Aislamiento de edificios – Aislamiento del hogar
Para minimizar las pérdidas de calor en la industria y también en la construcción de edificios, el aislamiento térmico es ampliamente utilizado. El propósito del aislamiento térmico de es reducir el coeficiente general de transferencia de calor mediante la adición de materiales con baja conductividad térmica. El aislamiento térmico en los edificios es un factor importante para lograr el confort térmico de sus ocupantes. El aislamiento térmico reduce la pérdida de calor no deseada y también reduce la ganancia de calor no deseada. Por lo tanto, el aislamiento térmico puede disminuir las demandas de energía de los sistemas de calefacción y refrigeración. Debe agregarse, no hay material que pueda evitar por completo las pérdidas de calor, las pérdidas de calor solo se pueden minimizar.
Del mismo modo que para la ropa, el aislamiento térmico se basa en materiales de baja conductividad térmica y en su geometría (por ejemplo, ventanas de doble panel). Las propiedades aislantes de estos materiales provienen de las propiedades aislantes del aire. Muchos materiales aislantes (por ejemplo, lana) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . La geometría de estos materiales también juega un papel crucial. Por ejemplo, aumentar el ancho de la capa de aire, como usar dos paneles de vidrio separados por un espacio de aire, reducirá la pérdida de calor más que simplemente aumentar el espesor del vidrio, ya que la conductividad térmica del aire es mucho menor que la del vidrio. .
Materiales de aislamiento
Como se escribió, el aislamiento térmico se basa en el uso de sustancias con muy baja conductividad térmica . Estos materiales se conocen como materiales aislantes . Los materiales de aislamiento comunes son lana, fibra de vidrio, lana de roca, poliestireno, poliuretano, plumas de ganso, etc. Estos materiales son muy malos conductores de calor y, por lo tanto, buenos aislantes térmicos.
Debe agregarse, el aislamiento térmico se basa principalmente en la muy baja conductividad térmica de los gases. Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con líquidos y sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma ). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección . Por lo tanto, muchos materiales de aislamiento (por ejemplo, poliestireno) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . En todos los tipos de aislamiento térmico, la evacuación del aire en el espacio vacío reducirá aún más la conductividad térmica general del aislante.
La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.
Cabe señalar que las pérdidas de calor de los objetos más calientes se producen por tres mecanismos (individualmente o en combinación):
Hasta ahora no hemos discutido la radiación térmica como un modo de pérdidas de calor . La transferencia de calor por radiación está mediada por radiación electromagnética y, por lo tanto, no requiere ningún medio para la transferencia de calor. De hecho, la transferencia de energía por radiación es más rápida (a la velocidad de la luz) y no sufre atenuación en el vacío. Cualquier material que tenga una temperatura superior al cero absoluto emite algo de energía radiante . La mayor parte de la energía de este tipo se encuentra en la región infrarroja. del espectro electromagnético, aunque parte de él está en la región visible. Para disminuir este tipo de transferencia de calor, se deben utilizar materiales con baja emisividad (alta reflectividad). Los aislamientos reflectantes generalmente están compuestos de láminas paralelas multicapa de alta reflectividad, que están espaciadas para reflejar la radiación térmica de regreso a su fuente. La emisividad , ε , de la superficie de un material es su efectividad en la emisión de energía como radiación térmica y varía entre 0.0 y 1.0. En general, los metales pulidos tienen una emisividad muy baja y, por lo tanto, se utilizan ampliamente para reflejar la energía radiante de regreso a su fuente, como en el caso de las mantas de primeros auxilios .
Tipos de aislamiento: categorización de materiales de aislamiento
Para materiales de aislamiento, se pueden definir tres categorías generales. Estas categorías se basan en la composición química del material base a partir del cual se produce el material aislante.
En lecturas adicionales, hay una breve descripción de estos tipos de materiales de aislamiento.
Materiales de aislamiento inorgánico
Como se puede ver en la figura, los materiales inorgánicos se pueden clasificar en consecuencia:
- Materiales fibrosos
- Lana de vidrio
- Lana mineral de roca
- Materiales celulares
- Silicato de calcio
- Vidrio celular
Materiales de aislamiento orgánicos
Los materiales de aislamiento orgánicos tratados en esta sección se derivan de una materia prima petroquímica o renovable (de base biológica). Casi todos los materiales de aislamiento petroquímicos están en forma de polímeros. Como se puede ver en la figura, todos los materiales de aislamiento petroquímicos son celulares. Un material es celular cuando la estructura del material consiste en poros o células. Por otro lado, muchas plantas contienen fibras por su resistencia, por lo tanto, casi todos los materiales de aislamiento de base biológica son fibrosos (excepto el corcho expandido, que es celular).
Los materiales aislantes orgánicos se pueden clasificar en consecuencia:
- Materiales petroquímicos (derivados del petróleo / carbón)
- Poliestireno expandido (EPS)
- Poliestireno extruido (XPS)
- Poliuretano (PUR)
- Espuma fenólica
- Espuma de poliisocianurato (PIR)
- Materiales renovables (derivados de plantas / animales)
- Celulosa
- corcho
- Fibra de madera
- Fibra de cáñamo
- Lana de lino
- Lana de oveja
- Aislamiento de algodón
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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.
