Isolatzaile termiko

Boeing 747-8 hegazkin batean erabilitako isolatzaile termikoa.

Isolatzaile termikoak erresistentzia termiko altua duten materialak dira, hau da, bero-transmisioa oztopatzeko ahalmen handia dutenak. Honegatik, eraikuntzan eta industrian erabilera asko dituzte. Eragiten duten efektuari isolamendu termiko deritzo, tenperatura ezberdineko bi inguruneren arteko bero-transmisioa oztopatzen duelako, oreka termikoa erabat motelduz.

Modu batean, material guztiak dira isolatzaile termikoak, bero-transmisioa oztopatzen dutelako, baina normalean isolatzaile gisa erabiltzen diren materialen kasuan, funtzioa betetzeko beharrezko lodiera askoz txikiagoa da. Material hauentzako izen egokiena isolatzaile termiko espezifikoa izango litzateke, non espezifikotzat joko diren eroankortasun termikoa (λ) 0.08 W/m·°C baliotik beherakoak dituzten materialak.

Ezagunak diren isolatzaile termikoen artean hoberenetako bat hutsa da, non beroa igortzeko aukera bakarra erradiazioaren erabilera den. Hala ere, oso zaila da hutsaren egoera lortzea zein mantentzea, ondorioz, oso kasu gutxitan erabiltzen da. Gehienetan hezetasun baxuko aireaz baliatzen gara, alde batetik bere eroankortasun termikoari esker kondukzio bidezko beroaren transmisioa ekiditeko gaitasuna duelako, eta beste alde batetik, duen absortzio koefiziente baxuari esker, erradiazio bidezko kondukzioa ekidin dezakeelako.

Aireak beroa konbekzio bidez transmititzen du, bere isolamendu gaitasuna murriztuz. Arrazoi horregatik, isolatzaile termiko gisa material porotsu edo zuntzezko materialak erabiltzen dira, aire lehorra immobilizatu eta hermetikoak diren gelaxketan itxita uzteko gaitasuna dutelako. Nahiz eta kasu gehienetan atxikitutako gasa aire arrunta izan, poro itxietako isolatzaileetan, hau da, elkarrekin komunikaziorik ez duten burbuilez osatutakoetan, agente apar eragile gisa erabilitako gasa barnean geratzen dena da. Beste gas batzuen konbinazioak erabiltzeko aukera dago baita, baina hauen erabilera ez dago hedatuegia.

Propietateen kuantifikazioa

Isolatzaile termiko baten propietateen kuantifikazioa konplexua da, material-mota bakoitzak erantzun ezberdina daukalako bero-transmisio mota bakoitzarekiko: erradiazioa, konbekzioa, eroaketa, bero latentea/bero sentikorra… Gainera, materialaren tenperaturaren arabera propietateak aldatu egiten dira.

Kalkuluak burutzeko eta materialen arteko konparaketak egiteko, eroankortasun termikoaren koefizientea erabili ohi da, soilik eroaketaren bidezko bero-transmisioa neurtzen duena. Bi materialen eroankortasuna konparatzeko, eroankortasun termikoaren koefizientea tenperatura berean neurtu egin behar da.

Europan legalki onartuta dauden isolatzaile termikoen familiak

• Artile-minerala (arroka-minerala), EN 13162 arauaren arabera.
• Hedatutako poliestirenoa, EN 13163 arauaren arabera
• Estrusionatutako poliestirenoa, EN 13164 arauaren arabera
• Poliuretano-aparra, EN 13165 arauaren arabera
• Erretxina fenolikozko aparra, EN 13166 arauaren arabera
• Beira-aparra (beira-artilea), EN 13167 arauaren arabera
• Egur-artilea, EN 13168 arauaren arabera (Holzwolle-Leichtbauplatte)
• Hedatutako perlita plakak, EN 13169 arauaren arabera
• Kortxoa, EN 13170 arauaren arabera
• Egur-zuntzak, 13171 arauaren arabera

Gainontzeko materialek herrialde zehatzaren onarpena lortu behar dute, edo Onespen Teknikoetarako Erakunde Europarrarena (European Organization for Technicals Approvals), Bruselan kokatua dagoena.

Suteen aurrean izan behar duten portaera zehazteko, EN 13501 araua jarraitu behar da.

Material isolatzaile termikoak

Materiala	Osagaia	Dentsitatea [kg/m³]	Eroankortasun termikoa (λ) [W/(m·K)]	Lurrun erresistibitatea (𝜇) [MN·s/(g·m)]	Bero-espezifikoa (Cp) [J/(kg·K)]
Kortxoa	Arrunta	110	0,04-0,055		1600-1800
	Xafletan	100-160	0,04-0,055	92	1600-1800
	Zuhaitzekoa	65-150	0,04-0,055	30-75	1600-1800
Kotoia	Kotoi landarearen zuntzak.	20-60	0,04	1-2	840
Arlita	Buztina	300-800	0,08	0	1100
Bermikulita	Burdin eta magnesio silikatoak (mikak)	60-140	0,06
Eskanda	Gari-azalak	90	0,06	1-2
Lihoa	Liho landarearen zuntzak	20-50	0,04-0,05	1-2	1500
Zereal azalak	Zerealak	105-115	0,05	1
Kalamua	Karrakaduretan	150	0,04-0,08	1 -2	1500
	Mantuan	20-40
Zur-txirbilak	Zura	70	0,045	2
Zelulosa	𝛽-glukosa biopolimeroa	30-60	0,039	1 -2	1900
Zur-zuntzak	Puztua	30-60	0,04-0,06	5-10	1600-2100
	Mantuan	130-250
Zur-artilea	Normala	350-600	0,09-0,1	2-5	2100
	Hainbat geruza	60-300
Kokoa	Kokoa	70-110	0,045-0,05	1 -2	1500
Kanabera	Karrakadurak	190-220	0,045-0,065	2	1300
	Mantuan	20-40
Algak		70-80	0,045		2000
Lastoa		80- 600	0,045-0,13
Belarra		25- 65	0,04	1 -2	2100
Arroka-artilea
Beira-artilea	Beira zuntzak + aglutinatzailea		0,032-0,044
Artile naturala	Ardien zuntz naturala	20-80		1 -2
Beira hedatua	Beira hautsa	20	0,045
Poliestireno hedatua (EPS)	Poliestirenoa	12-30	0,034-0,045	140-250
Zelulosa- aparra	Zelulosa		0,056-0,065
Polietileno- aparra	Polietilenoa		0,036 a 0,046
Film albeolarra	Polietileno burbuilak+aluminio babestzailea
Poliuretano aparra	Poliuretanoa		0,023	96-180
Apar elastomerikoa			0,035
Aerogela

Aluminioa

Nahiz eta aluminioa eroankortasun altuko metala izan (λ= 204 W/m·°C), zenbait baldintzetan isolatzaile gisa erabili daiteke. Aluminiozko isolatzaile hauek zenbait geruza finez, beste geruza tolestu batzuen bitartez lotuak, osatuak daude, kartoi arinduaren antzekoa den material bat osatuz. Galera termikoak fase-aldaketa batengatik (lurrunketa), kontaktuagatik (edo konbekzioz) edo erradiazioagatik gerta daitezke. Modu honetan, aluminioa isolatzea lortzen da, erradiazio termikoaren ondoriozko galerak %97-an murriztuz, bai eguzkiaz babesteko hoztu bitartean, zein hotzaren aurrean barne beroa kontserbatzeko. Azken propietate hau erabilitako aluminio geruzaren lodierarekiko independentea da. Horrez gain, material honek beste abantaila garrantzitsu bat du, izan ere, material hermetiko/iragazgaitza izatean, ur eta airea pasatzea ekiditen du, eta ondorioz lurrunketaren bidezko galerak blokeatzen ditu.

Kortxoa

Antzinatik isolatzeko erabili izan den materiala da, artelatzaren azalean du eratorria eta normalean forma aglomeratuan erabiltzen da, panelak osatuz. Panelak birrinduta eta tenperatura altuetan egosia dagoen kortxoarekin osatu ohi dira eta ez da beharrezkoa izaten aglomeratuak gehitzea hauek trinkotzeko.

Material honen ur edukia %8-a baino baxuagoa da, eta %45-ean suberina polimeroaz osatua dago. Bi baldintza hauei esker, kortxoa material ustelezina da, beraz ez dugu onddo edo mikroorganismoez babestu behar, egurrarekin egin behar den moduan.

Beste material isolatzaile batzuen aurrean duen beste abantailetako bat, duen inertzia termiko altua da. Honi esker, oso material egokia izango da isolamendu termikoko sistemetan erabiltzeko.

Munduko ekoizpenari dagokionez, kortxoaren %53-a Portugalekoa da, eta %32-a Espainiakoa.

Beira hedatua

Isolatzaile termiko gehienetan ez bezala, lurrunarekiko erresisitibitate oso altua dauka. Arrazoi honengatik, eraikuntzan erabiltzen da zubi termikoak eta etxe-aurreak isolatzeko (eraikuntzan ez du beste erabilerarik). Konposizioari dagokionez, birziklatutako beiraz osatuta dago, eta bukaerako produktuaren koloreak garrantzirik ez duenez, prozesatzea oso erraza da. Beste material isolatzaile gehienak baino zurrunagoa denez, igeltsuz inguratu daiteke. Beira zelular izenez fabrikatzen da 2013. urtetik.

Poliestireno hedatua (EPS)

Poliestireno hedatu zatia.

Poliestireno hedatua petrolio eta gas naturalaren eratorria den isolatzaile bat da, hauetatik polimero plastiko estirenoa lortzen baita pikor gisa. Bloke bat osatu ahal izateko, materialaren kopuru bat ontzi metaliko baten sartzen da, non kantitate horrek materialaren bukaerako dentsitatearekin erlazionatua egongo den, eta ur lurruna injektatzen da, pikorrak hedatzen dituena blokea sortu arte. Azken hau beharrezko lodierak dituzten xafletan mozten da, horretarako alanbre metaliko bero bat erabiliz.

Material honen erregarritasunagatik, ignifugoak diren konposatuak gehitzen zaizkio, eta ondorioz, material ez-sukoia kontsideratzen da. Horrez gain, poliestireno hedatua oso erraz eraso daiteke erradiazio ultramorearen bitartez, beraz garrantzitsua da hau eguzki izpietatik babestua egotea. Uraren absortzioarekiko erresisentzia altua erakusten du baita, eta gainera ez du sugarra eratzeko gaitasunik, erretzean sublimatu egiten da.

Bermikulita

Bermikulita miken taldeko mineralak dira, magnesio eta burdin silikatoez osatutakoa. Sintesian, tenperatura oso azkar igotzen da, haren tamaina 30 aldiz handituz, esfoliazio deritzo prozesuan.

Esfoliazio-prozesuan bermikulita hedatua xafletan banatzen da, eta xafla hauek soinu-uhinak islatzeko gai direnez, isolatzaile akustiko bikaina da maiztasun-tarte oso zabalean.

Mineral honen biguntze- eta fusio-tenperaturak, hurrenez hurren, 1250 °C eta 1370 °C dira, material erregogorra eta suarekiko erresistentea izanik. Gainera, tenperatura altuetan ez du egonkortasun kimikoa galtzen, beraz, material oso egokia da tenperatura-altuko labeetan erabiltzeko.

Egonkortasun kimikoari dagokionez, egonkorra da eragile atmosferikoen aurrean. Kimikoki neutroa da (pH = 7,2), geldoa da erreaktiboen aurrean eta ez da higroskopikoa. Ez duenez burdinarekin edo altzairuarekin erreakzionatzen, konbinatuta erabili daitezke.

Zelulosa

Birrindutako eta birziklatutako egunkarietatik lortzen da, eta borax gatzak gehitzen dira propietate ignifugoak, intsektizidak eta antifungikoak lortzeko.

Isolatzaile oso egokia da udan eta neguan erabiltzeko, eta gainera, isolatzaile akustikoa ere bada. Egurraren propietate termikoak ditu: bero-ahalmen handia du, eta tenperatura-maximoak eta minimoak orekatzen ditu. Modu antiziklikoan jarduten du 12 orduz; modu honetan, uda arratsaldeetan goizeko tenperatura freskoa mantentzen da eta neguan hotzaren aurka babesten du.

Arroka-artilea

Arroka-artilea

Arroka artilea isolatzailea, erregaitza eta ustelgaitza den material bat da. Beste material isolatzaileekin alderatuz, oso erresistentea da suarekiko, bere fusio tenperatura 1200 °C-tik gorakoa izanda.

Bere aplikazio nagusiak ondoko hauek dira: estalkien isolamendua, aireztatutako fatxadetan, zoru akustikoetan, forjaketen isolamenduan... arra-eme sistemen bidezko teilaz osatutako teilatuak ditugunean, estalki gabeko feltroak erabiltzen dira, edo kraft paperaz osatutako beste bat, kokapenari mesede egiten diona. Horrez gain, egitura eta instalazioen babes pasiborako erabiltzen da.

Arroka artilea xafla zurrun edo semizurrun, fieltro, manta armatu eta maskor gisa komertzializatzen da:

• Manta: Arroka artilezko zuntz gurutzatuez osatua dago. Egokia da eraikuntza-elementu horizontalak isolatzeko, baldin eta goiko aldean jartzen bada. Bertikalean, euspena edo grapak behar ditu, elementuaren behealdean trinkotua ez geratzeko. Kraft paperean, paper enbreatuan edo sare metaliko arinekin babestuak egon ohi dira.
• Xafla zurrunak: Erretxina epoxidoren batekin aglomeratutako xaflak dira, isolatzaileari nolabaiteko zurruntasuna ematen diotenak. Behealdeko eraikuntza-elementu bertikal eta horizontaletarako balio du, hala ere, mantak baino eroankortasun koefiziente baxuagoa du.
• Maskorra: Diametro eta lodiera ezberdinak dituzten hodi aurremoldekatuak dira. Aurreko kasuetan bezala, isolatu nahi den eroanbidearen kanpoko azalerara behar bezala egokitzeko moduan aukeratu behar da material honen sekzioa.  Artile mineral guztien modura, erregaitza da, 1000 ° C-rainoko tenperaturak jasateko ahalmena izanda.

Beira-artilea.

Beira-artilea

Arra-eme teila sistemako teilatu bat izatekotan eta beira-artilearekin isolatu nahi izatekotan dentsitate altuko panelak erabiltzen dira, hidrofugoa eta higroskopikoa.Txapazko sabai bat edukitzean, erabili behar den produktu-lerroa alde batean sendotutako aluminiozko orri bat duen trasdosatua da, erresistentzia mekanikoz jardun dezan, lurrun-hesi gisa eta material islatzaile gisa. Aurreko kasuan bezala, manta, panel aglomeratua eta hodi isolatzeko kukula moduan saltzen dira.

Ardi-artile naturala

Artileetan oinarritutako isolatzaileen bertsio natural eta ekologikoa da. Arroka- eta beira-artileak ez bezala, ardi-artilea modu naturalean eskuratzen da, eta ez du tenperatura altuko tratamendu termikorik behar. Oso erresistentea da propietate mekanikoei begira, eta hezetasuna erregulatzeko gai denez, etxebizitzetan oso erabilia da. Ez da eraikuntzan erabiltzen, aplikazio nagusia ehungintzan du (arropa, mantak…)

Zelulosa-aparra

Zelulosa aparrezko materialak ahalmen isolatzaile termiko onargarria du eta xurgatzaile akustiko ona da. Ezin hobea da galpoien behealdetik aplikatzeko, kolore zuriko material hau erabat suaren kontrakoa delako eta instalatzeko erraza delako. 45 ° C-tik gorako tenperaturetan urtzen da, eta gutxi erabiltzen da eraikuntzan.

Polietileno-aparra

Material hau oso merkea da, hidrofugoa da eta instalatzeko oso erraza. Isolamendu termikoari dagokionez, ez da oso altua. Akabaeran, zuria edo aluminio kolorekoa izaten da.

Polietilenozko film albeolarra

Polietilenozko aparra bezala, aluminiozko paperarekin estalitako burbuilen plastikoa baita ere erabiltzen da isolatzaile termiko moduan. Bere abantailak hurrengoak dira:

1. lodiera oso txikia (3-5 mm),
2. Instalazio erraza, beraz, kostu oso txikia.
3. Ez da sukoia
4. Birziklagarria da.

Dentsitate altuko poliuretano apar zatia.

Film hau eraikuntzan erabiltzen da, eta, gehienetan, aire girotuko ekipoetan.

Poliuretano-aparra

Ahalmen handiko isolatzaile termikoa da, eta industrian zein eraikuntzan oso erabilia da, eraginkortasun energetiko oso altua duelako.

Apar-elastomerikoa

Isolatzaile honek errendimendu bikaina du tenperatura baxu eta ertainean, eta erraz instalatzen da, eskulanaren kostuak ahalik eta gehien murriztuz. Bere egituran, lurrunezko hesi bat du, eta erabat suaren kontrakoa den portaera du. Erradiazio ultramoreak erraz erasotzen du, eta, beraz, eguzkiaren argitik babestu behar da.

Aerogel zatia iletan suspendituta.

Aerogela

Manta malgu baten itxura dauka, 5 eta 10mm-ko lodierakoak, eta  erabilerarako tenperaturak -40 °C - 650 °C edo -270 °C - 90 °C tarteak izan daitezke. Propietate mekaniko, termiko eta kimiko onak ditu eskaintzen duen eraginkortasuna aintzat hartuz: hidrofoboa da, airearekiko eta lurrunekiko iragazkorra da, ignifugoa da, tentsioen aurrean erresistentea da eta korrosioaren aurka ere. Aerogelen instalazioa oso sinplea eta intuitiboa da, artaziak eta kuterrak erabiliz moztu daitekeelako. Honek lan-denborak eta kostuak nabarmen murrizten ditu.

Bibliografia

• Hering, E.; Schröder, B. Wärmeschutz Und Heizungstechnik : Ein Überblick; Springer Vieweg: Wiesbaden, 2014.

Kanpo estekak

• Datuak: Q918306
• Multimedia: Thermal insulation / Q918306