Енергийна Ефективност

Колко би ни спестила и как да изберем топлоизолацията?


Планина от технически термини и формули се появяват в момента, в който се спомене изолация. Някакви не толкова известни стойности с нули и десетични единици започват да се изброяват, без никой да обяснява какво показват, защо са важни и колко биха ни спестили на семейния бюджет. Ето защо, тук ще се опитаме да обясним в един кратък и възможно най-улеснен обзор основните термични показатели и по коя от всичките да сравняваме топлинните характеристики на изолациите и изолационните строителни технологии. Защото в крайна сметка не са важни маркетинговите умения и наложеният имидж, а реалните физични стойности на дадената изолационна технология.

За качественото определяне на топлоизолационните свойства на материалите са важни три единици, които често се използват, но погрешно разбират. Това са основните топлинни характеристики, по които неспециалист човек би могъл най-бързо да се ориентира: Ламбда (λ), R- и U-стойност.

Ламбда (λ) Стойност [W/mK] - топлопроводимост

Ламбда λ [W/mK] е стойността на изолационния капацитет (топлопроводност) на дадена материя, или с други думи това е мярка за това колко лесно топлината преминава през определен вид материал, независимо от дебелината на въпросния материал. Преносът на топлина се извършва от областта с по-висока към областта с по-ниска температура чрез кинетичната енергия на атомите в материала. Поради това плътните материали са по-добри проводници на топлина.

Най-важното, което трябва да се отбележи за коефициента λ е, че не зависи от площта или сечението на изолацията, а показва само изолационните характеристики на дадения материал, от който е направен.

Така например, минералната вата си е изградила имидж като добра изолация, но поглеждайки нейната λ ~ 0,045 [W/mK], показва че е добра, но не е най-добрата. Формите на Нудура са с λ = 0,033 - 0,035 [W/mK]. Вакумът има λ = 0 [W/mK]. Или, колкото по-ниска е λ стойността, толкова по-трудно топлината се предвижва в материала, т.е. толкова по-добри са изолационните качества.

R-стойност [hft2°F/Btu] или RSI-стойност [m2K/W] - термично съпротивление

R (или RSI) е мярка за термично съпротивление и стойността й се изразява като съотношението между топлопроводимостта ламбда и дебелината на изолацията:

R = сечение на изолация / λ

Колкото по-висока е стойността R на дадения материал, толкова по-добра е способността му да устои на предаване на топлина, т.е. колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-добра е изолацията. Термичното съпротивление варира с температурата, но често срещана практика в строителството това температурно влияние да не се отчита, поради относително малкото му вариране.

Oсобено лесно e да се объркат метричните единици SI и американските R-стойности, тъй като R-стойности, както в САЩ, така и на други места, където се използват, често са цитирани без техните единици, като например R-3.5. Обикновено, правилните единици могат да бъдат изведени от контекста и от величините на стойностите. Американските R-стойности са около шест пъти RSI-стойности.

Превръщането между SI и американските R-стойности е:

1 R [hft2°F/Btu] = 0,1761101838 RSI [m2K/W]
1 RSI [m2K/W] = 5,678263337 R [hft2°F/Btu]

Пример: Изолацията при стандартнaтa Нудура формa има R = 23.06 [hft2°F/Btu], за да го превърнем в RSI, умножаваме R с 0,176 и получаваме RSI = 4,06 [m2K/W], където λ = 0,033 [W/mK] с двойна изолация от по 67 мм.

В същото време, ако вземем новата Нудура Серия PLUS, то тогава изолацията RSI = d / λ = 8,61 [m2K/W], за да го превърнем в R, умножаваме с 5,678 и получаваме R = 48.87 [hft2°F/Btu], където λ = 0,033 [W/mK] с двойна изолация от 67 мм вътрешна и 217 мм външна изолация. Така тук нагледно се вижда, че R е мярка за устойчивост на топлинен поток през дадена дебелина на материала.

U-стойност [W/m2K] - общ коефициент на топлообмен

U-стойност [W/m2K] е мярката на структурната загуба на топлина за единица площ. Или както може да се види и от нейната мерна единица, U-стойността показва степента, с която топлината преминава през даден материал с площ от 1 квадратен метър, при който температурната разлика между вътрешната и външната повърхност е 1 градус по Келвин. С общи думи U-стойността е основна мярка за загубата на топлина за крайния продукт, в случая за общата стойност на изградената преграда. Колкото по-ниска е тази стойност, толкова по-добри са характеристиките на изолацията.

Изчислява се като реципрочната стойност на сумата от R-стойности, т.е.:

U = 1 / (Общия сбор от R на всички слоеве от материали, участващи в стената)

Пример: Вземайки на предвид само изолацията и по-горните изчислени RSI стойности на технологията на Нудура, то тогава получаваме U = 1/RSI = 0,246 [W/m2K] при стандартната форма и U = 0,116 [W/m2K] при Нудура Серия PLUS. За изчисляването на топлопреминаване (U [W/m2K]), трябва преградната стена да се раздели на еднородни компонентни слоеве, при което U-стойността на дадената площ да зависи от всички U-стойности взети заедно от отделните слоеве.

Какво означава всичко това и колко би ни спестила изолацията на практика?

При U-стойност от 1,6 [W/m2K], което е обичайна неизолирана тухлена стена:

1.6 х 10 х 20 = 320 вата,

които се губят от 10квм стена при 20 градуса разлика между вътрешната и външната тепература (пр. вън 0°, вътре 20°). За 10 часа това прави:

320 х 10 = 3200 ватчаса = 3.2 кВтч.

Ако стената е изградена със стандартни Нудура термоформи или U-стойност от 0,246 [W/m2K], то това би било само 0.49 кВтч:

0.246 х 10 х 20 = 49.2 вата, или за 10 часа това прави:

49.2 х 10 = 492 ватчаса = 0.49 кВтч.

което означава, че стената със стандартни Нудура форми е 6.5 пъти по-енергийноефективна от тухлената стена!

При термоформи Нудура Plus (U = 0,116 [W/m2K]), тогава загубата ще бъде само 0,23 кВтч.

За да бъде една къща нискоенергийна, нейната U-стойност трябва да е 0,25 [W/m2K]. За да е пасивна къща, U-стойността трябва да е максикум 0,15 [W/m2K].

В заключение

Aко трябва да се сравняват качествата на дадена изолация, то ламбдата е най-точната единица за сравнение, тъй като дебелината на изолацията винаги може да се промени според изискванията и желанията за качествата на термичната преграда. Aко трябва да се избере метода, по който една сграда може най-добре да се изолира, то тогава търсете U-стойността, защото сградата не е построена само от изолация. Затова имайте на предвид винаги цялостната строителна технология, в това число термомостовете, при наличието на които изолацията губи голяма част от ползата си; влагобариерите, които оказват влияние на чувството за студенина; въздушните балони, които са предпоставки за мухъл; годините живот и измененията на качествата на изолацията във времето, и т.н.