Milyen vastag legyen a hőszigetelés? (2.)

A cikksorozat első részéből megtudtuk, hogy milyen energetikai követelményeket kell kielégíteni adott helyen egy hőszigetelő anyag alkalmazásával. Tehát a szigetelendő szerkezetnek plusz a hőszigetelésnek.

E hőszigetelés vastagságának leegyszerűsített meghatározásához ismerni kell azonban az anyag hőszigetelőképességét, és a vastagság megválasztásával számítható az a várható „U” hőátbocsátási érték, amelyet a szabályozások, a megrendelői igények, vagy a tervezői elképzelések támasztanak.

Hőszigetelőképességről esett szó, ami messze több, mint egy deklarált vagy közölt hővezetési tényező. Ugyan legáltalánosabb hőtechnikai jellemzőként a „λ” értéket alkalmazzuk, de annak számszerű értéke sok körülménytől függ. Ilyenek pl.

• (1.) a vizsgált hőszigetelő anyag vastagsága,
• (2.) a vizsgálati környezet hőmérséklete,
• (3.) a környezet- s így az anyag nedvességtartalma,
• (4.) az öregedés hatása.
• (Valamint a majd a cikksorozat 3. részében említésre kerülő felületi hőátadás, természetes légáramlások)

A vizsgált hőszigetelő anyag vastagsága

A hőszigetelőanyag-gyártók termékeik λ_D azaz deklarált, közölt hővezetési tényezőjét kötelesek megadni W/mK mértékegységgel (figyelemmel az MSZ EN ISO 10.456 szabványra). Gyakran találkozunk egy „λ” értékkel, függetlenül pl. a termék vastagságától (a bár egyáltalán nem lényegtelen nedvességi viszonyokat most hagyjuk figyelmen kívül). Meg is figyelhető a piacon – különösen marketingkommunikációs szempontból – hogy évek óta folyik egyfajta „λ háború”: ki mond nagyobbat! – értsd: kisebb lambdát.

A vizsgálati környezet hőmérséklete

Például az XPS hőszigetelőanyagok esetében az általános klimatikus körülmények között mért hővezetési tényező általában 0,033 és 0,040 W/mK közötti, amit a korrekt gyártók vastagságonként deklarálnak/közölnek kiadványaikban, valamint termékkísérő dokumentumaikon. A RAVATHERM^TM XPS-ek esetében az figyelhető meg, hogy típustól függetlenül kb. 80 mm vastagságig 0,033 W/mK-nel jellemezhető egy anyag, míg 80 mm felett 0,035-tel. Más gyártóknál ez jellemzően 0,033-0,040 között mozog.

Tájékoztató XPS λ adatok hőmérséklet függvényében

Megjegyzés: érthető a változás, hiszen ahogy csökken a hőmérséklet, úgy „lassulnak” a mikrocellákba zárt levegőben az elemi mozgások, egyre csökken a hővezetés.

A környezet- s így az anyag nedvességtartalma

Mivel a vizsgálati körülmények (ISO 10456:2007 szerint) lehetnek +10°C vagy +23°C, lehetnek száraz (ún. „dry”) vagy „23, 50” azaz 23°C melletti 50%-os páratartalmú és öregített körülmények között, ezért pontosan akkor lehet összehasonlítani két termék „λ” értékét, ha azokat azonos feltételek között mérték.

Tájékoztató XPS „λ” adatok nedvességtartalom függvényében

Megjegyzés: bár a RAVATHERM XPS-ek hosszú idejű vízfelvétele nem haladja meg a 0,7-1,5%-ot, laborkörülmények között természetesen kedvezőtlenebb viszonyok is előállíthatók, elérhetők, miközben az is megfigyelhető, hogy extrém körülmények között is kiváló hőszigetelők maradnak!

Az anyag öregedésének hatása

Ha nem történik külön bonyolult elméleti modellkísérlettel igazolt öregedési effektusvizsgálat (amihez értékelni kell az anyagfajtát, felületi kialakítást, belső struktúrát, hőmérsékletet, vastagságot) akkor a tervezési tényező meghatározásánál figyelembevett „öregített” körülményt alapul véve, külön nem kell beállítani konverziós/rontó tényezőt.
Érdekes információ lehet a szélsőséges körülmények között mérhető hővezetési tényezők alakulása. Szélsőséges alatt nem kell feltétlenül sarkvidékre gondolni (bár ott is megbízhatóan alkalmazhatóak az XPS-ek) de nálunk is vannak hűtőházak, hűtőkamrák, valamint ugyancsak szélsőséges körülménynek tekinthető a passzívházak alá beépített XPS-ek nagy terhelés és állandó nedves közegben elérhető hőtechnikai hatékonysága.

Deklarált és tervezési hővezetési tényező

A deklarált/közölt λ_D mellett szükséges adat a tervezési λ_T is, ami a már jelzett korrekciós/konverziós tényezőkkel módosított (rontott) érték.

Néhány hőszigetelő és pár hőmérsékleti (f_T) és páratartalmi (f_m) konverziós tényező

* az értékek tájékoztató jellegűek, amit befolyásol a hőszigetelés tervezett vastagsága, a konkrét beépítési helyen várható jellemző páratartalom, valamint a várható hőmérséklet.

Látható, hogy a deklarált/közölt λ értékkel szemben a tervezési érték mintegy 8-10%-kal „gyengébb”. De mivel minden anyagot különböző beépítési helyen, eltérő nedvességviszonyok között és vastagságokkal építenek be, ez mindig eltérést eredményez. Ezért a hőszigetelést egy-egy konkrét λ_T értékkel megadva is inkább tájékoztató jellegű adatot kapunk, mint egy minden szempontból állandó, laborkörnyezetben mérhető λ_D.

Következtetésként mégis levonható, hogy nem oktalan pazarlás a gyártó által közölt hővezetési tényező alapján, egyszerű számítással meghatározott hőszigetelési vastagságokat 8-10%-kal „túlméretezni”, hisz a műszaki ember tudja, hogy „ami elromolhat, az el is romlik”, ezért biztonságra törekszik. Ezáltal azok a környezeti viszonyok, amelyek épített szerkezeteink esetében meglehetősen széles határok között mozognak – különösen több évtized alatt – biztonsággal tervezetten követhetőek le.

A cikk következő része áttekinti a beépítési helyek épületszerkezeti vonatkozásaiból (természetes légáramlásból, felületi hőátadásból, hőhídakból) eredő különböző korrekciós tényezők hatását a vastagság meghatározására.