Tehnične zahteve za izolacijske materiale
Če želimo doseči vse navedene parametre, moramo poiskati izolacijske materiale, ki najbolj ustrezajo naslednjim tehničnim zahtevam.
- Toplotna prevodnost materiala (λ = W/mK) mora biti čim nižja, saj je pomembno, da skozi materiale, ki nas obdajajo, izgubimo čim manj toplote.
- Specifična toplota materiala (c = J/kgK) mora biti čim višja, saj je dobro, da materiali akumulirajo čim več energije.
- Gostota materiala (kg/m3) mora biti čim višja, saj skupaj s specifično toploto materiala vpliva na toplotno stabilnost stavbe.
- Difuzijska upornost prehodu vodne pare (µ) mora biti čim nižja, saj skupaj z debelino materiala pove, s kakšnim uporom vodna para prehaja skozi posamezni material (Sd = m), in posledično določa lastnosti izparevanja kondenzata iz izolacije.
Pomembne lastnosti izolacijskih materialov
Pri primerjavi različnih izolacijskih materialov ugotovimo velike razlike med uporabljenimi surovinami (steklo, kamen, les ipd.). Velike razlike so tudi med izolacijami iz iste surovine (npr. steklene volne so na voljo s koeficienti toplotne prevodnosti: 0,032–0,044 W/mK). Posledično so velike razlike tudi v gostoti, faznem zamiku prehoda toplote in seveda ceni.
Mehke izolacije iz lesa, npr. lesna volna ali celulozna izolacija, imajo v primerjavi z ostalimi izolacijami zelo dobre lastnosti, imajo namreč nizko toplotno prevodnost (od 0,036 W/mK), visoko specifično toploto (v povprečju 2100 J/kgK), relativno visoko gostoto (50–60 kg/m3) in majhno difuzijsko upornost vodni pari (1,1).
Lesne vlaknene plošče imajo toplotno prevodnost: 0,038–0,048 W/m2K in enako visoko specifično toploto: 2100 J/kgK, skupaj s težo: 140–270 kg/m3 dosegajo v primerjavi z ostalimi materiali tudi do 7-krat daljše fazne zamike prehoda toplote, istočasno pa je difuzijska upornost vodni pari le 3–11, kar omogoča difuzijsko odprto gradnjo lesenih konstrukcij brez uporabe parnih zapor.
| Vrsta materiala | Toplotna prevodnost λ (W/mK) | ro (W/m3) | Specifična toplota c (J/kgK) | Difuzijska upornost prehodu vodne pare µ |
| Stiropor EPS 200 | 0,034 | 30 | 1260 | 35 |
| Steklena volna 035 | 0,035 | 22 | 840 | 1,1 |
| Kamena volna DP5 | 0,035 | 45 | 1030 | 1,1 |
| Stiropor EPS 150 | 0,035 | 25 | 1260 | 35 |
| Celuloza (vpihana) | 0,036 | 60 | 2150 | 1,1 |
| Lesna volna | 0,036 | 60 | 2150 | 1,1 |
| Stiropor EPS 100 | 0,036 | 25 | 1260 | 35 |
| Kamena volna DP3 | 0,038 | 30 | 1030 | 1,1 |
| Termotop | 0,038 | 160 | 1030 | 1,1 |
| Steklena volna 040 | 0,04 | 16 | 840 | 1,1 |
| Lesna vlaknena plošča 145 | 0,041 | 145 | 2100 | 3 |
| Lesna vlaknena plošča 180 | 0,043 | 180 | 2100 | 3 |
| Lesna vlaknena plošča 230 | 0,047 | 230 | 2100 | 3 |
| Porobeton siporeks | 0,13 | 450 | 860 | 5 |
| Votla opeka Porotherm | 0,16 | 650 | 920 | 8 |
| Polna opečna stena | 0,76 | 1800 | 920 | 12 |
| Beton | 1,51 | 2500 | 960 | 30 |
Iz zgornje tabele lahko razberemo, da imajo nizko toplotno prevodnost, ki se giblje med 0,034 in 0,051 W/mK, tako organski kot anorganski in umetni izolacijski materiali. Ker se materiali med seboj razlikujejo šele v drugi decimalki, se bistvena razlika med njimi pokaže šele pri večjih debelinah.
Materiali iz lesa so idealni za gradnjo
Če materiale razdelimo glede na specifično toploto, ugotovimo, da največ energije sprejmejo les in materiali na osnovi lesa, sledijo jim umetni in anorganski izolacijski materiali.
Materiali iz lesa so idealni za energijsko varčno gradnjo, saj imajo vsi – razen masivnega lesa – nizko toplotno prevodnost, hkrati pa visoko specifično toploto in visoko maso, kar jim omogoča daljše fazne zamike prehoda toplote, poraba energije za ogrevanje pa ni odvisna le od toplotne prehodnosti, temveč tudi od faznega zamika prehoda toplote.
Gradnja zidanih hiš nekoč
V preteklosti smo pri gradnji zidanih hiš uporabljali zidake s slabšo toplotno prevodnostjo (polna opeka ima prevodnost: 0,76 W/mK), vendar je bila gostota zelo visoka (okoli 1800 kg/m3), kar je zagotovilo toplotno stabilnost objekta, zato je v starih hišah z debelimi opečnimi zidovi še dolgo v pomlad in poletje prijetno hladno, četudi nimajo izolacije.
Danes ima votli opečni zidak Porotherm toplotno prevodnost: 0,16 W/mK, težo pa le 650–700 kg/m3, zato ima boljšo izolativnost in precej slabši fazni zamik. Zidaki Ytong imajo boljšo toplotno prevodnost: 0,13 W/mK, vendar težo le: 400–500 kg/m3.
Z vsemi izboljšavami in razvojem so se zidaki šele približali masivnemu lesu, ki je že tisočletja enak. Specifična toplota lesa ostaja skoraj dvakrat višja kot pri zidakih in posledično tudi fazni zamik prehoda toplote.
