УДК 536.2

Эффективность современного утеплителя на основе вакуума

Якпунова Руслана Укеровна – студент Института кадастра, экономики и инженерных систем в строительстве Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Абдулин Альвирт Альвиртович – студент Института кадастра, экономики и инженерных систем в строительстве Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Научный руководитель Пенявский Виталий Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры Теплогазоснабжения и инженерных систем в строительстве Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Аннотация: В данной статье рассматривается эффективность современных утеплителей на основе вакуума. Описываются преимущества таких утеплителей, включая высокую теплоизоляционную способность, компактность и долговечность. Также обсуждаются недостатки, связанные с процессом создания и поддержания вакуума, а также их чувствительность к повреждениям. В целом, статья подчеркивает значимость современных утеплителей на основе вакуума в различных отраслях благодаря их высокой эффективности, экономии энергии и ресурсов.

Ключевые слова: утеплитель на основе вакуума, теплоизоляционные свойства, компактность утеплителя, долговечность вакуумного утеплителя, создание и поддержание вакуума, чувствительность к повреждениям, энергосбережение, ресурсосбережение, энергоэффективность, строительство.

В современном мире, когда вопросы энергоэффективности и устойчивости к изменению климата становятся все более насущными, разработка и применение инновационных материалов для утепления зданий играет ключевую роль. Одним из наиболее перспективных методов утепления является использование технологий на основе вакуума.

Технология утеплителей на основе вакуума основана на принципе минимизации теплопроводности за счет удаления воздуха из утеплительного материала. Это достигается путем создания вакуума внутри специальной системы или структуры, предотвращающей передачу тепла посредством конвекции и теплопроводности. [1]

Одним из ключевых преимуществ современных утеплителей на основе вакуума является их высокая теплоизоляционная способность. Благодаря созданию вакуума между слоями материала, эти утеплители значительно снижают передачу тепла путем конвекции и теплопроводности. Это позволяет им обеспечивать более эффективное утепление по сравнению с традиционными изоляционными материалами. [1]

Вакуумная теплоизоляция

Вакуумная теплоизоляция - самая эффективная технология на сегодняшний день. Вакуумные теплоизоляционные панели изолируют лучше, чем обычные изоляционные материалы такой же толщины. Длительный срок службы панелей 50-80 лет. В основе вакуумной теплоизоляции лежит применение специальных многослойных материалов, где воздух между слоями устранен путем создания вакуума. Такие материалы обладают очень низкой теплопроводностью и способны значительно уменьшить потери тепла через ограждающие конструкции. [3]

Основные преимущества вакуумной теплоизоляции включают максимальное уменьшение теплопроводности и теплопотерь, что делает её эффективным инструментом для повышения энергоэффективности строений. Кроме того, вакуумные теплоизоляционные материалы занимают небольшой объём и обладают низким весом, что упрощает их применение в различных условиях. [2]

Панель состоит из:

  1. Внешней оболочки (пакета), изготовленной из фольгированного материала;
  2. Наполнителя, в качестве которого используется аэрогель;
  3. Дополнительной внешней оболочки – стекловолокна, используется в частных случаях; [3]

Наполнитель находящийся внутри герметичной оболочки:

  1. Поддерживает стенки панели. Внешнее давление 105 Па означает, что на оболочку панели площадью 30 см2 давит атмосферный столб, вес которого составляет 1 т;
  2. Ограничивает движение газовых молекул. Чем меньше размер пор наполнителя, тем выше вероятность столкновения молекул с его частицами, а не между собой, что снижает требования к начальному уровню разрежения в внутри оболочки;
  3. Противодействует радиационному механизму передачи тепла через наполнитель. С этой целью в состав наполнителя вводят вещества, которые рассеивают и поглощают инфракрасные электромагнитные волны. [3]

Сравнение вакуумных теплоизоляционных панелей с отечественными теплоизоляционными панелями имеет несколько важных аспектов, которые могут влиять на выбор конкретного материала для утепления.

Теплоизоляционные свойства

Вакуумные панели обладают значительно более высокой теплоизоляционной способностью по сравнению с традиционными отечественными теплоизоляционными материалами, такие как пенополистирол. Их низкая теплопроводность делает их более эффективными для снижения теплопотерь. [1]

Толщина и объем

Вакуумные панели имеют гораздо меньшую толщину и объем, чем традиционные теплоизоляционные материалы, что делает их более привлекательными для применения в условиях, где объем и толщина материала имеют значение. Это особенно важно для применения в условиях с ограниченным пространством. [2]

Установка и обслуживание

Установка и обслуживание вакуумных панелей требует особого внимания и знаний, в то время как отечественные теплоизоляционные материалы обычно более просты в установке и требуют менее специализированных навыков для обслуживания.

Перспективы применения утеплителей на основе вакуума включают их использование не только в зданиях, но и в транспортных средствах, космической индустрии, и других областях, где эффективное утепление играет важную роль. [2]

Вакуумные панели для изоляции эффективно применяются в различных строительных проектах, особенно в современных зданиях, где важно обеспечить высокую энергоэффективность и снизить теплопотери.

Несколько знаковых зданий в мире, построенных с использованием вакуумных изоляционных панелей

Empire State Building, Нью-Йорк

В ходе реконструкции Empire State Building были установлены вакуумные изоляционные панели для улучшения теплоизоляции здания. Это позволило существенно сократить энергопотребление здания и повысить его энергоэффективность.

Taipei 101, Тайвань

Одно из самых высоких зданий в мире, Taipei 101, также известное своими инновационными подходами к устойчивости, использует вакуумные изоляционные панели, чтобы снизить теплопотери и обеспечить комфортное внутреннее пространство.

Международный аэропорт Дубай

Некоторые аэропортские терминалы используют вакуумные изоляционные панели в своих конструкциях, чтобы минимизировать теплопотери и обеспечить энергоэффективность в условиях постоянного большого количества пассажиров и интенсивной эксплуатации.

The Crystal, Лондон

Этот инновационный офисный комплекс в Лондоне использовал вакуумные изоляционные панели в своей конструкции, чтобы достичь высоких показателей энергоэффективности и получить статус одного из самых экологически чистых зданий в мире.

Шанхайская башня (Шанхай, Китай)

Этот небоскреб высотой 632 метра был построен с использованием вакуумных панелей для обеспечения высокой теплоизоляции и снижения потребления энергии.

Хансенхауз (Копенгаген, Дания)

Это инновационное жилое здание, построенное с использованием вакуумных панелей для минимизации теплопотерь и обеспечения энергоэффективности.

Центральный офис Nike (Шанхай, Китай)

Это здание, построенное с использованием вакуумных панелей, чтобы обеспечить энергоэффективность и комфортные условия для сотрудников.

Офисное здание Торгово-промышленной палаты (Франкфурт, Германия)

Это здание, построенное с использованием вакуумных панелей, для обеспечения высокой теплоизоляции и снижения затрат на отопление и охлаждение.

Заключение

Современные утеплители на основе вакуума представляют собой высокоэффективное решение для обеспечения теплоизоляции в различных областях, включая строительство и промышленность. Их низкая теплопроводность и относительно малый объем делают их идеальным выбором для конструкций, где ценится экономия места и обеспечение высокой энергоэффективности. Такие утеплители обнаруживают применение в современных зданиях, где они способствуют снижению теплопотерь и обеспечивают комфортное внутреннее пространство, а также в других областях, где важно обеспечить эффективное управление теплом.

Обратная сторона медали включает высокую стоимость и сложности в установке и управлении конденсацией. Тем не менее, благодаря своей высокой утеплительной способности и компактным размерам, вакуумные утеплители продолжают занимать важное место в сфере строительства, принося важный вклад в улучшение энергоэффективности и устойчивости зданий по всему миру.

Список литературы

  1. Вакуумная изоляционная панель [Электронный ресурс]. – URL: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/vacuum-insulation-panel.
  2. Преимущества вакуумной изоляции [Электронный ресурс]. – URL: https://demaco-cryogenics.com/blog/vacuum-insulation-10-benefits-of-vacuum-insulated-systems.
  3. Вакуумные теплоизоляционные панели [Электронный ресурс]. – URL: https://vacum.eto-yasno.ru.

Интересная статья? Поделись ей с другими: