Fremtidens isolasjon

Varm luft møtes med kald luft, og den varme luften mister en del av energien til kulden.

Konveksjon, altså at luften beveger seg, kan f.eks. oppstå i en utett vegg, der luft fra innsiden siver ut gjennom veggen og tar varmen med seg. Den varme luften vil bli erstattet av frisk luft utenfra, som deretter varmes opp. Dette kan også skje i hulrom inne i veggen, der det normalt er en kald flate på den ene siden, og en varm flate på den anden siden av hulrommet. Her vil luften på den varme siden bli litt lettere og søke oppover, mens den kalde luften på den andre siden faller ned. Denne prosessen skaper sirkulasjon av luften, og dermed varmeoverføring fra den varme til den kalde flaten. Når vi fyller opp hulrommet med f.eks mineralull, reduserer vi varmeoverføringen og dermed varmetapet, fordi fibrene står så tett at luften har dårlig mulighet til å sirkulere i hulrommet. Men vi klarer ikke å stoppe luften helt.

Hvis vi kan isolere med stillestående luft, kan selv et tynt lag isolasjon være overraskende effektivt.

Aerogel er verdens letteste faste stoff. Det består av 99,8 % vanlig atmosfærisk luft. Det har en nesten ubegripelig isolasjonsevne, og brukes bl.a. som varme isolasjonsmateriale i romfartsindustrien. Rockwool har lansert tynne mineralullsplater under navnet Aerowolle i det tyske markedet. I disse platene er det brukt aerogel i produksjonsprosessen. De isolerer opp mot dobbelt så bra som vanlig mineralull, og kan derfor spare plass. Men aerogel er dyrt, opp mot 20 ganger dyrere enn mineralull. Derfor jobber flere produsenter med å utvikle billigere produksjonsmetoder.

Både varme og kalde materialer avgir strålevarme, som kan suges opp av det materialet strålene møter.

Når temperaturen er høy, kan vi se lyset fra strålevarmen med det blotte øye - f.eks. i et stykke glødende metall, som glødetråden i en gammeldags lyspære.

Men selv kjøligere materialer avgir litt strålevarme, som er infrarøde stråler vi ikke kan se. Inne i veggen overføres en del av varmen ved stråling fra fiber til fiber, eller porevegg til porevegg, og varmen forsvinner.

Når vi skal finne materialer som reduserer varmestrålingen inne i veggen, handler det altså om å ha mange hindringer underveis, samt å gjøre overflaten på hindringene så reflekterende som mulig.

Når isolasjonen i stueveggen har en reflekterende over-flate, suger ikke veggen opp varmestrålene, men returnerer varmen til det rommet den kommer fra.

Også det isolerende materialet har en reflekterende overflate.

Kun en brøkdel av varmestrålene slipper gjennom til den kalde siden.

Varmestrålene reflekteres av isolasjonens overflate.

En kombinasjon av ref ekterende materialer og annen isolasjon, kan stoppe en del av varmestrålene.

Strålingsvarme foregår også inne i materialene, der det for eksempel er utviklet en ny type polystyren med grafitt, som reflekterer stråle varmen inne i materialet, og gir en høyere isolasjonsevne. Nettopp kombinasjonen av isolasjonsmaterialer som kan bremse konveksjon, varmeledning og varmestråling, er ifølge eksperter det beste alternativet blant fremtidens isolasjon. Så grafitt eller “sølvpapir”-overflater vil vi se mer til, både inne i materialer og som et overflatebelegg.

Når molekylene på en varm veggflate dytter til molekylene inne i veggen, forsvinner varmen ut.

Varmeledning skjer når molekylene i et varmt materiale dytter molekylene i et kaldere materiale opp i fart. Når vi merker at noe er varmt, betyr det at molekylene beveger seg raskere i materialet. Det kan for eksempel være innersiden av veggen i stua som er varmet opp, slik at molekylene på innsiden beveger seg raskere enn på yttersiden av veggen. Nå handler det om å finne et materiale, der de raske molekylene på innsiden ikke kan dytte til andre molekyler, og dermed lede varmen gjennom veggen. Luft har mye dårligere varmeledning enn fast stoff. Derfor inneholder isolasjonsmaterialer ofte mye luft, som reduserer varmeledningsevnene til veggen.

Den varme luftens molekyler dytter til molekylene inne i veggen, og leder varmen gjennom.

Isolasjonsmaterialet er veldig porøst, slik at varmeledningen blir liten. Men den forsvinner ikke.

Stillestående luft er en mulig løsning i fremtiden. Ingen luft er faktisk en enda mer effektiv løsning, men vanskelig i praksis.

I dag isolerer vi med luft, som vi bremser, f.eks. med luftig mineralull. Men luft molekylene kan fortsatt bevege seg. Kunne vi tatt ut all luften, ville vi oppnådd en bedre effekt. Vakuum isolerende plater (VIP) er allerede på markedet. De er mange ganger mer isolerende enn mineralull, men går det hull på dem, mister de isolasjonsevnen. De kan derfor ikke skjæres til på byggeplassen. Forskere jobber med å utvikle plater med millioner av bittesmå vakuumlommer, som kan kuttes uten å ødelegge de tilstøtende lommene.