Теплоізоляція: нове покоління. Вакуумна ізоляція вікон і фасадів
06-09-2012
Просмотров: 4538
1. Введення. Біля однієї третини всього енергоспоживання в Німеччині використовується для обігрівання кімнат. Зокрема старі будівлі найбільше виграють від ефективного для енергії поновлення. Вакуумна ізоляція, наприклад, вакуумні ізоляційні панелі (VIP) і вакуумні ізоляційні склопакети (VIG) - надзвичайно ефективні системи для оновлення будівельної сфери.
Системи VIP вже комерційно доступні, а перші продукти німецького виробництва отримали своє технічне схвалення в червні 2007 р. Довготривала функціональність систем VIP була перевірена в лабораторних умовах; також досліджується можливість збільшення сфери застосування продукту. Вакуумні ізоляційні склопакети в даний момент знаходяться в стадії розробки разом з дослідницьким проектом, спонсорував Німецьким Федеральним Міністерством Економіки і Технології. Їх серійне виробництво очікується в 2010 р.
2. Вакуумні ізоляційні панелі (VIP) для будівель
2.1 Монтаж
При виробництві вакуумні ізоляційні панелі мають теплопровідність близько 0.004 W / (mK). Їх коефіцієнт ізоляції в п'ятдесят разів вище в порівнянні з традиційним ізоляційним матеріалом тієї ж товщини. Типовий базовий матеріал - мікропористий, стійкий до тиску і має низьку теплопровідність, коли надається вакууму (наприклад, пірогенний кварц (кремнезем)). Металева фольга або сталева оболонка забезпечують дуже повільне збільшення тиску і теплопровідності.
2.2 Термін служби
Незважаючи на металеву оболонку, проникаючі молекули повільно збільшують тиск газу в VIP. Крім сухих атмосферних газів (таких як O2 і N2) водний пар є особливо критичним компонентом, оскільки вона значно збільшує теплопровідність панелі. У ZAE «Bayern» була розроблена теоретична модель ймовірного терміну служби для VIP. Модель була перевірена за допомогою тривалих вимірів на панелях з різними видами оболонки металевої фольги (розслідування проходили близько року). Результати показують, що VIP з терміном служби більше 50 років цілком можливі, навіть якщо використовується фольга з тонкими металевими шарами. Згідно обчислень, теплопровідність збільшиться до 0.006 W / (mK) протягом цього періоду.
2.3 Теплові мости
Вищезазначені значення для теплопровідності дійсні тільки в ситуації, коли центральна область VIP не порушена. Через високу теплопровідності металевих шарів по краях покриття являє собою тепловий міст. Це може призводити до сильного збільшення загального коефіцієнта теплопровідності панелі, зокрема для малорозмірних панелей з товстими металевими шарами або з повністю сталевим покриттям (дивіться Рис. 1).
Рис. 1. Розрахований коефіцієнт теплопровідності стінної конструкції з VIP (силікатна цегла 17.5 см, VIP 3 см + 3 см PS) як функція розміру панелі для різних видів панельного покриття
Не тільки теплові мости, викликані оболонкою панелі, але і ті, які викликані методом установки (підгонка, спорудження) відіграють важливу роль. Надзвичайно ефективні властивості ізоляції VIP роблять ефекти теплового моста ще гіршими. Під час етапу планування строго рекомендується проводити детальне обчислення ефектів теплових мостів.
2.4 Використання
Завдяки зменшеній товщині ізоляції (від 1/5 до 1/10) VIP мають великі переваги в ситуації, якщо вільне місце обмежене (межує з примикаючою нерухомістю, маленьким виступом даху, в будинках з терасами), або в ситуації, коли простір дуже дорогий. На додачу до економії простору зникає поява непривабливих глибоких амбразур, що дає більше свободи дій для архітекторів. Системи VIP також можуть використовуватися під підігрівом підлоги, на підлозі і на стелях, елементах парапету або в жалюзних шторних системах.
2.5 Спеціальні можливості
Всі конструкції VIP повинні дотримуватися наступних основних принципів: • оболонка не повинна шкодити (без уколів, акуратне використання); • немає можливості розрізання панелі (розгорніть грати під час стадії планування); • механічна монтажна система не повинна викликати тиск в панелі; • тепловим мостам має приділятися більше уваги, ніж при традиційній ізоляції; • стики і щілини повинні бути непроникними для водного пара.
3. Вакуумні ізоляційні склопакети (VIG)
3.1 Монтаж
У традиційному двошаровому склінні з м'яким покриттям загальна втрата тепла у великій мірі залежить від теплопровідності через газовий наповнювач (близько 80% для повітря як газового наповнювача). Цей показник можна суттєво зменшити шляхом створення вакууму в просторі між склінням. Крім того, пролом (простір) з вакуумом може бути зменшена в товщині, так як його теплоізоляційний ефект сильно залежить від відстані між склом.
Таким чином, можуть бути реалізовані системи з тонким склінням (дивіться Рис. 2). Однак ущільнювачі повинні бути розташовані зі звичайними проміжками між стеклами, щоб уникнути пошкодження склопакета через атмосферний тиск в 1,000 гПа, що відповідає вазі 10 тонн на квадратний метр. Також необхідна герметична крайова прокладка, щоб гарантувати тривалий тиск газу в 104 гПа.
Рис. 2. Діаграма для вакуумного ізоляційного склопакета з флоат склом розміром 2 x 4 мм (товщина системи <9 мм)
3.2 Властивості
Оптимізуючи всі системні параметри, VIG поєднує в собі чудові коефіцієнти ізоляції, дуже тонке скління і малу вагу. При використанні надзвичайно ефективних м'яких покриттів з випромінювальною здатністю менше ніж 0.03 і з використанням оптимізованих теплопрокладок можна досягти загального коефіцієнта теплопровідності в 0.5 W / (m2K).
Рис. 3. Вид через вакуумний ізоляційний склопакет. Ущільнювачі можуть бути помічені тільки з дуже близької відстані і не заважають видимості
3.3 Стадія розробки
В рамках дослідницького проекту, який спонсорував Німецьке Федеральне Міністерство Економіки і Технології (FKZ 0327366), була продемонстрована функціональність вакуумного ізоляційного склопакета. Крім розробки газонепроникною крайової прокладки на VIG також виконувалися і механічні навантажувальні випробування в спеціально розробленому тепловому процесі зміни тиску. У цьому випробуванні системи VIG досягли рівня опору тиску, порівнянного з традиційними застекляется конструкціями.
Поточний дослідницький проект, кий спонсорував Німецьке Федеральне Міністерство Економіки і Технології, зосереджується на розвитку виробничого процесу для серійного виробництва VIG.
Автор: Технико-аналитический журнал Оконные Технологии; № 33 от 2008
Теплоізоляція: нове покоління. Вакуумна ізоляція вікон і фасадів.
При использовании информации, ссылка (для интернет публикаций – гипперссылка) на www.OknoGrad.com.ua обязательна!
Администраторы не несут ответственность за содержание информации, которую размещают пользователи ресурса.
