Finnfoamin lämmöneristeiden lämmönjohtavuus – mistä erot syntyvät?

Finnfoam valmistaa useita erilaisia solumuovipohjaisia lämmöneristeitä, joiden lämmönjohtavuusarvot poikkeavat toisistaan. Erot eivät synny sattumalta, vaan ne liittyvät eristeiden solurakenteeseen, solujen sisällä olevaan kaasuun tai ilmaan sekä siihen, miten lämpösäteily ja kaasujen diffuusio käyttäytyvät eri tuotteissa. Tässä artikkelissa tarkastellaan Finnfoamin valmistamien FINNFOAM- (xps), FF‑EPS‑ ja FF‑PIR‑eristeiden lämmönjohtavuuden taustalla olevia fysikaalisia tekijöitä.

Lämmönsiirtyminen solumuovieristeissä

Kaikissa Finnfoamin valmistamissa solumuovieristeissä lämmönsiirtyminen koostuu pääosin kolmesta osatekijästä: (1) kaasun lämmönjohtumisesta solujen sisällä, (2) kiinteän polymeerirakenteen lämmönjohtumisesta sekä (3) lämpösäteilystä solujen välillä. Konvektiolla ei suljettusoluisissa eristeissä ole käytännön merkitystä. Näiden kolmen tekijän painotus vaihtelee eri Finnfoamin valmistamissa eristeissä ja selittää erot lämmönjohtavuusarvoissa.

FINNFOAM  – umpisoluinen suljettu rakenne ja paksuusluokat

FINNFOAM on suulakepuristettua polystyreeniä eli xps-eriste, jonka täysin umpisoluinen ja homogeeninen solurakenne antaa tasaiset ja pitkäaikaisesti säilyvät lämmöneristysominaisuudet. FINNFOAM‑eristeiden solurakenne rajoittaa tehokkaasti kosteuden ja ilman liikkumista eristeen sisällä, mikä on yksi FINNFOAM‑eristeiden keskeisistä ominaisuuksista vaativissa kohteissa.

FINNFOAM‑eristeiden kohdalla lämmönjohtavuuteen vaikuttaa myös levyn paksuus. Finnfoam ilmoittaa tuotteilleen λᴅ‑arvot paksuusluokittain, esimerkiksi alle 80 mm ja vähintään 80 mm paksuille levyille. Tämä tarkoittaa, että saman tuoteperheen sisällä ilmoitettu lämmönjohtavuus voi vaihdella hieman paksuuden mukaan, ja tämä tulee aina huomioida tuotekohtaisia teknisiä tietoja tarkasteltaessa.

FF‑EPS – grafiitti pienentää lämpösäteilyä

FF‑EPS on Finnfoamin valmistama grafiittipohjainen EPS‑eriste. Sen solujen sisällä oleva kaasu on pääosin ilmaa, joten eristeen peruslämmönjohtuvuus määräytyy ilman ominaisuuksien mukaan. Grafiittilisä muuttaa kuitenkin olennaisesti lämmönsiirtymistä. Grafiitti absorboi ja heijastaa infrapunasäteilyä, jolloin lämpösäteilyn osuus kokonaislämmönsiirrosta pienenee.

Tämän seurauksena FF‑EPS‑eristeiden ilmoitettu lämmönjohtavuus λᴅ kuivissa käyttöolosuhteissa on tyypillisesti 0,031 W/mK, mikä on selvästi alhaisempi kuin perinteisellä valkoisella EPS‑eristeellä. Eristävyyden parannus syntyy siis säteilyn vaimenemisesta, ei siitä, että solujen sisällä oleva kaasu olisi ilmaa parempi.

FF‑PIR – eristekaasu ja pinnoitteen kaasutiiviys

FF‑PIR‑eristeet poikkeavat olennaisesti EPS‑ ja XPS‑eristeistä siinä, että niiden solujen sisällä ei ole ilmaa, vaan matalan lämmönjohtavuuden omaavaa kaasua. Juuri tämä solujen sisäinen kaasu mahdollistaa PIR‑eristeiden erittäin pienet lämmönjohtavuusarvot verrattuna muihin solumuovieristeisiin.

FF‑PIR‑eristeiden lämmönjohtavuuden vaihtelu eri tuotteiden välillä liittyy ennen kaikkea pinnoitteiden kaasutiiviyteen. Diffuusiotiiviit pinnoitteet, kuten muovi- ja alumiinilaminaatit, hidastavat eristekaasujen vaihtumista ympäröivään ilmaan ja auttavat säilyttämään matalan λ‑arvon pitkällä aikavälillä. Tämän vuoksi FF‑PIR‑tuotteille ilmoitetaan tuote- ja paksuuskohtaisia lämmönjohtavuusarvoja, tyypillisesti 0,022–0,027 W/mK.

Yhteenveto: Finnfoamin lämmöneristeet ja lämmönjohtavuuden taustatekijät

Yhteenvetona voidaan todeta, että Finnfoamin valmistamien lämmöneristeiden lämmönjohtavuuserot selittyvät eristeiden solurakenteella, solujen sisällä olevalla kaasulla sekä lämmönsiirron eri mekanismien painotuksella. Kun nämä tekijät ymmärretään, myös eri tuotteiden λ‑arvot ja niiden vaihtelut avautuvat loogisina ja fysikaalisesti perusteltuina. On myös tärkeää huomata, että yllä käsitellyt ovat kuivia lämmönjohtavuuksia, joita kosteus heikentää ja aina kosteassa käyttökohteessa tulee käyttää suunnittelussa λ_U:ta.