3 eristämisen haastetta

Paikallaan seisova ilma johtaa heikosti lämpöä paikasta toiseen. Siksi ilma on keskeinen elementti eristemateriaaleissa, joilla voi säästää paljon rahaa energiahintojen noustessa. Investointeihin liittyy kuitenkin kolme erityistä teknistä haastetta.

Kuvittele täysin eristämätön talo: puurunko, joka on verhoiltu laudoilla sisä- ja ulkopuolelta. Katto koostuu päällystetystä raakaponttikerroksesta, ja lattiana toimii 30 cm maanpinnasta kohotettu lankkulattia. Tällaisessa talossa tulee hyvin pian kylmä asua.

Rakennuksen pitämistä lämpimänä vaikeuttaa erityisesti kolme asiaa: Talo ei ole tiivis ja rakenteissa on rakoja, ja lisäksi ohuet laudat eivät pysäytä kylmyyttä. Kun lautojen ulkopinnat jäähtyvät, asuintiloissa kaikesta huolimatta oleva vähäinen lämpö pyrkii automaattisesti lämmittämään kylmiä lautoja. Näin suuri osa talon sisätilojen lämmöstä menetetään. Tätä tapahtumaa kutsutaan lämmönjohtumiseksi (1).

Samalla lautaseinien sisällä oleva ilma liikkuu niin, että lämpimimmällä puolella oleva ilma kohoaa ylöspäin, kun taas kylmimmällä puolella se laskeutuu alas. Näin syntyy lämpövirtaus (2), mikä tarkoittaa myös sitä, että seinän sisällä oleva ilma jäähtyy ja sisätilojen lämpö haihtuu.

Lisäksi lautojen lävitse tapahtuu lämpösäteilyä (3) kylmään ulkoilmaan päin.

Eristys suojaa meitä jäätymiseltä

Käytämme teorian kuvaamiseen heikkolaatuista taloa, mutta talosta voi tehdä lämpimän ja asumiskelpoisen, jos huomioimme kolme asiaa. Ratkaisu ovat eristysmateriaalit, jotka pystyvät ennen kaikkea hidastamaan ilman liikettä. Ilma johtaa huonosti lämpöä, ja seisova ilma siirtää lämpöä vielä huonommin ulos kylmään päin. Juuri tätä tavoittelemme.

Opi lisää lämmönjohtumisesta, lämpövirtauksesta ja lämpösäteilystä, jotta olet paremmin valmistautunut säilyttämään lämmön sisällä.

1. Lämmönjohtuminen
Kun lämpimän seinäpinnan molekyylit painuvat seinän sisällä olevia molekyylejä vasten, lämpö ohjautuu ulos kylmään päin.

2. Lämpövirtaus
Lämmin ilma kohtaa kylmän ilman, jolloin lämmin ilma menettää osan energiastaan kylmään.

3. Lämpösäteily
Sekä lämpimät että kylmät materiaalit tuottavat säteilylämpöä. Säteiden kohtaama materiaali imee lämmön.

Näin hyvin eri materiaalit eristävät

1. Lämmönjohtuminen

Kun lämpimän seinäpinnan molekyylit painuvat seinän sisällä olevia molekyylejä vasten, lämpö ohjautuu ulos kylmään päin.

Haaste:
Lämmönjohtumisessa on kyse molekyyleistä ja nopeudesta, ja tästä hyvä esimerkki on talon ulkoseinä: Seinän lämmitetyn puolen molekyylit liikkuvat seinän kylmän puolen molekyylejä nopeammin seinän materiaaleissa. Siksi sisäseinä tuntuu lämpimältä: Liikkuvat molekyylit tuottavat lämpöä.

Nopeat molekyylit painautuvat syvemmällä seinässä olevia molekyylejä vasten ja saavat ne vauhtiin. Tällöin haihtuu energiaa ja lämpöä. Käytännössä siis lämpöä siirtyy seinän läpi huoneesta ulos kylmään.

Ratkaisu:
Eristemateriaait voivat hidastaa lämmönjohtumista. On varmistettava, että molekyylit eivät voi painautua toisiaan vasten, jolloin lämpöä haihtuu ulos kylmään päin. Paikallaan seisova ilma voi auttaa tässä, koska ilma johtaa lämpöä huonommin kuin tiilen, puun tai metallin kaltaiset kiinteät aineet.

Mitä paksumpi eristekerros on, sitä paremmin se hidastaa lämmönjohtumista. Sitä ei kuitenkaan voi täysin pysäyttää nykyisillä eristysmateriaaleilla.

2. Lämpövirtaus

Lämmin ilma kohtaa kylmän ilman, jolloin lämmin ilma menettää osan energiastaan (lämmöstään) kylmään.

Haaste:
Konvektiota eli lämpövirtausta voi esiintyä esimerkiksi vuotavassa seinässä: Huoneen lämmin ilma virtaa seinän läpi ja vie lämmön mukanaan ulos kylmään. Se korvautuu raikkaalla ulkoilmalla, joka täytyy lämmittää.

Sama voi tapahtua seinien välisessä raossa: Ulkopuolella on kylmä pinta, sisäpuolella lämmin pinta. Lämpimällä puolella oleva ilma on kevyempää ja hakeutuu ylöspäin, kun kylmällä puolella oleva ilma puolestaan painuu alaspäin. Siten ilma kiertää seinien välisessä raossa, jossa lämmin ilma siirtyy kylmille pinnoille. Näin talosta haihtuu lämpöä.

Ratkaisu:
Eristemateriaali voi hidastaa lämpövirtausta. Kyseeseen voi tulla esimerkiksi mineraalivilla, jonka kuidut ovat niin tiiviisti toisiaan vasten, että ilman kierto vaikeutuu. Jos rako täytetään esimerkiksi mineraalivillalla, lämpövirtaus pienenee. Sitä on kuitenkin vaikea pysäyttää kokonaan.

Eristeessä on oltava ilmaa, jotta se eristää tehokkaasti. Eristettä ei siksi kannata painaa kokoon tai esimerkiksi sulloa voimalla ikkunaa ympäröivään rakoon.

Eristävät rakennusharkot, jotka on täytetty ilmalla, ovat vieläkin tehokkaampia lämmön virtauksen hidastamisessa. Toisaalta harkot vievät paljon tilaa leveyssuunnassa, joten ratkaisua voi käyttää vain uudisrakentamisessa.

3. Lämpösäteily

Sekä lämpimät että kylmät materiaalit tuottavat säteilylämpöä. Materiaalit, joihin säteet törmäävät, imevät lämmön itseensä.

Haaste:
Kaikki talojen pinnat tuottavat säteilylämpöä. Erittäin kuuma pinta, esimerkiksi hehkuva metalli, luovuttaa niin paljon säteilylämpöä, että se näkyy paljaalla silmällä. Myös viileämmät pinnat luovuttavat lämpöä infrapunasäteilynä, jota emme näe.

Säteilylämpö siirtyy materiaalien sisällä kuidusta kuituun, ja jos mikään ei sitä hidasta, se voi jatkua esimerkiksi seinän läpi ulos kylmään.

Ratkaisu:
Materiaaleista on tehtävä sellaisia, ettei lämpösäteily pääse kulkemaan niiden läpi helposti. Yksi ratkaisu ovat heijastavat materiaalit, jotka lähettävät säteet takaisin, jotta ne pysyvät esimerkiksi lämpimässä huoneessa. Siksi kehitetään heijastavia eristemateriaaleja.

Lämpösäteily on vain pieni osa kokonaislämpöhäviötä, joten hopeapaperilla pinnoitetut eristematot eivät ole itsessään ratkaisu. Kyse on materiaalien yhdistelmästä, ja lämpövirtaus ja lämmönjohtuminen ovat suurempia haasteita talon lämpöhäviölle kuin lämpösäteily.

Muista ilmanvaihto eristäessäsi

Eristeen sisällä olevan ilman tulisi pysyä mahdollisimman paikallaan. Eristeen ympärillä on kuitenkin oltava ilmanvaihto. Vaikka seisova ilma eristää hyvin, se muodostaa ongelman sisätiloissa, koska kosteus ei kulkeudu pois. Eristemateriaalin ympärillä on sen vuoksi oltava ilmaa, ja pääsääntöisesti eristeen on oltava aina etäällä esimerkiksi ullakolla olevasta kulkusillasta tai aluskatteesta.

Mitä enemmän eristettä on ja mitä tiiviimpi talo on, sitä tarkemmin on huolehdittava säännöllisestä tuuletuksesta, jos talossa ei ole ilmanvaihtolaitteistoa.

    Muut lukevat juuri nyt …

    Lisää samasta aiheesta Säästä energiaa