Reflexní tepelné izolace SuperFOIL. Účinná a jistá ochrana budov v zimě i v létě

Reflexní tepelné izolace jsou zejména v anglicky mluvících zemích pokládány za vůbec nejúčinnější řešení v oblasti tepelné ochrany budov. Plným právem. Tepelné záření je totiž nejsilnějším teplosměnným mechanismem na Zemi a chceme-li vážně řešit tepelnou ochranu budov, musíme začít u tepelného záření. V článku popíšeme tepelněizolační fólii SuperFOIL, která je v současnosti britskou špičkou co se týče účinnosti vícevrstvých izolací.

Dobře navržené a zhotovené realizace, které pracují s tepelným zářením, dávají nejlepší výsledky. Platí to i pro výběr vhodných materiálů, mezi kterými zaujímá přední místo Superfoil, produkt britského původu, jehož správná aplikace nabízí účinnější a často i levnější řešení, než běžná zateplení.

Problém tepelného záření a zejména materiálů, které s ním pracují, je v tom, že toto záření není vidět lidským okem. Vidíme jen sluneční záření, což je záření doběla rozpáleného tělesa o teplotě 5 500 °C. A z něho jen zhruba polovinu, tedy světelnou složku.

Vnímání tepelného záření

Co se týče pocitů, člověk tepelné záření naopak dobře cítí. Protože ho ale nevidí, tak s výjimkou slunečních paprsků přisuzuje pocity tepla či chladu působení vzduchu. To je velký omyl: čtete-li tyto řádky v místnosti vyhřáté na 25 °C, je Vám příjemně. Kdyby nyní příroda „vypnula” prostorové sálání, které Vás v místnosti obklopuje, rázem byste se cítila/cítil jako v lednici. Jinými slovy: zrušením prostorového tepelného záření by se k nám zastavil přísun zářivého (nebo sálavého) tepla o intenzitě necelých 450 W/m². Je to obrovská ztráta, kterou většina absolventů českých stavebních škol a tedy i tepelných techniků vůbec netuší.

To ale není všechno. Kdyby měl povrch našeho těla dejme tomu 30 °C, vyzařoval by sálavé teplo o intenzitě 480 W/m², aniž by mu prostor, zbavený tepelného záření, cokoliv vracel. Cítil by velký chlad!

Zabalme nyní tělo do overalu z tenké reflexní fólie o emisivitě 0,1. Toto číslo říká dvě věci: 1) overal odráží 9/10 záření, které na něj dopadá, a zbytek, 1/10, pohlcuje. Ještě důležitější je, že 2) tělo v overalu vyzařuje jen 1/10 tepla z toho, co by vyzařovalo bez něj. Místo 480 W/m² vyzařuje jen 48 W/m². Rázem se už necítíme jako v lednici. Teplota vzduchu, dodejme, je stále stejná 25 °C. Od popisu základních vlastností tepelného záření přistupme k věci:

Téma: reflexní tepelné izolace

SuperFOIL v praxi

Tato tepelná izolace se v ČR dodává v provedeních SF 19, SF 40 a SF 60. Čísla označují počet vrstev izolace. Např. izolace SF 19 obsahuje 8 vatových vrstev, 3 silnější pěnové vrstvy a 8 mikroskopicky tenkých a oboustranně reflexních fólií.

Tato vrstevnatá struktura brání prostupu tepla sáláním, které se více či méně odehrává i u běžných izolací. Jinak řečeno, brání sálavému prohřívání (v zimě promrzání) izolace, a to i o mnoho °C mimo teplotu venkovního vzduchu.

SuperFOIL, u jehož zrodu stál kosmický výzkum a speciálně snaha chránit kosmonauty v podmínkách mrazivého kosmu (–270 °C), se stejně dobře uplatní v polárních oblastech jako v tropech. Např. bílé bermudské střechy v souostroví pod správou Velké Británie jsou izolovány ponejvíce velmi účinnými reflexními fóliemi.

Lambda fólií SuperFOIL SF

Izolace tohoto typu působí prostorově, čili v celé vzduchové mezeře s fólií. Vztáhneme-li její prostorový účinek jen k vlastní tloušťce fóliového souvrství (což se občas děje), izoluje lépe než vzduch (λ = 0,025 W/(mK)), někdy i pod 0,01 W/(mK).

Ukazuje se, že lambda souvrství SupertFOIL vskutku vykazuje pozoruhodně nízké hodnoty. Proč?

SuperFOIL je navržen tak, aby byl prostup tepla sáláním prakticky nulový, což je dáno malou emisivitou (ε = 0,03) osmi stříbroleských fólií (řeč je stále izolaci SuperFOIL SF 19). Nízká emisivita ale neznamená, že uvnitř SuperFOILu není tepelné záření; je ho tam právě tolik a v takovém spektrálním složení, které odpovídá teplotě v daném místě.

Tepelné záření se rychle promíchává, takže ve velmi řídké pěnové vrstvě (mezi dvěma reflexními povrchy) je všude stejné, tzn. má stejnou teplotu. A když je složka vedení tepla dostatečně malá, sálání ohřeje na „svou” teplotu více či méně silnou vrstvu pěny. Vznikne tu teplotní plato. To mj. říká, že určujícím mechanismem prostupu tepla celou izolací je sálání. A to lze nízkými emisivitami reflexních povrchů souvrství přiblížit k nule a tím i lambdu.

Střešní izolace

Nejen na Bermudách, ale i v ČR je důležitá tepelná izolace střechy. Investor by měl vědět, že když na jeho černou střechu (u nás velmi oblíbenou) praží letní slunce a rozpálí ji na 70 °C, znamená to zdroj tepla o výkonu 326 W/m² z každého jednoho m² střechy. Při ploše střechy 50 m² to je „letní” topidlo o výkonu přes 16 kW (vztaženo k vnitřní teplotě 27 °C).

Když naopak za jasných zimních nocí klesne teplota střechy na –20 °C, což nastává i při běžné teplotě venkovního vzduchu kolem 0 °C, jde o chlazení o výkonu necelých 10 kW (vztaženo k vnitřní teplotě 20 °C).

Střecha je nejvíce zatěžovanou konstrukcí domu z pohledu tepelné ochrany, a proto se jí budeme věnovat v následujících tabulkách. Fólie SuperFOIL SF, které pracují jak se sálavou, vodivou i proudivou složkou sdílení tepla, jsou ve střeše výborným řešením. Vůbec nejlépe pak řeší letní i zimní venkovní teplotní extrémy.

V následujících tabulkách jsou uvedeny tepelněizolační vlastnosti těchto tří typů střech, v nichž jsou použity všechny popsané reflexní fólie SuperFOIL SF19, SF 40 a SF60 v kombinaci s klasickými izolacemi nebo ve vzájemných kombinacích. Zaměřujeme se na střechy vhodné do pasivních domů. Uvedené hodnoty jsou změřené nezávislou zkušebnou, nikoliv spočítané.

Obecně při aplikaci reflexních fólií Superfoil SF bychom vždy měli pamatovat na to, že reflexní povrch těchto fólií by měl být v co nejvyšší možné míře oddělen od jiných stavebních povrchů vzduchovou mezerou.

Nadkrokevní zateplení střechy	U-hodnota
SuperFOIL SF19 + 140 mm pěnová izolace mezi krokvemi	0,13
SuperFOIL SF40 + 100 mm pěnová izolace mezi krokvemi	0,13
SuperFOIL SF60 + 120 mm skelná vata mezi krokvemi	0,13

Podkrokevní zateplení střechy	U-hodnota
SuperFOIL SF19 + 140mm pěnová izolace mezi krokvemi	0,13
SuperFOIL SF40 + 100 mm pěnová izolace mezi krokvemi	0,13
SuperFOIL SF60 + 120 mm skelná vata mezi krokvemi	0,13

Zdvojené zateplení střechy	U-hodnota
SuperFOIL SF40 + SuperFOIL SF60	0,12
SuperFOIL SF40 + SuperFOIL SF40	0,13
SuperFOIL SF19 + SuperFOIL SF60	0,14

Stěnové a podlahové izolace

U tepelných izolací stěn a podlah platí stejné zásady. Reflexní tepelné izolace SuperFOIL by měly v těchto aplikacích zachovávat deklarovanou tloušťku a navíc je vhodné po jejích obou stranách zachovat minimálně 5 cm silnou vzduchovou mezeru. U podlah jsou požadavky na tepelnou izolaci slabší.

Rozměry balení SuperFOIL SF19

• Šířka 1,5 m, délka 10 m, tloušťka 38 mm
• Jedna role 15 m²
• Hmotnost 11 kg

Téma: reflexní tepelné izolace

Závěr

Vícevrstvé tepelné izolace SuperFOIL SF s 19, 40 a 60 vrstvami včetně proložených oboustranně účinkujících reflexních (nízkoemisivních) fólií jsou velmi důležitou součástí materiálové základny tepelné ochrany budov. Důvod je ten, že pracují s tepelným zářením, které je nejvýznamnějším teplosměnným mechanismem na zemi. Další růst kvality tepelné ochrany budov je bez rozvíjení reflexních technologií nemyslitelný.

Fotogalerie