Termoizolatia Reflectiva – Istoric si Performante

In anul 1955 inginerul Clark E. Beck a creat tehnologia reflectiva la cererea NASA in baza aeriana Wright-Patterson. NASA incerca sa gaseasca o solutie de protejare a astronautilor de temperaturile extreme din timpul iesirilor in spatiu.

Daca ar fi incercat sa utilizeze materiale de izolare conventionale costumele lor ar fi fost groase de 2,5m.

Bariera radianta creata era capabila sa reflecte 95% din radiatia solara si sa reflecte caldura corporala inapoi pentru a mentine corpul cald si a supravietui.

De asemeni aluminiul fiind cel mai neemisiv element, *(dupa aur si argint) din tabloul Mendeleev este si un protector impotriva radiatiilor electromagnetice de toate tipurile (ultra scurte, lungi, medii,IR,UV) care pot afecta sanatatea si functionarea echipamentelor electronice.

In urmatorii ani de explorare spatiala, cercetatorii NASA au perfectionat acest tip de izolare prin utilizarea unui gel in loc de camerele de aer si foliilor din aur si argint atat in costume, navete cosmice cat si pe satelitii artificiali dezvoltati.

Cum functioneaza Termoizolatia Reflectiva?  Detalii despre fluxul de caldura:

Toate materialele inclusiv izolatiile, transfera sau rezista fluxului de caldura in acelasi fel. Toate obiectele fizice sunt supuse acelorasi legi ale naturii, inclusiv aluminiu, hartia, bumbacul, lemnul, fibrele de lemn, piatra, sticla, vata minerala, spatiile cu aer, gipsul, caramizile, fierul, oamenii, animalele.

Singurele diferente sunt in grade de conductie, in procente de absorbtie a radiatiei si emisivitatii, in cantitatea de convectie.

Aceste diferente se datoreaza: densitatii; greutatii, formei, permeabilitatii, structurii moleculare si alte caracteristici fizice ordinare.

Din tot fluxul de caldura prin structura peretelui sau acoperisului, transferul fluxului de caldura este intre 5% si 7% prin conductie,  intre 15% si 28%  prin convectie si intre 65% si 80% prin radiatie.

Radiatia si conductia merg in orice directie; sus, jos, lateral sau in diagonala, dar intotdeauna de la cald la rece; niciodata invers. Aceasta regula nu se aplica convectiei si altor curenti de aer.

Caldura intotdeauna cauta cel mai mic nivel de temperatura, de aceea transferul de caldura are loc intotdeauna, sau se spune ca trece de la un corp cald la un corp rece.

 

Conductia si densitatea

Conductia este fluxul liber al caldurii prin materie in proportie de 5-7% din caldura care trece prin acoperis sau perete.

Are loc prin contact FIZIC (atingere, lipire), al uneia dintre parti cu o alta parte.

De exemplu daca un capat al unei bare de metal este incalzit caldura traverseaza prin conductie in acelasi corp de metal de la un capat la celalat; si deasemenea catre aerul de la suprafata care este un “corp” cu o densitate mai mica.

Un alt exemplu cunoscut este al unei oale care se incalzeste pe o plita fierbinte. Pentru ca aerul are densitatea mica procentul de transfer de caldura prin conductie prin aer este comparativ mai mic.

In general, cu cat un material este mai dens cu atat este mai bun conductor.

Piatra, sticla, fiind foarte dense sunt conductori buni ai caldurii.

Reducandu-le densitatea introducand aer in masa le reducem conductia.

Vata bazaltica sau minerala are o conductie mica nu datorita fibrelor minerale din bazalt, dolomita sau nisip, ci pentru ca are mult aer in masa, raportul este de ~1 la 23 parti aer.

 

Absorbtia si Emisivitatea

Cele mai multe unde sunt invizibile! Cateva sunt vizibile si sunt cunoscute ca si lumina. Cele invizibile gen ultraviolet UV si infrarosu IR nu sunt familiare.

Radiatia este procesul prin care undele sunt transmise prin spatiu. Sunt emanate de la suprafata oricarui obiect al carei temperatura este peste zero; de exemplu, soarele, un radiator, un om,un scaun, o masa, o bucata de lemn si parcurg distantele la o viteza extrem de mare. Razele infrarosii calatoresc din fiecare punct al suprafetei in toate directiile cu intensitate perpendicular pe suprafata scazand in intensitate pana la zero intesitate de-a lungul suprafetei. Directia fluxului este doar de la cald la rece.

Aceste raze sunt invizibile, dar nu au temperatura doar energie.

Cand razele infrarosii ating suprafata unui obiect in general sunt absorbite si doar atunci caldura este produsa in acel obiect. (Ex. incalzirea habitatului camerei prin geamul orientat catre Soare)

Aceasta caldura se raspandeste in masa prin conductie; cea mai mare cantitate de caldura este produsa de razele lungi infrarosii.

Radiatia sau fluxul de raze este numit emisie. Emisivitatea este asociata cu abilitatea suprafetei de a absorbi razele de caldura, razele care nu sunt absorbite de suprafata pe care o ating sunt respinse, reflectate inapoi.

Printre materialele care nu resping razele infrarosu gasim: hartia, asfaltul (cei care locuiesc in marile orase stiu prea bine cum se transforma vara orasul intr-o insula de caldura), lemnul, sticla si piatra au niveluri de absorbtie si emisivitate intre 90 si 95%.

Spre deosebire de aceste materiale suprafetele de aluminiu pur au o emisivitate cuprinsa intre 2 si 5% si pot sa aiba o rata de reflectie a radiatiilor de ~ 97%, totusi procesele de conductie si convectie continua.

Emisivitatile pe grupe de materiale: asfalt 0.95,bazalt 0.95 ,beton 0.83,cauciuc 0.93, lemn0.94, apa 0.93,nisip 0.90, aluminiu 0.03, argint 0.02, aur 0,02.

O suprafata de aluminiu autentica are o eficienta sub razele soarelui intre 60% si 90% (respingerea radiatiei directe); comparata cu 2-5% absorbtie sau 95-97% eficienta la interior.

Motivul pentru aceasta diferenta intre interior si exterior este ca in aditie la razele infrarosu soarele mai emite si alte raze, vizibile si invizibile, care produc o anumita cantitate de caldura atunci cand sunt absorbite de o suprafata; de exemplu exteriorul si structura unui acoperis al unei case.

De asemenea exista si radiatie difuza in atmosfera.

Pentru a intarzia fluxul de caldura prin conductie peretii si acoperisul sunt construiti cu spatii de aer, pierderile combinate prin pereti datorate conductiei si curentilor de convectie care trec sunt in gama 20%- 35%, vara si iarna.

Intre 65 si 80% din caldura care trece de la peretele cald la peretele rece, atat vara cat si iarna este caldura radianta, aproximativ 70% din totalul transferului de caldura se datoreaza radiatiei.

Reflexia si emisivitatea suprafetelor au loc doar in spatiu.  

Spatiul ideal este spatiul cu dimensiunea mai mare de 20 mm; spatiile mai mici functioneaza si ele dar intr-o mai mica masura .

Pentru a functiona perfect suprafetele de aluminiu trebuie sa fie marginite de spatii cu aer si montate in general pe lemn pentru a diminua  fenomenul de conductie.

Orice termoizolatie fie ea reflectiva sau conventionala, in masa trebuie sa inchida cat mai etans toata suprafata de izolat. In caz contrar vor aparea fenomenele de convectie prin micile spatii neizolate (punti termice) apoi in timp vor aparea condensul si apoi mucegaiul.

In ce priveste proportia de transfer a caldurii printr-un spatiu cu aer nu exista o diferenta daca suprafata reflectiva este pe partea rece sau pe partea calda a spatiului.

Pe partea calda suprafata va absorbi ~3% si va reflecta 97% din radiatie, pe partea rece suprafata va emite sau radia doar 3% din radiatie.

O termoizolatie reflectiva introdusa in centrul unui spatiu cu aer creeaza doua spatii reflective si de aceea are doua suprafete efective in acelasi timp, indiferent de directia fluxului de caldura.

Suprafata care este situata inspre fluxul de caldura absoarbe 3% si reflecta 97% din radiatie, cealalta suprafata emite sau radiaza doar 3%. Pentru a obtine rezultate chiar mai bune se pot adauga spatii aditionale de aer si  dubla Termoizolatia Reflectiva prin montajul in  interiorul si exteriorul structurii acoperisului.

Acum ca am inteles cum functioneaza Termoizolatia Reflectiva IsolAir Thermo ar mai fi de discutat si despre alte aspecte precum: condensatia, umiditatea, vaporii.

 

Condensatia

De ce nu apare Condensul pe Termoizolatia Reflectiva IsolAir Thermo?

IsolAir Thermo ca si alte produse internationale din categoria Reflective Insulation reprezinta mult mai mult decat o ‘ FOLIE ’ gen bariera de vapori sau aluminizata de difuzie (din categoria polietilena bombardata cu particule de aluminiu) (pet-metalized) gen parasolar auto sau alt tip de folie de difuzie.

Diferenta dintre IsolAir Thermo si alt gen de folie vapori, folie aluminizata este diferenta dintre un geam cu un rand de sticla si un geam tip tripan cu 2 camere de aer intermediare si distincte care nu comunica intre ele.

Pe geamul cu un singur rand de sticla deoarece nu este o bariera termica apare condensul in cazul temperaturilor -20 grade Celsius temperatura Exterior si + 20 grade Celsius temperatura Interior.

Pe geamul tip Tripan (cu 2 camere aer individualizate) nu apare condensul in conditiile -20 grade Celsius temperatura  Exterior si +20 grade Celsius temperatura Interior.

In acelasi mod IsolAir Thermo avand pe ambele parti exterioare 2 suprafete care resping radiatia termica in proportie de  97% si 2 straturi distincte de camera individuale cu aer uscat neconductiv la interior care reduc  fenomenul de conductie, exact ca in exemplul geamului tip Tripan.

IsolAir Thermo nu isi modifica proprietatile conform testelor INCERC in spectrul de temperatura – 35 grade Celsius pana la +80 grade Celsius.

 

Umiditatea

Straturile de aluminiu exterior de pe IsolAir Thermo nu sunt afectate de umezeala , nu sunt afectate de apa deoarece nu permit trecerea vaporilor si nu inmagazineaza umezeala.