09.02.2018
Diplomityö eristeiden lämmönjohtavuudesta: ”Merkittäviä eroja etenkin kylmien rakenteiden ominaisuuksissa”
Hanna Kianta selvitti tutkimuksessaan Suomessa tyypillisesti käytettyjen eristemateriaalien lämmönjohtavuutta tavallista laajemmalla mittausalueella –30°C ja +30°C välillä.
– Diplomityöni mittauksissa tutkittiin EPS-, XPS-, PIR-, fenoli-, kivivilla- lasivilla- ja puukuitueristeitä, kertoo joulukuussa 2017 rakennustekniikan diplomi-insinööriksi valmistunut Hanna Kianta.
Kianta valmistui Tampereen teknillisestä yliopistosta ja teki diplomityönsä ”Lämpötilan vaikutus eristemateriaalien lämmönjohtavuuteen” ThermiSol Oy:lle, missä hän työskentelee T&K insinöörinä.
Rakennusten energiankulutus puntariin
Sitä pienempi lämmönjohtavuus, mitä tehokkaampi eriste. Tyypillisesti valmistajien ilmoittama lämmönjohtavuus on mitattu +10°C keskilämpötilassa.
– Lämmöneristemateriaalien eristävyys perustuu pääasiassa eristeen sisällä olevaan, paikallaan seisovaan ilmaan tai kaasuun. Materiaalit saattavat käyttäytyä eri lämpötiloissa toisin kuin yleensä laskennassa käytettävä arvot antavat olettaa, selventää Kianta.
Sopiva laite –30 °C lämpötilassa mittaamiseen löytyi Ranskasta, Laboratoire National d’Essai -laboratoriosta. Loput mittaukset tehtiin ThermiSol Oy:n laboratoriossa. Ilmaa sisältävien eristeiden lämmönjohtavuus muuttui mittausalueella lineaarisesti lämpötilan noustessa (kts. kuva). Näiden materiaalien eristävyys parani kylmissä lämpötiloissa.
– Pentaani-kaasua sisältävän PIR-eristeen lämmönjohtavuus heikkenee –30 mennessä niin merkittävästi, että harmaa EPS Platina -eriste saavuttaa sen lämmönjohtavuuden.
– Laskuesimerkissäni varastorakennuksesta, jonka seinäeristeet ovat -20 °C lämpötilassa ja seinät on eristetty EPS-eristeellä, energiankulutus on noin 10 % pienempi kuin tyypillisesti laskennassa käytettyjä arvoja käyttäen.
Säästä kylmää ja kosteutta sietävillä eristeillä
Hanna Kiannan diplomityöstä selviää, että lämmönjohtavuuden muutos ilmiönä on merkittävä etenkin kylmien rakenteiden ominaisuuksia laskettaessa. Näin ollen kannattaa miettiä, millä Suomen oloissa rakennukset ja erityisesti elintarvikkeiden säilytykseen tarkoitetut pakkasvarastot tai vaikka jäähallit eristää.
– Tuntemalla eristeiden ominaisuuksia, niitä saadaan hyödynnettyä tehokkaasti ja samalla vähennettyä rakenteisiin liittyviä kosteus- ja jäätymisriskejä.
Kylmässä olevien rakenteiden ilmankosteus on suurempi ja pienetkin vuotokohdat rakenteissa saattavat päästää vettä tai vesihöyryä eristekerrokseen, mistä aiheutuu ongelmia, kuten eristeen vettymistä.
– Kylmää hyvin sietävät eristeet ovat myös kosteusteknisesti varmempia. EPS on elementtiytimenä ylivoimainen kosteusteknisiltä ominaisuuksiltaan.
Eristeillä, jotka muuttuvat tehokkaammiksi kylmissä lämpötiloissa voidaan saavuttaa säästöä eristepaksuudessa, laiteinvestoinneissa tai lämmitys- ja jäähdytyskustannuksissa pitkän ajan kuluessa.
– Lämmöneristeiden ominaisuuksien nykyistä tehokkaammalla hyödyntämisellä saadaan hyötyjä rakentamis- ja energiakustannuksia ajatellen, kiteyttää Kianta.
Lämpötilan vaikutus lämmöneristemateriaalien lämmönjohtavuuteen
