Reflexní izolace - jak modelovat v Teple?

Otázka:

Jak mám nastavit nový materiál v Teplu, aby výsledky odpovídaly údajům od výrobce? Výrobce reflexní izolace Lupotherm udává: Λ= 0,006 w/m.k, U=0,16 w/m2, R=6,28 m2k/w. Po dodání hodnot do Tepla vychází: Λ=0,006 w/m.k,U=0,19 w/m2k, R=5,00 m2k/w. Jedná se o materiál: http://www.lupotherm.cz

Odpověď:

Tep. odpor R=5 m2K/W platí pro tloušťku 30 mm (R=0,03/0,006). Pokud výrobce uvádí pro stejnou tloušťku a lambdu jiný tepelný odpor, pak uvádí chybnou hodnotu.

Především je ale nutné upozornit, že už samotná hodnota lambda=0,006 W/mK je fyzikálně nesmyslná a prodejci daného materiálu jí jen matou veřejnost. Pokud chcete podobné materiály korektně výpočtově hodnotit, je třeba postupovat v souladu s návodem v příspěvku http://blog.kdata.cz/stavebni-fyzika/article/vrstvene-tepelne-izolace-3xal-folie-mezi-vrstvami-skelne-vaty/, tzn. modelovat postupně dílčí vzduchové dutiny a folie a jejich emisivity.

V uvedeném příspěvku také uvidíte, že reálná lambda podobných systémů se pohybuje v nejlepším případě kolem 0,025 W/mK.

Zadávat přímo samotný materiál s parametry od výrobce vám tedy opravdu nedoporučuji - podobně nízkých tepelných vodivostí mohou dosáhnout jen vakuové izolace, k nimž mají foliové systémy tak daleko jako embéčko k formuli 1 (nic proti embéčku).

Zbyněk Svoboda

P.S. V září 2012 byl publikován zajímavý článek Ing. P. Kopeckého, Ph.D., který téma šíření tepla reflexními izolacemi rozpracovává do detailu. Zájemci ho najdou na adrese: http://stavba.tzb-info.cz/tepelne-izolace/9074-k-prostupu-tepla-reflexnimi-tepelnymi-izolacemi. K tématu lze doporučit i stanovisko AVMI ze stejného měsíce: http://www.imaterialy.cz/Aktuality/AVMI-varuje-pred-klamavou-reklamou-na-zazracne-zatepleni-budov.html.

V komentáři u příspěvku http://blog.kdata.cz/stavebni-fyzika/article/vrstvene-tepelne-izolace-3xal-folie-mezi-vrstvami-skelne-vaty/ najdete zajímavé informace z nedávného zahraničního výzkumu vícevrstvých foliových systémů.

Úvodem děkuji, za zajímavý příspěvek. Nicméně rád bych doplnil či si spíše ověřil skutečnost, zda je pravdivé tvrzení, že tento druh izolace (jestli se teda o izolaci vůbec dá mluvit) je funkční/účinný pouze při vyšším rozdílu teplot. Tzn. že umístění reflexní fólie pod TI, je prakticky k ničemu.



Předem děkuji za odpověď

Reflexní folie redukují přenos tepla sáláním mezi svým povrchem a okolím díky své nízké emisivitě.

Samozřejmě tento přenos tepla je větší (a případná redukce tudíž také), pokud je okolí "naší" folie teplejší. Tepelný tok sáláním je totiž závislý na rozdílu čtvrtých mocnin teplot povrchů těles, která si vyměňují teplo. Tento fyzikální princip ovšem funguje i při nízkých teplotních rozdílech.

Podstatnější je, aby byla vedle reflexní folie vzduchová dutina nebo aby byla reflexní folie na povrchu konstrukce. Jen v takových případech se totiž odehrává podstatnější výměna tepla sáláním - a jen tehdy pak má cenu usilovat o její redukci. Jakmile folii zabudujete např. mezi dvě vrstvy betonu, žádná citelná redukce šíření tepla nenastane, protože v takovém případě probíhá pouze vedení tepla.

Takže mám to chápat prosím tak, že pokud dám reflexní fólii do skladby šikmé střechy za sádrokarton, tak její účinnost je mizivá?



Dotazem bylo nicméně míšleno to, že se snižujícm se rozdílem teplot, mezi interiérem a prostředím na straně druhé se účinnost radiace (odraženého tepla) významně snižuje, což defacto u šikmých střech nastáva neboť za fólií je umístěna vrstva TI o mocnosti cca 24 cm.

Ano, pokud bude folie reflexní stranou v plošném kontaktu se SDK, pak nedojde k nijak významné redukci šíření tepla přes konstrukci.



Folie se projeví v ekvivalentním tepelném odporu přilehlé vzduchové dutiny - a tento efekt je nezávislý na působícím teplotním rozdílu. Takže je zcela jedno, kde je folie v konstrukci umístěna a kolik je kolem ní tepelné izolace - jen musí být vedle její reflexní strany vzduchová dutina, aby se redukce sálání mohla projevit.

Dobrý den,
to co zde píšete, pane Svobodo, že "Především je ale nutné upozornit, že už samotná hodnota lambda=0,006 W/mK je fyzikálně nesmyslná" zakládá na pravdě pouze do té míry, pokud posuzujete materiál samotný.
Proč Lupotherm funguje, jak prodejci udávají, je hlavně dáno jeho aplikací. Nikoliv samotným materiálem - vice. zde:http://www.lupotherm.eu/cs/jak-presne-funguje
a také si přečtěte i o tam, jak se má správně počítat Lambda Lupothermu: http://www.lupotherm.eu/cs/vypocet-lambdy.
Teprve potom se zkuste zamyslet, jestli to Vaše přirovnání Lupothermu k MBéčku nebylo trochu přitažené za vlasy.

Děkuji za názor. Prezentaci na stránkách Lupothermu jsem samozřejmě četl už dávno, protože nemám ve zvyku kritizovat něco bez znalosti všech informací.
Bohužel na stránce http://www.lupotherm.eu/cs/vypocet-lambdy není žádná informace, která by mi umožnila použít jiné automobilové přirovnání. Jen tak namátkově okomentuji několik tvrzení:

a) Zjišťování tepelné účinnosti materiálu nejasně popsaným srovnávacím měřením in-situ je zcela nestandardní a naprosto mimo technické normy a zkušební předpisy (nikomu bych nepřál slyšet, co o tom soudí kolegové ze státních zkušeben).

b) O tvrzení, že Lupotherm funguje lépe při větším rozdílu teplot, lze s úspěchem pochybovat. Zásadní vlastností Lupothermu, která omezuje přenos tepla sáláním, je emisivita jeho povrchu. Ta je sice teplotně závislá, ale u leštěných kovových povrchů, jako má Lupotherm, zcela minimálně (viz např. Bauer-Oertel-Rink: SPECTRAL EMISSIVITIES OF BRIGHT AND OXIDIZED METALS AT HIGH TEMPERATURES z konference 15th Symposium on Thermophysical Properties, 2003, Boulder, Colorado). Takže můžeme uvažovat emisivitu pro Lupotherm jako konstantu (výrobce udává obvykle 0,02). Když si vzpomeneme na základní fyziku a na vztah pro výpočet výměny tepla sáláním mezi dvěma povrchy, tak zjistíme, že toto teplo závisí na emisivitě obou povrchů, na Stefanově-Bolzmannově konstantě a na rozdílu čtvrtých mocnin teplot povrchů. Udělejme si jednoduchý výpočet.

Uvažujme rozdíl teplot povrchů 10 a 100 C. Pokud budou mít oba povrchy emisivitu 0,02 (Lupotherm), bude množství přenášeného tepla v prvním případě 5,73*10-6 W a ve druhém 5,73*10-2 W. Pokud budou mít oba povrchy emisivitu 0,9 (běžný materiál), dostaneme 4,64*10-4 W a 4,64 W. Snadným srovnáním dojdeme k tomu, že mezi povrchy s emisivitou 0,02 se pro oba uvažované teplotní rozdíly přenáší 81x méně tepla než mezi povrchy s emisivitou 0,9. Vyšší rozdíl teplot s účinností Lupothermu zkrátka nemůže nic zásadního udělat, alespoň v tomto nejlepším ze všech možných světů.
Pro větší rozdíl teplot se totiž vždy přenáší více tepla. Lupotherm jen sníží toto množství ve srovnání s běžným povrchem. A sníží ho vždy stejnou měrou - prakticky nezávisle na působící teplotě ("prakticky" píšu schválně v zájmu přesnosti - určitá závislost tam bude, ale nižší než přesnost měření energetické náročnosti, viz citovaná studie a další podobné).

c) Příklad se zateplením solárního zásobníku je dosti problematický. Pominu odborně nepřesné tvrzení, že je nějaká izolace schopna odizolovat určitý rozdíl teplot, a zastavím se až u uváděných hodnot. Problém v podobných příkladech je ten, že pro věrohodné srovnání je třeba zajistit ZCELA stejné okrajové podmínky - o tom ale nevíme nic. To, jaká bude kolem zásobníku teplota, závisí na mnoha dalších faktorech, zdaleka ne jenom na jeho izolaci. Významnou roli hraje, kolik sluneční energie zrovna dopadá (jak bylo zajištěno, aby to bylo naprosto stejně?), jaké jsou konstrukce kolem kotelny, jak se zrovna topí, jak se větrá, jaká je teplota venku atd. atd. Obávám se, že podobné příklady mohou přesvědčit jen čtenáře, kteří nikdy necítili skepsi.

Dobrý den,
k bodu a): na stránce http://www.lupotherm.eu/cs/vypocet-lambdy je nově i zdůvodnění, proč není normativní měření objektivní. Měření in-situ (na hotových stavbách) vychází z fyzikálních zákonů ne z laboratorních podmínek.
K bodu b): Zkuste méně počítat (s odchylkami od reality) a více logicky přemýšlet. V reálných podmínkách se se zvyšujícím teplotním rozdílem zvyšuje podíl sálání oproti vedení. A čím více se teplo šíří sáláním, tím logicky bude Lupotherm lépe fungovat, protože právě tuto složku tepla účinně odráží. Což právě dokazuje měření solárního zásobníku.
K bodu c): Stejné okrajové podmínky by bylo třeba zajišťovat, pokud by rozdíl výsledků byl aspoň trochu podobný a nám šlo o přesnost. U tak obrovského rozdílu (250%) je vliv okrajových podmínek nepodstatný (kotelna je uzavřená místnost s větracím okénkem o velikosti 20x20cm - v obou případech bylo léto, tedy v domě se netopilo).

Ono pán riaditeľ, nemyslíte si že pekne zavádzate zákaznikov. Umiestniť reflexnú fóliu do miestnosti s veĺkým zdrojom sálavého tepla je totižto pekne zavádzajúce. Jasné že v takejto miestnosti dominuje prenos tepla sálaním a váš výrobok perfektne funguje, v bežných podmienkach sa však v miestnosti veľké zdroje sálavého tepla nenachádzajú (radiatory sú oveĺa menšie a sú konštruované tak aby odrážali teplo do miestnosti, alebo menia sálavé šírenie tepla na šírenie prúdením, o podlahovkách ani nehovorím)takže aj výsledky bi boli cca 3X menej priaznié (samozrejme menej priaznivé pre vás).

V posledním čísle Materiálů pro stavbu (č. 2/2013 - http://www.imaterialy.cz/Casopis-Materialy-pro-stavbu/Materialy-pro-stavbu-2-2013.html) vyšel na téma reflexních izolací velice zajímavý článek "Reflexní folie ve stavební praxi" od R. Šubrta a P. Charvátové. Všem zájemcům o dané téma jej doporučuji k prostudování.