Peegeldava isolatsiooni Aluthermo Quattro® võrdlev hindamine simuleeritud mittekasutatavates katusealustes. Aruande nr CIM 199/r1 kokkuvõte
Sissejuhatus
Kuna puudub standard termopeegeldavate isolatsioonimaterjalide soojusjuhtivuse kohta, pöördus Belgia firma Aluthermo Sheffield Hallami Ülikooli Infrastruktuuride Juhtimiskeskuse (Centre for Infrastructure Management - CIM) poole, et saada hinnang soojusisolatsioonimaterjali Aluthermo Quattro® omaduste kohta võrreldes 200 mm paksuse mineraalvillaga spetsiaalselt ehitatud katusealuses äärmuslike talvetemperatuuride juures. Katse eesmärk oli hoida siseruumi temperatuuri väärtusel 21 ºC, samal ajal kui välistemperatuuri muudeti 5-kraadiste sammudega vahemikus –5 °C kuni +5 °C.
Metoodika
Ühte katusealust kasutati Aluthermo Quattro® omaduste hindamiseks võrreldes tavapärase klaasvillast isolatsiooniga. Katusealus ehitati puitsõrestikule (joon. 1) ja soojakao vältimiseks põranda kaudu kaeti 100 mm paksuse polüstüreenikihiga. Põranda aluspinna suurus oli ligikaudu 1,77 x 1,77 m, kõrgus umbes 1,2 m.
Isolatsioonimaterjalide paigaldamiseks kasutati standardseid meetodeid. Nagu joonisel 1 on näidatud, paigaldati sarikate (ristlõikega umbes 100 x 46 mm) vahele 100 mm paksune klaasvillakiht. Lisaks paigaldati 100 mm paksune kiht üle sarikate parempoolsete nurkade (kogupaksus 200 mm). Isolatsiooni ja MDF välisplaatide vahele jäeti umbes 40 mm laiune õhuvahe. Aluthermo Quattro® omaduste jälgimiseks (vt joon. 2) kasutati sama katust. Isolatsioon Aluthermo Quattro® paigaldati üle sarikate välimise pinna.

    Joon. 1. Sarikate peale paigaldatud klaasvill.      Joon. 2. Sarikate peale paigaldatud Aluthermo Quattro®.
Tulemused
Joonisel 3 on toodud isolatsiooni Aluthermo Quattro® omadused temperatuuril –5 ºC. Nagu joonisel 3 näidatud, paigaldati katusealusele kuus termoandurit – kaks põrandale (seesmised 1, 2), kaks sarikate keskmisele kõrgusele (seesmised 3, 4) ja kaks katuse tippu (seesmised 5, 6). Kolme termoandurit kasutati välistemperatuuri mõõtmiseks (välised 7, 8, 9). Joonisel on toodud ka kumulatiivne energiatarve. Nagu joonisel 3 kujutatud, olid nii Aluthermo Quattro® kui ka klaasvilla üldised omadused erinevates katsekehades sarnased. Põhiliseks erinevusteks olid salvestatud temperatuuri suuruste ja energiakulu erinevused, mis mõjutasid ka katse tulemusi.
Joonisel 3 kujutatud katsele sarnase katse andmeid kasutati näivsoojuse arvutamiseks, mis on vajalik sisetemperatuuri hoidmiseks väärtusel 21 °C, arvestades selliste erinevustega nagu siseõhu hulk ja keskmiselt mõõdetud sise- ning välistemperatuurid. Sisetemperatuuri hoidmiseks vajaliku näiverisoojuse arvutamiseks kasutati erisoojusmahtuvust

valemiga:

Joonis 3. Aluthermo Quattro® temperatuuriprofiilid ja energiakulu temperatuuril –5 °C,
kus c on näiverisoojus, mis on vajalik sisetemperatuuri hoidmiseks väärtusel 21 °C (kJ/(kg·°C)), Q on küttekeha kumulatiivne soojussisend (kJ), m on õhu mass (kg) ja ∆T on temperatuurivahemik (°C).
Kuna isolatsioonimaterjalide omaduste hindamiseks kasutati energiakulu, siis võeti arvesse püsiv ajaperiood, milleks valiti katseperioodi viimased 40 tundi. Põhiandmed, nagu joonisel 3 näidatud, jätavad mulje, et Aluthermo Quattro® näitab suuremat energiakulu kõigis katsevahemikes (–5 °C, 0 °C ja +5 °C). Kuid kui arvestati sise- ja välistemperatuuride marginaalset erinevust koos õhuruumi suurusega (katusealuses, kus kasutati isolatsioonimaterjali Aluthermo Quattro®, oli suurem õhuruum, kuna materjal ise on õhem), näitas analüüs, et sisetemperatuuri hoidmiseks 21 kraadi juures vajaliku kütte kulu oli materjali Aluthermo Quattro® puhul väiksem kõigis katsevahemikes (–5 °C, 0 °C ja +5 °C). Isolatsioonimaterjali Aluthermo Quattro® tööomadused olid katsetes –5 °C, 0 °C ja +5 °C juures vastavalt 24,2%, 15,1% ja 0,3% võrra paremad kui klaasvillal. Lisaks oli isolatsioonimaterjalile Aluthermo Quattro® arvestatud näiverisoojus –5, 0 ja +5 ˚C juures 5%, mis näitab isolatsioonimaterjali ühtlaseid tööomadusi sõltumata välistemperatuurist. Klaasvilla katsetes oli see väärtus palju muutuvam (27%).
Järeldused
Alltoodud järeldused põhinevad katsete tulemustel ja analüüsil, kus isolatsioonimaterjali Aluthermo Quattro® tööomadusi võrreldi klaasvilla omadustega simuleeritud mittekasutatavates katusealustes.
•	Kui võtta arvesse välistemperatuuri muutumist ja õhuruumi suurust, siis võrreldes klaasvillaga kulus isolatsioonimaterjaliga Aluthermo Quattro® kaetud ruumi temperatuuri hoidmiseks 21 ºC juures vähem kütet.
•	Aluthermo Quattro® näitas püsivaid tööomadusi katses kasutatud kõigi välistemperatuuride (–5, 0, +5 °C) juures, kuid klaasvilla tööomadused sõltusid välistemperatuuride muutumisest.
•	Katsetes vastavalt välistemperatuuride –5 °C, 0 °C ja +5 °C juures oli isolatsioonimaterjal Aluthermo Quattro® klaasvillast 24,2%, 15,1% ja 0,3% võrra efektiivsem.
•	Käesoleva võrdleva katse käigus, mitte otsese mõõtmisega arvutuse teel, tuvastatud Aluthermo Quattro® kasulik soojuspidavus on vähemalt võrdne klaasvilla soojuspidavusega (4,5 m2K/W) isoleermaterjalide soojusjuhtivuse standardkatsete puudumisel. Tuvastatud suhtelised omadused piirduvad selle uurimisega.

Sheffield Hallami Ülikooli Infrastruktuuride Juhtimiskeskus

r0. juuli 2008