Termoreflexné izolácie: Ako efektívne znížiť tepelné straty vďaka reflexným povrchom

Značná časť tepelných tokov v bežných, veľmi ľahkých a vzdušných izoláciách prebieha aj formou sálania. Tepelné výpočty, ktoré sú založené na difúznej rovnici, však sálavé javy nezohľadňujú. Okrem toho, sálavé teplo sa šíri rýchlosťou svetla na veľké vzdialenosti, zatiaľ čo vedenie a prúdenie tepla postupuje pomaly a lokálne – od molekuly k molekule, bez „preskakovania“. To môže negatívne ovplyvniť správanie vzdušných izolácií, najmä v nestabilných podmienkach, napríklad pri veternom počasí.

Termoreflexné izolácie

Základom reflexných izolácií je nosič (napr. niekoľko milimetrov hrubá bublinová alebo penová vrstva), ktorý je pokrytý veľmi tenkou vrstvou hliníka z jednej alebo oboch strán. Kombináciou niekoľkých takýchto vrstiev vzniká viacvrstvová reflexná izolácia. Reflexné izolácie fungujú len v kombinácii so vzduchovými medzerami, kde vďaka svojej schopnosti odrážať a emitovať tepelné žiarenie znižujú sálavú zložku pri prestupe tepla až na 5 % alebo menej. Menej známym faktom je, že keď reflexný povrch ohraničuje vzdušnú izoláciu, napríklad dosku z penového polystyrénu, výrazne znižuje podiel sálavej zložky – najmä v jej okrajových vrstvách. V praxi to znamená zníženie súčiniteľa tepelnej vodivosti (lambda) izolácie. Pri hrúbkach izolácie okolo 1 cm alebo menších sa hodnota lambdy môže znížiť až na hodnotu lambdy vzduchu, teda z 0,040 W/(mK) na 0,025 W/(mK). Termoreflexné izolácie pracujú so sálavou (závislou) zložkou šírenia tepla vo vzduchovej medzere. Jej podiel na celkovom prestupe tepla v medzere od 5 mm výš činí podľa normy od 92 % do 99,7 %. Pri vhodnej hrúbke medzery a vysokej termoreflexii jej okrajov s kaskádou prestupových odporov je potlačené sálavé šírenie tepla medzi medzerami, ako aj vplyv vedenia a prúdenia.

Základné tepelné vlastnosti termoreflexnej fólie

Medzi ne patrí jej tepelný odpor a "sálavé" povrchové vlastnosti – reflexivita a emisivita. Obe dokážu v blízkosti reflexného povrchu podstatne obmedziť sálanie a tým zlepšiť tepelnoizolačné vlastnosti vzduchu aj tepelných izolácií.

Čo hovorí norma

Norma ČSN EN ISO 6946 (Stavebné prvky a stavebné konštrukcie – Tepelný odpor a súčiniteľ prestupu tepla – Výpočtové metódy) popisuje vlastnosti stavebných vzduchových medzier rôznych hrúbok, avšak bez zohľadnenia jednotlivých tepelných procesov (vedenie, prúdenie, sálanie), ktoré na tieto vlastnosti vplývajú. Pretože sálavú zložku prestupu tepla možno presne určiť podľa Stefanovho–Boltzmannovho zákona, v ISOFLECT INSULATION sme to urobili. Výsledok môže byť prekvapivý: podiel sálavého prestupu tepla v normových vzduchových stavebných medzerách s hrúbkou od 5 mm do 300 mm dosahuje od 91 % do 99,7 %. Sálanie je teda suverénne dominantné a jeho vplyv rýchlo rastie s hrúbkou vzduchovej medzery.

Výsledok

Ak sa podarí dosiahnuť reflexné povrchy s vysokou reflexiou (až 98 %) a penové medzivrstvy s tepelnou vodivosťou na úrovni vzduchu (λ = 0,025 W/(mK)), dosiahne sa najlepšia možná úroveň tepelnej izolácie. Pri hrúbke tepelnoizolačnej medzery 20 cm môže tepelný odpor dosiahnuť hodnotu 8 m²K/W. Treba však zdôrazniť, že tepelnú izoláciu v tomto prípade nevytvára len samotný pás, ale aj dobre definovaná vzduchová medzera, v ktorej je pás umiestnený.