amazon *)) | 0,032-0,040 |
| Polystyren (EPS, XPS) | 0,035-0,045 |
| Träfiber | 0,04-0,055 |
| Kalciumsilikat | 0,065 |
Vakuumisolering - extremt låg värmeledningsförmåga, maximal isoleringsprestanda
En porös stödkärna gjord av mineral- eller syntetmaterial ligger under det gasogenomträngliga skalet av vakuumisoleringselement. Dess uppgift är att absorbera lufttrycket och begränsa gaspartiklarnas fria väg. Porerna i en sådan stödkärna är bara några få 100 nanometer (nm) i storlek, och trycket i en sådan isoleringspanel är en hundradel av atmosfärstrycket. På grund av deras funktionsprincip - sänkning av gastrycket - minskar vakuumisolering värmeledningen genom luften till ett absolut minimum. Detta möjliggör extremt låg värmeledningsförmåga och mycket låga isoleringstjocklekar.
Former för vakuumisolering
För bara några år sedan var vakuumisolering i den vetenskapliga testfasen. Det finns nu två olika former av vakuumisolering på marknaden:
- Vakuumisoleringspaneler (VIP): Vakuumisoleringspaneler kan vara fem till tio gånger tunnare än något konventionellt isoleringsmaterial med samma värmeöverföringskoefficient (U-värde). De första VIP-prototyperna har använts i byggprojekt sedan mitten av 1990-talet. Forskningen idag fokuserar på kvalitetskontroll och kvalitetssäkring samt vidare förbättring och kommersialisering av motsvarande teknik. Värmeledningsförmågan (?) För VIP är i intervallet från 0,002 till 0,008 W / (mK).
- Vakuumisoleringsglas (VIG): VIG är dubbelglas, där termosprincipen används för värmeisolering av fönsterytor. Det finns ett vakuum i utrymmet mellan de två rutorna. Detta resulterar i en mycket tunn systemstruktur med en tjocklek på mindre än 10 mm. U-värdet för VIG: er är 0,5 W / (m2K). Som jämförelse: rutrutan som ofta används i passivhus är 28 till 44 mm tjock med ett U-värde på 0,6 till 0,7 W / (m2K). Den industriella produktionen av VIG är fortfarande till stor del i sin linda.
Standardisering och godkännande av vakuumisolering
Det finns för närvarande inga allmänt erkända tekniska regler eller standarder för vakuumisolering. Individuellt byggnadsinspektionsgodkännande krävs därför för deras användning.
Tillverkare av vakuumisolering
Hittills har endast ett fåtal tillverkare vakuumisolering.
I Tyskland är det till exempel företagen va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec och Vacu-Isotherm. Hittills har vakuumisoleringsglas främst erbjudits av vissa asiatiska tillverkare.
VIG-system från det danska företaget Velux och Brandenkreis Flachglas GmbH är bland de som finns på den tyska marknaden.
tips och tricks
Lågenergi eller passivhus kräver särskilt högpresterande värmeisolering - med konventionella isoleringsmaterial är isoleringstjocklekar upp till 40 cm nödvändiga för att uppfylla dessa standarder. Vakuumisolering kan vara ett effektivt, utrymmesbesparande och ekonomiskt alternativ här. Den maximala erforderliga isoleringstjockleken för vakuumisolering är 1/8 till 1/10 av detta värde.
Installationsvarianter av vakuumisolering
Konventionella isoleringsmaterial köps vanligtvis i form av standardmaterial och skärs i storlek på plats. Vid användning av vakuumisoleringspaneler måste man i planeringsfasen besluta om standardelement kan användas eller om byggnaden måste göras för att mäta. Som standard erbjuds VIP i tre olika format -
Oskyddade / otäckta VIP: er
De första vakuumisoleringspanelerna på marknaden hade inget speciellt ytskydd. De spelar också en viktig roll i byggandet idag. Fördelarna med denna variant är den särskilt tunna formen och det i allmänhet okomplicerade utbytet av defekta VIP.
Dolda VIP: er
Laminer ökar panelernas robusthet och anpassar dem bättre till vissa användningsområden. Lamineringen sker på båda sidor. Tunt lagda konventionella isoleringsmaterial eller värmeisoleringskompositsystem (ETICS) används ofta som material. När det gäller insida och golvisolering kan väggbeklädnaden på rumsidan eller ytterligare ljudisolering samtidigt få en lamineringsfunktion.
VIP: er integrerade i komponenter
Vakuumisoleringspaneler integrerade i komponenter finns som prefabricerade betongdelar, sandwichpaneler eller isolerglaskomponenter. Det finns också enskilda komponenter - till exempel fönster, dörrar och rulljalusier med integrerad vakuumisolering. Ett klassiskt användningsområde för sådana vakuumisoleringselement är gardinväggar - ogenomskinliga (ljusogenomträngliga) och transparenta komponenter kombineras i ett enhetligt monteringssystem. Med dessa komponenter kan vakuumet inte längre kontrolleras efteråt, eftersom det inte finns fri tillgång till panelerna efter montering.
Användningsområden för vakuumisolering
Med undantag för områdesisolering kan vakuumisolering användas i alla delar av byggnaden och för alla typer av isolering. De är lämpliga för både nya byggnader och gamla byggnadsrenoveringar. Byggnaderna uppfyller således standarden för ett lågenergi- eller passivhus. Vid behov kan vakuumisolering komplettera konventionell isolering i speciella problemområden i byggnaden.
Materialkrav för vakuumisolering
Vakuumisoleringspaneler uppnår sin isoleringsprestanda inte genom materialets hållfasthet och natur utan genom en ytterligare minskning av isoleringsmaterialets värmeledningsförmåga med hjälp av ett vakuum. Material som kan användas som kärna i vakuumisolering måste uppfylla några grundläggande krav:
- Evakuerbarhet: För att ett vakuum ska vara möjligt måste materialet ha en helt öppen struktur.
- Lägsta möjliga totala värmeledningsförmåga
- Densitet: Fyllnadsmaterialet hos VIP-användare måste kunna motstå konstruktionens mekaniska kompressionskrafter. Med samma typ av material kräver detta en högre densitet jämfört med konventionella, icke evakuerade isoleringsmaterial.
Vakuumkvaliteten
Vakuumkvaliteten - graden av sänkning av gastrycket i panelen - beror på materialets porstorlek. Finare porer ställer lägre krav på vakuumkvaliteten. Beroende på material reduceras gastrycket till värden mellan 0,1 och 20 mbar - respektive vakuumtryck måste kunna upprätthållas under hela panelen. Detta resulterar i specifika krav för tätheten av panelen.
Kärnmaterial
Som material för kärnan i vakuumisoleringspaneler ifrågasätts polymerskum med öppna porer (speciella polystyrener), glasfibrer, aerogeler och pyrogen kiseldioxid i form av bulk eller pellets. När det gäller skum och glasfibrer måste vakuumtrycket vara mindre än 1 mbar; i fallet med särskilt finfördelade aerogeler eller pyrogena kiseldioxid (syresyror i kisel) är ett gastryck mellan 10 och 50 mbar tillräckligt för att till stor del undertrycka värmeledningen.
Materialval: I byggnadsutövningen används kiseldioxid mycket ofta
Valet av material för vakuumisoleringspaneler beror på applikationen och kuvertets fysiska egenskaper. I allmänhet är panelerna relativt känsliga - om de skadas förstörs vakuumet. Pyrogena kiseldioxid används därför särskilt ofta som vakuumisolering. Även om vakuumisoleringen misslyckas helt uppnår de endast en värmeledningsförmåga på 0,018 till 0,2 W / (mK) och isolerar därmed ungefär dubbelt så mycket som konventionell isolering. Dessutom finns det andra positiva egenskaper hos kiseldioxid som konstruktions- och isoleringsmaterial: De är icke brandfarliga, lätt återvinningsbara, toxikologiskt ofarliga och har en hög absorptionsförmåga för vattenånga, som diffunderar genom skalet i små mängder även med VIP.På grund av deras materialegenskaper som nanostrukturerat pulver kan de också pressas i ark särskilt bra.
Skalmaterial
De viktigaste kraven för material för inneslutning av vakuumisoleringspaneler är gastäthet och låg värmeledningsförmåga. Graden av ångtäthet påverkar panelernas livslängd och är också viktigt av strukturella skäl, eftersom denna form av värmeisolering också fungerar som en ångspärr. Dessutom ska locket vara tillräckligt robust för att motstå mekaniska belastningar. Den erforderliga gastätheten uppnås i kombination med kärnmaterial som skum eller fibrer endast av aluminium, rostfritt stål och glas. I praktiken består VIP-skalen vanligtvis av aluminiumkompositfolier, rostfria folier eller ark samt flerskiktade högbarriärlaminat av plast med flera ångavsättningar av aluminium.Täckningen av panelerna är inte identisk med lameller som främjar robusthet.
Brandskyddsegenskaper
Oklädda vakuumisoleringspaneler klassificeras i allmänhet som B2-byggmaterial och därmed som normalt brännbara / brandfarliga, så de får endast användas i byggnadshöljet upp till sju meters höjd. Motsvarande lameller möjliggör klassificering som icke-brandfarlig eller knappt brandfarlig (byggnadsmaterialklasserna A1, A2, B1) och därmed obegränsad användning.
Vakuumisoleringens livstid
Vakuumisoleringselement åldras när penetrerande gaser ökar sin värmeledningsförmåga över tiden. I vilken utsträckning barriäreffekten av skalet och tätningssömmarna mot vattenånga och gaser minskar beror på respektive miljöförhållande - i synnerhet temperaturbelastningen på panelerna. Laboratorietester och simuleringar under flera år visar en obegränsad isoleringsprestanda i minst 25 år.
Tabell 2: m2-kostnader för vakuumisolering och konventionella värmeisoleringsmaterial
| Isoleringsmaterial | Kostnader per m2 (EUR) |
|---|---|
| Vakuumisoleringspanel | från 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Mineralull (glas, stenull) | 10-20 |
| Polystyren (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Träfiber | 40-50 |
| Kalciumsilikat | 80 |
Vakuumisoleringskostnader
Jämfört med konventionella isoleringsmaterial orsakar vakuumisolering betydligt högre kostnader. Byggare som vill isolera ett lågenergi- eller passivhus kan fortfarande dra nytta av denna typ av isolering - bland annat processens teknologiska överlägsenhet, låga energikostnader och vinsten i användbar yta i byggnaden. Med hänsyn till dessa faktorer kan vakuumisolering vara mer ekonomisk än konventionell värmeisolering. Priset på vakuumisoleringsmaterial beror på materialet i isoleringskärnan och skalet, specialanpassade produkter ger naturligtvis extra kostnader. Den lägre prisgränsen för vakuumisolering är cirka 225 euro per m2. Skräddarsydda produkter kan dock kosta betydligt mer än 1 000 euro per m2.
Offentlig finansiering
Med ett byggnadsbidrag eller ett lågräntelån från KfW kan isoleringsåtgärder alltid subventioneras om minimikraven i energibesparingsförordningen (EnEV) 2014 - dvs. värmeöverföringskoefficienten (U-värde) på 0,24 W / (m2K) - inte uppfylls. Vid vakuumisolering ges förutsättningarna för finansiering automatiskt, förutsatt att isoleringstypen och effektiviteten bekräftas av expertutlåtandet från en professionell energikonsult.
tips och tricks
Installation av vakuumisolering får endast utföras av lämpligt utbildade specialister. Det är perfekt om det branschföretag som utför arbetet redan har verifierbar erfarenhet av planering och installation av vakuumisolering. Exakta riktlinjer gäller för installationen av VIP: er, som måste följas.
