Värme och isolering, hur funkar det egentligen?

Alla behöver vi värme i våra hus för att inte frysa och för att få ett skönt och behagligt inomhusklimat. Hur mycket som behöver tillföras beror på utomhustemperaturen, men också på hur bra huset är på att behålla den värme som redan finns.

Det här med värme, isolering och värmeöverföring är inte alltid så lätt att förstå. Här får du en snabblektion som förhoppningsvis ska ge dig en insikt i hur allt hänger ihop.

Hur mycket är en kWh?

Kilowattimme (kWh) är ett mått på den energimängd du använder, oavsett vilken uppvärmningsmetod du valt. En kWh motsvarar ungefär den energi som krävs för att värma upp 10 liter vatten från 0°C till 100°C.

1 m³ olja motsvarar 10.000 kWh
1 m³ ved motsvarar 1.630 kWh
1 000 kg pellets motsvarar 4.700 kWh

Värme och olika material

Värme är en slags rörelseenergi där molekylerna vibrerar på ett ostrukturerat sätt. Ju snabbare rörelse, desto högre temperatur. Värme lagras i materia och olika material har olika förmåga att lagra värmen. Vatten har exempelvis mycket god värmelagringskapacitet medan luft har betydligt sämre. Temperaturförändringar kan ske olika snabbt eller långsamt i olika material. I ett hus med tung stomme, exempelvis en kyrka med tjocka stenväggar, sker temperaturförändringar mycket långsamt vilket kan vara positivt på sätt och vis. Men det går åt mycket energi och tar lång tid att höja temperaturen igen efter det att huset kylts ned.

Värmeisolering och värmekapacitet

När det gäller hus är det viktigt att skilja mellan byggnadens värmeisolering (förmåga att hålla kvar värmen inne i huset) och värmekapacitet (förmåga att lagra värme i väggarna). Tänk dig en kamin som är klädd med täljsten och en annan kamin som är klädd med isolering. Täljstenen håller kvar värmen länge och leder samtidigt ut värmen så att man får del av den. En täljstenskamin har alltså hög värmekapacitet men behöver ständig tillförsel av vedklampar eftersom värmen ”konsumeras”. En kamin som är klädd med isolering håller däremot kvar värmen inuti kaminen vilket innebär att det inte går åt så mycket ved, den har god värmeisolering. Å andra sidan får du ju inte del av värmen.

Överföring av värme

Om det råder temperaturskillnad mellan två material (materia) strävar naturen efter att utjämna denna skillnad. Den naturliga förflyttningen av värme sker från högre till lägre temperatur. Denna överföring av värme kan ske på tre olika sätt; genom ledning, strålning och konvektion.

Värmeledning

I fasta material, till exempel metaller, överförs värme från varm till kall del genom ledning. Även vätskor och gaser leder värme, men här spelar även strålning och konvektion en stor roll. Som jämförelse kan nämnas att aluminium leder värme ca. 10.000 gånger bättre än stillastående luft.

Värmestrålning

Värmestrålning (infraröd strålning) förekommer i vätskor och gaser samt i vakuum. Ett vanligt exempel på strålningseffekt är när du upplever vissa platser som dragiga. Då är det egentligen din kropp som avger strålningsvärme till den kalla ytan, exempelvis i ett fönster.

Konvektion

Det finns två typer av konvektion, egenkonvektion och påtvingad konvektion. Egenkonvektion (naturliga luftrörelser) kan uppstå i gaser och vätskor när dessa utsätts för en temperaturskillnad. Eftersom varm luft (gas) är lättare än kall så stiger den varma luften. Luften rör sig och kommer i kontakt med kallare ytor, kyls ned och sjunker. Värmen kan genom detta förlopp spridas långt. Påtvingad konvektion orsakas av exempelvis vind, alltså skillnader i lufttryck. Det är därför till exempel viktigt att ha ett vindskydd på utsidan av ytterväggsstommen.

Hur fungerar isolering?

På marknaden finns det flera olika isolermaterial och de flesta har en bra värmeisoleringsförmåga. Utformningen är gjord för att försvåra för värmen att ta sig över från den varma sidan till den kalla. Grunden är ett ”skelett” som ser lite olika ut beroende på vilket material det är; t.ex. glasulls-, stenulls- och cellulosafiber eller cellplast. Mellan detta ”skelett” finns en gas som oftast är luft.

Isoleringens roll är att skapa en balans mellan de tre värmeöverföringssätten. Fibrerna i glasullen är långa och tunna vilket försvårar värmeledning (ledning). Genom att ha många fibrer så blir det många fiberväggar (hinder) i isoleringen vilket minskar risken för att värmen ska stråla direkt från den varma sidan till den kalla (strålning). Fibrerna håller också luften stilla och minimerar egenkonvektion (varm luft stiger, kyls ner mot en kallare yta och sjunker) (konvektion). För att beskriva hur mycket värme som går igenom ett material använder man begreppet värmekonduktivitet (värmeledningsförmåga). Det betecknas λ (lambda) och kallas ofta lambdavärde.

Lösullsisolering från ISOVER

Om lösfyllnadsisolering

På vindsbjälklag använder man oftast lösfyllnadsisolering, som sprutas ut. En vanlig isolertjocklek är cirka 500 mm. Beroende på lösullstyp (glasull, stenull, cellulosa etc.) krävs olika densitet för att uppnå samma isolervärde. ISOVERs lösullsprodukter består av många långa tunna fibrer med stor specifik yta. För att uppnå samma isolervärde och luftmotstånd kan dessa produkter därför blåsas i en lägre densitet jämfört med andra lösullsprodukter. För en och samma produkt innebär en högre densitet ett bättre isolervärde, men samtidigt påverkar isolerskiktets tjocklek konstruktionens värmemotstånd i ännu högre grad, vilket kan vara fördelaktigare i vissa lösningar.

Simuleringar och beräkningar visar att de värmeförluster som uppstår bland annat av egenkonvektionen, eventuell blåst eller luftrörelser på vinden är små i den lösullsisolering som används i Sverige idag.