Framtidens isolering

När varm luft möter kall luft förlorar den en del av sin energi till kylan.

Konvektion innebär kort och gott att luften rör sig, som den t.ex. kan göra i en otät vägg. Där kan luft tränga ut från bostaden och ta med sig en del av värmen. Då kommer den varma luften att ersättas av frisk luft utifrån och den måste värmas upp för att inte kyla ner rummet. Det kan också uppstå konvektion inuti väggen om det finns luftmellanrum och det finns en kall yta på ena sidan och en varm på den andra sidan. Luften vid den varma ytan blir lättare och söker sig uppåt medan den kalla luften blir tyngre och sjunker. Denna process skapar en luftcirkulation och därmed överförs värme från den ena sidan av utrymmet till den andra. Om vi fyller ut mellanrummet med isoleringsmaterial stoppas luftcirkulationen och därmed värmeförlusten. Helt stoppad blir den inte men kraftigt bromsad.

Kall luft från utsidan möter varm luft i mellanrummet.

Den uppvärmda luften letar sig ut genom väggen om denna inte är tät.

Varm luft är lätt och stiger uppåt. Kall luft sjunker och då uppstår konvektion.

Om vi kan isolera med stillastående luft kan även ett isoleringsskikt vara överraskande effektivt.

Aerogel är världens lättaste fasta material. Det består till 99,8 procent av vanlig atmosfärisk luft. Det har en nästan ofattbar isoleringsförmåga och används till värmeisolering inom rymdfartsindustrin. Rockwool har på den tyska marknaden lanserat mineralullsskivor som kallas Aerowolle. De isolerar ungefär dubbelt så bra som vanlig mineralull och sparar därför mycket plats. Vid tillverkningen av den nya isoleringen har man använt aerogel, men aerogel är cirka 20 gånger dyrare än mineralull och därför försöker man finna billigare produktionsmetoder.

Både varma och kalla material avger strålvärme som kan sugas upp av det material strålarna träffar på.

När temperaturen är tillräckligt hög kan vi se strålvärme med blotta ögat. Tänk bara på glödande metall som i glödtrådarna i en glöd- eller halogenlampa.

Men även kallare material avger en smula strålvärme, men det kan vi inte se för den är infraröd. Inuti en vägg överförs en del av värmen i form av strålning från fiber till fiber eller från väggsektion till väggsektion och då försvinner värmen. När vi vill ha ett material som minskar värmestrålningen inuti en vägg gäller det att det ska ha så många hindrande ytor som möjligt och att dessa ytor ska vara så reflekterande som möjligt.

När isoleringen i väggen har en reflekterande yta suger ju väggen inte till sig värmestrålarna utan reflekterar tillbaks dem till det rum de kommer ifrån.

En kombination av ref ekterande material och annan isolering kan stoppa en del av värmestrålningen.

Strålningsvärme förekommer också inuti olika material och för att stoppa förlusterna har man nu utvecklat en cellplast som iblandats grafit, som reflekterar strålvärmen i cellplasten och därmed isolerar bättre. Det är nämligen just kombinationen av isoleringsmaterial som kan bromsa konvektion, värmeledning och värmestrålning som experterna menar vara bästa lösningen för framtidens isolering. Vi kommer därför att få se fler blanka material både inuti och utanpå isoleringen.

När molekylerna på utsidan av en varm vägg knuffar molekylerna inuti väggen försvinner värmen.

Värmeledning inträffar när molekylerna i ett varmt material knuffar molekylerna i ett kallare material så att de sätts i rörelse. När vi märker att något är varmt innebär det att molekylerna rör sig snabbare i materialet. Det kan t.ex. vara insidan av väggen i vardagsrummet som är uppvärmd och då rör sig molekylerna snabbare där än på utsidan av väggen. Då gäller det att hitta ett material där de snabba molekylerna på den varma sidan inte kan knuffa andra molekyler och därmed leda värmen genom väggen. Luft har mycket dålig värmeledningsförmåga och om isoleringsmaterialet innehåller mycket luft så minskas värmeledningen genom väggen.

Isoleringsmaterialet är mycket poröst och då blir värmeledningsförmågan liten - men försvinner inte.

Stillastående luft är en möjlig lösning i framtiden. Helt lufttomt är dock en ännu effektivare lösning, men svår att genomföra.

I dag isolerar vi med stillastående luft i t.ex. mineralull. Men luftmolekylerna kan ändå röra sig. Om vi däremot kunde ta bort luften från de utrymmen den upptar i en mineralullsskiva skulle vi får ännu bättre isoleringseffekt. Det finns redan vakuumisolerande skivor (VIP) och de isolerar enormt mycket bättre än mineralull. Men går det hål på en skiva förlorar den isoleringsförmågan och skivorna kan inte kapas på en byggplats. Forskarna arbetar på att skapa skivor med miljontals pyttesmå vakuumfickor för att skivorna ska kunna delas.