Ierakstot interneta pārlūkā frāzi siltuma izolācijas materiāli, ieraudzīsiet ļoti daudzas atsauces uz dažādiem, pēc mājaslapu veidotāju rakstītā, ļoti labiem materiāliem.
Piemēram, kāda apraksta tekstā atradīsiet:
- materiāla blīvums 35–40 kg/m3,
- lieliska adhēzija ar dažādām virsmām,
- siltumvadītspējas koeficients no 0,021 W/(m·K),
- tvaika caurlaidība ≥ 0,01006 mg/(m∙h∙Pa),
- spiedes izturība (10% saspiešana) ≥ 190 kPa.
Par blīvumu katram skaidrs – nosvērām, izmērījām un izdalījām divus skaitļus. Par to, ko nozīmē lieliska adhēzija, lielākai daļai būs tikai intuitīva nojausma – varbūt tā kā košļājamā gumija, kas pielīp, kur vajag un kur ne. Nekāda kritērija vai skaitliska raksturlieluma te nav. Bet kā šos visus raksturlielumus noteikt?
Siltuma vadītspēja. Laba vai slikta?
Ja interesējaties par siltumizolācijas materiāliem, tad noteikti pievērsīsiet uzmanību rindiņai par siltuma vadītspēju (bieži apzīmē ar simbolu λ). Vai 0,021 W/(m·K) ir daudz vai maz? Labs siltuma izolators vai slikts? Te no mūsu pierastās dzīves vides pietiek minēt tikai dažus skaitļus: ūdenim λ≈0,6 W/(m·K), kokam λ≈0,12–0,18 W/(m·K), sausam gaisam λ≈0,024 W/(m·K). Te nu katram redzams, ka ūdens nav derīgs kā siltuma izolators – tas siltumu laiž cauri 25 reizes labāk nekā nekustīgs gaiss. Koki atkarībā no to veida ir ļoti dažādi, bet arī vismaz četras reizes mazāk siltuma caurlaidīgi nekā ūdens. Par siltuma izolācijas materiāliem mums jāmaksā, piemēram, ja izvēlēsieties kādu minerālvati, tad tās siltuma vadītspēja būs λ≈0,035–0,04 W/(m·K), un rodas jautājums – kādēļ nesiltinām ēkas vienkārši ar gaisa slāni? Atbilde slēpjas iepriekš minētajā vārdā nekustīgs, jo, līdzko parādās temperatūras starpības, tā gaiss sāk kustēties un siltuma apmaiņa caur gaisa slāni būtiski pieaug. Par to – termisko konvekciju un arī starojuma siltuma apmaiņu šķidrumos un gāzēs – vairāk varat izlasīt Būvinženiera 2023. gada aprīļa numurā (Nr. 91). Lai termisko konvekciju un arī starojuma siltuma apmaiņu gāzē mazinātu, tradicionāli gāzes slāni sabojā ar kādu citu šķiedrveida vai šūnveida materiālu, kura siltuma vadītspēja faktiski ir būtiski lielāka nekā gaisam (piem., minerālšķiedrām vai kāda organiska materiāla šūnveida struktūrām). Tādēļ labi saprotams, kādēļ šķiedrveida minerālvates izolācijai siltuma vadītspēja ir vismaz pusotru reizi lielāka nekā gaisam.
Ir atšķirība – vadītspēja vai caurlaidība
Tomēr, kā iespējams piemērā minētais brīnummateriāls, kuram λ pat mazāks nekā gaisam? Pat nezinot, kas tas ir par materiālu, varam secināt, ka tam ir jābūt
- ar slēgtām porām un necaurspīdīgam;
- porās ir iepildīta gāze, kuras siltuma vadītspēja ir mazāka nekā gaisam.
Protams, iepildīta nav jāsaprot burtiski – gan poras, gan gāze tur radusies kādu ķīmisku procesu rezultātā un tikusi tur iesprostota, piemēram, oglekļa dioksīds (CO2) ar λ=0,011–0,014 W/(m·K) ikdienas temperatūru diapazonā. Atbilstoši šūnu materiāla veidam un gāzei slēgtajās porās ir pieejami daudzveidīgi siltuma izolācijas materiāli (putu poliuretāns, fenola putu materiāls u. c.), kuri ir labāki izolatori nekā gaiss. Tomēr šiem materiāliem ir vismaz viena vājā vieta, kas nepiemīt šķiedrveida materiāliem ar gaisu – specifiskā gāze no sava krātiņa caur šūnu sieniņām pamazām var izplūst ārā difūzijas ceļā. Tad materiāla īpašības pasliktinās, tas noveco, un tā siltuma vadītspēja pieaug… Uz teorētisku modeļu bāzes siltuma vadītspēju aprēķināt praktiski nevar – nepieciešams veikt mērījumus (dažādu materiālu paraugi skatāmi 1. attēlā).
Šķiedrveida un materiāliem ar atvērtām porām difūzijas riska nav, jo to lielāko tilpuma daļu veido gaiss, bet tiem ir citi ienaidnieki:
- gaisa mitrums, kas var pieaugt tā tilpumā un pat kondensēties (atceramies, cik slikts siltuma izolators ir ūdens, nerunājot nemaz par citiem ļaunumiem – pelējuma sēnīšu augšanu un materiāla bojāšanos);
- materiāla sablīvēšanās tā virsējo slāņu smaguma ietekmē – ne velti būvnormatīvi aizliedz t. s. mīkstos siltuma izolācijas materiālus iebūvēt vertikālās konstrukcijās.
Tātad arī šiem materiāliem siltuma vadītspēja ekspluatācijas gaitā var pieaugt, un tās izmaiņas var praktiski noteikt, tikai veicot mērījumus – esošajām būvkonstrukcijām nosakot to siltuma caurlaidību jeb U vērtību (W/(m2K)). Pavirši skatoties, šos divus būtiski atšķirīgos lielumus – siltuma vadītspēju (thermal conductivity) un siltuma caurlaidību (thermal transmittance) – reizēm jauc, bet pirmā raksturo pašu materiālu, turpretim otrā vērtība raksturo visu plakanparalēlās būvkonstrukcijas slāni ar konkrēto biezumu.
Izpratnes trūkumu par šiem jēdzieniem parāda ne tikai sociālajos tīklos, bet arī, piemēram, kādā no interneta tirdzniecības vietnēm par vienu no efektīviem siltuma izolācijas materiāliem lasāmais: «Pēc ieklāšanas izveidojas pilnībā blīvs putu siltumizolācijas slānis, kam netiek cauri ne gaiss, ne mitrums. Tieši tāpēc šai putu siltumizolācijai ir ļoti augsts siltumvadītspējas koeficients.» Ja augsts, tad jau liels, bet vai tad tas ir labs siltuma izolators? Vai tirgotājs materiālu reklamē, vai tomēr tā ir antireklāma gan materiālam, gan tirgotāja kompetencei?
Piemēri iz dzīves un daudzslāņainā morāle
Te gribas pastāstīt piemēru no šī gadsimta sākuma. Baltu krāsu ar mikroskopiskiem stiklveida vakuuma burbuļiem un labu staroju-
ma atstarošanas spēju, kas veiksmīgi tika izmantota karstajā klimatā virsmu pārkaršanas mazināšanai, kāds uzņēmums vēlējās ievirzīt arī Latvijas tirgū ēku siltināšanai un lūdza mūsu laboratorijā veikt tās siltuma vadītspējas mērījumus. Darbu paveicām godprātīgi un noskaidrojām, ka šī materiāla siltuma vadītspēja λ<0,01W/(m·K), tātad vairākas reizes mazāka nekā tradicionālajiem siltuma izolācijas materiāliem. Atsaucoties uz šo mērījuma rezultātu, uzņēmuma reklāmā parādījās ziņa, ka šis materiāls ir vislabākais un vislētākais ēku ārsienu siltināšanai – pietiek tikai ēku nokrāsot… Tas, ka līdz dažiem milimetriem biezā krāsojuma slāņa papildu siltuma pretestība pavisam nenozīmīgi samazinās visas kon-strukcijas U (W/(m2K)) vērtību, runājot ar potenciālajiem klientiem, tika noklusēts. Vēl skumjāk, ka no vadoša Rīgas pilsētas energoefektivitātes speciālista pēc tam saņēmām pārmetumus, ka mēs esam mēģinājuši maldināt sabiedrību – lasi: mēs esam bijuši nopirkti blēži.
Visu rakstu lasiet žurnāla Būvinženieris februāra numurā (Nr.96).
Žurnālu ABONĒ ŠEIT vai https://abone.pasts.lv/
vai pa e-pastu [email protected].
Pērc – Preses servisa tirdzniecības vietās.
