CONDUCTIVITATEA TERMICA IN CONSTRUCTII

1

NOTIUNI FUNDAMENTALE

Rezolvarea problemelor de transfer termic specifice construcţiilor se bazează pe cunoaşterea legilor fizicii referitoare la schimbul de căldură, stabilite în cadrul teoriei propagării căldurii.Dintre criteriile de confort, de primă importanţă este cel care se referă la valorile temperaturilor în spaţiile locuite, denumit confort termic. Datorită diferenţelor de temperatură dintre aer şi elementele de construcţii are loc transferul căldurii prin conducţie, convecţie şi radiaţie.

Fig. 1. Transferul căldurii prin conducţie, convecţie şi radiaţie

a. Transferul căldurii prin conducţie constă în transmisia căldurii dintr-o regiune cu temperatură mai ridicată către o regiune cu temperatură mai scăzută, în interiorul unui mediu solid, lichid sau gazos, sau între medii diferite în contact fizic direct, sub influenţa unei diferenţe de temperatură, fără existenţa unei deplasări aparente a particulelor care alcătuiesc mediile respective. În construcţii acest tip de transfer este întâlnit în special la (pereţi, planşee, acoperişuri, tâmplărie etc.) şi se desfăşoară prin vibraţia termică a reţelei cristaline şi, în cazul elementelor metalice, cu ajutorul electronilor liberi (de valenţă).

b. Transferul termic prin convecţie reprezintă procesul de transfer al căldurii prin acţiunea combinată a conducţiei termice, a acumulării de energie şi a mişcării de amestec. Convecţia este cel mai important mecanism de schimb de căldură între o suprafaţă solidă şi un fluid, între care există contact direct şi mişcare relativă. În construcţii transferul convectiv are loc în special la lichide şi gaze şi se datorează transportului de căldura prin mişcarea moleculelor fluidelor. Fenomenul intervine la suprafaţa de contact a elementelor de construcţii cu aerul interior sau exterior.

c. Transferul energiei termice prin radiaţie este procesul prin care căldura este transferată de la un corp cu temperatură ridicată la un corp cu temperatură scăzută, corpurile fiind separate în spaţiu. Schimbul de căldură prin radiaţie se realizează de la distanţă, fără contact direct între corpuri. Fenomenul are sens dublu: un corp radiază energie, dar şi absoarbe energia emisă sau reflectată de corpurile înconjurătoare. Radiaţia termică are loc sub formă de unde electromagnetice şi intervine în mod semnificativ la diferenţe mari de temperatură între corpurile solide, sau între solide şi fluide, cum este în cazul elementelor de încălzire din locuinţe (radiatoare).

2

Radiaţie

Convecţie

Conducţie

Principalele noţiuni cu care se operează în cadrul problemelor legate de studiul fenomenelor de transfer termic sunt:

a. Temperatura – reprezintă o mărime scalară de stare, care caracterizează gradul de încălzire al corpurilor. Temperatura poate varia în timp şi spaţiu fiind, în cazul cel mai

general, o funcţie de 4 variabile (trei variabile geometrice şi variabila timp): T = f ( x,y,z, τ ).Ca unitate de măsură se utilizează gradele, care diferă funcţie de sistemul de măsură folosit: Kelvin (K), Celsius (ºC), Fahrenheit (ºF). În sistemul internaţional (SI) unitatea de măsură a temperaturii este Kelvinul.

b. Câmp termic – reprezintă totalitatea valorilor temperaturii ce caracterizează un anumit spaţiu (domeniu). Câmpul termic poate fi constant (staţionar sau permanent) sau variabil (nestaţionar sau tranzitoriu), după cum temperatura din fiecare punct este constantă sau variabilă în timp. De asemeni, câmpul termic este unidirecţional, atunci când propagarea căldurii are loc în mod preponderent pe o singură direcţie, bidirecţional sau plan, dacă propagarea căldurii are loc pe două direcţii şi tridirecţional sau spaţial, în situaţia în care propagarea căldurii are loc pe toate cele trei direcţii în spaţiu.

Fig. 2. Câmpul termic unidirecţional într-un perete (câmp curent)a. perete exterior omogen; b. harta temperaturilor(temperatura scade de la nuanţele deschise spre cele închise)

Fig. 3. Câmpul termic bidirecţional (plan) la colţul unui perete exteriora. perete exterior omogen; b. harta temperaturilor(temperatura scade de la nuanţele deschise spre cele închise)

3

Qba

Ti = 20 ºC

Te = -15 ºC

Q

Q

Ti = 20 ºC

Te = -15 ºC

ba

termoizolaţieplanşeu

perete interiordin zidărie

centură

perete exterior din zidărie

Fig. 4. Câmpul termic spaţial pe grosimea unui perete exterior din zidărie (temperatura scade de la nuanţele deschise spre cele închise)

c. Linie izotermă – este locul geometric al punctelor de egală temperatură, dintr-un câmp termic plan (Fig. 5). Deoarece un punct al unui corp nu poate avea simultan două valori diferite ale temperaturii, rezultă că liniile izoterme sunt continue şi nu se intersectează între ele.

d. Suprafaţă izotermă – este locul geometric al punctelor dintr-un câmp termic spaţial, ce se caracterizează prin aceeaşi valoare a temperaturii (Fig. 6). Suprafeţele izoterme sunt continue şi nu se intersectează între ele, din acelaşi motiv ca în cazul liniilor izoterme. Suprafeţele izoterme pot fi plane sau curbe.

Fig. 5. Linii izoterme la intersecţia unui perete exterior din zidărie cu planşeul

4

termoizolaţie

centură

planşeu

perete exterior

Fig. 6. Suprafaţă izotermă într-un perete exterior din zidărie, la intersecţia cu planşeul(curbura spre exterior se datorează izolaţiei termice suplimentare din dreptul centurii)

e. Gradient de temperatură – este o mărime ce caracterizează variaţia temperaturii pe o anumită direcţie din spaţiul (domeniul) analizat. Mai riguros, se poate spune că gradientul de temperatură reprezintă limita raportului între diferenţa de temperatură ΔT şi distanţa Δx dintre două puncte, când Δx → 0 (din punct de vedere matematic este derivata temperaturii în raport cu spaţiul):

grad T = limΔx→0

ΔTΔx

dTdx

f. Cantitatea de căldură (Q) – reprezintă o cantitate de energie şi în SI se măsoară în Joule (J). Se pot folosi şi alte unităţi de măsură, cum ar fi Wh sau caloria (cal).

g. Fluxul termic sau debitul de căldură (Φ) – este cantitatea de căldură ce străbate o suprafaţă în unitatea de timp. Din punct de vedere matematic reprezintă derivata cantităţii de căldură Q în raport cu timpul τ, şi se măsoară în J/h sau, mai uzual, în W:

Φ =dQdτ

h. Densitatea fluxului termic sau fluxul termic unitar (q) – reprezintă cantitatea de căldură care străbate unitatea de suprafaţă în unitatea de timp. Fluxul unitar este o mărime vectorială, având direcţia normală la suprafeţele sau liniile izoterme şi se măsoară în W/m2.

5

termoizolaţieplanşeu

perete exterior din zidărie

perete interiordin zidărie

centură

TRANSFERUL CALDURII PRIN CONDUCTIE – Mecanismul fenomenului

La corpurile solide nemetalice (dielectrice), conducţia termică se realizează prin vibraţia termică a reţelei cristaline.

.Fig. 2.7. Harta fluxului termic unitar pe grosimea unui perete exterior din zidărie (nuanţele închise corespund valorilor mari ale fluxului)

La corpuri solide metalice şi semiconductoare, conducţia termică se realizează prin transferul de energie datorită vibraţiei termice a reţelei cristaline şi, pe de altă parte, cu ajutorul electronilor liberi (de valenţă). Contribuţia electronilor liberi este de 10...30 de ori mai mare decât contribuţia vibraţiei reţelei.La corpurile lichide şi gazoase, conducţie termică apare sub forma a două procese: ciocnirile elastice din aproape în aproape între molecule sau atomi, poziţia reciprocă a acestora rămânând însă aceeaşi în spaţiu, şi deplasarea electronilor liberi. În cazul particular al metalelor lichide şi electroliţilor, contribuţia ultimului proces este de 10...1000 ori mai mare decât la lichidele nemetalice. Gazele, având o distribuţie haotică a moleculelor, cu legături intermoleculare slabe şi distanţe mari între molecule, realizează cel mai redus transfer de căldură prin conducţie.La materialele poroase, des întâlnite în construcţii, conducţia termică nu mai apare în stare pură deoarece fluidele (aer, apă etc.) existente în capilare şi pori pot efectua mişcări în cazul unor dimensiuni corespunzătoare ale porilor. Astfel apare transfer termic prin convecţie şi chiar prin radiaţie.

6

LEGEA LUI FOURIER

Relaţia de bază a transferului de căldură prin conducţie a fost propusă de Fourier, prin legea care îi poartă numele, în cadrul lucrării Théorie Analytique de la Chaleur, publicată în 1822. Fiind dat un element de construcţie omogen, de exemplu un perete exterior , cantitatea de căldură transmisă în regim staţionar şi unidirecţional (perpendicular pe element), pe baza ecuaţiei lui Fourier, se poate estima cu relaţia:

Q=λS .(T si−T se ) . τ

d (2.1)

unde: Q – cantitatea de căldură transmisă prin conducţie (J sau Wh);

λ – coeficientul de conductivitate termică (W/mºC);

S – aria suprafeţei elementului prin care se face transferul termic, perpendiculară pe direcţia de propagare a căldurii (m2);

Tsi, Tse  –  temperaturile suprafeţei interioare, respectiv exterioare a elementului (ºC sau K);

τ – timpul (h);

d – grosimea elementului (m).

Fig. 7. Conducţia termică în regim staţionar, printr-un perete omogen.

Dacă în relaţia (2.1) se impune S = 1 m2, Tsi – Tse = 1 ºC, τ = 1 h, d = 1 m, atunci rezultă: λ = Q. În acest mod se poate defini coeficientul de conductivitate termică ca fiind mărimea numeric egală cu cantitatea de căldură ce trece printr-un element cu suprafaţa de 1 m2, grosimea de 1 m, timp de o oră şi pentru o diferenţă de temperatură dintre cele doua suprafeţe de 1 ºC sau 1 K.Cu ajutorul relaţiei lui Fourier se poate stabili atât modul de variaţie al temperaturii pe grosimea unui element, cât şi expresia temperaturii într-un punct oarecare, în regim termic unidirecţional şi staţionar. Pentru aceasta, în cadrul peretelui omogen din Fig. 8 se consideră un strat de grosime infinit mică „dx” în care temperatura variază cu o cantitate „dT”.

7

suprafaţaexterioară

suprafaţainterioară

d

QQ

Tse

Tsi

Fig. 8. Transmisia căldurii prin conducţie la un perete omogen

COEFICIENTUL DE CONDUCTIVITTATE TERMICA

Conductivitatea termică a unui material exprimă aptitudinea acestuia de a propaga căldura în masa sa, de la un punct la altul, din aproape în aproape.Ea se cuatifică cu ajutorul unei mărimi fizice denumită “coeficent de conductivitate temică” si notată cu λ.Coeficentul λ este o caracteristică de material, stabilită pe baza experimentală, a cărei semnificaţie fizică este aceea a “densităţii fluxului termic ce traversează un element plan cu grosimea de 1 m, atunci când între feţele sale există o diferenţă de temperatură de 1◦C” . Unitatea de măsură a lui λ este W/(mK) [fosta Kcal/mh◦C].Conductivitatea termică a unui material, depinde în principal, de densitatea aparentă a acestuia, de tipul şi structura porilor, de umiditatea şi temperatura la care se găseşte. Materialele cu densitate aparentă mare au valori mari şi propagă (conduc) căldura cu uşurinţă. Materialele cu densitate aparentă mică (şi deci cu porozitate mare) au conductivitate termică mică (datorită aerului închis în pori, care are λ foarte mic); aceste materiale se numesc “termoizolatoare”. Un material termoizolator (deci care in stare uscată are λ mic) îşi poate diminua sensibil această calitate atunci când se umezeşte şi îşi umple porii cu apă (λ apa este cca 25 de ori mai mare decât λ aer ). Fiecare material are o anumită sensibilitate a lui λ în raport cu variaţia umidităţii; cele mai sensibile sunt materialele poroase cu porii deschişi şi comunicanţi.Deoarece în cadrul elementelor de construcţie, materialele nu sunt niciodată perfect uscate, valorile de calcul ale lui λ sunt mai mari decât cele determinate experimental pe probe perfect uscate.Valorile de calcul ale lui λ , pentru diferite materiale, sunt valori convenţionale care ţin cont atât de umiditatea probabilă din perioada de exploatare cât şi de influenţa unor factori nefavorabili, suplimentari (de exemplu creşterea densităţii aparente ca urmare a unor fenomene de tasare).Ca regulă generală valorile coeficentului λ al diferitelor produse termoizolatoare sunt cele declarate de furnizori. Ordinul de marime al acestor coeficenţi, care poate fi avut în vedere în calculele de proiectare, se găseşte în tabelele cu valori “de calcul”.Materialele termoizolatoare de mare eficenţă (polistiren celular, vată minerală, poliuteran, sticlă spongioasă etc.) au λ deosebit de mic (cca 0.035-0.05 W/mK).

8

dT

x dxd

QQ

Tse

Tsi

Valori ale coeficientului de conductivitate termica.

Nr. crt. Material λ (W/mºC)

1 Polistiren expandat 0.044

2 Vată minerală 0,042 ... 0,05

3 Lemn 0,17...0,41

4 Zidărie din b.c.a. 0,25...0,34

5 Zidărie din cărămizi cu goluri verticale 0,46...0,75

6 Zidărie din cărămizi pline 0,8

7 Beton armat 1,62...2,03

8 Oţel 58,0

9 Aluminiu 220,0

Nu există materialele a căror λ să fie zero, deci chiar şi materialele cele mai termoizolante nu opresc trecerea căldurii ci doar o încetinesc foarte mult. De exemplu printr-o placă de beton de grosime 1m şi arie 1m² între feţele căreia există o diferenţă termică constantă şi permanentă de 1◦C, trece în fiecare oră o cantitate de căldură de 1.74 Wh (deoarece λ b.a. = 1.74 W/mk). Ȋn aceleaşi condiţii termice, printr-o placă de b.c.a. de 1m şi arie 1m² trece în fiecare oră o cantitate de căldură de numai 0.22 Wh. Sunt necesare deci cca 8 ore pentru ca prin placa de b.c.a. să treacă aceeaşi cantitate de căldurăcu cea care trece prin placa de b.a. într-o singură oră.Un strat foarte subţire de aer mobil se comporta la trecerea căldurii ca un solid cu cel mai mic coeficent de conductivitate termică cunoscut la materialele obişnuite, anume 0.024 W/mK. Această proprietate este însă valabilă numai pentru straturi de cca 0.3-0.4cm grosime (neîntalnite în tehnica curentă a construcţiilor).

Fenomenul care poate duce chiar la pierderea capacitatii izolatoare a unui material este: Umiditatea.Capacitatea izolatoare a materialelor se bazeaza pe aerul închis în porii raspanditi uniform în masa acestor materiale termoizolatoare. Aerul continut  în structuri de dimensiuni mici ( sub 5 mm ) este cel mai bun izolator, λaer=0,025 W/mK. În conditii de umezeala, apa care inlocuieste aerul din porii materialului duce la marirea conductibilitatii termice, deoarece apa este de 23,2  ori mai buna conducatoare de caldura decat aerul: λ apa=0,58  W/mK.

Temperatura. Conductivitata termica creste odata cu cresterea temperaturii la care este supus materialul. Uneori producatorul determina si conductivitatea la temperatura de 10 [C, la 23 [C (în functie de cerintele standardului de produs). De exemplu pentru polistirenul GecsaTherm: λ= 0,0397 W/mK (T=0 [C); λ=0,0420 W/mK (T=23 [C). Dupa cum se observa, conductivitatea nu se majoreaza semnificativ odata cu cresterea temperaturii.Un material poate fi considerat termoizolant, daca are conductibilitatea termica  λ < 0,10W/mK (sau egala), conform normativului C107/0-2002.

Majoritatea materialelor de construcţie, cu excepţia celor compacte (metale, sticlă etc.), au o structură capilar–poroasă, alcătuită din cavităţi şi schelet rigid, ce poate lega apa sub diferite

9

forme, la presiuni mai mici decât cele de saturaţie din afara corpurilor. De asemeni, aerul şi apa migrează prin reţeaua de capilare şi pori. În consecinţă, căldura se transmite concomitent sub mai multe forme:

conducţie în scheletul solid şi în amestecul aer – apă din cavităţi;

convecţie locală a aerului şi apei datorită diferenţelor de temperatură între feţele opuse ale pereţilor cavităţii;

schimburi repetate de fază (evaporări, condensări) în cavităţi.

În aceste condiţii este deosebit de dificilă evaluarea cantitativă a acestor fenomene pe baza unor relaţii simple. Ca urmare, aprecierea coeficientului de conductivitate termică, în aşa fel încât să reflecte complexitatea proceselor de transfer termic, nu se poate efectua decât experimental, determinându-se un coeficient echivalent, ce depinde de o multitudine de factori:

λechiv = f (T, U, grad ¿grad ¿ unde: T – temperatura absolută;

U – umiditatea materialului;grad T, grad U – gradienţii de temperatură şi de umiditate;d – grosimea materialului.

O regula simpla pentru directia transferului de caldura este aceasta: "Heat follows cold":- intotdeauna caldura se indreapta catre zona cu cea mai mica rezistenta: caldura se va indrepta catre directia cea mai rece- acest lucru inseamna ca daca avem 2 obiecte cu temperaturi diferite, obiectul cel mai cald intotdeauna va transfera caldura catre obiectul mai rece - de exemplu cand temperatura unei parti a acoperisului este mai fierbinte decat cealalta, caldura este transferata, prin conductie, de la partea fierbinte catre partea rece prin acoperis/perete, pana cand temperatura se egalizeaza: aerul cald se va ridica odata cu formarea curentilor de aer prin convectie. Energia termica insa, in mod normal se va indrepta catre suprafata mai rece, indiferent daca este in

sus, in jos sau in lateral.

REZISTENTA TERMICA (R)

Valoarea R este pur si simplu un indicator ce masoara cat de bine o izolatie conventionala rezista la transferul de caldura doar prin conductie.Valoarea rezistentei termice este in functie de grosimea si conductivitatea materialului, fiind raportul acestor marimi.Cu cat valoarea R este mai mare, cu atat mai mare este capacitatea izolatiei de a rezista si de a absorbi mai multa caldura prin conductie.

Scurt istoric: Sistemul de valori R a fost dezvoltat initial in momentul in care a aparut pentru prima oara fibra de sticla, pentru a oferi un rating pentru a masura capacitatea izolatiei de a rezista si a absorbi caldura.In momentul in care testele au fost puse in aplicare, ele au fost concepute pentru a masura proprietatile fibrei de sticla si pentru a se asigura obtinerea celor mai mari rezultate.Toate testele au fost facute in conditii specifice si controlate cu privire la diferentele de

10

temperatura, umiditatea materialului, precum si in absenta oricarei circulatii a aerului.

Materialele conventionale de izolatie, inclusiv cele pe baza de fibre ( fibra de sticla, celuloza, fibre minerale), cat si cele solide ( spuma poliuretanica, polistiren, etc.) contin sfere mici de gaze, de obicei aer. In mod normal caldura este transferata lent prin intermediul majoritatii gazelor, si astfel prin izolatie. Sferele de aer sunt destul de mici ca sa nu permita formarea curentilor de aer prin convectie in interiorul lor, ceea ce determina transferul foarte incet al caldurii. Cu cat sferele de aer sunt mai mici cu atat rezistenta la transferul caldurii va fi mai mare si deci si valoarea R va fi mai mare.Acesta este motivul pentru care diferitele materiale de izolatie au valori R diferite. Ca efect secundar, izolatia absoarbe caldura pe masura ce aceasta se transfera de la partea calda a materialului catre partea mai rece.

Exemplu: cazul unei cladiri cu aer conditionat, pe timpul verii: - temperatura calda din exterior va incerca sa patrunda in zonele mai reci din interiorul cladirii - izolatia cladirii rezista acestui transfer de caldura, pana cand aceasta ajunge la saturatie, sau pana scade diferenta de temperatura - odata saturata, caldura trece prin stratul de izolatie catre zonele mai reci din interiorul cladirii - pe timpul serii, cand temperatura de afara scade, caldura din stratul de izolatie incalzit setransfera catre aerul rece din exteriorul cladirii.

Dezavantajul testelor valorii-R

Sistemul de valori R ia in considerare doar capacitatile de izolare ale materialelor impotriva conductiei. Impotriva celorlalte doua forme de transfer de caldura ( convectie si radiatie), eficacitatea testelor variaza foarte mult in functie de tipul de izolatie.

In cazul fibrei de sticla rezultatele acestor teste se schimba dramatic chiar si in conditii usor diferite: * in cazul in care factorul umiditate este introdus in proportie de 1,5%, fibra de sticla pierde aproximativ 35% din valoarea-R, datorita faptului ca apa este un conductor mai bun decat aerul * toate testele se fac doar la temperaturi in care fibra de sticla obtine cele mai bune rezultate. In medii cu temperaturi mai mari sau mai mici decat temperatura de referinta, fibra de sticlaisi pierde eficienta si valoarea R este mai mica * de asemenea curentii de aer influenteaza drastic valoarea-R a fibrei de sticla, datorita miscarii aerului incalzit prin fibra de sticla ceea ce-i reduce valoarea sa conductiva.Metodele de testate ale valorii-R nu reflecta conditiile din lumea reala, care pot varia foarte mult in ceea ce priveste toti acesti factori : umiditatea materialului, diferentele de temperatura, circulatia curentilor de aer.Din pacate, aceste teste sunt inca utilizate astazi, in ciuda faptului ca noi materiale de izolatie au fost introduse pe piata. Izolatiile solide sunt mult mai eficiente decat ar sugera valoarea lor R, deoarece acestea sunt complet neafectate de umiditate, diferente de temperatura si curentii de aer, precum si pentru ca prezeinta o rezistenta termica pe termen indelungat.

11

TIPURI DE IZOLATORI TERMICI UTILIZATI IN CONSTRUCTII

1. Polistirenul expandat si extrudat

Polistirenul expandat poate fi folosit la constructiile noi si renovari, fiind disponibil sub forma de panouri cu grosimi de la 1 cm pana la 20 cm. Este utilizat in primul rand la exteriorul cladirii, dar si la termoizolarea mansardei. La ambele materiale grosimea influenteaza pierderile de caldura. Pentru termoizolarea fatadelor este recomandata folosirea exclusiva a polistirenului expandat cu grosimea de minimum 10 cm (cel mai uzual), iar orice cm in plus (pentru acelasi produs) la aceasta valoare face ca investitia sa fie mai rentabila pe termen lung, fiind gresita decizia de a “economisi” prin reducerea grosimii placii de polistiren expandat.Una dintre proprietatile materialului este de a incetini transferul vaporilor din locuinta spre exterior. Tocmai de aceea este recomandat un panou perforat pentru a imbunatati ventilatia.Nu de putine ori, izolatiile cu polistiren expandat care au o valoare R relativ mare la temperaturi normale, o pierd odata cu scaderea acesteia. Deficienta este rar intalnita la polistirenul extrudat care are de obicei o rezistenta mai mare la transfer termic cand scade temperatura. In cazul izolarii pardoselilor supuse la trafic, cea mai buna alegere este fara indoiala, polistirenul extrudat, datorita duritatii si rezistentei mecanice cu mult mai bune decat cea a polistirenului expandat.

2.Vata minerala bazaltica

Datorita caracteristicilor fizico-chimice performante, produsele din vata minerala bazaltica acopera toata gama de izolatii termice si fonice in intervalul de temperatura -50°C pana la temperaturi de 700°C -1000 °C ( isi pastreaza capacitatea de termoizolare la valori optime pana la temperaturi de 700°C si la valori convenabile pana la 1000°C).Caracteristica principala a produselor din vata minerala bazaltica este valoarea scazuta a coeficientului de conductivitate termica (pentru temperaturi de 4-10°C, in functie de sortiment ?= 0,036 – 0,040 W/mK). Cu cat aceasta valoare este mai mica, cu atat transferul termic intre interiorul si exteriorul locuintei va fi mai redus. Domenii de utilizare diversificateProprietatile produselor din vata minerala bazaltica le recomanda ca materiale termo-fonoizolatoare excelente, intr-o gama foarte larga de aplicatii: izolari ignifuge si fonoabsorbante, izolari in constructii civile (pereti exteriori si interiori, plansee, acoperisuri mansarda si terasa), constructii industriale din beton armat sau metal, instalatii frigorifice, instalatii industriale la temperaturi ridicate, izolari termice si/sau fonice la aparatura casnica, autovehicule, nave maritime, izolari de tevi si conducte.

3.Spuma poliuretanica

Realizarea izolaţiei cu spumă poliuretanică rigidă are loc în urma reacţiei chimice dintre doi componenţi lichizi – poliolul şi isocianatul – care, în condiţii de temperatură şi presiune controlate, şi cu ajutorul unei instalaţii speciale mobile, permite producerea pe loc a materialului izolant final, prin pulverizare sub jet de aer comprimat pe suprafaţa de lucru.

12

SPUMA  rigidă de poliuretan, prin proprietăţile sale, prezintă o serie de avantaje ca izolator termic:

Folosirea ei permite izolarea termică şi impermeabilitatea într-o singură operaţie; Amestecul aplicat în straturi succesive se întăreşte în circa 4 minute şi asigură o

izolarecontinuă, fără îmbinări;

Izolarea cu spumă se face fără să afecteze alte lucrări simultane; Fiind un material uşor, nu produce suprasolicitarea construcţiilor după izolare; este

recomandat şi la reabilitarea termică a clădirilor vechi; Prezintă o are aderenţă faţă de materialele utilizate în construcţii civile şi industriale; Absorbţie scăzută de umiditate; Se aplică uşor, prin pulverizare; Are stabilitate faţă de carburanţi, uleiuri minerale, acizi şi alcani diluanţi, fiind neutră

din punct de vedere chimic; Asigură protecţie la foc, mai ales în cazul construcţiilor din lemn; Aplicare rapidă (600 mp verticali sau 700-900 mp de plafon aplicaţi într-o zi, de o

echipă formată din 3 lucrători); Prezintă rezistenţă la trensmisia de vapori de apă; Spuma rigidă de poliureta pentru izolaţii termice are o densitate de 30-60 kg/mc; Rezistenţă mare faţă de materialele folosite la această oră în construcţii, la

îmbătrânirea în contact cu gazele de eşapament sau atmosfera industrială foarte agresivă.

4.Termoizolatii cu celuloza.

 Celuloza este o alternativă extrem de convenabilă a izolaţiei din fibre de sticlă. Este un produs natural, 75% obţinut din reciclarea hârtiei de ziar, foarte eficient ca material izolant şi mai ieftin decât vata de sticlă, folosit mai ales la izolarea mansardelor. Aditivii chimici rezistenţi la foc, utilizaţi la producerea acestui tip de izolaţie, îi conferă proprietăţi ignifuge remarcabile. Unul dintre principalele avantaje ale folosirii celulozei la izolaţia construcţiilor îl constituie eficienţa sa. Datorită densităţii sale, are un coeficient R mai ridicat, deci performaţe izolatoare mai bune decat izolaţiile folosite in mod curent. In plus, este uşor de introdus in spaţii neregulate. Din punctul de vedere al protecţiei mediului înconjurator, celuloza este considerată un:

produs „verde”;

ecologic, în comparaţie cu alte tipuri de izolaţie. Nu conţine formaldehidă şi nu necesită adoptarea de măsuri de siguranţă deosebite la instalarea ei (în comparatie cu echipamentul de protecţie absolut necesar, de exemplu, la folosirea vatei de sticla). O masca de protecţie împotriva prafului este suficientă în timpul procesului de montare a izolaţiei.

5.Termoizolatii cu fibre de cânepă.

Europenii îşi petrec 90% din viaţa lor în spaţii interioare închise. Sănătatea locuitorilor poate fi afectată deja la o concentraţie redusă a substanţelor dăunătoare din spaţiile de locuit. Acesta este motivul pentru care, materialele de construcţie ecologice şi fără nici un risc asupra sănătăţii devin atât de importante din punct de vedere al unei dezvoltări sustenabile. Produsul natural din cânepă nu conţine substanţe de adaos dăunătoare mediului înconjurător.

13

Astfel sănătatea nu este periclitată nici în faza de producţie şi nici în faza de montare a izolaţiei.Materialele naturale izolante şi de construcţii cuceresc in mod permanent teren şi noi domenii de utilizare. Acest lucru este cu atât mai valabil în cazul materialului izolant din fibre naturale de cânepă, care se distinge prin calităţile sale tehnice deosebite, respectând normele în vigoare. Materialul garantează atât o protecţie împotriva îngheţului pe timp de iarna cât şi o protecţie adecvată împotriva temperaturilor înalte in lunile de vara. Astfel, contribuie la reducerea necesarului de energie pentru încalzire / climatizare, şi implicit a emisiilor CO2 dar şi a facturilor aferente.Capacitatea excelenta de difuzie a cânepii garantează reglarea automată a umidităţii, ceea ce permite crearea unor condiţii climatice foarte placute şi sănatoase în interiorul incaperii.

6.Termoizolatii cu lână de oaie.

 Lâna de oaie este un produs natural şi ecologic, folosit ca sistem de termoizolaţie de mai bine de 10 ani în Germania.  În 2003 a fost aprobată ca material de construcţii în UE, iar anul acesta a apărut şi pe piaţa românească. O termoizolaţie făcută din lână de oaie şi aplicată pe pereţii casei va regla automat temperatura, astfel încât şi costurile de încălzire scad considerabil. Lâna oferă un randament constant. De exemplu, dacă este o toamnă ploioasă, care măreşte umiditatea tuturor elementelor de construcţie, lâna are acelaşi randament.  O altă calitate a lânii se referă la înmagazinarea căldurii latente. Lana utilizează umiditatea fibrelor, astfel încât vara, în timpul zilei, pereţii se răcesc prin evaporare, iar noaptea degajă căldură din condensare. Pentru păturile din lână aplicate ca termoizolaţie se foloseşte numai lână pură de oaie, iar adaosurile utilizate pentru tratare sunt şi ele naturale. Fiind 100% naturală, lâna este recomandată persoanelor alergice şi celor care au diverse afecţiuni ale plămânilor. În plus, datorită calităţilor sale naturale, lâna purifică aerul din încăpere, legând chimic diverse noxe din atmosferă şi transformându-le în compuşi inofensivi. Suprafaţa încreţită a fibrelor de lână face ca termoizolaţia să devină şi un excelent suport fonoizolant.Lâna tunsă anul acesta se regenerează anul viitor, astfel încât întregul proces face parte dintr-un ciclu natural, iar ovinele nu au de suferit absolut deloc. Costurile unei astfel de termoizolaţii ecologice sunt comparative cu cele realizate cu vată minerală sau polistiren. În funcţie de grosimea şi lăţimea păturii folosite pentru placarea pereţilor, dar şi în funcţie de cantitatea cumpărată, un metru pătrat de lână poate costa între 5 şi 24 de euro. 7.Un alt sistem ecologic de izolare a fatadelor este termosistemul GUTEX

Acesta este compus dintr-o placă izolantă din fibre de lemn, unistratificată, omogenă şi din elemente de tencuială.Sistemul economiseşte energie necesară pentru încalzirea pe timp de iarnă şi pentru răcirea pe timp de vara. Asigură protectie fonică şi antiincendiu. Produsul este disponibil într-o varietate de forme a plăcilor. Avantajele unei locuinte izolate termic : - Costuri mai mici la energie;Intr-o casă neizolată termic, destinată unei familii, un procent de până la 40% din caldura totală se pierde prin pereţi. Aceste pierderi sunt reduse semnificativ în clădirile izolate termic, diminuându-se astfel costurile aderente încălzirii si răcirii.

14

8. Izolarea termică prin vitraje termoizolante la ferestrele din PVC.

Studiile de specialitate ne arata ca 40% din caldura se pierde prin ferestre , asadar pentru alegerea corecta a tipului de geam pentru tamplarie trebuie tinut cont in prealabil de o multitudine de factori ce tin de conditiile cimatice ale zonei, topografia zonei, nivelul de poluare fonica . Indicatorul de baza la un geam il reprezinta coeficientul de transfer termic (un coeficient de transfer mic determica pierderi mici de energie , deci confort maxim) .

Geamul termoizolator reprezinta un ansamblu format din doua foi de sticla intre care exista un mediu gazos (aer sau un gaz rar) etansate (sigilate perfect). Aceste doua foi de sticla sunt asezate la o distanta masurabila in mm , separate de un cadru din bagheta-distantier din aluminiu, etanseizate, formand o unitate monobloc ce reduce transmisia termica si fonica .Un geam normal are coeficientul de transfer termic λ =5.4 W/mK , geamul termoizolator are un coeficient de transfer termic de λ =2.8W /mK iar geamul Low E are coeficientul de λ =1.4 W/mK . 

Sticla LOW E - formata din mai multe straturi microscopice de argint (de regula) dipuse unul peste altul pe geam - constituie cheia diminuarii transferului termic prin geam . Foaia de sticla LOW E se pozitioneaza catre cavitatea ferestrei iar aceste straturi de argint reduc considerabil pierderile de caldura .Prin scoaterea aerului dintre cele doua foi de sticla si introducerea in cavitate a unui gaz rar ( argon sau kripton ) se obtine un coeficient de transfer termic de 1.1 W/mK . 

Modul de pierdere a caldurii prin geamul termoizolator este continuu si se realizeaza in felul urmator:

-Foaia de sticlă din interior primește căldură prin radiație, de la sursele de încălzire și prin convecție, datorită mișcării aerului cald prin încăpere.

-Căldura trece prin foaia din interior a ferestrei către spațiul dintre foile de sticlă prin conducție termică.

-Căldura ce străbate cavitatea dintre foile de sticlă se datorează în principal radiației termice. Transferul prin conducție din interiorul cavității, uzual umplută cu aer (cantitate redusa) se poate diminua și mai mult prin umplerea cavității cu gaze ce au proprietăți cu o conductivitate termică joasă, cum ar fi Argonul, sau Kriptonul. Vitrajul dublu sau triplu se sigilează, pentru a se evita circulația aerului, deci a transferului de căldură prin convecție.

-Căldura din cavitate trece prin foaia exterioară a ferestrei prin intermediul conducției termice.

-La partea exterioară a foii de sticlă, căldura se pierde prin convectie, prin curenții de aer ce vin in contact cu sticla.

Studiile practice au arătat că atunci când bagheta distanțier dintre foile de geam depășește o anumită dimensiune de 16-18 mm, pot apărea "micro curenți de convecție", care mută aerul în interiorul cavității de la sticla mai caldă, la cea mai rece, fapt ce duce la pierderea de căldură prin convecție.

15