PIR-eristeen optimointi VILPE Sense -järjestelmällä: Kosteuden ja lämmön kertymisen torjunta
Joillakin alueilla PIR (polyisosyanuraatti) on suosittu eristemateriaali sen lämpöteknisten ominaisuuksien ja palonkestävyyden vuoksi. Sen alhainen lämmönjohtavuus tarjoaa energiatehokkuutta, kun taas sen luontainen palonkestävyys parantaa rakennusten turvallisuutta. PIR-eriste on kuitenkin erityisen herkkä kosteudelle, lämmölle ja lämpötilavaihteluille, jotka voivat heikentää sen tehokkuutta ja kestävyyttä. VILPE Sense -järjestelmä huolehtii näistä haavoittuvuuksista havaitsemalla eristeen kosteustasot sekä tuulettamalla ja jäähdyttämällä eristekerrosta tarpeen mukaan. Tämä varmistaa siten, että PIR säilyttää korkean suorituskykynsä ja kestävyytensä ajan mittaan.
PIR-eriste on laajasti käytössä sekä Euroopassa että Yhdysvalloissa sen lämpötehokkuuden, palonkestävyyden ja kestävyyden vuoksi. Euroopassa PIR-eriste on olennainen osa rakennusteollisuutta, jota ohjaavat tiukat energiatehokkuusstandardit ja määräykset, joiden tavoitteena on vähentää rakennusten hiilijalanjälkeä. Materiaalin korkea eristearvo paksuusyksikköä kohden mahdollistaa ohuemmat seinät, mikä tarjoaa enemmän käyttökelpoista tilaa ilman, että energiatehokkuudesta tingitään. Tämä tekee siitä erityisen suositun asuin- ja liikerakennuksissa, joissa tilan optimointi on tärkeää.
PIR-eriste on jäykkää vaahtomuovieristettä. Se on eräänlaista muovia, joka on johdettu polyolin ja MDI:n (metyleenidifenyyli-isosyanaatti) reaktiosta paisutteen läsnä ollessa. PIR-vaahto koostuu suljetuista soluista, mikä tekee siitä vastustuskykyisen veden imeytymiselle (Walker ja Pavía, 2015). PIR-eristeellä on erittäin alhainen lämmönjohtavuus, tyypillisesti noin 0,022–0,026 W/mK (Filin ja Filina-Dawidowicz 2021; Pásztory 2021). Tämä tarkoittaa, että se tarjoaa erinomaisen eristyksen ohuemmilla kerroksilla verrattuna muihin materiaaleihin. Lisäksi PIR-eristeellä on hyvät palonkestävyysominaisuudet (Prałat, Ciemnicka ja Jankowski, 2023). Se hiiltyy ja muodostaa suojaavan kerroksen altistuessaan tulelle, mikä auttaa rajoittamaan liekkien leviämistä ja myrkyllisen savun vapautumista (Bytskov, 2015). PIR-eristeen haittapuolena on, että se on usein kalliimpaa kuin muut eristeet, kuten EPS tai mineraalivilla. PIR-eriste on myös herkempi käsittelylle ja asennukselle, sillä väärät tekniikat voivat heikentää sen suorituskykyä. On huomattava, että PIR-eristemateriaalien ominaisuudet voivat vaihdella laadullisesti valmistajan ja käytetyn kaavan mukaan. Laadullisia vaihteluita PIR-materiaaleille on dokumentoitu lämpöominaisuuksien (Prałat ym., 2023b), palonkestävyyden (Wi ym., 2022), ympäristövaikutusten (Fraska ym., 2023) ja pitkäikäisyyden osalta.
PIR-eriste ja materiaalin ikääntyminen
PIR-eristeen lämmöneristekyky heikkenee ajan myötä, erityisesti silloin, kun se altistuu merkittäville lämpötilanvaihteluille ja kosteudelle (Tariku, Shang ja Molleti, 2023). Tämä on havaittu sekä kenttätutkimuksissa että laboratoriossa. PIR-eristeen pitkäaikaisia lämpöominaisuuksia on tutkittu laajasti, ja niiden lämmönjohtavuuden on osoitettu kasvavan ajan myötä. Näitä vaikutuksia voidaan kuitenkin minimoida lämpötilan ja kosteuden hallinnalla sekä oikeilla asennustekniikoilla.
Lämpötila. PIR-eriste on erityisen herkkä lämpötilanvaihteluille ja erityisesti korkeille lämpötiloille (Berardi ja Naldi, 2017; Makaveckas, Bliūdžius ja Burlingis, 2021). Tämä heikkeneminen johtuu ensisijaisesti ilman komponenttien, kuten hapen ja typen, tunkeutumisesta eristeen solurakenteeseen, mikä kiihtyy korkeammissa lämpötiloissa. Lämpötilan noustessa solujen kaasu voi laajentua, mikä heikentää tai rikkoo soluseinämät. Tämä puolestaan lisää lämmönjohtavuutta ja vähentää eristeen suorituskykyä (Makaveckas ym., 2021). Nämä tulokset viittaavat siihen, että PIR-eriste ei välttämättä ole paras valinta ilmastoihin, jotka ovat alttiita suurille lämpötilanvaihteluille tai katoille, joissa on riski korkeista lämpötiloista. Tämä korostaa jäähdytysmekanismien tarvetta rakenteissa eristeen suorituskyvyn säilyttämiseksi.
Kosteus. Vaikka PIR-eristeen suljetut solut tekevät siitä vastustuskykyisen veden imeytymiselle, kosteus on edelleen ongelma tälle eristetyypille (Cai, Cremaschi ja Ghajar, 2014; Walker ja Pavía, 2018). Jos PIR-eriste asennetaan väärin tai ilman asianmukaista höyrysulkua, kosteus voi kerääntyä eristeen taakse, mikä aiheuttaa kondensoitumista. Tämä puolestaan voi johtaa homeen kasvuun ja rakenteellisiin vaurioihin. Myös jatkuva altistuminen vedelle ja kosteudelle täyttää lopulta solut kosteudella erityisesti, jos ei käytetä asianmukaista höyrysulkua. Kosteus yhdistettynä korkeisiin lämpötiloihin kiihdyttää PIR-eristeen ikääntymistä. (Tariku, Shang ja Molleti, 2023).
Asennus. PIR-eriste on asennettava niin, että vältetään liiallinen kosteudelle altistuminen ja minimoidaan lämpötilanvaihtelut. On suositeltavaa käyttää höyrysulkua ja suojata eriste UV-säteilyltä ja kemialliselta altistukselta. On erimielisyyksiä siitä, miten EPDM-katteet tulisi asentaa ja kuinka löysästi ne tulisi asentaa (Atchley, Hubbard ja Desjarlais, 2019; Habibi, Obonyo ja Memari, 2020; Machfudiyanto ja Riantini, 2023). PIR-eriste, joka on asennettu löysästi asennetun EPDM-katteen alle, näyttää ikääntyvän hitaammin, kun taas toiset väittävät päinvastaista. Löysästi asennetut katteet mahdollistavat paremman ilmanvaihdon, mikä voi hidastaa eristeen ikääntymistä ja kosteuden kertymistä. Täysin kiinnitetty EPDM-kate estää kosteuden pääsyn eristeeseen tehokkaammin, mutta se voi myös aiheuttaa suurempia lämpötilanvaihteluita eristeessä, mikä kiihdyttää ikääntymistä.
Kuinka VILPE Sense turvaa PIR-eristeen ominaisuudet?
PIR-eriste tunnetaan erinomaisesta lämpötehosta ja palonkestävyydestä, mutta se on herkkä kosteudelle ja vaatii asianmukaista tuuletusta säilyttääkseen tehokkuutensa. VILPE Sense -järjestelmä voi ennakoivasti vähentää PIR-eristeeseen liittyviä kosteus- ja lämpöongelmia. VILPE Sense -tuoteperheeseen kuuluu kaksi tuotetta.
- VILPE Sense -vuotopaikantimet seuraavat kosteustasoja rakenteissa, hälyttävät liiallisesta kosteudesta ja paikantavat vuotoalueet myös suuremmilla katoilla, mikä mahdollistaa nopeammat ja edullisemmat korjaukset.
- VILPE Sense -kosteudenhallintajärjestelmä on suunniteltu estämään kosteusvauriot, jotka johtuvat rakenteellisista syistä, kuten vuotavista höyrysuluista, ja ratkaisee ongelman parantamalla tuuletusta tarpeen mukaan. VILPE Sense -kosteudenhallintaa voidaan käyttää PIR-eristeen kanssa, jos ilmanvaihto rakenteiden sisällä voidaan varmistaa. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi asentamalla eristemateriaali tuuletusurilla PIR-eristeen päälle tai asentamalla EPDM-kate löysästi tuuletuksen mahdollistamiseksi.
Kosteudenhallinta. VILPE Sense -kosteudenhallinta käyttää antureita katon rakenteiden kosteustasojen jatkuvaan seurantaan. Tämä on erittäin tärkeää PIR-eristeelle, joka voi menettää tehokkuutensa, jos se imee kosteutta. Järjestelmä havaitsee kohonneet kosteustasot, jotka voivat viitata mahdollisiin vuotoihin tai kondensaatio-ongelmiin, ja säätää automaattisesti järjestelmän huippuimurin poistamaan ylimääräisen kosteuden. Kun anturit havaitsevat kohonneen kosteustason, huippuimurin toiminta nopeutuu tehostaen tuuletusta, poistamalla kosteuden eristeestä ja estäen vaurioita. Tämä automaattinen säätö auttaa ylläpitämään optimaalista kosteustasoa kattorakenteissa, mikä suojaa PIR-eristettä kosteuden aiheuttamalta heikkenemiseltä.
Lämmönpoisto. Kuumalla säällä VILPE Sense -kosteudenhallinta tuulettaa kattoa ja auttaa poistamaan ylimääräistä lämpöä kattorakenteista, mikä voi muuten johtaa ylikuumenemiseen ja vähentää PIR-eristeen tehokkuutta. Nämä kaksi ominaisuutta – kosteuden ja lämmön hallinta – auttavat säilyttämään PIR-eristeen eheyden ja suorituskyvyn ajan mittaan.
Varhainen vuotojen havaitseminen ja hälytykset. VILPE Sense -vuotopaikannin tunnistaa kattorakenteissa vuodot ja ylimääräisen kosteuden, jotka muuten saattaisivat jäädä huomaamatta. Varhainen havaitseminen mahdollistaa nopean korjaamisen, mikä estää laajat ja kalliit vahingot sekä katolle että PIR-eristeelle.
Yhteenveto: VILPE Sense -järjestelmä parantaa PIR-eristeen suorituskykyä ja kestävyyttä hallitsemalla tehokkaasti kosteutta ja lämpöä edistyksellisellä valvonnalla ja tarpeen mukaan tapahtuvalla tuuletuksella. Tämä ennakoiva lähestymistapa varmistaa, että eriste pysyy kuivana ja tehokkaana, joten sen ominaisuudet säilyvät.
Viitteet
Atchley, J., Hubbard, M., & Desjarlais, A. (2019). Installation Demonstration and Performance Evaluation of Composite Foam-Vacuum Insulation Boards in an Occupied Building. ASHRAE Topical Conference Proceedings. Retrieved from ProQuest.
Berardi, U., & Naldi, M. (2017). The impact of the temperature dependent thermal conductivity of insulating materials on the effective building envelope performance. Energy and Buildings, 144, 262-275.
Bytskov, G. (2015). Numerical simulation of fire performance and test conditions for facade insulation materials. Fire Safety Journal, 71, 222-234.
Cai, S., Cremaschi, L., & Ghajar, A. J. (2014). Pipe insulation thermal conductivity under dry and wet condensing conditions with moisture ingress: A critical review. Science and Technology for the Built Environment, 20(8), 1114-1128.
Cai, S., Zhang, B., & Cremaschi, L. (2017). Study of the meso-structure and its impact on the thermal performance of closed-cell insulation with moisture ingress. Procedia Engineering, 205, 2823-2830.
Frasca, F., Bartolucci, B., Parracha, J. L., Ogut, O., Mendes, M. P., Siani, A. M., … & Flores-Colen, I. (2023). A quantitative comparison on the use of thermal insulation materials in three European countries through the TEnSE approach: Challenges and opportunities. Building and Environment, 245, 110973.
Habibi, S., Obonyo, E. A., & Memari, A. M. (2020). Design and development of energy efficient re-roofing solutions. Renewable Energy, 151, 1221-1231.
Machfudiyanto, R. A., & Riantini, L. S. (2023). Effectiveness analysis of insulation and roof covering material in office flat roof. International Journal of Technology, 14(2), 307-316. Retrieved from IJTech.
Makaveckas, T., Bliūdžius, R., & Burlingis, A. (2021). Determination of the impact of environmental temperature on the thermal conductivity of polyisocyanurate (PIR) foam products. Construction and Building Materials, 270, 121411.
Pásztory, Z. (2021). Experimental research on the thermal properties of innovative insulation boards made of polyurethane-polyisocyanurate (PUR/PIR). Journal of Cleaner Production, 294, 126322.
Prałat, K., Ciemnicka, J., Jankowski, P., Wierzbicka, E., & Plis, A. (2023). Experimental research on the thermal properties of innovative insulation boards made of polyurethane-polyisocyanurate (PUR/PIR). Polish Journal of Chemical Technology, 25(1), 40-46.
Tariku, F., Shang, Y., & Molleti, S. (2023). Thermal performance of flat roof insulation materials: A review of temperature, moisture and aging effects. Energy and Buildings, 249, 111172.
Walker, R., & Pavía, S. (2015). Thermal and hygric properties of insulation materials suitable for historic fabrics. Journal of Building Physics, 39(2), 118-139.
Walker, R., & Pavía, S. (2018). Thermal and moisture monitoring of an internally insulated historic brick wall. Journal of Building Performance, 9(1), 45-55. Retrieved from ResearchGate.
Wi, S., Yang, S., Kim, Y. U., Kang, Y., & Kim, S. (2022). Toxicity characteristics and fire retardant performance of commercially manufactured organic insulation materials for building applications. Construction and Building Materials, 341, 127898.