Vývoj vakuových izolací v průmyslu a stavebnictví

Datum: 23.10.2017  |  Autor: doc. Ing. Jiří Zach, Ph.D., Ing. Bc. Jitka Hroudová, Ph.D., VUT FAST Brno, Centrum AdMaS  |  Recenzent: doc. Ing. František Kulhánek, CSc., ČVUT Praha

Článek se zabývá vývojem vakuových izolací od jejich počátku až po současnost a jejich uplatněním v průmyslových odvětvích a stavebnictví. Na Fakultě stavební, Vysokého učení technického v Brně probíhá v současné době výzkum v oblasti vývoje a studia chování environmentálně úsporných jádrových izolantů pro aplikaci do vakuových izolačních panelů. Jedná se především o organické materiály na bázi přírodních či odpadních polymerních vláken. Tento článek popisuje první výsledky výzkumných činností věnovaných této problematice, kdy byly testovány zkušební vzorky izolací z lněných vláken, dále pak z vláken bavlněných a polyesterových, získaných z odpadních textilií.

Úvod

Globální klimatické změny, omezené množství neobnovitelných surovinových zdrojů, stále zvyšující se požadavky na snížení spotřeby energie v rámci stavebnictví (energetické náročnosti budov, výroby stavebních materiálů a výstavby konstrukcí), v průmyslu i v dopravě jsou jedny ze stále aktuálních a významných témat současné společnosti. V oblasti stavebnictví je vytápění budov, ale také jejich chlazení v letním období, oblastí s významným množstvím spotřebované energie, a to především v oblasti občanské výstavby. Základním předpokladem pro snížení energetické náročnosti budov i energetických spotřebičů je snížení tepelných ztrát prostupem tepla obálkou budov, případně spotřebičů (například ledničky, trouby apod.). Pro zajištění těchto požadavků je v současné době nutné využívat nové tepelně izolační materiály s extrémně nízkou hodnotou součinitele tepelné vodivosti.

Použití tepelně izolačních materiálů při zateplení jak nových budov, tak i budov stávajících, vedlo ke snížení tepelných požadavků na jednotku podlahové plochy o 16 % ve sledovaném období od roku 1990–2004 v rámci zemí Evropské unie. Trendem současnosti je výstavba nových pasivních, nízkoenergetických či nulových budov s možným použitím super izolačních materiálů, u kterých je požadavek na maximální hodnotu součinitele tepelné vodivosti λmax 25 mW‧m−1‧K−1 [1, 2]. Do této skupiny super izolačních materiálů lze zařadit vakuové izolace, které jsou dodávány ve formě panelů a často jsou označovány jako vakuové izolační panely (VIP).

Z environmentálního hlediska jsou v České republice jako „Ekologicky šetrné“ tepelně izolační materiály označovány (dle směrnice Technická směrnice č. 01–2016 Ministerstva životního prostředí) takové materiály, při jejichž výrobě je minimalizována spotřeba primární energie a související produkce emisí. Při hodnocení je kladen důraz na možnost recyklace výrobků po jejich dožití a související spotřebu primárních zdrojů surovin a využívání recyklovaných složek. Hodnocení je vztaženo na smluvní množství materiálu zajišťující v ploše 1 m2 dosažení tepelného odporu 4 m2‧K‧W−1 [3]. Proto i z environmentálního hlediska jsou významné materiály, které při minimu zabudované hmoty vykazují co nejlepší tepelně izolační vlastnosti, což v tomto případě zajišťuje také skupina VIP.

Vývoj vakuových izolačních panelů

Vakuové izolační panely jsou známy již několik desetiletí. Počátky vývoje vakuových izolací jsou přisuzovány vynálezu profesora Jamese Dewara, který vynalezl Dewarovu nádobu, známou jako termosku, která je na trhu již od roku 1904. Její návrh je vyobrazen na obrázku 1. Právě on řešil problematiku redukce přenosu tepla ve vakuové nádobě. Počátky jeho výzkumných prací sahají až do roku 1892, kdy vyrobil originální skleněnou vakuovou nádobu bez povrchové úpravy. Později přistoupil k náhradě skla za kovové materiály, avšak zde si uvědomil možné riziko degradace vakua díky absorpci plynů na kovovém povrchu, které se mohou následně uvolňovat. Tento problém řešil zabudováním dřevěného uhlí do nádoby a chladicím systémem. Dalším významným pokrokem byla barevná úprava vnitřního povrchu nádoby. Byla použita stříbrná barva, která výrazně napomáhá redukci přenosu tepla radiací [2]. Výsledkem jeho výzkumu byla dvojitá vnitřní nádoba s dvojitými lesklými stěnami, mezi nimiž je vakuum. Díky vakuu tak nedochází prakticky k přenosu tepla vedením (kondukcí). Radiace je omezena vlivem snížení emisivity stěn nádoby. Vzhledem k tomu, že je nádoba uzavřena a při vysoké úrovni vakua se v nádobě nenachází prakticky žádný plyn, je také efektivně omezen přenos tepla vlivem proudění (konvekce) [4]. Zatímco Dewarova nádoba má cylindrický-válcovitý tvar s využitím skleněných a kovových materiálů, vakuové izolační panely jsou tvaru desky, složené z jádrového materiálu a obalu, případně dalších materiálů, jako například absorbérů plynů, vlhkosti apod. [5]. První patent č. 516377 za vakuové izolace byl udělen v roce 1930 O. Hemmanovi a Sterchamolwerke, Dortmund v Německu. Tento patent však popisuje nepříliš jasně výhody vakuového izolačního panelu s pórovitým jádrem a gumovým obalem [6]. Více precizním byl v roce 1955 patent č. 2700633 (viz obr. 2) podaný v USA panem H. P. Bovenkerkem IGE, New York, který navazoval na patent podaný v roce 1951, č. 536788 pány H. M. Strongem a F. P. Bundym [7]. Tyto patenty popisovaly vakuové izolační panely s jádrem na bázi skelných vláken zatavených do kovové ocelové fólie. Dalším významným bodem ve vývoji vakuových izolací byl patent č. 3151365 podaný v USA v roce 1964, který popisoval nanostrukturu jádrového materiálu [8]. Dalšímu vývoji technologie vakuových izolačních panelů se věnovali např. L´Aire a Brown Boveri & Cie (BBC) v Heidelbergu [2, 9, 10]. První komerční využití vakuových izolačních panelů bylo zaznamenáno v roce 1970, kdy byly tyto materiály využity především jako izolace u lednic, mrazáků a chladicích boxů. První aplikace těchto super tepelně izolačních materiálů ve stavebnictví však byla až na konci 20. století v USA, v roce 1999 [11].

Obr. 1: Návrh termosky z r. 1904 [13]
Obr. 1: Návrh termosky z r. 1904 [13]
Obr. 2: VIP dle patentu 2700633 z roku 1955 [2]
Obr. 2: VIP dle patentu 2700633 z roku 1955 [2]

V současné době 60 % vakuových izolačních panelů nalézá uplatnění v mrazírenském a chladírenském průmyslu, dalších 30 % je využíváno jako izolace přepravních boxů a zbývajících 10 % se využívá ve stavebnictví, jako tepelná izolace [12]. Právě uplatnění těchto materiálů hraje významné požadavky na kvalitu jednotlivých složek a také na jejich celkovou životnost. Různé aplikace vyžadují různou životnost, u obalů se jedná o řády měsíců, v případě stavebnictví spíše o více desítek let. VIP však v posledních letech zaznamenaly velmi rychlý rozvoj a jejich produkce se každým rokem zvyšuje. Důvodem současného rozvoje VIP je mimo jiné i zvýšení poznání v oblasti materiálového výzkumu a využití levnějších jádrových izolantů (viz níže) pro výrobu VIP s výrazně nižšími náklady, což ve svém důsledku snižuje cenu finálních VIP a zvyšuje jejich konkurenceschopnosti na trhu.

Materiálové složení vakuových izolačních panelů

Vakuové izolační panely se ve většině případů skládají z jádra a obalu. Další součástí těchto materiálů mohou být ochranné a distanční fólie a speciální absorbéry plynů a vlhkosti [14].

Základem každé vakuové izolace ve formě VIP je jádrový tzv. „core“ izolant. Tento izolant se vyznačuje velmi jemnou pórovitou strukturou. Dnes běžně užívanými jádrovými izolanty jsou zejména anorganické materiály na bázi aerogelu nebo práškovitého oxidu křemičitého – mikrosiliky, práškového perlitu, případně různé druhy materiálů na bázi skleněných vláken. Jejich výhodou je výrazně nižší projev „outgassingu“ – unikání plynů z jádrového materiálu. Mimo anorganických izolantů se jako jádrových izolací, především v posledních letech, začínají využívat izolanty na organické bázi, a to vzhledem k jejich výrazně nižší tepelné vodivosti (oproti materiálům anorganickým). Jedná se především o izolanty na bázi pěn z polyurethanu, polyesteru, polyethylenu a polykarbonátu [15, 16]. Obecně je známo, že jádrový materiál musí být pórovitý za účelem snadné vakuace, ideálně by měl vykazovat otevřenou pórovitost, měl by vykazovat dlouhodobou strukturní stabilitu a musí mít minimální negativní dopad na tepelný transport kondukcí. Bylo prokázáno, že čím jsou póry menší (při velmi vysoké celkové otevřené pórovitosti), tím je dosaženo lepších tepelně izolačních vlastností finálních vakuových izolačních panelů [16]. Právě z tohoto důvodu jsou používány materiály ve formě jemných prášků, pěn s velmi malým středním poloměrem pórů a extrémně tenkých vláken [5, 17]. Součinitel tepelné vodivosti u jader vakuových izolačních panelů se obvykle pohybují od 3 do 7 mW‧m−1‧K−1 při vakuu (typicky při iniciačním tlaku 5–10 Pa), např. skleněná vlákna vykazují hodnotu λ0 = 3,0 mW‧m−1‧K−1, mikrosilika λ0 = 4,0 mW‧m−1‧K−1, polyurethanová pěna λ0 = 6,8 mW‧m−1‧K−1 [14, 18]. Závislost součinitele tepelné vodivosti u typických zástupců jádrových izolantů na tlaku je uvedena v grafu na obrázku 3 [2].

Obr. 3: Závislost součinitele tepelné vodivosti na vzrůstajícím tlaku u A – skelných vláken, B – aerogelu, C – cenosfér, páleného SiO₂, D – polyesterové pěny, E – polyurethanové pěny [2, 22]
Obr. 3: Závislost součinitele tepelné vodivosti na vzrůstajícím tlaku u A – skelných vláken, B – aerogelu, C – cenosfér, páleného SiO2, D – polyesterové pěny, E – polyurethanové pěny [2, 22]

Vědečtí pracovníci z Jožef Stefan Institutu z Ljubljany popisují v příspěvku [16] vývoj a studium nových organických, synteticky připravených vláken z melamin-formaldehydu. Tato vlákna s průměrem 5 μm prokázala velmi dobré hodnoty součinitele tepelné vodivosti při vakuu, λ0 = 2,3 mW‧m−1‧K−1. Dále byla také testována pěna na bázi melamin-formaldehydu, kdy tato nano porézní organická pěna prokázala také velmi nízkou hodnotu tepelné vodivosti a dále navíc také extrémně nízký outgassing [16]. V případě vláknitých izolací, použitých jako jádro do vakuových izolací, je důležitá výrobní technologie a výsledné vlastnosti vláken, jako je jejich délka, distribuce a tloušťka vláken, velikost pórů (v případě pórovitých vláken) [12, 17]. Právě takový výzkum byl proveden výzkumníky z Číny [17], kteří se zabývali studiem tepelně izolačních vlastností jádrových materiálů na bázi 2 druhů skelných vláken (nasekaná skelná vlákna, skelná vlákna získaná tažením z taveniny), a také jejich životností v případě zabudování do vakuového izolačního panelu. Na základě tohoto výzkumu bylo zjištěno, že nasekaná skelná vlákna vykazovala nižší míru degradace tepelně izolačních vlastností v čase než vlákna tažená [17]. Mimo tato organická vlákna lze také použít přírodní vlákna, ať již původu rostlinného či živočišného, což dokazují některé výzkumné práce publikované v odborných časopisech [19]. Výhodou těchto vláken je skutečnost, že se jedná o porézní vlákna, často tvořená svazky velmi jemných vláken o tloušťce v řádech jednotek mikrometrů. Výhodou těchto izolačních materiálů jsou nízké energetické nároky při jejich výrobě (v případě jádrového izolantu), jedná se zde o snadno obnovitelné zdroje druhotných surovin, často se jedná o zbytky ze zemědělské výroby, zbytky z odpadních textilií apod. Studie provedené na těchto izolacích při normálním tlaku ukazují, že nejlepších tepelně izolačních vlastností dosahuji izolace s vlákny o nejmenší tloušťce [20]. Při dostatečné jemnosti vlákna vykazují izolanty velmi dobré tepelně izolační vlastnosti i při nižších objemových hmotnostech. Obzvláště výhodná se jeví vlákna bavlněná, jejichž tloušťka se pohybuje okolo 10 μm v závislosti na původu bavlny [21]. U těchto vláknitých materiálů je však nutné pamatovat na jejich teplotní a vlhkostní citlivost, která je důležitá pro vlastní životnost vakuových izolačních panelů [12]. Poměrně problematické je zde pak, vzhledem k tomuto charakteru vláken, sušení. Dalším negativním efektem u těchto vláken může být outgassing, protože vlákna často obsahují složky, které se mohou při velmi nízkém tlaku uvolňovat a degradovat tak v čase výsledné vlastnosti a trvanlivost finálního VIP.

Ačkoliv fólie z nerezové oceli poskytuje výborné těsnící účinky jako obal jádrového materiálu u vakuových izolačních panelů, dnes se více používají jiné, lehčí, méně drahé, více všestranné plastové filmy nebo fólie pokovené hliníkem [15]. V praxi se v Evropě tedy můžeme spíše setkat s polymerními filmy o třech, hliníkem pokovaných, vrstvách [18]. V Číně při aplikaci vakuových izolačních panelů pro zateplení budov používají dokonce obálku z více vrstev (80 μm polyethylen, 15 μm polyamin, 7 μm hliníková fólie, 12 μm polyethylen tereftalát, 340–350 μm obal ze skleněných vláken). Jednotlivé vrstvy jsou spojeny pomocí polyurethanového lepidla [24]. Problematice obalů u vakuových izolačních panelů se věnuje široká řada výzkumníků, jelikož je to jedna ze stěžejních věcí pro životnost materiálů, která úzce souvisí s problematikou outgassingu a porušení vakua vakuového izolačního panelu [15, 23, 24]. Také způsob obalení jádra a zakončení obalu vakuového izolačního panelu rozhoduje o možném vzniku tepelných mostů. Právě obaly vakuových izolací s využitím ve stavebnictví jsou stále aktuálním tématem, které řeší mnoho výzkumníků po celém světě a je to aktuální téma pro další výzkumné činnosti.

Probíhající výzkum na Vysokém učení technickém v Brně, Fakultě stavební

Na Fakultě stavební probíhá v současné době vývoj a studium chování nových, environmentálně úsporných izolačních materiálů, vhodných jako jádrové izolanty pro vakuové izolační panely (VIP). Pro ověření možnosti izolačních materiálů na bázi organických (textilních a lýkových) vláken byly navrženy a experimentálně vyrobeny zkušební vzorky tepelně izolačních rohoží. Jako suroviny byly využity následující typy vláken:

  1. Čistá lněná vlákna (lněná vlákna s nízkým obsahem pazdeří, méně než 5 %);
  2. Čistá bavlněná vlákna z rozvlákněných textilií (vysoký obsah bavlny, více než 96 %);
  3. Recyklovaná polyesterová vlákna z textilního recyklátu.
Obr. 4: Fotografie vybraných vstupních vláken (a – čistá lněná vlákna)
a
Obr. 4: Fotografie vybraných vstupních vláken (b – čistá bavlněná vlákna)
b
Obr. 4: Fotografie vybraných vstupních vláken (c – PES vlákna z textilního recyklátu)
c

Obr. 4: Fotografie vybraných vstupních vláken (a – čistá lněná vlákna, b – čistá bavlněná vlákna, c – PES vlákna z textilního recyklátu)

Z výše uvedených vláken byly vyrobeny celkem tři typy zkušebních vzorků o vysoké objemové hmotnosti v rozmezí 98–120 kg‧m−3 dle typů vláken. Snahou bylo dosažení vyšší objemové hmotnosti, aby bylo u izolantů dosaženo minimálně potřebných mechanických vlastností potřebných pro zavakuování [12]. Při nižších mechanických vlastnostech by došlo při zavakuování k výraznému dotvarování materiálu a ke změně jeho vlastností.

Vzorky byly vyrobeny metodou bikomponentního pojení na výrobní lince využívající technologie tvoření rouna Airlay. Termofixace byla provedena při teplotě +145 °C. Pro pojení vzorků byla použita syntetická bikomponentní vlákna v množství 15−20 %.

V počáteční fázi bylo provedeno stanovení vlastností jednotlivých vstupních vláken, přičemž byl proveden mikroskopický rozbor struktury a následně stanovení jejich tloušťky.

Z izolačních rohoží byly vyrobeny zkušební vzorky rozměrů 200 × 200 mm. Na těchto vzorcích bylo provedeno stanovení fyzikálních, mechanických a tepelně izolačních vlastností:

  • Stanovení tloušťky dle ČSN EN 823 [25],
  • Stanovení objemové hmotnosti dle ČSN EN 1602 [26],
  • Stanovení součinitele tepelné vodivosti dle ČSN EN 12667, ISO 8301 [27-28],
  • Stanovení mechanických vlastností – stanovení napětí při 10% deformaci dle ČSN EN 826 [29].

Stanovení klíčových, tepelně izolačních vlastností bylo provedeno na přístroji FOX 200 Vacuum při střední teplotě +10 °C a teplotním spádu 10 K za normálního tlaku a dále za sníženého tlaku až po vakuum (p < 0,1 mBar), viz obr. 5.

Obr. 5: Fotografie přístroje FOX 200Vacuum pro stanovení součinitele tepelné vodivostiObr. 5: Fotografie přístroje FOX 200Vacuum pro stanovení součinitele tepelné vodivostiObr. 5: Fotografie přístroje FOX 200Vacuum pro stanovení součinitele tepelné vodivosti

Na vstupních vláknech byl proveden jejich mikroskopický rozbor, přičemž bylo zjištěno, že ani v jednom případě nedošlo při základní úpravě druhotných surovin k úplnému rozvláknění až na primární vlákna. Byly stanoveny tloušťky vlákenných svazků, přičemž zjištěné průměrné hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce 1.

Tabulka 1: Přehled průměrných hodnot tlouštěk u jednotlivých vláken
Receptura123
Typ vláknaLenBavlnaPES
Tloušťka [µm]19,825,921,1

Nejprve bylo provedeno stanovení tloušťky jednotlivých zkušebních vzorků, objemové hmotnosti a napětí při 10% deformaci. Měření tloušťky a objemové hmotnosti bylo provedeno pro maximální dotlak, který umožňuje zkušební přístroj pro stanovení součinitele tepelné vodivosti. Jednalo se o dotlak 1,5 kPa. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2: Přehled fyzikálních a mechanických vlastností zkušebních vzorků
Receptura123
Tloušťka [µm]22,4920,0823,09
Objemová hmotnost [kg‧m−3]98,3119,7101,5
Napětí při 10% deformaci [kPa]2,94,22,9

Jak je patrné z výsledků, mechanické vlastnosti izolantů jsou relativně nízké a při reálném vakuování dojde k částečné deformaci vzorků.

Dále bylo provedeno stanovení součinitele tepelné vodivosti u jednotlivých zkušebních vzorků za normálního tlaku a za sníženého tlaku blízkého vakuu (p < 0,1 mBar). Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 3.

Tabulka 3: Přehled tepelně izolačních vlastností při normálním tlaku a vakuu
Receptura123
λNormal [W‧m−1‧K−1]0,03520,03540,0360
λVakuum [W‧m−1‧K−1]0,00780,00510,0058

Po zkouškách stanovení součinitele tepelné vodivosti za extrémně sníženého tlaku blízkého k vakuu byly dále provedeny stanovení součinitele tepelné vodivosti v závislosti na tlaku, který byl před každým měřením postupně zvyšován, až po hodnotu 500 mBar. Výsledky jsou uvedeny na následujících grafech na obrázcích 6 a 7.

Obr. 6: Závislost součinitele tepelné vodivosti zkušebních vzorků na tlaku ( * 1000 mBar je normální tlak)
Obr. 6: Závislost součinitele tepelné vodivosti zkušebních vzorků na tlaku ( * 1000 mBar je normální tlak)
Obr. 7: Závislost součinitele tepelné vodivosti zkušebních vzorků na tlaku (oblast nízkého tlaku)
Obr. 7: Závislost součinitele tepelné vodivosti zkušebních vzorků na tlaku (oblast nízkého tlaku)

Obr. 8: Přehled procentuálního snížení součinitele tepelné vodivosti u jednotlivých receptur
Obr. 8: Přehled procentuálního snížení součinitele tepelné vodivosti u jednotlivých receptur

Jak bylo zjištěno na základě provedených měření, u vláknitých izolantů na bázi organických odpadních vláken dochází ke snížení tepelné vodivosti při sníženém tlaku až na úroveň, která je ve většině případů vhodná pro výrobu vakuových izolačních panelů. U jednotlivých materiálů došlo ke snížení tepelné vodivosti o 78–85 % až na úroveň 0,0051 W‧m−1‧K−1 (u vzorků receptury č. 2).

Jako nejperspektivnější se jeví jádrové materiály na bázi bavlny, protože u nich dochází při vzestupu tlaku k nejpomalejší degradaci tepelně izolačních vlastností a lze předpokládat, že by při lepší úpravě vlákna a vyšší objemové hmotnosti mohly tyto materiály představovat potenciálně vhodný jádrový materiál pro výrobu vakuových izolačních panelů.

Závěr

V rámci provedených výzkumných prací byl proveden počáteční vývoj potenciálních jádrových materiálů na bázi organických vláken. Jednalo se o organická vlákna ze snadno obnovitelných surovinových zdrojů (lněná vlákna) a dále o vlákna z recyklovaného oděvního textilu a technických textilií (bavlněná a PES vlákna). Počáteční experimenty ukazují, že se jedná o materiály s vysokým potenciálem, především materiály na bázi bavlny se jeví jako zajímavé, je však nutné dosáhnout vyšší jemnosti vláken a vyšší objemové hmotnosti. Výhodou je zde však jednoznačně vysoká dostupnost výchozí suroviny (odpadní textil s vysokým podílem bavlny je prakticky dostupný po celém světě), využití druhotných surovin, a také nízká energetická a finanční náročnost výroby. Problémem je však životnost těchto izolantů a postupná degradace tepelně izolačních vlastností v čase. Tato problematika je však předmětem dalších navazujících výzkumných prací.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za finanční podpory projektu GAČR 17-00243S „Studium chování izolačních materiálů za extrémně sníženého tlaku“.

Literatura

  1. I. Mandilaras, I. Atsonios, G. Zannis, M. Founti; Thermal performance of a building envelope incorporating ETICS with vacuum insulation panels and EPS; Energy and Buildings 85 (2014) 654–665.
  2. J. Fricke, U. Heinemann, H. P. Ebert; Vacuum insulation panels – From research to market; Vacuum 82 (2008) 680–690.
  3. Technická směrnice č. 1 – 2016 Ministerstva životního prostředí ČR
  4. https://cs.wikipedia.org/wiki/Termoska
  5. J.-S. Kwon, CH. H. Jang, H. Jung, T.-H. Song; Effective thermal conductivity of various filling materials for vakuum insulation panels; International Journal of Heat and Mass Transfer 52 (2009) 5525–5532.
  6. Patentschrift Nr. 516377, Klasse 80b, Gruppe 9 des Reichspatentamtes, Deutsches Reich, Sterchamolwerke Dortmund and Hemman O, Bad Dürenberg, 1930.
  7. H. J. Bovenkerk / GE. US patent 2700633, New York, 1955.
  8. P. E. Glaser, A. G. Emslie, W. A. Salmon /Arthur d. Little. US patent 3151365, Cambridge, MA, 1964.
  9. P. P. Gervais, D. Goumy; Insulating material with low thermal conductivity, formed of a compacted granular structure. US patent 4, 159, 359, June 26, 1979.
  10. R. Caps, J. Fricke, H. Reis; High Temps-High Press 15 (1983) 225–232.
  11. R. Baetens, B. P. Jelle, J. V. Thue, M. J. Tenpierik, S. Grynning, S. Uvsløkk, A. Gustavsen, Vacuum insulation panels for building applications: A review and beyond, J. Energy and Buildings 42 (2010) 147–172.
  12. S. Brunner, K. G. Wakili, T. Stahl, B. Binder; Vacuum insulation panels for building applications−Continuous challenges and developments; Energy and Buildings 85 (2014) 592–596.
  13. http://www.explainthatstuff.com/vacuumflasks.html
  14. R. Kunič; Vacuum Insulation Panels – An Assessment of the Impact of Accelerated Ageing on Service Life; Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering 58 (2012) 10, 598–606.
  15. R. Caps, H. Beyrichen, D. Kraus, S. Weismann; Quality control of vakuum insulation panels: Methods of measuring gas pressure; Vacuum 82 (2008) 691–699.
  16. V. Nemanič, M. Žumer; New organic fiber-based core materiál for vacuum thermal insulation; Energy and Buildings 90 (90) 2015 137–141.
  17. X. Di, Y. Gao, Ch. Bao, Y. Hu, Z. Xie; Optimization of glass fiber based core materials for vacuum insulation panels with laminated aluminium foils as envelopes; Vacuum 97 (2013) 55–59.
  18. H. Jung, I. Yeo, T.-H. Song; Al-foil-bonded enveloping and double enveloping for application to vacuum insulation panels; Energy and Buildings 84 (2014) 595–606.
  19. J. Véjeliené; Impact of technological factors on the structure and properties of thermal insulation materials from renewable resources; Doctor dissertation, Vilnius Gediminas Technical University, Lithuania (2012).
  20. J. Véjeliené, A. Gailius, S. Vejelis, et al.; Evaluation of Structure Influence on Thermal Conductivity of Thermal Insulating Materials from Renewable Resources; Materials Science-Medziagotyra, National Conference on Materials Engineering, 17 (2011) 208–212.
  21. A. Kljun, H. M. E. Dessouky, T. A. S. Benians, F. Goubet, F. Meulewaeter, J. P. Knox, R. S. Blackburn; Analysis of the physical properties of developing cotton fibres; J. European Polymer, 51(2014) 57–68.
  22. ZAE-Data, Heinemann U. ZAE Bayern, Am Hubland, 97074 Germany, 2002. www.vip-bau.de/technology.htm
  23. Ch. Sprengard, A. H. Holm; Numerical examination of thermal bridging effects at the edges of vacuum-insulation-panels (VIP) in various constructions; Energy and Buildings 85 (2014) 638–643.
  24. F. E. Boafo, Z. Chen, Ch. Li, B. Li, T. Xu; Structure of vacuum insulation panel in building system; Energy and Buildings 85 (2014) 644–653.
  25. ČSN EN 823. Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení tloušťky. Praha: ÚNMZ, 2013.
  26. ČSN EN 1602. Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Stanovení objemové hmotnosti. Praha: ÚNMZ, 1998.
  27. ČSN EN 12667. Tepelné chování stavebních materiálů a výrobků – Stanovení tepelného odporu metodami chráněné topné desky a měřidla tepelného toku – Výrobky o vysokém a středním tepelném odporu. Praha: ÚNMZ, 2001.
  28. ISO 8301 Thermal insulation – Determination of steady-state thermal resistance and related properties – Heat flow meter apparatus, Amd1: 2010
  29. ČSN EN 826. Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví – Zkouška tlakem. Praha: ÚNMZ, 2013.
 
English Synopsis
Development of vacuum insulations from their beginning to the present

The paper deals with the development of vacuum insulations from their beginning to the present and their application in the industrial sectors and civil engineering. Development and study of the behavior of environmentally fiendly core insulations for application to vacuum insulation panels is going nowdays at Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering. These are mainly organic materials based on natural or waste polymer fibers. This article describes the first results of the research activities on this issue where test samples of flax fiber insulation were tested, as well as cotton and polyester fibers samples obtained from waste fabrics.

 

Hodnotit:  

Datum: 23.10.2017
Autor: doc. Ing. Jiří Zach, Ph.D., VUT FAST Brno, Centrum AdMaS   všechny články autoraIng. Bc. Jitka Hroudová, Ph.D., VUT FAST Brno, Centrum AdMaS   všechny články autoraRecenzent: doc. Ing. František Kulhánek, CSc., ČVUT Praha



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcích 


 
 

Aktuální články na ESTAV.czProč si zvolit suchou podlahuRostliny v interiéru: Jak s nimi pracovat, kam je umístit?V Praze na Pankráci začala stavba budovy Mayhouse za 443 mil. KčSkladba ploché střechy jednoplášťové a dvouplášťové