Incluso los niños aprenden el principio del aislamiento térmico usando termos. Desde un punto de vista técnico, se trata de un aislamiento al vacío sin núcleo de soporte. El efecto aislante de la jarra se basa en un recipiente de doble pared, la presión en el vacío entre sus paredes es una millonésima parte de la presión atmosférica normal, cuyo valor medio es de alrededor de 1 bar al nivel del mar. Los elementos de aislamiento al vacío funcionan de la misma manera, pero tienen un núcleo de soporte poroso en el interior y, por lo tanto, requieren reducciones de presión de gas significativamente menores.
Tabla 1: Conductividad térmica del aislamiento al vacío y materiales de aislamiento convencionales
| Material de aislamiento | Conductividad térmica en W / (m2K) |
|---|---|
| Panel de aislamiento al vacío | 0,002-0,008 |
| Panel de aislamiento de vacío (si el vacío está dañado) | 0.018-0.02 |
| PUR / PIR | 0.02-0.025 |
| Lana mineral (vidrio, lana de roca (27,50 € en Amazon *)) | 0.032-0.040 |
| Poliestireno (EPS, XPS) | 0.035-0.045 |
| Fibra de madera | 0.04-0.055 |
| Silicato de calcio | 0,065 |
Aislamiento al vacío: conductividad térmica extremadamente baja, rendimiento de aislamiento máximo
Un núcleo de soporte poroso hecho de material mineral o sintético se encuentra debajo de la carcasa impermeable al gas de los elementos de aislamiento al vacío. Su tarea es absorber la presión del aire y limitar el paso libre de las partículas de gas. Los poros de dicho núcleo de soporte tienen un tamaño de solo unos 100 nanómetros (nm) y la presión en dicho panel aislante es una centésima parte de la presión atmosférica. Debido a su principio de funcionamiento, que reduce la presión del gas, el aislamiento al vacío reduce la conducción de calor a través del aire al mínimo absoluto. Esto permite lograr una conductividad térmica extremadamente baja y espesores de aislamiento muy bajos.
Formas de aislamiento al vacío
Hace solo unos años, el aislamiento al vacío estaba en la fase de pruebas científicas. Ahora hay dos formas diferentes de aislamiento al vacío en el mercado:
- Paneles de aislamiento al vacío (VIP): Los paneles de aislamiento al vacío pueden ser de cinco a diez veces más delgados que cualquier material de aislamiento convencional con el mismo coeficiente de transferencia de calor (valor U). Los primeros prototipos VIP se han utilizado en proyectos de construcción desde mediados de la década de 1990. La investigación actual se centra en el control y la garantía de calidad, así como en la mejora y comercialización de las tecnologías correspondientes. La conductividad térmica (?) De los VIP está en el rango de 0,002 a 0,008 W / (mK).
- Vidrio aislante al vacío (VIG): Los VIG son vidrios dobles en los que el principio del termo se utiliza para el aislamiento térmico de las superficies de las ventanas. Hay un vacío en el espacio entre los dos cristales. Esto da como resultado una estructura de sistema muy delgada con un espesor de menos de 10 mm. El valor U de los VIG es de 0,5 W / (m2K). A modo de comparación: el acristalamiento de los paneles comúnmente utilizado en casas pasivas tiene un espesor de 28 a 44 mm con un valor U de 0,6 a 0,7 W / (m2K). La producción industrial de VIG se encuentra todavía en gran parte en su infancia.
Estandarización y aprobación del aislamiento al vacío.
Actualmente no existen reglas o estándares técnicos generalmente reconocidos para el aislamiento al vacío. Por lo tanto, se requiere la aprobación individual de la inspección de edificios para su uso.
Fabricante de aislamiento al vacío
Hasta ahora, solo unos pocos fabricantes ofrecen aislamiento al vacío.
En Alemania, por ejemplo, son las empresas va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec y Vacu-Isotherm. Hasta ahora, algunos fabricantes asiáticos han ofrecido principalmente vidrio aislante al vacío.
Los sistemas VIG de la empresa danesa Velux y Brandenkreis Flachglas GmbH se encuentran entre los del mercado alemán.
consejos y trucos
Las casas de baja energía o pasivas requieren un aislamiento térmico de alto rendimiento: con materiales de aislamiento convencionales, se necesitan espesores de material de aislamiento de hasta 40 cm para cumplir con estos estándares. En este caso, el aislamiento al vacío puede ser una alternativa eficiente, económica y que ahorra espacio. El espesor de aislamiento máximo requerido para aislamiento al vacío es de 1/8 a 1/10 de este valor.
Variantes de instalación de aislamiento al vacío
Los materiales de aislamiento convencionales generalmente se compran en forma de materiales estándar y se cortan a medida en el sitio. Cuando se utilizan paneles aislantes al vacío, ya en la fase de planificación se debe tomar una decisión sobre si se pueden utilizar elementos estándar o si los elementos aislantes deben fabricarse a medida para el edificio. De forma predeterminada, los VIP se ofrecen en tres formatos diferentes:
VIPs desprotegidos / descubiertos
Los primeros paneles aislantes al vacío del mercado no tenían ninguna protección superficial especial. También juegan un papel relevante en la construcción en la actualidad. Las ventajas de esta variante son la forma particularmente delgada y la sustitución generalmente sencilla de los VIP defectuosos.
VIPs ocultos
Las laminaciones aumentan la robustez de los paneles y los adaptan mejor a determinadas áreas de aplicación. La laminación se realiza por ambos lados. Los materiales aislantes convencionales finamente colocados o los sistemas compuestos de aislamiento térmico (ETICS) se utilizan a menudo como materiales. En el caso del aislamiento interior y del suelo, el revestimiento de la pared del lado de la habitación o el aislamiento acústico de impacto adicional pueden asumir simultáneamente una función de laminación.
VIP integrados en componentes
Los paneles de aislamiento al vacío integrados en los componentes están disponibles como piezas prefabricadas de hormigón, paneles sándwich o componentes de vidrio aislante. También hay componentes individuales, por ejemplo, ventanas, puertas y cajas de persianas enrollables con aislamiento de vacío integrado. Un campo de aplicación clásico para estos elementos de aislamiento al vacío son los muros cortina: los componentes opacos (impermeables a la luz) y transparentes se combinan en un sistema de montaje uniforme. Con estos componentes, el vacío ya no se puede controlar posteriormente, ya que no hay libre acceso a los paneles después del montaje.
Campos de aplicación del aislamiento al vacío
Con la excepción del aislamiento perimetral, el aislamiento al vacío se puede utilizar en todas las áreas del edificio y para todo tipo de aislamiento. Son adecuados tanto para edificios nuevos como para renovaciones de edificios antiguos. Los edificios cumplen así el estándar de una casa pasiva o de bajo consumo energético. Si es necesario, el aislamiento al vacío puede complementar el aislamiento convencional en áreas problemáticas especiales del edificio.
Requisitos de material para aislamiento al vacío
Los paneles de aislamiento al vacío logran su rendimiento de aislamiento no a través de la resistencia y la naturaleza del material, sino a través de una reducción adicional de la conductividad térmica del material de aislamiento por medio del vacío. Los materiales que se pueden utilizar como núcleo del aislamiento al vacío deben cumplir algunos requisitos básicos:
- Evacuabilidad: Para que el vacío sea posible, el material debe tener una estructura completamente abierta.
- La conductividad térmica total más baja posible
- Densidad: El material de relleno de los VIP debe poder soportar las fuerzas de compresión mecánicas de la construcción. Con el mismo tipo de material, esto requiere una mayor densidad en comparación con los materiales aislantes convencionales no evacuados.
Calidad del vacío
La calidad del vacío, el grado en que se reduce la presión del gas en el panel, depende del tamaño de los poros de los materiales. Los poros más finos exigen menos la calidad del vacío. Dependiendo del material, la presión del gas se reduce a valores entre 0,1 y 20 mbar; la presión de vacío respectiva debe poder mantenerse durante todo el uso de los paneles. Esto da lugar a requisitos específicos para la estanqueidad de la carcasa de los paneles.
Materiales del núcleo
Como materiales para el núcleo de los paneles de aislamiento al vacío, se cuestionan las espumas poliméricas de poros abiertos (poliestirenos especiales), las fibras de vidrio, los aerogeles y la sílice pirogénica en forma de granel o gránulos. En el caso de espumas y fibras de vidrio, la presión de vacío debe ser inferior a 1 mbar; en el caso de aerogeles particularmente finamente divididos o sílices pirogénicas (ácidos de oxígeno en silicio), una presión de gas de entre 10 y 50 mbar es suficiente para suprimir en gran medida la conducción de calor.
Selección de materiales: en la práctica de la construcción, las sílices pirogénicas se utilizan con mucha frecuencia.
La elección del material para los paneles de aislamiento al vacío depende de la aplicación y las propiedades físicas de la envolvente. En general, los paneles son relativamente sensibles: si se dañan, el vacío se destruye. Por tanto, las sílices pirogénicas se utilizan con especial frecuencia como aislamiento al vacío. Incluso si el aislamiento al vacío falla por completo, solo logran una conductividad térmica de 0.018 a 0.2 W / (mK) y, por lo tanto, aíslan aproximadamente el doble que el aislamiento convencional. También existen otras propiedades positivas de las sílices como materiales de construcción y aislamiento: son no inflamables, fácilmente reciclables, toxicológicamente inofensivas y tienen una alta capacidad de absorción de vapor de agua, que se difunde a través de la carcasa en pequeñas cantidades incluso con VIP.Debido a sus propiedades materiales como polvo nanoestructurado, también se pueden prensar particularmente bien en láminas.
Materiales de la carcasa
Los requisitos más importantes para los materiales para revestir paneles de aislamiento al vacío son la estanqueidad al gas y la baja conductividad térmica. El grado de estanqueidad al vapor influye en la vida útil de los paneles y también es importante por motivos estructurales, ya que esta forma de aislamiento térmico también funciona como barrera de vapor. Además, la cubierta debe ser lo suficientemente robusta para soportar cargas mecánicas. La estanqueidad al gas requerida se logra en combinación con materiales centrales como espumas o fibras solo de aluminio, acero inoxidable y vidrio. En la práctica, las carcasas de los VIP normalmente consisten en láminas compuestas de aluminio, láminas o láminas de acero inoxidable, así como láminas de plástico multicapa de alta barrera con múltiples deposición de vapor de aluminio.El revestimiento de los paneles no es idéntico a las laminaciones que favorecen la robustez.
Propiedades de protección contra incendios
Los paneles de aislamiento al vacío sin revestimiento generalmente se clasifican como materiales de construcción B2 y, por lo tanto, como normalmente combustibles / inflamables, por lo que solo se pueden usar en la envolvente del edificio hasta una altura de siete metros. Las laminaciones correspondientes permiten la clasificación como no inflamable o apenas inflamable (clases de materiales de construcción A1, A2, B1) y, por lo tanto, un uso ilimitado.
Vida útil del aislamiento al vacío
Los elementos de aislamiento al vacío envejecen a medida que los gases penetrantes aumentan su conductividad térmica con el tiempo. La medida en que disminuye el efecto barrera de la carcasa y las juntas de sellado contra el vapor de agua y los gases depende de las condiciones ambientales respectivas, en particular, la tensión de temperatura en los paneles. Las pruebas y simulaciones de laboratorio a largo plazo muestran un rendimiento de aislamiento sin restricciones durante al menos 25 años.
Tabla 2: costes en m2 de aislamiento al vacío y materiales de aislamiento térmico convencionales
| Material de aislamiento | Costes por m2 (EUR) |
|---|---|
| Panel de aislamiento al vacío | desde 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Lana mineral (vidrio, lana de roca) | 10-20 |
| Poliestireno (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Fibra de madera | 40-50 |
| Silicato de calcio | 80 |
Costos de aislamiento al vacío
En comparación con los materiales de aislamiento convencionales, el aislamiento por vacío genera costos significativamente más altos. Los constructores que quieran aislar una casa pasiva o de bajo consumo energético aún pueden beneficiarse de este tipo de aislamiento: la superioridad tecnológica del proceso, los bajos costos de energía y la ganancia en el área utilizable del edificio tienen un efecto positivo aquí. Teniendo en cuenta estos factores, el aislamiento al vacío puede resultar más económico que el aislamiento térmico convencional. El precio de los materiales de aislamiento al vacío depende de los materiales del núcleo de aislamiento y la carcasa, los productos hechos a medida naturalmente generan costos adicionales. El límite de precio más bajo para el aislamiento al vacío es de unos 225 EUR por m2. Sin embargo, los productos hechos a medida pueden costar mucho más de 1000 EUR por m2.
Fondos públicos
Con una subvención para la construcción o un préstamo a bajo interés de KfW, las medidas de aislamiento siempre se pueden subsidiar si no se cumplen los requisitos mínimos de la Ordenanza de Ahorro de Energía (EnEV) de 2014, es decir, el coeficiente de transferencia de calor (valor U) de 0,24 W / (m2K). Con el aislamiento al vacío, los requisitos previos para la financiación se dan automáticamente, siempre que el tipo y la eficiencia del aislamiento sean confirmados por una opinión experta de un consultor energético profesional.
consejos y trucos
La instalación del aislamiento al vacío solo puede ser realizada por especialistas debidamente capacitados. Es ideal si la empresa comercial que realiza el trabajo ya tiene experiencia demostrable en la planificación e instalación de aislamiento al vacío. Se aplican pautas exactas para la instalación de los VIP, que deben observarse.
