Stratégiájuk, hogy feszegetik a hagyományos építőanyagok fizikai határait. Bár az elért eredmények biztatóak (például EPS-032, PUR-028 stb.), minőségi változást egyelőre nem hordoznak magukban. A hőszigetelés világát olyan anyag vagy rendszer forradalmasíthatja, amelynek teljesítőképessége legalább egy nagyságrenddel nagyobban, mint az eddig ismerteké.
Az egyik legígéretesebb fejlesztési irány a vákuumtechnológia építőipari meghonosításával törekszik egy alapjaiban új hőszigetelési rendszer létrehozására.
A vákuum-hőszigetelés a hűtőszekrény- és a közlekedésieszköz-ipar számára kifejlesztett eljárás, és csupán pár éve áll az építőipar rendelkezésére. Lényeges a vákuumnak, mint hővezetést gátló közegnek - mivel hőkonvekció nem lehetséges benne - a különböző hőszigetelő szerkezetekben történő felhasználása. Eddig két fő építőipari alkalmazás jelent meg a piacon: a vákuum-hőszigetelőlemez (a továbbiakban VIP, mint Vacuum Insulation Panel) és a vákuumüvegezés ( a továbbiakban VIG, mint Vacuum Insulating Glass). Mindkét alkalmazás hasonló elven működik. Egy légtömör külső „köpeny” belsejében evakuálás útján léghiányos állapotot, azaz vákuumot hoznak létre, Emiatt a köpenyre kívülről, a létrehozott vákuum mértékéről függő légnyomás nehezedik. Ezen a váz belsejében természetesen hőhídakat jelentenek, amelyek a vákuum hőszigetelési képességét jelentősen rontják, illetve korlátozzák.
A vákuum-hőszigetelőlemez (VIP)
A ma forgalmazott „ csupasz” ( azaz különvédő réteg nélküli ) vákuum-hőszigetelő lemezek 1-5 centiméter vastag, maximum 60*100 centiméter méretű táblák. Ezek, az építőiparban széleskörűen alkalmazható panelek két fő alkotórészből állnak. Az egyik egy tábla alakú, alacsony hővezetési képességgel rendelkező maganyag, amely nyomásálló és evakuálható. A másik egy burkoló fólia, amellyel a maganyagot körbeveszik, majd légmentesen lehegesztik. Az elkészült VIP felépítésében és megjelenésében nagyon hasonlít a vákuumcsomagolt, darált kávéhoz.
A különböző töltőanyagok közül a leghatékonyabb a pirogén kovasavporból préselt tábla. Ezen nanoporózus anyag pórusszerkezete ugyanis azonos nagyságrendben van az atmoszférikus nyomás alatti levegőmolekula méretével. A préselés során a nanogolyók közötti pórusok olyan kicsikké válnak, hogy a levegőmolekulák mozgását jelentősen gátolják. Hővezetési tényezője így evakuálás nélkül is kétszer kisebb, mint a hagyományos hőszigetelő anyagoké (
λ=0,019 W/m2K).
A teljes rendszer működésében nagy szerepet játszik a szigetelőfólia, amely a töltőanyagot körbeveszi. Nem csupán a vákuum – a rendszer élettartama alatt történő – megtartását biztosítja, hanem ez a tulajdonképpeni kapcsolat a környezet és a panel között, és így a VIP teljes szerkezetben történő integrációjáért is felelős.
A felhasznált burkolóanyagok többrétegű fóliarendszerek, amelyek közül az építőipar számára hosszú távú stabilitásuknak köszönhetően az alumínium tartalmú fóliák a legalkalmasabbak. Az evakuálást és a burkolóköpeny lezárását követően a vákuumpanel elnyeri végső formáját és hővezetési képességét. Az elkészült, átlagosan 5 mbar belső nyomással rendelkező panelek hővezetési tényezője (a felhasznált anyagok függvényében)
λ=0,008 és 0,005
W/m2K közötti. Ezzel hozzávetőlegesen ötször-nyolcszor jobb hővezetési tényezővel rendelkeznek, mint a hagyományos hőszigetelő anyagok. A vákuumpanelek jellemző felhasználási területe, amikor kevés hely áll rendelkezésre a hőszigetelés számára. Tipikusan ilyen például az épületfelújítások köre, de ide sorolhatóak például a függönyfalak parapetüvegezései is. Ugyanakkor érthető módon egyre nagyobb teret hódít az „extrém” hőszigetelésű szerkezetek világában és így a passzívház technológiában is.
Fő felhasználási területek az építőiparban:
Padlószerkezetek, pincefödém;
Járható teraszok, lapostetők;
Üveghomlokzatok parapetelemei, külső ajtók töltanyaga;
Belső oldali hőszigetelések;
Külső oldali homlokzati hőszigetelések,
ablakkáva és redőnyszekrények utólagos hőszigetelése.
|
Vastagság
|
mm
|
10
|
15
|
20
|
30
|
40
|
60
|
|
U-érték
|
W/m2K
|
0,46
|
0,32
|
0,24
|
0,16
|
0,12
|
0,08
|
|
Tömeg
|
kg/m2
|
1,6
|
2,4
|
3,2
|
4,8
|
6,4
|
9,6
|
Az alacsony hővezetési tényező mellett azonban egyéb sajátságokkal is rendelkezik ez az új építési technológia, amelyek nagyban megkülönböztetik az eddig ismert és „bejáratott” építési rendszerektől. Ilyen például a különleges érzékenység a mechanikai behatásokkal szemben, a nagyfokú előregyártási és méretkoordinációs igény, valamint nem utolsósorban a hőhidak fokozott szerepe és hatása a szerkezet összesítet hőszigetelő készségére. Ezen tulajdonságok az eddigiektől alapvetően eltérő gondolkodásmódot és eljárást igényelnek a tervezőtől, a kivitelezőtől, sőt az épületet használótól egyaránt!
A vákuumüvegezés (VIG)
A vákuumüvegezés lényege, hogy a hagyományos üvegezések nemesgáz töltését vákuum váltja fel. A kivitelezés persze közel sem ilyen egyszerű. A vákuumüvegezésekben ugyanis nagyon alacsony, 0,001-0,0001 mbar nyomást kell elérni az evakuálás során, a megfelelő hőszigetelő képesség biztosításához. Ezáltal az üvegtáblákra nehezedő hatalmas atmoszférikus nyomást pedig az átlátszóságot nem korlátozó módon, távolságtartó elemekkel kell felvenni. Ezen speciális távtartó elemek finom rasztere (1000 db/m2) – amely csupán közvetlen közelről vehető észre – a VIG egyik fő ismertetőjegye.
Fontos különbség még a hagyományos üvegezésekhez képes a mindössze 9-13 milliméteres szerkezeti vastagság és az ezzel járó kis súly. Az alap konstrukciól ényege, hogy két, egyenként 4-6 milliméteres síküvegtábla közül evakuálják a levegőt. Mindkét üvegtábla belső oldala hővisszaverő, úgynevezett low-e bevonattal van előzetesen ellátva, és távolságuk mindössze 0,2-1 milliméter(!).
A szerkezet gyenge pontját az üvegtáblák pereme jelenti, amely légtömörségét hosszú távon biztosítani kell. A peremek lezárásának eddigi leghatékonyabb módja fémlemezek segítségével történik. Bár az üveg-fém, és a fém-fém kapcsolat speciális hegesztőeljárások révén a vákuumtechnológia számára megbízható módon megoldható, ez a fajta kapcsolat mégis nagymértékű hőhidak kialakulásával jár.
Habár elviekben a kétrétegű vákuumüvegezéssel elérhető hőátbocsátási tényező Ug = 0,2 W/m2K, a technológia jelenlegi korlátai miatt a szintén remeknek mondható Ug = 0,5 W/m2 K az alsó határ.
A VIG-nek számos variációja létezik, illetve áll fejlesztés alatt a világ vezető üveggyáraiban, és várhatóan 1-2 éven belül válik piacéretté. Reméljük, hogy addig sikerül kifejleszteni a hozzáillő, hasonlóan jó teljesítőképességű keretszerkezetet is.
További feladatok
Fontos megemlíteni, hogy mind ez idáig a vákuumrendszerek beépítése eseti, egyedi megoldásokon alapul. A különböző stratégiákat követő gyártók célkitűzései azonban mind abba az irányba mutatnak, hogy minél hamarabb kiforrott, megbízható alkalmazástechnológia álljon a tervezők és kivitelezők rendelkezésére.
forrrás: Magyar Építéstechnika 2009/1. száma
|