Regisztráció/Belépés

további cikkek

Avatar
Varga Edit
2009. május 16. szombat

Vákum hőszigetelések a passzívház építésben

A II. Magyar Passzívház Konferencián Varga Edit építész egy olyan forradalmian új hőszigetelésről beszélt, amelynek hővezető képessége a ma használt legjobb anyagok 1/10 értéke alatt van, vagyis λ=0,003 W/mK.

Az előadása után megkerestem és arra kértem, hogy az előadás anyagát megismerhessék azok is, akik nem tudtak jelen lenni. Akkor megígértem, hogy egy külön posztban szeretnék majd írni erről, az akkor megígért beszámolóra most kerül sor.

A megoldás a vákuumban rejlik?

avagy innovatív hőszigetelő rendszerek a passzívház építésben

Passzívház alatt olyan nagymértékben hőszigetelt épületet értünk, amely hagyományos értelemben vett fűtést alig vagy jobb esetben egyáltalán nem igényel. Ám éppen ezek a vastag hőszigetelő rétegek okozzák a szerkezeti részletek és kapcsolatok szintjén a legtöbb megoldandó problémát. A passzívházak külső falainak hőátbocsátási tényezője kisebb kell, hogy legyen, mint U=0,15 W/m2K. Ezen követelmény teljesítéséhez egy hagyományos, λ= 0,04 W/mK hővezetési tényezővel rendelkező hőszigetelő anyagot legalább 26 cm vastagságban kell beépíteni!

Ez a jelenség nem csak a passzív házakat érinti. Az egyre szigorodó energetikai követelmények és a növekvő energiaárak következtében minden új épület tervezésénél, sőt a felújításoknál is egyre terjedelmesebb hőszigetelő réteg vastagságokkal, és nem is olyan régen még extrémnek számító hővédő üvegezésekkel találkozhatunk. A gyártók igyekeznek megfelelni a piac elvárásainak és nagy lendülettel szállnak versenybe egymással a minél jobb hőszigetelési teljesítménnyel bíró termékek kifejlesztésében. Stratégiájuk, hogy feszegetik a hagyományos építőanyagok fizikai határait. Bár az elért eredmények biztatóak (pl. EPS-032, PUR-028 stb.), minőségi változást egyelőre nem hordoznak magukban. A hőszigetelés világát olyan anyag vagy rendszer forradalmasíthatja, amely teljesítőképessége legalább egy nagyságrenddel nagyobb, mint az eddig ismerteké.

A vákuum a megoldás?

Az egyik legígéretesebb fejlesztési irány a vákuumtechnológia építőipari meghonosításával törekszik egy alapjaiban új hőszigetelési rendszer létrehozására.

A vákuum-hőszigetelés a hűtőszekrény és a közlekedési eszköz ipar számára kifejlesztett eljárás, és csupán pár éve áll az építőipar rendelkezésére. Lényege a vákuumnak, mint hővezetést gátló közegnek – mivel hőkonvekció nem lehetséges benne – különböző hőszigetelő szerkezetekben történő felhasználása. Eddig két fő építőipari alkalmazás jelent meg a piacon: a vákuum-hőszigetelőlemez (a továbbiakban VIP, mint Vacuum Insulation Panel) és a vákuum-üvegezés (a továbbiakban VIG, mint Vacuum Insulating Glass).

Mindkét alkalmazás hasonló elven működik. Egy légtömör külső „köpeny” belsejében evakuálás útján léghiányos állapotot, azaz vákuumot hoznak létre. Emiatt a köpenyre kívülről, a létrehozott vákuum mértékétől függő légnyomás nehezedik. Ezen nyomás felvételére a köpeny önmaga általában nem képes, ezért belsejében távolságtartó anyag vagy elemek elhelyezésére van szükség. Ezek a váz belsejében természetesen hőhídakat jelentenek, amik a vákuum hőszigetelési képességét jelentősen rontják, illetve korlátozzák.

A továbbiakban ezen két innovatív termék rövid bemutatása a cél.

A VIP

A ma forgalmazott „csupasz” (azaz külön védő réteg nélküli) vákuum-hőszigetelő lemezek 1-5cm vastag, max. 60×100 cm méretű táblák. Ezek, az építőiparban széleskörűen alkalmazható panelek két fő alkotórészből állnak. Az egyik egy tábla alakú, alacsony hővezetési képességgel rendelkező maganyag, amely nyomásálló és evakuálható. A másik egy burkoló fólia, amellyel a maganyagot körbeveszik, majd légmentesen lehegesztik. Az elkészült VIP felépítésében és megjelenésében nagyon hasonlít a vákuumcsomagolt, darált kávéhoz.

A különböző töltőanyagok közül a leghatékonyabb a pirogén kovasavporból préselt tábla. Ezen nanoporózus anyag pórusszerkezete ugyanis azonos nagyságrendben van az atmoszférikus nyomás alatti levegőmolekula méretével. A préselés során a nanogolyók közötti pórusok olyan kicsikké válnak, hogy a levegőmolekulák mozgását jelentősen gátolják.
Hővezetési tényezője így evakuálás nélkül is kétszer kisebb, mint a hagyományos hőszigetelő anyagoké (λ = 0,019 W/mK).

A teljes rendszer működésében nagy szerepet játszik a szigetelőfólia, amely a töltőanyagot körbeveszi. Nem csupán a vákuum – a rendszer élettartama alatt történő – megtartását biztosítja, hanem ez a tulajdonképpeni kapcsolat a környezet és a panel között, és így a VIP, teljes szerkezetbe történő integrációjáért is felelős.

A felhasznált burkolóanyagok több rétegű fóliarendszerek, amelyek közül az építőipar számára, hosszú távú stabilitásuknak köszönhetően, az alumínium tartalmú fóliák a legalkalmasabbak.

1. Ábra A vákuum-hőszigetelőpanel általános felépítése (Fotó: ZAE Bayern)
1. Ábra A vákuum-hőszigetelőpanel általános felépítése (Fotó: ZAE Bayern)

Az evakuálást és a burkolóköpeny lezárását követően a vákuum-panel elnyeri végső formáját és hővezetési-képességét. Az elkészült, átlagosan 5 mbar belső nyomással rendelkező panelek hővezetési tényezője (a felhasznált anyagok függvényében) λ= 0,008 és 0,005 W/mK közötti.

Ezzel hozzávetőlegesen ötször-nyolcszor jobb hővezetési tényezővel rendelkeznek, mint a hagyományos hőszigetelő-anyagok.

2. Ábra  A VIP hőszigetelő képessége és tömege a vastagság függvényében (λ= 0,005 W/mK és Sűrűség = 160 kg/m3)
2. Ábra A VIP hőszigetelő képessége és tömege a vastagság függvényében (λ= 0,005 W/mK és Sűrűség = 160 kg/m3)

A vákuum-panelek jellemző felhasználási területe, amikor kevés hely áll rendelkezésre a hőszigetelés számára. Tipikusan ilyen például az épületfelújítások köre, de ide sorolhatóak például a függönyfalak parapetüvegezései is. Érthető módon egyre nagyobb teret hódít ugyanakkor az „extrém” hőszigetelésű szerkezetek világában és így a passzívház technológiában.

Fő felhasználási területek az építőiparban:

  • Padlószerkezetekek, pincefödém
  • Járható teraszok, lapostetők
  • Üveghomlokzatok parapetelemei, külső ajtók töltőanyaga
  • Belső oldali hőszigetelések
  • Külső oldali homlokzati hőszigetelések, ablakkáva és redőnyszekrények utólagos hőszigetelése

3. Ábra Az üveg borítású parapetpanel hőátbocsátási tényezője, a belsejében elhelyezett 16 mm vastag vákuum-panelnek köszönhetően csupán U = 0,3 W/m2K.  Ez 12 cm ásványgyapotnak felel meg. (Fotó és Ábra: VACUREX)
3. Ábra Az üveg borítású parapetpanel hőátbocsátási tényezője, a belsejében elhelyezett 16 mm vastag vákuum-panelnek köszönhetően csupán U = 0,3 W/m2K. Ez 12 cm ásványgyapotnak felel meg. (Fotó és Ábra: VACUREX)

Az alacsony hővezetési tényező mellett azonban egyéb sajátosságokkal is rendelkezik ez az új építési technológia, amelyek nagyban megkülönböztetik az eddig ismert és „bejáratott” építési rendszerektől. Ilyen például a különleges érzékenység a mechanikai behatásokkal szemben, a nagyfokú előregyártási és méretkoordinációs igény, és nem utolsósorban a hőhidak fokozott szerepe és hatása a szerkezet összesített hőszigetelő-képességére. Ezen tulajdonságok az eddigiektől alapvetően eltérő gondolkodásmódot és eljárást igényelnek a tervezőtől, a kivitelezőtől, sőt az épületet használótól egyaránt!

A VIG

A vákuum- üvegezés lényege, hogy a hagyományos üvegezések nemesgáz töltését vákuum váltja fel. A kivitelezés persze közel sem ilyen egyszerű. A vákuum-üvegezésekben ugyanis nagyon alacsony, 0,001-0,0001 mbar nyomást kell elérni az evakuálás során, a megfelelő hőszigetelő képesség biztosításához! Ezáltal az üvegtáblákra nehezedő hatalmas atmoszférikus nyomást pedig az átlátszóságot nem korlátozó módon, távolságtartó elemekkel kell felvenni. Ezen speciális távtartó elemek finom rasztere (1000 db/m2), amely csupán közvetlen közelről vehető észre, a VIG egyik fő ismertetőjegye. Fontos különbség még a hagyományos üvegezésekhez képest a mindössze 7- 9 mm-es szerkezeti vastagság, és az ezzel járó kis súly.

Az alapkonstrukció lényege, hogy két, egyenként 4-6 mm-es síküvegtábla közül evakuálják a levegőt. Mindkét üvegtábla belső oldala hővisszaverő ún. low-e bevonattal van előzetesen ellátva, és távolságuk mindössze 0,2-1mm (!).

4. Ábra A vákuum-üvegezés felépítésének elvi sémája
4. Ábra A vákuum-üvegezés felépítésének elvi sémája

A szerkezet gyenge pontját az üvegtáblák pereme jelenti, amelyek légtömörségét hosszú távon biztosítani kell. A peremek lezárásának eddigi leghatékonyabb módja fémlemezek segítségével történik. Bár az üveg-fém, és a fém-fém kapcsolat speciális hegesztőeljárások révén a vákuum-technológia számára megbízható módon megoldható, ez a fajta kapcsolat mégis nagymértékű hőhidakkal jár.

5. Ábra Hőmérsékleteloszlás a vákuum-üvegezésben. Világosan kivehetőek a hőhídak a pontszerű megtámasztásoknál és az üvegperemnél.
5. Ábra Hőmérsékleteloszlás a vákuum-üvegezésben. Világosan kivehetőek a hőhídak a pontszerű megtámasztásoknál és az üvegperemnél.

Habár elviekben a kétrétegű vákuumüvegezéssel elérhető hőátbocsátási tényező Ug = 0,2 W/m2K, a technológia jelenlegi korlátai miatt a szintén remeknek mondható Ug= 0,5 W/m2K az alsó határ.

6. Ábra Vákuum-üvegezés (Fotó: ZAE Bayern)
6. Ábra Vákuum-üvegezés (Fotó: ZAE Bayern)

A VIG-nek számos variációja létezik, illetve áll fejlesztés alatt a világ vezető üveggyáraiban.

Piacéretté várhatóan 1-2 éven belül válik. Reméljük, hogy addig sikerül kifejleszteni a hozzá illő, hasonlóan jó teljesítményképességű keretszerkezetet is.

További feladatok

Fontos megemlíteni, hogy mindezidáig a vákuum-rendszerek beépítése eseti, egyedi megoldásokon alapul. A különböző stratégiákat követő gyártók célkitűzései azonban mind abba az irányba mutatnak, hogy minél hamarabb kiforrott, megbízható alkalmazástechnológia álljon a tervezők és kivitelezők rendelkezésére.

Varga Edit | email | okleveles építészmérnök, diploma 2005-ben a BME építészmérnöki karán, szerkezettervezői szakon; 2006-tól a BME Épületszerkezettani Tanszék PhD-hallgatója, 2008-tól a Stuttgarti Műszaki Főiskola tudományos munkatársa.

Ön milyen energiatudatos házat építene ?

Eredmények

Betöltés ... Betöltés ...

a fenti szavazás már korábbi oldalakon is megjelent, onnan származik a szavazatok magas száma

Hozzászólások (22): megnézem / hozzászólok

  • Avatar

    gramercy

    2009. május 16. szombat - 01:20

    #9641

    a vákumüveg az egyik legnagyobb ígéret,

    azért jó lenne ha tudnának pl. olyan erős üveget gyártani, ami fel tudná venni a terhelést és ki lehetne hagyni a pöttyöket
    /vagy a pöttyöket láthatatlanná tenni/

  • Avatar

    káeská

    2009. május 16. szombat - 12:15

    #9644

    Nos igen, ez nagyon szépen hangzik, ha építek majd magamnak egy irodaházat, csak ily anyagok felhasználásával teszem majd.
    Miért van az, hogy az építészek és a témával foglalkozó kutatók csak grandiózus méretekben tudnak gondolkodni. Ma már egyre több magánéppítető véli úgy, hogy fontos neki a leendő épület energiaveszteségének radikális csökkentése. A fentebb említett “egyre több” nagyobb felvevőpiac mint az a néhány “nagy”, de a magánméretekben használható megoldások még mindig a ’70-’80-as évek technológiájának továbbgondolása.
    A fent olvasott újítmány sem tartozik szerintem más kategóriába, csak egy régi ötlet ujracsomagolása, a szó átvitt és konkrét értelmében egyaránt.

  • Avatar

    blö

    2009. május 16. szombat - 12:32

    #9645

    Hát, eszerint nem lehet felhasználni az üvegházhatást sem felfűtésre.

  • Propeller

    2009. május 16. szombat - 20:01

    #9649

    koos.hu – Innovatív hőszigetelések a passzívház építésben…

    innováció, passzívház, vákumhőszigetelés, VIG, VIP…

  • Avatar

    blö

    2009. május 17. vasárnap - 10:21

    #9652

    Kedves káeská, A friss technológia drága, ezért mindig ott jelenik meg ahol képesek megfizetni. Gondolom nem szeretné vállalni az innováció költségeit. Valószínűleg jobban járunk, ha kiforrt technológiát veszünk majd át családiházas rendszerre.
    Talán használható analógiának találja a Forma1 és utcai autók viszonyát.
    Építettünk már olyan csházat, ami “irodaház” technológiával készült. Acálvázprofilba ágyazott üvegek(pl). Minden részletet nekünk kellet kidolgozni és a csházas építés sajátossága miatt nem alkalmazhattunk ipari megoldást. A tulajdonos hajlandó volt kifizetni az egyedi alkalmazást. Csak pénz kérdése.

  • Avatar

    Hawaii

    2009. május 17. vasárnap - 18:01

    #9661

    Ha már jövőbe mutató hőszigetelés, akkor említtessék meg a Spaceloft neve is:
    .
    http://www.aerogel.com/markets/building.html
    .
    http://www.aerogel.com/products/pdf/Spaceloft_DS.pdf
    .

  • Avatar

    Koós Miklós

    2009. május 18. hétfő - 07:58

    #9674

    Írnál róla valamit, mit kell tudni róla?

  • Avatar

    Hawaii

    2009. május 18. hétfő - 11:17

    #9683

    Egy (mozgó)kép többet ér ezer szónál…
    .
    http://www.youtube.com/watch?v=G2TbHTU-QNs
    .
    http://www.youtube.com/watch?v=ZWGO58hpaCY
    .
    …de tömören a lényeg, hogy az aerogélnek (lásd wikipédiás hivatkozásokat alant) a rugalmasabb, szélesebb körben (többek közt építőiparban) felhasználható változatát készítették el annak szövetrostra való felhordásával, így lényegében egy rugalmas takarót nyerve (ami mellesleg mechanikailag közel sem annyira kényes, mint a vákuumszigetelés):
    .
    “Commercial manufacture of aerogel ‘blankets’ began around the year 2000. An aerogel blanket is a composite of silica aerogel and fibrous reinforcement that turns the brittle aerogel into a durable, flexible material.” (Ennek a fantázianeve a Spaceloft)
    .
    http://hu.wikipedia.org/wiki/Aerogél
    .
    http://en.wikipedia.org/wiki/Aerogel (Itt bővebben írnak róla)
    .

  • Avatar

    Hawaii

    2009. május 18. hétfő - 12:35

    #9686

    “…amelynek hővezető képessége a ma használt legjobb anyagok 1/10 értéke alatt van, vagyis λ=0,003 W/mK. “

    A fentiek miatt javasolnám is a “legjobb” helyett a “legelterjedtebb” jelző használatát, mivel ha jól értelmezem a .pdf-ben olvasottakat, azonos vastagságra vetítve a Spaceloft a jobb hőszigetelő (ami ráadásul e tulajdonságot tekintve az aerogél – akaratlanul – butított változata), de legalábbis egy szinten van azzal. Persze én csak lelkes laikus vagyok (nem pejoratív, hanem a lehető legszorosabb értelemben), ezért javítsanak ki a hozzáértők, ha tévedek!

  • Avatar

    budaiak

    2009. május 20. szerda - 15:34

    #9745

    Igen ígéretes megoldás,újonan építkező pénzes klienseknek.
    De mit tegyek, hogy a 14 éve épült házam(36 vagy 38-as üreges Wienerberger+5 cm Austrotherm+hüszigelelő vakolat)még jobban leszigeltessem a teljes anyagi romlás veszélye nélkül?
    Kérek választ, üdvözlettel:
    Budaiak (78 éves, 100 E alatti nyugdíj “élvezője”)

  • Avatar

    Kocsis Krisztián

    2009. május 20. szerda - 17:32

    #9748

    Roppant érdekesnek találom az ide leírtakat és emiatt írnám is ,hogy “tappancsok” ellen van srukturális szilikon és üvegezés ,valamint heat-mirror.
    A passzívház nyílászáró beépítés technológi ára pedig bárki számára megfizethető, csak nemfoglalkozik vele az átlagember .És igen már nem újkeletű van vagy 20 éves:)

  • Avatar

    Garlando

    2010. augusztus 7. szombat - 05:20

    #73012

    A kérdés csak az, hogy meddig lesz ebben az akármilyen építőelemben vákum? Mint tudjuk a levegő nagyon huncut anyag, tetszőlegesen kicsi résen is átfurakszik, csak idő kérdése.. lásd autógumi..

  • Avatar

    Jesu

    2010. augusztus 9. hétfő - 10:54

    #73045

    Budaiak:
    Ne vegye bántásnak, de hacsak nincs házon belül a következő generáció, aki megfinanszírozná mindezt:

    1) Leginkább ne foglalkozzon vele, költse a pénzt utazásra, sok szép hely van a világban, amit még biztos nem látott. A jelenlegi állapotot jelentősen javítani az ön szempontjából értelmes megtérülési idő alatt nem lehetséges.

    2) Adja el és béreljen kisebb ingatlant, a maradékot pedig VERJE EL a fenti módon! Ezzel tesz a környezetért is, mert a kisebb lakás, kevesebb energiapocsékolás. Ha meg csak aludni jár haza, nem kell nagy lakás

    3) Amennyiben elkötelezett környezetvédő, úgy az 2) alkalmazása és a maradék pénzből ültessen fákat, vagy hozzon létre egy alapítványt az összegből, ami más lelkes környezetvédők értelmes megoldásainak haladására hivatott.

    Még egyszer: nem célom megbántani, félre ne értse, csak a realitás ugye.

  • SPACELOFT aerogel | űrtechnológia forintért

    2011. március 18. péntek - 00:01

    #79138

    […] Hogy érzékelni lehessen a hőszigetelő képességét, tekintsék meg a fenti táblázatot (a VIP= vákumhőszigetelés, amelyről még 2009-ben mi is beszámoltunk). […]

  • Avatar

    atuse

    2011. április 29. péntek - 15:51

    #80029

    A vákuum panelt mivel lehet darabolni?

  • Avatar

    Fenyvesi Péter

    2011. május 1. vasárnap - 09:40

    #80039

    atuse: Semmivel nem szabad. Ha megsérül, oda a vákuum. Méregdrágán gyártanak egyedi méreteket is, de a maradék felületeket PUR/PIR táblákkal szokták szigetelni.

  • Avatar

    Fenyvesi Péter

    2011. május 1. vasárnap - 09:49

    #80040

    blö: Nagyon igaz. Egy most épülő villa kivitelezése közben fedeztem fel én is az Aerogel-t, ki is próbáljuk, mert nagyon kellett egy ilyen anyag, ami kis vastagságban jól szigetel. És igen, a megbízó, meg is tudja fizetni az újdonságot.

  • Avatar

    atuse

    2011. május 1. vasárnap - 10:34

    #80042

    Fenyvesi Péter: Hát akkor felvirágzik a hőszigetelés konszignáció készítés!

  • #87813

    […] (Fotó: ZAE Bayern) […]

  • #100904

    […] ezelőtt egy előadásban Varga Edittől hallottam a vákumhőszigetelésről, ami a mostani átlagos hőszigetelési anyagokhoz képest egy nagyságrenddel többet tud. A […]

  • Avatar

    senacor

    2015. február 4. szerda - 10:24

    #100932
    • Avatar

      Koós Miklós

      2015. február 4. szerda - 11:59

      #100937

      a cikk 6 éves, nem tudom, hogy elérem-e még a cikk íróját, de megpróbálom továbbítani neki a linket

Szólj hozzá!

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..

TERV KRITIKA
Tervkritika 193 | modern egyszerűség falusi környezetben

Kedves Miklós! Még az év első felében találkoztunk, hogy egy Pest megyei családi ház tervezéséről egyeztessünk. Akkor nem Önt választottuk tervezőként, viszont most szeretnénk tervkritikára beküldeni az elkészült terveket. A kiviteli tervcsomag építészeti része közel végleges állapotban van, most a gépészeti/elektromos/statikai tervezésnél tartunk, ezeket januárban szeretnénk befejezni. Az építkezést ez év őszén szeretnénk megkezdeni. A […]

Tervkritika 193 | modern egyszerűség falusi környezetben
2018. január 24. szerda
SZAKMA
Passzívházak 2016 | Történtek jó dolgok is …

A Passzívházak 2016 sorozat eddigi írásaiban csupa rossz dolog került szóba, itt a végén kerüljenek szóba a jók is. A passzívházak Németországból kerültek hozzánk, közel 20 éves késéssel. A jelentőségük és különösen a hatásuk elvitathatatlan. Szélesebb körben való elterjedését, a szakmai közbeszédbe való bekerülését azonban nem a mérnök, szorosabban véve az építész társadalomnak köszönhetjük. Az építtetők […]

Passzívházak 2016 | Történtek jó dolgok is …
2016. december 8. csütörtök

feliratkozás a koos.hu hírlevelére

legfontosabb jogszabályok

minden fontos jogszabályt, amire szükség lehet, egy helyre gyűjtöttünk össze: Étv, OTÉK, Épkiv, 312/2012, 266/2013, CPR, OTSz, az energiatanúsításról, a bírságokról, az egyszerű bejelentésről, ... stb tovább