Iparosított technológiával készült épületek

Hőszigetelő anyagok és működésük

A jó szigetelőanyag legfontosabb tulajdonsága a porozitás (levegő­megtartás), mivel a levegőnek nagyon alacsony a hővezető képessé­ge.

Igen sokféle szigetelőanyag létezik, és mindegyik meg kell, hogy feleljen a következő alapvető feltételeknek:

  • alacsony hővezetés,
  • alkalmazási hőmérséklet-függetlenség,
  • az anyagon belüli optimális hőeloszlás,
  • optimális sűrűség,
  • alacsony égés- és robbanásveszély,
  • jó fizikai jellemzők (legyen elég erős, hogy szerelés során ne sé­rüljön),
  • magas vízállóság és páravezetési ellenállás,
  • tartósság (az anyag ne zsugorodjon vagy ne veszítsen tulajdon­ságaiból az időjárás vagy rovarok hatására),
  • kémiai ellenállóság,
  • ne legyen ártalmas az egészségre.

A gyártónak meg kell adnia az anyag tűzzel szembeni viselkedé­sét, mégpedig az európai osztályzásnak megfelelően. Külön meg kell jegyezni, hogy a mai hazai és külföldi gyakorlat­tól eltérően a hőszigetelő anyagok testsűrűség-értékét általánosság­ban nem követelmény megadni, de azokban az esetekben, ahol egyértelmű összefüggés van a megkövetelt tulajdonság és a testsűrűség között, ott az felhasználható a gyári ellenőrző vizsgálatokra.

Az általános gyakorlat szerint hőszigetelő anyagoknak tekinthetők azok az anyagok és termékek, amelyeknek (+ 10°C középhőmérsék­leten mért) hővezetési tényezője nem haladja meg λ =0,15 W/(mK) értéket.

Hatékony hőszigetelő anyagnak tekinthetők azok az anyagok, amelyeknek (+ 10°C középhőmérsékleten mért) hővezetési tényező­je λ=0,06 W/(mK) értéknél alacsonyabb. A hővezetési tényező és a testsűrűség összefüggése látható az 1. ábrán.

A jó szigetelőanyag legfontosabb tulajdonsága a porozitás (levegő¬megtartás), mivel a levegőnek nagyon alacsony a hővezető képessé¬ge. Igen sok féle szigetelőanyag létezik, és mindegyik meg kell, hogy feleljen a következő alapvető feltételeknek: ‐ alacsony hővezetés, ‐ alkalmazási hőmérséklet-függetlenség, ‐ az anyagon belüli optimális hőeloszlás, ‐ optimális sűrűség, ‐ alacsony égés- és robbanásveszély, ‐ jó fizikai jellemzők (legyen elég erős, hogy szerelés során ne sé¬rüljön), ‐ magas vízállóság és páravezetési ellenállás, ‐ tartósság (az anyag ne zsugorodjon vagy ne veszítsen tulajdon¬ságaiból az időjárás vagy rovarok hatására), ‐ kémiai ellenállóság, ‐ ne legyen ártalmas az egészségre. A gyártónak meg kell adnia az anyag tűzzel szembeni viselkedé¬sét, mégpedig az európai osztályzásnak megfelelően. Külön meg kell jegyezni, hogy a mai hazai és külföldi gyakorlat¬tól eltérően a hőszigetelő anyagok testsűrűség-értékét általánosság¬ban nem követelmény megadni, de azokban az esetekben, ahol egyértelmű összefüggés van a megkövetelt tulajdonság és a testsűrűség között, ott az felhasználható a gyári ellenőrző vizsgálatokra. Az általános gyakorlat szerint hőszigetelő anyagoknak tekinthetők azok az anyagok és termékek, amelyeknek (+ 10°C középhőmérsék¬leten mért) hővezetési tényezője nem haladja meg λ =0,15 W/(mK) értéket. Hatékony hőszigetelő anyagnak tekinthetők azok az anyagok, amelyeknek (+ 10°C középhőmérsékleten mért) hővezetési tényező¬je λ=0,06 W/(mK) értéknél alacsonyabb. A hővezetési tényező és a testsűrűség összefüggése látható az 1. ábrán. A leggyakrabban használt hőszigetelő anyagok Hőszigetelő habarcsok és vakolatok: A hőszigetelő habarcsokat és vakolatokat a hagyományos habar¬csok és vakolatok továbbfejlesztésével alakították ki, különböző hő¬szigetelő adalékok hozzáadásával. Hőszigetelő könnyű habarcs- és vakolatadalékként általában kétféle anyagot alkalmaznak: ‐ duzzasztott perlitet, testsűrűségük 400-600 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,12-0,16 W/(mK) vagy ‐ polisztirolgyöngyöt, testsűrűségük 200-300 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,10 W/(mK). Könnyűbetonok: Polisztirolhab-gyöngyökkel vagy őrleménnyel kényszerkeverőben, míg cementtel bevont polisztirolhab-gyöngyökkel vagy -őrle¬ménnyel már hagyományos keverőgépben is előállítható a könnyű¬beton. A cementbevonatnak köszönhetően a polisztirol-gyöngyszemcsék a keverés során nem „úsznak fel”, jobb a víz és a cement tapadása, valamint a keverés teljes folyamata érzéketlen a légmoz¬gásra is. Az általában alkalmazott könnyűbeton-testsűrűségek: 300-700 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,16 W/(mK). Fagyapot: A fagyapot lemezek gyártása során a hosszú faforgácsszálakat ce¬ment- vagy magnezit kötéssel kapcsolják egymáshoz. A faforgács szálakból álló fagyapot lemezek szilárdak, ugyanakkor rugalmasak, hajlíthatok. A szálak közötti légtér miatt a lemezek páradiffúziós el¬lenállása igen csekély, tehát átszellőztethetők. Beépítve, a szerkeze¬tekben, a gőznyomás levezetés/kiegyenlítés funkcióját képesek ellát¬ni. Testsűrűségük 200-300 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,10 W/(mK). A fagyapot lemezeket egyéb hőszigetelő anyagokkal társítva is gyártják. Expandált polisztirolhab: Az expandált habok habosítóadalékot tartalmazó gyöngypolimer¬ből többnyire gőzöléses eljárással két lépésben készülnek. Először a habosítható polisztirolgyöngyök gőz hatására eredeti térfogatuknak mintegy négyszeresére duzzadnak. A hő hatására a polisztirol meglá¬gyul, és a szemcsék belsejében lévő habosítóadalék tágulása követ¬keztében a gyöngyszemek felfúvódnak. Második lépésben a megfe¬lelő ideig pihentetett előhabosított gyöngyök ismételt gőzöléssel adott formának megfelelő zárt térben expandálódnak, összetapadnak. A formázás történhet blokkformázással, folytonos lemezgyártási vagy formasajtolási eljárással. A testsűrűség alapvetően a gyártáshoz felhasznált alapanyag mole¬kulasúlyától, granulometrikus összetételétől, hajtóanyag-tartalmától függ. Testsűrűsége általában 10-40 kg/m3 között változik, hővezeté¬si tényezője: λ=0,032-0,042 W/(mK). Extrudált polisztirolhab: Az extrudált habok habosítóadalékot nem tartalmazó polisztirol granulátumból készülnek. A megömlött polisztirolhoz a gyártás fo¬lyamán adják a habosítóadalékot, és miután az anyag elhagyja a szer¬számot, az adott matricának megfelelően felhabosodik. Az extrudált polisztirolhabok nedvességáteresztő képessége ki¬sebb, a mechanikai tulajdonságok és a hőszigetelő képesség kedve¬zőbb az expandált polisztirolhabokhoz képest. Az anyagszerkezeti kialakításból adódóan az extrudált polisztirolhab benyomódásra nem érzékeny, felülete folytonos, sima tapintású, fagyálló anyag. Testsű¬rűsége általában 25-45 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője az alkalmazott habosítógáztól függően: λ=0,028-0,040 W/(mK). Szálas ásványgyapot: Szilikátszálas hőszigetelő anyagok, illetve termékek mindazok a szervetlen szálas és ezekből továbbfeldolgozással előállított gyárt¬mányok, amelyeket különböző szilikátolvadékból, különféle szálképzési eljárással állítanak elő. A mesterséges, szervetlen szálas¬anyagok közé tartoznak a kőzet- és üveggyapot termékek. Kőzetgyapot: A kőzetgyapot a természetben előforduló, főként vulkanikus és üledékes eredetű kőzetek keverékének - mint például a bazalt, diabáz, mészkő stb. - megolvasztásával és szálazásával előállított, üve¬ges szerkezetű, szervetlen szálas anyag. Testsűrűsége általában 30-200 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője: λ=0,032-0,040 W/(mK). Üveggyapot: Az üveggyapot jó minőségű, megfelelő finomságúra előaprított üveg nyersanyagok: pl. homok, földpát, szóda, nátrium-szulfát, bári¬um-szulfát, folypát és bórax (vagy más bórtartalmú ásvány) homo¬gén keverékének megolvasztásával és szálazásával előállított, üve¬ges szerkezetű, szervetlen szilikátszálas anyag. Testsűrűsége általá¬ban 10-120 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője: λ=0,032-0,045 W/(mK). 1. ábra: A különböző hőszigetelő anyagok hővezetési tényezőjének változása a testsűrűség függvényében

1. ábra: A különböző hőszigetelő anyagok hővezetési tényezőjének változása a testsűrűség függvényében.

A leggyakrabban használt hőszigetelő anyagok

Hőszigetelő habarcsok és vakolatok:

A hőszigetelő habarcsokat és vakolatokat a hagyományos habar­csok és vakolatok továbbfejlesztésével alakították ki, különböző hő­szigetelő adalékok hozzáadásával. Hőszigetelő könnyű habarcs- és vakolatadalékként általában kétféle anyagot alkalmaznak.

Ezek:

  • duzzasztott perlitet, testsűrűségük 400-600 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,12-0,16 W/(mK) vagy
  • polisztirolgyöngyöt, testsűrűségük 200-300 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,10 W/(mK).

Könnyűbetonok:

Polisztirolhab-gyöngyökkel vagy őrleménnyel kényszerkeverőben, míg cementtel bevont polisztirolhab-gyöngyökkel vagy -őrle­ménnyel már hagyományos keverőgépben is előállítható a könnyű­beton. A cementbevonatnak köszönhetően a polisztirol-gyöngyszemcsék a keverés során nem „úsznak fel”, jobb a víz és a cement tapadása, valamint a keverés teljes folyamata érzéketlen a légmoz­gásra is.

Az általában alkalmazott könnyűbeton-testsűrűségek: 300-700 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,16 W/(mK).

Fagyapot:

A fagyapot lemezek gyártása során a hosszú faforgácsszálakat ce­ment- vagy magnezit kötéssel kapcsolják egymáshoz. A faforgács szálakból álló fagyapot lemezek szilárdak, ugyanakkor rugalmasak, hajlíthatok. A szálak közötti légtér miatt a lemezek páradiffúziós el­lenállása igen csekély, tehát átszellőztethetők. Beépítve, a szerkeze­tekben, a gőznyomás levezetés/kiegyenlítés funkcióját képesek ellát­ni. Testsűrűségük 200-300 kg/m3, hővezetési tényezőjük: λ=0,08-0,10 W/(mK).

A fagyapot lemezeket egyéb hőszigetelő anyagokkal társítva is gyártják.

Expandált polisztirolhab:

Az expandált habok habosítóadalékot tartalmazó gyöngypolimer­ből többnyire gőzöléses eljárással két lépésben készülnek. Először a habosítható polisztirolgyöngyök gőz hatására eredeti térfogatuknak mintegy négyszeresére duzzadnak. A hő hatására a polisztirol meglá­gyul, és a szemcsék belsejében lévő habosítóadalék tágulása követ­keztében a gyöngyszemek felfúvódnak. Második lépésben a megfe­lelő ideig pihentetett előhabosított gyöngyök ismételt gőzöléssel adott formának megfelelő zárt térben expandálódnak, összetapadnak. A formázás történhet blokkformázással, folytonos lemezgyártási vagy formasajtolási eljárással.

A testsűrűség alapvetően a gyártáshoz felhasznált alapanyag mole­kulasúlyától, granulometrikus összetételétől, hajtóanyag-tartalmától függ. Testsűrűsége általában 10-40 kg/m3 között változik, hővezeté­si tényezője: λ=0,032-0,042 W/(mK).

Extrudált polisztirolhab:

Az extrudált habok habosítóadalékot nem tartalmazó polisztirol granulátumból készülnek. A megömlött polisztirolhoz a gyártás fo­lyamán adják a habosítóadalékot, és miután az anyag elhagyja a szer­számot, az adott matricának megfelelően felhabosodik.

Az extrudált polisztirolhabok nedvességáteresztő képessége ki­sebb, a mechanikai tulajdonságok és a hőszigetelő képesség kedve­zőbb az expandált polisztirolhabokhoz képest. Az anyagszerkezeti kialakításból adódóan az extrudált polisztirolhab benyomódásra nem érzékeny, felülete folytonos, sima tapintású, fagyálló anyag. Testsű­rűsége általában 25-45 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője az alkalmazott habosítógáztól függően: λ=0,028-0,040 W/(mK).

Szálas ásványgyapot:

Szilikátszálas hőszigetelő anyagok, illetve termékek mindazok a szervetlen szálas és ezekből továbbfeldolgozással előállított gyárt­mányok, amelyeket különböző szilikátolvadékból, különféle szálképzési eljárással állítanak elő. A mesterséges, szervetlen szálas­anyagok közé tartoznak a kőzet- és üveggyapot termékek.

Kőzetgyapot:

A kőzetgyapot a természetben előforduló, főként vulkanikus és üledékes eredetű kőzetek keverékének – mint például a bazalt, diabáz, mészkő stb. – megolvasztásával és szálazásával előállított, üve­ges szerkezetű, szervetlen szálas anyag. Testsűrűsége általában 30-200 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője: λ=0,032-0,040 W/(mK).

Üveggyapot:

Az üveggyapot jó minőségű, megfelelő finomságúra előaprított üveg nyersanyagok: pl. homok, földpát, szóda, nátrium-szulfát, bári­um-szulfát, folypát és bórax (vagy más bórtartalmú ásvány) homo­gén keverékének megolvasztásával és szálazásával előállított, üve­ges szerkezetű, szervetlen szilikátszálas anyag. Testsűrűsége általá­ban 10-120 kg/m3 között változik, hővezetési tényezője: λ=0,032-0,045 W/(mK).