Isolatsioon (ehitus)

Isolatsioon on iga materjal, mida kasutatakse ehitise isoleerimise eesmärgil.
Kuigi enamus isolatsioonimaterjale on kasutatavad hoonetes soojustamise eesmärgil, kasutatakse ka akustilist isolatsiooni (heliisolatsioon), tuleisolatsiooni ja löökisolatsiooni. Sageli valitakse isoleerivaks materjaliks selline isolatsioon, mis suudab täita mitut isoleerivat funktsiooni korraga.
Soojusisolatsioon hoonetes on tähtis soojusliku mugavuse saavutamiseks. Isolatsioon vähendab soojakadu ja võib vähendada kütte- ja jahutussüsteemide energiavajadusi. See ei pruugi tingimata lahendada piisava ventilatsiooni probleeme ega pakkuda heliisolatsiooni. Soojuskadude aeglustamiseks kasutatavad isolatsioonimaterjalid on näiteks: tselluloos, klaasvill, kivivill, polüstüreen, uretaan vaht, vermikuliit, perliit, puidukiud, taimekiud (kanep, lina, puuvill, kork jne), taaskasutatud puuvillane riie, taimeõled, loomsed kiud (lambavill), tsement. Mitmed neist materjalid käsitlevad soojusjuhtivust ja konvektsiooni lihtsal viisil, püüda suures koguses õhku ja kasutades madalat soojusjuhtivust tüüpilise tahke aine suurema juhtivuse asemel.
Kui palju isolatsiooni majal peaks olema, sõltub hoone projekteerimisest, kliimast, energiakuludest, eelarvest ja isiklikest eelistustest. Eri piirkondadel on erinevad nõudmised. Ehitise isolatsioonistrateegia peab põhinema energia ülekandmise viisil ja selle liikumise suuna ja intensiivsuse hoolikalt kaalumisel. See võib muutuda kogu päeva hooajast kuni hooajani. Oluline on valida asjakohane disain, õige materjalide kombinatsioon ja ehitusmeetodid vastavalt konkreetsele olukorrale.

Külm kliima

Külmades tingimustes on peamine eesmärk hoone soojusvoo vähendamine. Ehitise komponendid – aknad, uksed, katused, seinad – on kõik olulised soojuskao allikad. Muidu hästi soojustatud kodus muutuvad aknad oluliseks soojusülekandeks.

Kuum kliima

Kuumades tingimustes on suurim soojusenergiaallikas päikesekiirgus. Päikesekiirgus jõuab hoonetesse akende kaudu, see võib tõsta hoone katuse ja seinte temperatuuri ning sellega koos hoone sisetemperatuuri. Standardse aknaklaasi päikese soojuse võimenduse koefitsient (SHGC) (päikesekiirguse läbilaskevõime mõõtmine) võib olla umbes 78–85%. Päikesekiirguse mõju saab vähendada heledat värvi katuse, seinakattematerjalide valiku ja isolatsiooniga. Spetsiaalne klaasikate võib SHGC-d vähendada umbes 10%-ni. Tõhusad on pööningule paigaldatavad kiirgustõkked. Kiirgustõkked peavad olema sobiva õhuvahega.

Hoone karp

Hoone karp määratleb maja elamispinna. Selle hulka võime lugeda ka pööningu ja keldri. Seest välja liikuva õhuhulga vähendamine võib aidata oluliselt vähendada konvektiivset soojusülekannet. Tähelepanu tuleb pöörata isoleerivate materjalide õigele paigaldamisele. Mida vähem on hoones loomulikku õhuliikumist, seda suurem on mehaanilise ventilatsiooni roll. Piisava õhuliikumise puudumine võib tuua kaasa õhuniiskuse suurenemise, mis omakorda põhjustab kondenseerumist, ehitusmaterjalide mädanemist, soodustab mikroobide kasvu ning näiteks hallituse ja bakterite teket. Niiskus võib oluliselt vähendada isolatsiooni efektiivsust, luues ka külmasilla. Nende probleemide vältimiseks tuleb luua korralik õhuvahetussüsteem.

Külmasild

Külmasillad on punktid hoones, kus soojus liigub läbi minimaalse takistuse ehk termiline sild tekib kohtades, kui materjalid loovad tee üle temperatuurimuutuse, kus sooja õhu voolu ei katkesta soojusisolatsioon. Kehvad isolaatorid on näiteks klaas ja metall. Alad, kus enamasti puudub piisav isolatsioon, on hoonete nurgad, kus isolatsioon on eemaldatud või nihkunud, et anda ruumi süsteemi infrastruktuuridele, nagu näiteks elektriboksid (väljalaskeavad ja valguslülitid), veevärgitooted, tuletõrjesignalisatsiooniseadmed jne. Külmasillad tekivad ka halvasti ehitatud ja projekteeritud konstruktsioonides, kus näiteks välisseinad on suletud enne, kui need on täielikult isoleeritud. Külmasillad võivad moodustuda ka kohtadesse, kus isolatsioon on saanud märjaks. Soojusjuhtivust saab vähendada: sildade ristlõike pindala vähendamise, silla pikkuse suurendamise või külmasildade arvu vähendamisega. Üks külmasilla efektide vähendamise meetod on isolatsioonplaadi (näiteks vahtplaadi EPS XPS, puitkiudplaat jne) paigaldamine välisseinale. Üldiselt on ehitiste isoleerimine ehitamise ajal on palju lihtsam kui moderniseerimine, kuna üldjuhul on isolatsioon peidetud ja selleni jõudmine vajab lammutamistöid.

Isolatsioonitüübid

Sisuliselt on kahte tüüpi hoone isolatsiooni: põhiosa isolatsioon ja peegeldav isolatsioon. Enamikus ehitistes kasutatakse mõlemat tüüpi hoone tervikliku isolatsioonisüsteemi moodustamiseks. Nii luuakse maksimaalne takistus kolme liiki soojusülekandele: soojusjuhtivusele, konvektsioonile ja kiirgusele. Põhiosa isolaatorid blokeerivad soojusülekannet ja konvektiivset voolu hoones või sealt välja. Mida tihedam on materjal, seda parem on soojusülekanne. Kuna õhk on madala tihedusega, on õhk halb juht ja hea isolaator. Soojusjuhtivusele vastupidav isolatsioon kasutab kiuliste materjalide õhuvahesid, vahu või plastiku õhumullide vahesid ja õhuvahede tekitamist konstruktsioonides nagu näiteks pööningul. Sellist süsteemi on hea kasutada aktiivselt jahutatud või köetud hoones, kuid see võib olla kasutusel ka passiivselt jahutatavas hoones.

Peegeldav isolatsioon

Kiirgustõkked töötavad koos õhuvahega, et vähendada kiirgussoojusülekannet. Kiirgav või peegeldav isolatsioon peegeldab soojust selle asemel, et seda neelata või läbi lasta. Päikesekiirguse tekitatud soojenemise vähendamiseks kasutatakse peegeldavaid tõkkeid, seda eelkõige pööningutel, lagedel ja katustel kuuma kliimas. Seda saab kasutada ka soojuskadude vähendamiseks jahedas kliimas. Mõned kiirgustõkked on spektraalselt selektiivsed ja vähendavad eelistatavalt infrapunakiirguse voogu võrreldes teiste lainepikkustega.

Keskkonnasõbralik isolatsioon

Keskkonnasõbralik isolatsioon on termin, mida kasutatakse piiratud keskkonnamõjuga toodete kohta. Üldiselt määratakse isolatsioonitoodete, aga ka teiste toodete ja teenuste keskkonnasõbralikkust nende elutsükli (LCA) põhjal. Uuringud näitavad, et kõige olulisem on kasutada isolatsiooni, mis vastab hoone tehnilistele nõuetele. Teises järjekorras on oluline, mis tüüpi materjali kasutatakse.