Même les enfants apprennent le principe de l'isolation thermique à l'aide de flacons thermos. D'un point de vue technique, il s'agit d'une isolation sous vide sans âme de support. L'effet isolant de la cruche repose sur un récipient à double paroi, la pression dans le vide entre ses parois est d'un millionième de la pression atmosphérique normale, dont la valeur moyenne est d'environ 1 bar au niveau de la mer. Les éléments d'isolation sous vide fonctionnent de la même manière, mais ont un noyau de support poreux à l'intérieur et nécessitent donc beaucoup moins de réductions de pression de gaz.
Tableau 1: Conductivité thermique de l'isolation sous vide et des matériaux d'isolation conventionnels
| Matériel d'isolation | Conductivité thermique en W / (m2K) |
|---|---|
| Panneau isolant sous vide | 0,002-0,008 |
| Panneau isolant sous vide (si le vide est endommagé) | 0,018-0,02 |
| PUR / PIR | 0,02-0,025 |
| Laine minérale (verre, laine de roche (27,50 € chez Amazon *)) | 0,032-0,040 |
| Polystyrène (EPS, XPS) | 0,035-0,045 |
| Fibre de bois | 0,04-0,055 |
| Silicate de calcium | 0,065 |
Isolation sous vide - conductivité thermique extrêmement faible, performances d'isolation maximales
Un noyau de support poreux en matériau minéral ou synthétique est situé sous l'enveloppe imperméable aux gaz des éléments d'isolation sous vide. Sa tâche est d'absorber la pression d'air et de limiter le libre parcours des particules de gaz. Les pores d'un tel noyau support ne mesurant que quelques 100 nanomètres (nm), la pression dans un tel panneau isolant est au centième de la pression atmosphérique. En raison de leur principe de fonctionnement - abaissement de la pression du gaz - l'isolation sous vide réduit la conduction thermique dans l'air à un minimum absolu. Cela permet d'obtenir une conductivité thermique extrêmement faible et des épaisseurs d'isolation très faibles.
Formes d'isolation sous vide
Il y a quelques années à peine, l'isolation sous vide était en phase de test scientifique. Il existe maintenant deux formes différentes d'isolation sous vide sur le marché:
- Panneaux isolants sous vide (VIP): Les panneaux isolants sous vide peuvent être cinq à dix fois plus minces que tout matériau isolant conventionnel avec le même coefficient de transfert de chaleur (valeur U). Les premiers prototypes VIP sont utilisés dans les projets de construction depuis le milieu des années 1990. Aujourd'hui, la recherche se concentre sur le contrôle de la qualité et l'assurance qualité ainsi que sur l'amélioration et la commercialisation des technologies correspondantes. La conductivité thermique (?) Des VIP est comprise entre 0,002 et 0,008 W / (mK).
- Verre isolant sous vide (VIG): Les VIG sont des doubles vitrages dans lesquels le principe du thermos est utilisé pour l'isolation thermique des surfaces de fenêtres. Il y a un vide dans l'espace entre les deux vitres. Il en résulte une structure de système très mince avec une épaisseur inférieure à 10 mm. La valeur U des VIG est de 0,5 W / (m2K). A titre de comparaison: le vitrage vitré couramment utilisé dans les maisons passives a une épaisseur de 28 à 44 mm avec une valeur U de 0,6 à 0,7 W / (m2K). La production industrielle de VIG en est encore largement à ses balbutiements.
Normalisation et approbation de l'isolation sous vide
Il n'existe actuellement aucune règle ou norme technique généralement reconnue pour l'isolation sous vide. L'approbation individuelle de l'inspection du bâtiment est donc requise pour leur utilisation.
Fabricant d'isolation sous vide
Jusqu'à présent, seuls quelques fabricants proposent une isolation sous vide.
En Allemagne, par exemple, il s'agit des sociétés va-Q-tec, Isover, Porextherm, Variotec et Vacu-Isotherm. Jusqu'à présent, le verre isolant sous vide était principalement proposé par certains fabricants asiatiques.
Les systèmes VIG de la société danoise Velux et Brandenkreis Flachglas GmbH font partie de ceux du marché allemand.
trucs et astuces
Les maisons à faible consommation d'énergie ou passives nécessitent une isolation thermique particulièrement performante - avec les matériaux d'isolation conventionnels, des épaisseurs de matériau d'isolation allant jusqu'à 40 cm sont nécessaires pour répondre à ces normes. L'isolation sous vide peut être ici une alternative efficace, peu encombrante et économique. L'épaisseur d'isolation maximale requise pour l'isolation sous vide est de 1/8 à 1/10 de cette valeur.
Variantes d'installation de l'isolation sous vide
Les matériaux d'isolation conventionnels sont généralement achetés sous la forme de matériaux standard et coupés sur place. Lors de l'utilisation de panneaux isolants sous vide, il faut décider lors de la phase de planification si des éléments standard peuvent être utilisés ou si le bâtiment doit être réalisé sur mesure. Par défaut, les VIP sont proposés dans trois formats différents -
VIP non protégés / découverts
Les premiers panneaux isolants sous vide sur le marché n'avaient pas de protection de surface particulière. Ils jouent également un rôle important dans la construction aujourd'hui. Les avantages de cette variante sont la forme particulièrement mince et le remplacement généralement simple des VIP défectueux.
VIP cachés
Les stratifications augmentent la robustesse des panneaux et les adaptent mieux à certains domaines d'application. Le laminage a lieu des deux côtés. Les matériaux d'isolation conventionnels à pose mince ou les systèmes composites d'isolation thermique (ETICS) sont souvent utilisés comme matériaux. Dans le cas de l'isolation intérieure et du sol, le revêtement mural côté pièce ou l'isolation supplémentaire contre les bruits d'impact peuvent simultanément assumer une fonction de laminage.
VIP intégrés dans les composants
Les panneaux d'isolation sous vide intégrés aux composants sont disponibles sous forme de pièces préfabriquées en béton, de panneaux sandwich ou de composants en verre isolant. Il existe également des composants individuels - par exemple des fenêtres, des portes et des caissons de volet roulant avec isolation sous vide intégrée. Un domaine d'application classique pour de tels éléments d'isolation sous vide sont les murs-rideaux - les composants opaques (imperméables à la lumière) et transparents sont combinés dans un système d'assemblage uniforme. Avec ces composants, le vide ne peut plus être contrôlé par la suite, car il n'y a pas d'accès libre aux panneaux après le montage.
Domaines d'application de l'isolation sous vide
À l'exception de l'isolation périphérique, l'isolation sous vide peut être utilisée dans toutes les zones du bâtiment et pour tous les types d'isolation. Ils conviennent à la fois aux bâtiments neufs et aux rénovations de bâtiments anciens. Les bâtiments répondent ainsi au standard d'une maison basse consommation ou passive. Si nécessaire, l'isolation sous vide peut compléter l'isolation conventionnelle dans les zones à problèmes particuliers du bâtiment.
Exigences matérielles pour l'isolation sous vide
Les panneaux isolants sous vide atteignent leurs performances d'isolation non pas par la résistance et la nature du matériau, mais par une réduction supplémentaire de la conductivité thermique du matériau isolant au moyen d'un vide. Les matériaux qui peuvent être utilisés comme noyau d'isolation sous vide doivent répondre à certaines exigences de base:
- Évacuabilité: pour qu'un vide soit possible, le matériau doit avoir une structure complètement ouverte.
- La conductivité thermique globale la plus faible possible
- Densité: Le matériau de remplissage des VIP doit être capable de résister aux forces mécaniques de compression de la construction. Avec le même type de matériau, cela nécessite une densité plus élevée par rapport aux matériaux d'isolation conventionnels non évacués.
Qualité du vide
La qualité du vide - le degré d'abaissement de la pression du gaz dans le panneau - dépend de la taille des pores des matériaux. Des pores plus fins imposent moins d'exigences sur la qualité du vide. En fonction du matériau, la pression du gaz est réduite à des valeurs comprises entre 0,1 et 20 mbar - la pression de vide respective doit pouvoir être maintenue pendant toute l'utilisation des panneaux. Il en résulte des exigences spécifiques pour l'étanchéité de la coque des panneaux.
Matériaux de base
En tant que matériaux pour l'âme des panneaux isolants sous vide, les mousses polymères à pores ouverts (polystyrènes spéciaux), les fibres de verre, les aérogels et la silice pyrogène sous forme de vrac ou de granulés sont en cause. Dans le cas des mousses et des fibres de verre, la pression de vide doit être inférieure à 1 mbar; dans le cas d'aérogels ou de silices pyrogènes particulièrement finement divisés (acides oxygénés dans le silicium), une pression de gaz comprise entre 10 et 50 mbar suffit pour supprimer largement la conduction thermique.
Choix des matériaux: dans la pratique du bâtiment, la silice fumée est très souvent utilisée
Le choix du matériau pour les panneaux isolants sous vide dépend de l'utilisation prévue et des propriétés physiques de l'enveloppe. En général, les panneaux sont relativement sensibles - s'ils sont endommagés, le vide est détruit. Les silices pyrogènes sont donc utilisées particulièrement fréquemment comme isolation sous vide. Même si l'isolation sous vide tombe complètement en panne, ils n'atteignent qu'une conductivité thermique de 0,018 à 0,2 W / (mK) et isolent ainsi environ deux fois plus que l'isolation conventionnelle. En outre, il existe d'autres propriétés positives des silices en tant que matériaux de construction et isolants: elles sont ininflammables, facilement recyclables, inoffensives sur le plan toxicologique et ont une grande capacité d'absorption de la vapeur d'eau, qui se diffuse à travers la coque en petites quantités même avec des VIP.En raison de leurs propriétés matérielles en tant que poudre nanostructurée, ils peuvent également être particulièrement bien pressés en feuilles.
Matériaux de coque
Les exigences les plus importantes pour les matériaux pour enrober les panneaux d'isolation sous vide sont l'étanchéité aux gaz et une faible conductivité thermique. Le degré de leur étanchéité à la vapeur a une influence sur la durée de vie des panneaux et est également important pour des raisons structurelles, car cette forme d'isolation thermique fonctionne également comme un pare-vapeur. De plus, le couvercle doit être suffisamment robuste pour résister aux charges mécaniques. En combinaison avec des matériaux de base tels que des mousses ou des fibres, l'étanchéité aux gaz requise n'est obtenue que par l'aluminium, l'acier inoxydable et le verre. En pratique, les coques des VIP sont généralement constituées de feuilles composites d'aluminium, de feuilles ou de feuilles d'acier inoxydable ainsi que de stratifiés plastiques multicouches à haute barrière avec dépôt de vapeur d'aluminium multiple.Le revêtement des panneaux n'est pas identique aux laminations qui favorisent la robustesse.
Propriétés de protection incendie
Les panneaux d'isolation sous vide non revêtus sont essentiellement classés comme matériaux de construction B2 et donc comme normalement combustibles / inflammables, ils ne peuvent donc être utilisés que dans l'enveloppe du bâtiment jusqu'à une hauteur de sept mètres. Les revêtements correspondants permettent la classification comme ininflammable ou difficilement inflammable (classes de matériaux de construction A1, A2, B1) et donc une utilisation illimitée.
Durée de vie de l'isolation sous vide
Les éléments d'isolation sous vide vieillissent à mesure que les gaz pénétrants augmentent leur conductivité thermique au fil du temps. La mesure dans laquelle l'effet de barrière de la coque et des joints d'étanchéité contre la vapeur d'eau et les gaz diminue dépend des conditions environnementales respectives - en particulier de la contrainte de température sur les panneaux. Des tests en laboratoire et des simulations sur plusieurs années montrent une performance d'isolation illimitée pendant au moins 25 ans.
Tableau 2: coûts en m2 pour l'isolation sous vide et les matériaux d'isolation thermique conventionnels
| Matériel d'isolation | Coûts par m2 (EUR) |
|---|---|
| Panneau isolant sous vide | à partir de 225 |
| PUR / PIR | 10-20 |
| Laine minérale (verre, laine de roche) | 10-20 |
| Polystyrène (EPS, XPS) | 5 - 30 |
| Fibre de bois | 40-50 |
| Silicate de calcium | 80 |
Coûts d'isolation sous vide
Par rapport aux matériaux d'isolation conventionnels, l'isolation sous vide entraîne des coûts nettement plus élevés. Les constructeurs qui souhaitent isoler une maison basse énergie ou passive peuvent toujours bénéficier de ce type d'isolation - entre autres, la supériorité technologique du procédé, les faibles coûts énergétiques et le gain de surface utilisable du bâtiment ont des effets positifs. Compte tenu de ces facteurs, l'isolation sous vide peut être plus économique que l'isolation thermique conventionnelle. Le prix des matériaux d'isolation sous vide dépend des matériaux du noyau isolant et de la coque, les produits sur mesure entraînent naturellement des coûts supplémentaires. La limite de prix inférieure pour l'isolation sous vide est d'environ 225 EUR par m2. Cependant, les produits sur mesure peuvent coûter nettement plus de 1000 euros par m2.
Financement publique
Avec une subvention à la construction ou un prêt à faible taux d'intérêt de la KfW, les mesures d'isolation peuvent toujours être subventionnées si les exigences minimales de l'ordonnance sur les économies d'énergie (EnEV) 2014 - c'est-à-dire le coefficient de transfert de chaleur (valeur U) de 0,24 W / (m2K) - ne sont pas respectées. Avec l'isolation sous vide, les conditions préalables au financement sont automatiquement données, à condition que le type et l'efficacité de l'isolation soient confirmés par un avis d'expert d'un consultant professionnel en énergie.
trucs et astuces
L'installation de l'isolation sous vide ne peut être effectuée que par des spécialistes dûment formés. Il est idéal si l'entreprise de métiers exécutant les travaux possède déjà une expérience vérifiable dans la planification et l'installation d'isolation sous vide. Des directives précises s'appliquent à l'installation des VIP, qui doivent être respectées.
