Plné znění článku: K prostupu tepla reflexními tepelnými izolacemi
Na VUT v Brně byla měřením prokázána lambda Lupothermu menší než 0,003 W/mK:…
před 10 roky
Dobrý den, umístil jsem sem nové vlákno, kde jsem se pokusil vysvětlit a vypočítat, jak Lupotherm funguje.…
před 10 roky
Dobré ráno, páni "odborníci". Mám pro Vás překvapení.
před 10 roky
29 odpovědí
Zobrazit všechny reakceNa VUT v Brně byla měřením prokázána lambda Lupothermu menší než 0,003 W/mK: https://forum.tzb-info.cz/128224-lupothe…
Dobrý den,
umístil jsem sem nové vlákno, kde jsem se pokusil vysvětlit a vypočítat, jak Lupotherm funguje.
https://forum.tzb-info.cz/128224-lupothe…
Chci Vás všechny velmi požádat o Vaše názory. Záleží mi na nich.
Moc děkuji
Michal Bílek
Dobré ráno, páni "odborníci".
Mám pro Vás překvapení.
Pane Rybko, pane Zástěro,
odpovím takto - je to jednoduší, než to vyzobávat níže.
Předně říkám, že já neumím přesně SPOČÍTAT R Lupothermu.
Nevím ani, jestli jsou mé představy o jeho fungování správné (přemýšlím nad naměřenými hodnotami - ať už teplot nebo spotřeb - tedy nad reálnými čísly a hledám své odpovědi, jak je možné, že jsou takové, jaké jsou).
Zkuste se prosím na chvíli odprostit od znalostí, které jste nabyly ve školách. Ne proto, že by byly špatné, ale proto, že některé věci tam nejsou podrobně rozpitvány.
Ing. Kopecký počítá izolaci a vzduchovou mezeru. Používá známé hodnoty (lambdu nehybného vzduchu, HDPE atd) a co nezná, tak dopočítává přes odhady.
V těchto výpočtech nejsou však zohledněny (dle mého neodborného názoru) 2 úplně ty nejpodstatnější věci.
Použiji opět příklady (ne obrazy), i když bez výpočtu - protože to neumím správně vypočítat a nechci si pomáhat tím, že si něco budu domýšlet:
1. fakt, se kterým se ve výpočtech Lupothermu (i jinde, co jsem měl možnost vidět a číst) dělá chyba:
Postupně V BODECH:
1) Je-li na nezateplené zdi tepelný spád 30K (uvnitř 20°C a venku -10°C) je TOK TEPLA hmotou zdi velký - má intenzitu řekněme XXXXX (5 jednotek W/m2).
2) Jakmile ale umístíme za zeď vzduchovou mezeru (bez pohybu vzduchu) a za ni reflexní folii, dochází díky tomu k podstatné změně: prosím zpozorněte - je to opravdu zásadní - DŘÍVE, než se stačí prohřát vzduchová mezera vedením tepla, DOCHÁZÍ díky odrazu sálavého tepla od folie K PROHŘÁTÍ zdi (absorpcí odraženého sálavého tepla se zastaví její ochlazování zvenčí). Máme změřeno (při celkovém tepelném spádu 35K), že uvnitř na zdi je 20 a venku je na jejím povrchu (pod Lupothermem) 18°C.
Věta, kterou napíši nyní, je (domnívám se) asi pro funkci Lupothermu tou nejpodstantější vůbec:
Protože se zásadně snížil tepelný spád na zdi, ZÁSADNĚ SE SNÍŽÍ TOK TEPLA hmotou zdi (a tedy i celou konstrukcí) - řekněme z původní úrovně 5X na úroveň 1X.
Takže samotnou reflexní folií (mimochodem s totálně mizerným R), která je umístěna za vzduchovou mezerou, dochází V PRVNÍ fázi k radikálnímu snížení celkového toku tepla konstrukcí.
Druhá (chronologicky) fáze spočívá v tom, že se od teplé zdi postupně prohřeje vzduchová mezera a od vzduchu v ní se prohřívá i folie.
Pokud by za 1. folií byl už venkovní vzduch s teplotou -10°C, byla by folie samozřejmě velmi studená, což by mělo za následek například i to, že by se rozpohyboval vzduch v mezeře. Ale díky tomu, že od venkovního prostředí nás odděluje celkem 13 vrstev, je na 1. folii (opět změřeno) asi 15°C, což je dostatečně malý rozdíl teplot, aby se v mezeře proudění netvořilo.
Pokud bych měl být přesný, tak folie se současně ohřívá i od latí, kterých se každých cca. 75cm dotýká - přesto že v nich je nějaký fázový posun, jsou to, oproti nehybnému vzduchu, rozhodně lepší vodiče tepla. Takže dříve, než se prohřeje folie od vzduchu, prohřeje se od latí.
2. opomíjený fakt při výpočtech:
Další věty jsou opět mými domněnkami (které vychází ze změřených hodnot při porovnávání LPT / POLAR+ / SUPERQUILTu/ 3cm vrstvy vlny):
Za první folií se v reflexních foliích nachází nějaká hmota. Buď je to vrchol HDPE bublinky(u LPT) nebo (u jiných značek) plsť, pěna, či minerální vlna - podstatné totiž je, CO JE TO ZA HMOTU, a je (v tomto okamžiku) jedno, jaká je její tloušťka.
Uvnitř těchto hmot jsou vzduchové mezery, kde se může šířit i sálání, ale v každém případě je zde spousta vláken, které vedou teplo a které se sebe vzájemně dotýkají. Ale tohle není to podstatné (myslím).
Myslím, že rozhodující je schopnost TRANSMISE IR světla této "hmoty".
Malinko odbočím, ale jen na oko: Pokud jsme v běžné místnosti, funguje pro běžné viditelné světlo běžná zákonitost. Se čtvercem vzdálenosti klesá intenzita světla v závislosti na schopnosti stěn absorbovat viditelné světlo (v místnosti s tmavými zdmi bude větší tma než v bíle natřených). Je dost dobře možné, že tato závislost na "emisivitě" stěn se ve školách neučí. Protože, co jsem se díval do učebnic, tak jsem našel pouze vzoreček, počítající se čtvercem vzdálenosti. Nikoliv se schopností světlo absorbovat. Ale třeba jsem jen nečetl pořádně.
Každopádně je jasné, že v místnosti 3x3m bez oken s tmavými stěnami, pokud v jednom rohu rozsvítíme 40W žárovku, tak v opačném rohu už bude prakticky tma.
Tento stav se ale mírně zlepší, čím světlejší budou stěny.
Ale velmi zásadně se změní, pokud VŠECHNY stěny budou zrcadla. V tomto případě bude ztráta intenzity světla zcela minimální a celá místnost bude kompletně prosvětlená - v opačném rohu bude téměř stejná intenzita světla jako přímo u žárovky.
A teď zpět k Lupothermu.
Transmise HDPE folie Lupothermu v IR spektru je průměrně 84% (absorpce 16%). Ve spektru 8-12 mikrometrů (odpovídá právě teplotám, které nás nejvíce zajímají, tedy +80 až -30°C) je dokonce 88%. Znamená to tedy, že HDPE folií IR světlo velmi dobře proniká.
Tohle však o plsti, PE pěně, nebo vlně rozhodně říci nelze. Je zde příliš mnoho hmoty, která IR paprsky absorbuje.
A teď co se (asi) uvnitř Lupothermu děje.
Od první folie se ohřeje vrchol HDPE bublinky a ta začne toto větší teplo sálat. Rychlostí světla (tedy OKAMŽITĚ) se vyplní celý prostor tímto IR světlem, který absorbují jak molekuly HPDE tak i molekuly vzduchu.
Vedení tepla HDPE folií je mnohem pomalejší. Řekněme, že prostupuje rychlostí veeeellmmiii unaveného šneka těsně před smrtí :-).
Mnohem dříve bude HDPE folie vyhřátá od IR světla a stejně tak i molekuly vzduchu (vodní pára, CO2 atd). Teplota uvnitř stoupá rovnoměrně, přesně podle toho, jak se mění intenzita sálání.
Je možné, že dvě folie uprostřed (ze kterých ční bublinky) mohou být vyhřáté na přibližně stejnou teplotu a v bublinkách mohu být vedle sebe i molekuly, které mají identickou teplotu? Tedy že by vedení tepla v tomto prostředí bylo extrémně malé?
A je možné, aby 4 takovéto zrcadlové komory, umístěné za sebe, do nichž proniká VELMI MALÝ TEPELNÝ TOK ze zdi, který se bude v každé komoře ještě zmenšovat, byly schopny (jako celek i s prohřátou zdí) izolovat velmi dobře?
Pokud ano, pak je toto možná důvod, proč Lupotherm vykazuje takové rozdíly oproti ACTISu, který měří Frauenhofer a celá Evropa?
Protože ani Polar+(výplní je PE pěna) ani SuperQuilt (výplní je plsť) takové výsledky na mých měřeních (na akumulační nádrži) nemají.
Ještě k těm školním vědomostem - nenašel jsem v žádné učebnici popsané chování vzduchové mezery, která by z OBOU STRAN byla ohraničena nízkoemisivní (E<0,1) vrstvou. První místo, kde jsem se s tímto popisem setkal je článek Dr. Hejhálka: http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/vl…
MB Michal Bílek @michal.bilekA co kdybyste alespoň přiznal, že jste napadl článek Ing. Kopeckého neoprávněně, na základě vlastní nepozornosti při jeho čtení a neznalosti matematiky? Protože vy jste nezpochybnil výsledky konstruktivními připomínkami jako Dr. (použil jste tento titul, nevím) Hejhálek, vy jste napadl jednotlivé kroky výpočtu, ve kterém ale chyby nejsou! To je celé jádro problému a myslím, že si Ing. Kopecký od vás zaslouží omluvu, protože jeho závěry jsou správné. To, že možná probíhají další ovlivňující (nepotvrzené ani kladně ani záporně) děje, je na další diskuzi, kterou ovšem rozvinul Dr. Hejhálek, vy jste jen neprávem a nesmyslně plival!
Srovnejte:
A) Součinitel tepelné vodivosti klidného vzduchu se předpokládá konstantní hodnotou 0,024 W/(m‧K).
B) Součinitel tepelné vodivosti reflexní tepelné izolace λ 0,0246 W/(m‧K)
Vícevrstvé reflexní folie a jejich neuznání jako plnohodnotné tepelné izolace mezi odborníky, nepramení pouze z faktu, že jsou špatně měřeny, ale především jsou i špatně počítány.
Pro změření tepelně izolačních vlastností se dnes používá normativní postup, který je pro vícevrstvé reflexní folie zcela nevhodný. Přiložením čidel na jejich velmi málo emisivní povrchy dojde ihned k zásadnímu ovlivnění těchto povrchových teplot, ale hlavně se zcela zanedbává její schopnost odrážet teplo a také schopnost nevyzářit teplo dále.
Z povrchových teplot se pak počítají prostupy tepla a z nich se vyhodnocují tepelněizolační vlastnosti.
Existuje spousta článků, plných vzorců a teorií, které naprosto věrohodně "dokazují", že reflexní izolace mají tepelný odpor výrazně menší, než ho mají ve skutečnosti.
Pod takovými články jsou podepsaní i všeobecně uznávané oborné kapacity jako např:
Ing. Roman Šubrt z předseda Energy Consulting, působící i na VŠTE České Budějovice
Ing. Pavel Kopecký, Ph.D., Stavební fakulta ČVUT v Praze
Ing. Jiří Šála, CSc. – expert a poradce v tepelné ochraně budov
Doc. Dr. Ing. Zbyněk Svoboda – autor výpočetního programu TEPLO
Ing. Pavlína Charvátová z Vysoké školy technické a ekonomické České Budějovice
a spousta dalších kapacit a odborníků na zateplení.
Jsou dva způsoby jak vypočítat tepelný odpor izolace.
Ten první využívá „odborná veřejnost“ s mottem: Proč to dělat jednoduše, když to jde složitě?
Vychází ze vztahu, kdy je odpor izolace závislý na její tloušťce a také na její schopnosti teplo vést.
Vzorec R = d/ λ, říká, že čím větší je tloušťka izolace (d) a čím nižší je její vodivost (λ), tím větší je její tepelný odpor (R).
Na první pohled je to jednoduchý vzoreček. Tloušťka materiálu se stanoví snadno – stačí ji změřit.
Zato vodivost materiálu už tak snadno změřit nelze. Ta je závislá na vlhkosti, teplotě, struktuře materiálu a dalších aspektech, na které se buď zapomíná nebo se záměrně zanedbávají. Dnes jsou v oblibě přístroje, které vyhodnocují tepelný tok materiálem na základě změření jeho povrchových teplot (na teplé a studené straně), a jen podle rozdílu určí jeho vodivost.
Že je tato metoda především u vícevrstvých reflexních izolací špatná, je vysvětleno výše (není totiž možné změřením stanovit, kolik tepla se odrazí zpět ke zdroji a kolik tepla se nevysálá z izolace ven a to ani v případě, že dokonale znají schopnost materiálu teplo sálat, protože samotná povrchová teplota materiálu je zásadně ovlivněna spoustou vlivů a rozhodně nám neříká, KOLIK ENERGIE UNIKLO).
A i když tento teplo-toko-měr k dispozici nemají, používají tito „odborníci“ všelijaké složitě vypadající vzorečky, které jim pomáhají pomocí OPĚT z povrchových teplot na materiálu, stanovit prostup tepla a z něj pak vyvozují jeho tepelnou vodivost.
Pro stanovení vodivosti však potřebují tito velmi erudovaní „odborníci“ nejprve oddělit sálavou složku tepla od vedení a proudění a vypočítat tyto složky odděleně, aby je následně opět sloučily dohromady.
Hustotu sálání počítají dle vzorce (4)
Matematickým odvozením pak z něj udělají podstatně jednodušší vzorec (6)
Vodivost vedení pak odvodí ze vztahu dle vzorce (2) , kde index (i) znamená, že se to správně má počítat pro každou vrstvu zvlášť (na což však většině „odborníků“ stačí pouhé zjednodušení, omezit celý výpočet pouze na vzduchovou mezeru a vrstvu izolace – jak píše pan Ing. Kopecký CSc, ze stavební fakulty ČVUT - cituji: V předchozí rovnici se zjednodušeně předpokládá, že fólie jsou tak tenké, že je možné je nahradit jedinou teplotou).
Až to všechno spočítají odděleně, tak to dají dohromady, čímž vypočtou nějaký celkový DOMNĚLÝ odpor, a pak z něj stanoví zpětně i vodivost pomocí vzorečku λ = d/R.
Je logické, že u těchto vzorců je mnoho „asi“. Nezná se přesná emisivita, vlhkost, dosazují se povrchové teploty (jsou i tací „odborníci“, kteří dokáží pro své vzorce tyto povrchové teploty i odhadnout – jak ve svém výpočtu uvádí Ing. Pavel Kopecký CSc., ze Stavební fakulty ČVUT – opět cituji z jeho článku: Pro účely inženýrských výpočtů obvykle stačí odhadnout hodnotu průměrné absolutní teploty (T1 + T2)/2), takže se není čemu divit, že je třeba mnohokrát zjednodušovat, předpokládat a dohadovat se.
Když se podíváte na přiložený obrázek, jsou v něm výpočty podle vzorců pana Ing. Kopeckého. Teploty jsou ODHADNUTY takto:
Teplota na zdi 25°C, teplota na 1. folii 20°C a teplota na vnější folii -15°C. Tu druhou a třetí teplotu jsem převzal od Ing. Kopeckého z jeho článku, tu první jsem "odhadl" podle změřených hodnot na jednom objektu izolovaném Lupothermem v Moskvě, ke se naměřilo: T zeď = 20,1°C; T na 1.folii 15,5°C; T na vnější folii -17,2°C.
Lambda (vodivost) reflexní folie vyjde přesně podle metodiky pana Kopeckého: 0,00272 W/m.K a tím pádem R samotné izolace: 11,01 W/m2K. Můžete to po mě zkontrolovat - výpočet je na obrázku v příloze.
A pokud dosadíme do stejného výpočtu i změřené hodnoty z Moskvy, vyjde kupodivu velmi podobný výsledek.
Vážení "študovaní inženýři", když si budete cucat teploty z prstu a odhadovat a zjednodušovat a nahrazovat věci podle toho, jak se Vám to pro Vaše výpočty hodí, tak nikdy nedojdete k reálným výsledkům a pak stačí to po Vás jen přepočítat se skutečnými teplotami a hned vypadáte jako hlupáci nebo lumpi. Stojí Vám to za to?
A přitom je to tak jednoduché!!! A spravedlivé pro všechny tepelné izolace - reflexní i ty nereflexní:
Tepelný odpor lze totiž definovat i druhým způsobem a to vztahem: m2 . K / W
Nebo-li: Čím větší je izolovaná plocha (m2) a současně čím větší je rozdíl teplot mezi vnitřním a vnějším prostředím (K) a dále - čím menší je energie, potřebná pro udržení stejné teploty v izolovanému prostředí (W), tím větší je tepelný odpor a tedy tím lépe bude izolace účinkovat.
Pro přesné změření tedy postačí:
Zaizolovat těleso nebo objekt a změřit plošnou velikost izolace – tím máme první hodnotu: (m2). Čím větší tento objekt bude, tím přesnější bude výsledek.
Vyhřát vnitřní prostor izolovaného objektu na takovou teplotu, aby rozdíl teplot (K) mezi vnitřním a venkovním prostředím byl co největší, čímž se nám i zde výrazně zvýší přesnost výsledku.
A pokud nyní budeme měřit energii, potřebnou na udržení teploty uvnitř, získáme i třetí hodnotu, potřebnou pro výpočet – (W).
Pokud dosadíme tyto 3 změřené hodnoty do výpočtu: m2. K /W, pak dostaneme tepelný odpor izolace hned, přesně a bez nějakých domněnek, předpokladů a zjednodušení....
Je velká škoda, že se jednoduché věci nahrazují zbytečnými složitostmi, které je třeba "zjednodušovat a upravovat" a které tudíž vedou pouze k chybám, postavených na mnoha dohadech a předpokladech.
Pak tito „odborníci“ zveřejňují články, kde předpokládají u čtenářů, že přeskočí jejich nezáživné vzorečky doplněné o opět nezáživné vysvětlování, kde by mohla díky jejich dohadům vzniknout jaká nepřesnost, ale protože mají u jména napsané Ing. a CSc. a třeba ČVUT nebo VŠTE , tak bude všem stačit, aby nabyli přesvědčení, že autor má pravdu jen z titulu, že přednáší na vysoké škole a studentky na zkoušky nosí krátké sukně a velké výstřihy, aby dostali od pana Odborníka zápočet.
A konkrétně k Vám, pane Kopecký: proč jste mi na moji přímou a velmi uctivě položenou otázku (asi před měsícem) - "jak jste došel ve svém článku k Lambdě reflexní folie 0,144 W/mK" (viz. příspěvek níže) neodpověděl?
Bylo to proto, že byste musel přiznat, že jste si ji vymyslel?
Dobrý den, pane inženýre,
prosím o vysvětlení jak jste došel k lambdě pro vedení a proudění reflexní folie k hodnotě 0,144 W/mK.
Dle Vašeho výsledku v tabulce 2 (Výsledky výpočtu) totiž uvádíte: Součinitel přestupu tepla vedením a prouděním α(c+cd)= 4,8 W/m2K.
Ale ten se přece vypočítává z lambdy, tloušťky a Nusseltova čísla! - viz. Váš článek - rovnice 3
Takže při zpětném dosazení Vašeho výsledku do Rovnice 3, kdy tloušťka folie je 0,03m a Nusseltovo číslo=1, vychází pak lambda 0,144 W/mK.
V článku jsem však nenašel, jak jste k této hodnotě Lambdy došel, abyste mohl vypočítat Součinitel přestupu tepla. Prosím proto o vysvětlení.
Děkuji Vám.
MB Michal Bílek @michal.bilekA není to třeba zřejmé ze vzorce
alfa = lambda_vzduchu/tloušťka_dutiny (krát Nusselt=1),
tj. 0,024/0,005 (!), nikoli vašich 0,03 m, což je tloušťka celé fólie, nikoli jednotlivé dutiny?
Hezký a přesný článek bez pokusů opisovat normy, o kterých si bez důkazu mnozí myslí, že je příroda poslouchá.
České zkušebny ale naměřily u aerogelových izolací (při normálním tlaku vzduchu) lambdu na úrovni 0,015 W/(m‧K). Fyzikálně je o to, že prostorová síť aerogelu neumožňuje, aby si molekuly vzduchu mezi sebou plně vyměňovaly energii. Jejich střední volná dráha, kdyby nebylo aerogelu, je větší než střední volná dráha, po jejíž absolvování se molekula srazí s mříží aerogelu. Molekuly vzduchu si tak energii vyměňují - spíš než mezi sebou - se statickou mřížkou aerogelu, v níž jsou zároveň částečně uvězněny.
I bez aerogelu pravděpodobně lze ve vzduchových mezerách docílit lambdu menší než < 0,024 W/(m‧K). Nutně zde dochází k interakci vzduchu se zářením, které má při běžných stavebních teplotách nezanedbatelnou energetickou hustotu a může vést k vyrovnávání teplot (tj. ke snížení až vynulování teplotního gradientu uprostřed mezery). Správný, výzkumnický postup tedy je a) ukázat, že vliv této interakce na hustotu celkového tepelného toku je ve všech případech zanedbatelný, a teprve pak b) dokazovat to, co autor dokazuje.
Přeji všem hezký den.
JH Jiří Hejhálek @jiri.hejhalekDobry den.
Tento clanek neni vubec minen jako vyzkumny... Reaguje na soucasnou situaci ohledne reflexnich tepelnych izolaci a teoretickou analyzou problemu vyvraci velmi zavadejici tvrzeni nekterych prodejcu RTI. Pokud si navic clanek pozorne prectete, tak o aerogelech se v nem nepise ani slovo. Vzduchova mezera tloustky pul centimetru je skutecne neco jineho nez velmi male pory o velikostech nekolik nanometru.
Pro zajemce o reflexni tepelne izolace doporucuji k precteni tento clanek: Ruben Baetens, Bjørn Petter Jelle, Arild Gustavsend, Steinar Grynninga, Gas-filled panels for building applications: A state-of-the-art review, http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2010…
Hloubave ctenare lze dale odkazat na clanek o aerogelech:
Ruben Baetens, Bjørn Petter Jelle, Arild Gustavsen, Aerogel insulation for building applications: A state-of-the-art review, http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2010…
Uprimne se dale divim, ze se spravnymi vyzkumnickymi postupy moralizujete zrovna Vy.
http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/vi…
Výpočet se už hodně přibližuje realitě a reality dosáhne až se do modelu určité proudění vzduchu zahrne, jakož i zkraty (laťováním) ale hlavně to, že radiační složka je pohlcovaná při svém šíření z jedné reflexní fólie na druhou. Zeslabení je značné a to potahem HDPE na povrchu fólie a pak 2 stěny transparentní bubliny. Výsledky pohltivosti HDPE v závislosti na tloušťce jsou objektivně změřené.
JH Jozef Homola @jozef.homola562Každý výpočtový model je jenom určitým přiblížením k reálné předloze. Proto samozřejmě souhlasím, že jsou i další zhoršující vlivy, které mohou mít reálně vliv, např. vliv přepážek, pomocných prvků, stárnutí materiálů.
Nevhodný příspěvek
Pokud chcete upozornit redakci na diskusní příspěvek, který svým obsahem porušuje pravidla diskusí na portálu TZB-info, klikněte na tlačítko Odeslat. V diskusích jsou nepřípustné zejména příspěvky vulgární, urážlivé a nesouvisející s tématem dané diskuse.
Vyberte způsob sdílení
Přihlášení
nebo se přihlaste emailem
Nemáte účet?
Vypadá to, že nejste přihlášen
Registrací a přihlášením získáte mnoho výhod. Neunikne vám žádný nový příspěvek u oblíbených témat, můžete se ptát i odpovídat.
Technická podpora
Máte potíže s přihlášením, vkládáním příspěvků, nebo se správou vašeho profilu? Napište nám! Uvítáme také připomínky, podněty a nápady k vylepšení diskuzního fóra. Děkujeme.