ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΛΕΙΩ ΑΞΑΡΛΗ

Transcript

1 ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΛΕΙΩ ΑΞΑΡΛΗ

2 Μετάδοση της θερμότητας Αγωγή Μεταφορά θερμότητας από μόριο σε μόριο ενός στοιχείου Η θερμότητα μεταδίδεται πάντοτε από μια θερμότερη προς μια ψυχρότερη περιοχή. Η ποσότητα της θερμότητας που μεταφέρεται με αγωγή εξαρτάται από Τη διατομή του υλικού Τη θερμική αγωγιμότητα λ Το πάχος του Τη διαφορά θερμοκρασίας Το χρόνο

3 Χαρακτηριστικά των υλικών Θερμική αγωγιμότητα Θερμοχωρητικότητα διαπερατότητα/ ανακλαστικότητα/ απορροφητικότητα στην ηλιακή ακτινοβολία (μικρού μήκους) εκπομπή θερμικής ακτινοβολίας (μεγάλου μήκους)

4 Θερμομονωτικά υλικά: αποτελούνται από πλήθος ινών που μεταξύ τους παρεμβάλλεται αέρας ή ένα πλέγμα κλειστών ή ανοικτών κυψελίδων, στις οποίες περιέχεται αέρας (που θεωρείται πρακτικά ακίνητος)

5 Θερμική αγωγιμότητα Συντελεστής θερμικής αγωγμότητας (λ): η ροή θερμότητας που διέρχεται από τη μονάδα επιφάνειας του υλικού όταν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο επιφανειών του είναι ίση με τη μονάδα W/mK ή Kcal/(m h o C)

6 Θερμομονωτικά υλικά: τα υλικά που παρουσιάζουν θερμική αγωγιμότητα (λ) μικρότερη των 0.18 W/mK λ= W/mK ξηρός και ακίνητος αέρας σε μικρά πάχη στρώσεων

7 R = d λ Συντελεστής θερμικής αγωγμότητας (λ): η ροή θερμότητας που διέρχεται από τη μονάδα επιφάνειας του υλικού όταν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο επιφανειών του είναι ίση με τη μονάδα Αντίσταση στη ροή θερμότητας μιας ομογενούς στρώσης (R ) m 2 K/W

8 συνολική θερμική αντίσταση ενός πολυστρωματικού δομικού στοιχείου (RΤ) RΤ = Ri + R1 + R Rν + Rδ + Ra [m² K/W] RΤ [W/(m² K)] η συνολική αντίσταση που προβάλλει στη ροή θερμότητας το δομικό στοιχείο, R1 Rν Αντίσταση στη ροή θερμότητας μιας ομογενούς στρώσης, Rδ [m² K/W] η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα σε τυχόν υφιστάμενο διάκενο ανάμεσα στις στρώσεις του δομικού στοιχείου, Ri [W/(m² K)] η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από τον εσωτερικό χώρο προς το δομικό στοιχείο Ra [W/(m² K)] η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από το δομικό στοιχείο προς το εξωτερικό περιβάλλον.

9 Θερμική αντίσταση μη αεριζόμενου στρώματος αέρα, ευρισκόμενου πρακτικά σε ηρεμία (παραδοχές: η στρώση έχει πάχος μικρότερο του 1/10 εκάστης των άλλων δύο στρώσεων και πάντως όχι μεγαλύτερο από 30 cm)

10 Tιμές συντελεστών θερμικής μετάβασης και αντιστάσεων θερμικής μετάβασης επιφανειακού στρώματος αέρα, ανάλογα με τη διεύθυνση ροής. (παραδοχές: θερμοκρασία εσωτερικού χώρου θi = 20 C, θερμοκρασία εξωτερικού χώρου θa = 0 C και ταχύτητα ανέμου υ = 4 m/s Oριζόντια θεωρείται η ροή που παρουσιάζει απόκλιση από το οριζόντιο επίπεδο έως και +30o).

11 συντελεστής θερμικής διαπερατότητας διατομής (συντελεστής U- value σε W/m 2 K) U = ν R i + d j + R + δ j=1 λ 1 j R a

12 Θερμομονωτική ικανότητα των κτιριακών στοιχείων Κρίσιμο χαρακτηριστικό: υψηλή περιεκτικότητα σε αέρα, άρα μικρό βάρος λ: θερμική αγωγιμότητα d/λ Μονοκέλυφα στοιχεία d/λ1 d/λ2 d/λ3 Πολυκέλυφα στοιχεία

13 R = d λ Αντίσταση στη ροή θερμότητας μιας ομογενούς στρώσης (R ) m 2 K/W

14 d1/λ1 d2/λ2 d3/λ3 RΤ = Ri + R1 + R Rν + Rδ + Ra [m² K/W]= RΤ = Ri + d1/λ1 + d2/λ2 + d3/λ3 + Ra Πολυκέλυφα στοιχεία

15

16 Διαχωρισμός της Ελλάδας σε ζώνες, ανάλογα με τα κλιματικά δεδομένα Ζώνη Α από ΒΗΘ (βάση 18 ο C) Ζώνη Β από ΒΗΘ Ζώνη Γ από ΒΗΘ Ζώνη Δ >2201 ΒΗΘ

17 Ισχυρή θερμική προστασία του κελύφους ελάχιστο πάχος θερμομονωτικού υλικού για τη θερμομόνωση δοκού /τοιχείου από οπλισμένο σκυρόδεμα λ υλικού Α ζώνη Β ζώνη Γ ζώνη Δ ζώνη 0,033 W/(m K) 5,0 cm 6,0 cm 6,5 cm 7,5 cm 0,035 W/(m K) 5,0 c m 6,5 cm 7,0 cm 8,0 cm 0,037 W/(m K) 5,5cm 6,5 cm 7,5 cm 8,5 cm 0,039 W/(m K) 6,0 cm 7,0 cm 8,0 cm 9,0 cm 0,041 W/(m K) 6,0 cm 7,5 cm 8,5 cm 9,5 cm

18 Θερμικές απώλειες Q= U. F. Δt

19 Θερμομονωτικά υλικά

20

21 Κριτήρια επιλογής-αξιολόγησης των θερμομονωτικών υλικών η επίδραση της θερμοκρασίας η επίδραση της υγρασίας η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας η διατήρηση όγκου και σχήματος (μεταβολή των διαστάσεων) η χημική συμπεριφορά η αντίσταση στη φωτιά η μηχανική αντοχή

22 άλλοι παράγοντες για την επιλογή Φθορά στο χρόνο Προσβολή από έντομα ή τρωκτικά Συνεργασιμότητα με άλλα υλικά Κόστος Δυνατότητες μεταφοράς και τοποθέτησης

23 κριτήρια επιλογής της θέσης της θερμομονωτικής στρώσης θερμοχωρητικότητα Αντοχή Ανθεκτικότητρα Συμπεριφορά σε υγρασία Αντίδραση στη φωτιά

24 τα συνηθέστερα μονωτικά υλικά

25 Ανόργανα μονωτικά υλικά Υαλοβάμβακας (ινώδες) Ορυκτοβάμβακας, πετροβάμβακας (ινώδες) Αφρώδες γυαλί Κίσσηρης, περλίτης, βερμικουλίτης, ελαφρόπετρα (κοκκώδη) Θερμομονωτικά τούβλα και τσιμεντότουβλα (σε δομή, χτισμένα )

26 υαλοβάμβακας Πάπλωμα σε ρολλά (και με φύλλο αλουμινίου Πάπλωμα ενισχυμάνο με πλέγμα Απλές ή ενισχυμένες πλάκες Ενισχυμένες πλάκες με υαλοϋφασμα) κοχύλια

27 υαλοβάμβακας υαλοβάμβακας με φύλλο αλουμινίου

28 ορυκτοβάμβακας

29 περλίτης

30 Οργανικά μονωτικά υλικά διογκωμένη πολυστερίνη (κυψελώδες) εξηλασμένη πολυστερίνη (κυψελώδες) αφρώδης πολυουρεθάνη (κυψελώδες) Ξυλόμαλλο (ινώδες) σάντουιτς ξυλόμαλλου και πολυστερίνης φελλός σε κόκκους (ινώδες) πλάκες φελλού (ινώδες) Υλικά φυτικών ή ζωικών ινών: άχυρο, καλάμια, πριονίδια, τέφρα, μαλλί προβάτου (ινώδη)

31 διογκωμένη πολυστερίνη

32 διογκωμένη πολυστερίνη Τεχνητό αφρώδες πλαστικό παράγεται από την πετροχημική βιομηχανία Φθηνό και εύχρηστο υλικό Πολύ ελαφρύ-ειδικό βάρος: 8-30Kg/m 3 Προσβάλλεται από έντομα και τρωκτικά Προσβάλλεται από ποικιλία χημικών διαλυτών Φθείρεται από την ηλιακή ακτινοβολία και τις υψηλές θερμοκρασίες Δεν συγκρατεί το νερό (κλειστές κυψελίδες) Ικανοποιητική αντοχή σε συμπίεση

33 Εξηλασμένη πολυστηρόλη

34 Κυψέλες πολυστηρόλης

35 αφρώδης εξηλασμένη πολυστερίνη (πολυστηρόλη) Ανάλογη της πολυστερίνης, με καλύτερες ιδιότητες ειδικό βάρος:26-40 Kg/m 3 Αυτοσβεννόμενο υλικό, χωρίς τη δημιουργία επιβλαβών καπνών Καλή αντοχή σε συμπίεση Δεν απορροφά υγρασία

36 Εξηλασμένη πολυστηρόλη

37 Πλάκες με πατούρα για επικάλυψη στη θέση των αρμών

38 πολυουρεθάνη

39 Κυψελίδες πολυουρεθάνης

40 πολυουρεθάνη Σκληρό αφρώδες- ειδικό βάρος: Kg/m 3 Δεν προσβάλλεται από έντομα και τρωκτικά, δεν σαπίζει Δεν διαβρώνεται από χημικές ουσίες (αντοχή στη θερμή άσφαλτο) Αυτοσβεννόμενο υλικό, δεν εξαπλώνει τη φωτιά, εκλύει τοξικά αέρια Επηρεάζεται από την ηλιακή ακτινοβολία Είναι αδιάβροχο υλικό

41 Πολυουρεθάνη- προϊόντα Πλάκες Προκατασκευασμένα πανό: πλάκες πολυουρεθάνης με εκατέρωθεν λεπτά μεταλλικά φύλλα επίπεδης ή κυματοειδούς λαμαρίνας Κατασκευή επί τόπου του έργου με εκτόξευση δια ψεκασμού

42 Πανό πολυουρεθάνης

43 Διαμόρφωση όψεων με πανό πολυουρεθάνης

44

45 Ξυλόμαλλο Ξυλώδεις ίνες που έχουν αναμιχθεί και ορυκτοποιηθεί με τσιμέντο Καλή ηχομονωτική ικανότητα Βαρύ υλικό ειδικό βάρος: Kg/m 3 Προσβάλλεται από τρωκτικά Παρουσιάζει αντίσταση στους χημικούς διαλύτες και στα ασφαλτικά υλικά Δεν προσβάλλεται από την ηλιακή ακτινοβολία Έχει υψηλή αντοχή σε θλίψη και κάμψη Απορροφά την υγρασία, αλλά την επανααποδίδει στο περιβάλλον

46 πλάκες τύπου σάντουιτς: ξυλόμαλλο-πολυστερίνη

47 πλάκες τύπου σάντουιτς: ξυλόμαλλο-ορυκτοβάμβακας

48 Βιογενή μονωτικά υλικά κοκκοφοίνικας φελλός μαλλί κάνναβις

49 Διαφανής θερμομόνωση

50 νέα υλικά για υψηλές απαιτήσεις θερμομόνωσης Θερμοανακλαστική θερμομόνωση

51 νέα υλικά για υψηλές απαιτήσεις (θερμομόνωση) VIP-vacuum insulation panels (θερμομονωτικές πλάκες κενού )

52 Η θέση του θερμομονωτικού στρώματος εσωτερικά Πλεονεκτήματα: Ο χώρος θερμαίνεται γρήγορα Δεν επιβαρύνεται η πρόσοψη Μειονεκτήματα: Θερμογέφυρες Συμπύκνωση υδρατμών Ανενεργή θερμική μάζα

53 Η θέση του θερμομονωτικού στρώματος εξωτερικά Πλεονεκτήματα: Αποφεύγονται οι θερμογέφυρες Αποφεύγεται η συμπύκνωση υδρατμών στο στοιχείο Αξιοποιείται η θερμοχωρητικότητα του στοιχείου Μειονεκτήματα: Το μονωτικό στρώμα είναι ευπρόσβλητο

54

55 Μόνωση στον πυρήνα Πλεονέκτημα: Το θερμομονωτικό στρώμα προστατεύεται Μειονέκτημα: Οι συνδέσεις του εξωτερικού με το εσωτερικό κέλυφος (θερμογέφυρες)

56 αεριζόμενα θερμομονωμένα κελύφη

57 Θερμομονωτικ ά τούβλα Θερμομονωτικά τούβλα

58 θερμομονωτικά τούβλα

59 τούβλα ytong

60 θερμομονωτικά τούβλασυντελεστής λ: από τις κατασκευαστικές εταιρίες Στη μάζα τους έχουν δημιουργηθεί μικρές σφαιρικές κοιλότητες με αέρα Ελαφρύτερα από τα κοινά διάτρητα τούβλα (25-40%) Δεν φθείρονται, δεν καίγονται Μεγάλη αντοχή σε θλίψη Απορροφούν υγρασία, αλλά έχουν τη δυνατότητα να στεγνώνουν

61 συνδυασμοί τούβλων και θερμομονωτικών υλικών

62 Μονωτικά σκυροδέματα περλιτόδεμα κισσηρόδεμα αφρομπετόν σκληρυμένο σε ατμό

63

64 Θερμομονωτικά επιχρίσματα

65 Θερμομόνωση κελύφους συμπαγή στοιχεία διαφανή στοιχεία

66

67

68 Η θερμική προστασία του κελύφους: προδιαγραφές Διαφανή δομικά στοιχεία Bw,1 Bg,1 Υαλοπίνακας Hg,1 Hw,1 Πλαίσιο Θερμογέφυρα (υάλωση-πλαισίου)

69 Το πλαίσιο συγκράτησης Τα περισσότερα πλαίσια συγκράτησης κατασκευάζονται από αλουμίνιο. Το μέταλλο αυτό είναι πολύ καλός αγωγός της θερμότητας και βραχυκυκλώνει τη θερμομόνωση στην περίμετρο του υαλοστασίου. Σήμερα χρησιμοποιούνται εναλλακτικά πλαίσια από αφρώδες συνθετικό υλικό με ενσωματωμένο το αποξηραντικό μέσο (warm edge technology). Μια άλλη επιλογή είναι πλαίσια από εξευγενισμένο χάλυβα εγκιβωτισμένα σε βουτύλιο.

70 Διαφανή δομικά στοιχεία Πλαίσιο Πλήρωση θαλάμου με πολυουρεθάνη Πολυαμίδιο

71 Βελτιωμένα πλαίσια

72 Θερμικές απώλειες από τα διαφανή στοιχεία μονός υαλοπίνακας ή διπλός υαλοπίνακας

73

74 ειδικοί υαλοπίνακες Low-e υαλοπίνακας (χαμηλής εκπεμψιμότητας) μείωση του συντελεστή θερμοπερατότητας (U) ανάλογα με το αέριο πλήρωσης

75 Σημερινές επιδόσεις υαλοστασίων 1.3/ W m 2 K για μονάδες δύο υαλοπινάκων με διάκενο 16mm, αργόν και επίστρωση low-e σε έναν από τους υαλοπίνακες W/m 2 K για μονάδες πολλαπλών υαλοπινάκων με διάκενο 8 mm, κρυπτόν και επίστρωση low-e σε περισσότερους υαλοπίνακες

76 Υαλοπίνακες με κενό αέρα

77 ΔΙΑΦΑΝΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Υπολογισμός τιμών θερμοπερατότητας κουφωμάτων Πίνακες τιμών θερμοπερατότητας κουφωμάτων

78 Επιλογές

79 Έξυπνες υαλώσεις Θερμοχρωματικές Ηλεκτροχρωματικές Φωτοχρωματικές Υγροί κρύσταλλοι

80 χρησιμοποίηση νυχτερινής μόνωσης στα ανοίγματα

81 Κιβώτια ρολών