Hlavnou zložkou tepelnoizolačných náterových hmôt sú vákuované keramické mikročastice (Ceramic Sphere), ktoré fungujú ako miliardy vákuových miniatúrnych termosiek. Tieto keramické mikrogulôčky majú úplne minimálnu tepelnú vodivosť a zároveň maximálny výkon pri odraze tepla. V štruktúre náteru sa dokážu pravidelne rozložiť a vytvoriť tak rovnomernú keramickú membránu. Pri použití rozličných druhov keramiky sa príslušné typy uložia v pravidelných vrstvách.
Najväčšie úspechy použitia termokeramickej technológie boli dosiahnuté v NASA pri zhotovovaní tepelného štítu pre raketoplány, ktoré vďaka tejto technológii odolali extrémnym teplotám pri prechode zemskou atmosférou.
Na základe toho sa výrobca SPI II, Inc. USA rozhodol spolupracovať pri vývoji svojho nosného produktu Super Therm® s výskumnými centrami NASA. Úspešný vývoj izolačného náteru s nenapodobiteľnými vlastnosťami sa podaril najmä vďaka spolupráci vedcov a keramických inžinierov z Marshall Space Center (NASA). Počas 2 ročného testovania viac než 600 rozličných druhov keramických zložiek boli napokon vyselektované 3 keramiky s najväčšou schopnosťou odrazu žiarenia a najmenšou tepelnou vodivosťou. Neskoršie výskumy potvrdili nutnosť blokovať aj infračervené vyžarovanie, preto v roku 2000 bola pridaná aj štvrtá keramická membrána. Aplikovaním poznatkov z vesmírneho prostredia vznikol jedinečný termokeramický náter pre civilné použitie. Vývojári náteru splnili najvýznamnejšiu úlohu - dosiahli to, aby zabezpečoval nielen odraz tepla ako bežné reflexné nátery, ale aby aj blokoval všetky prestupy tepla.
Super Therm® náter preto neobsahuje len jedinú odrážajúcu keramickú membránu, ale obsahuje až štyri rozdielne keramické membrány:
 |
|
Patentovaná štvorvrstvová keramická membrána umožňuje Super Therm® náteru byť skutočným „izolačným štítom“ a nielen „odrážačom tepla“ ako ostatné termoreflexné nátery. Super Therm® náter bol testovaný a aplikovaný v NASA Space Flight Center ako jediný komerčný termokeramický náter.
Výkonná termoreflexia + nízka absorpčná emisivita + vysoká radiačná emisivita + blokácia vodivosti = výborná tepelná izolácia Super Therm®
Princíp fungovania tepelnej izolácie náteru Super Therm® je založený na termoreflexii, veľmi nízkej absorpčnej emisivite, a schopnosti extrémne rýchlo uvoľňovať neodrazené zbytkové teplo pri súčasnej blokácii jeho prestupu do podkladu.
Základnou zložkou náteru sú špeciálne duté keramické mikrogulôčky, vo veľkosti 50 – 100 mikrónov, ktoré dodávajú materiálu jeho termoreflexné a tepelnoizolačné vlastnosti. Keramické materiály sú totiž veľmi slabé vodiče tepla a výborné izolanty.
Super Therm® obsahuje až 4 typy keramiky.
- 2 keramické zložky fungujú ako „tepelné a svetelné zrkadlo“.
- 1 zložka funguje ako blokátor infračerveného žiarenia.
- 1 zložka dutých keramických guľôčok funguje ako vákuová medzera (vytvorená z množstva miniatúrnych termosiek).
Termoreflexia - tepelný odraz – schopnosť odraziť tepelné žiarenie:
Každý materiál časť energie pohltí, časť odrazí späť. Bežné nátery či stavebné materiály odrazia smerom späť iba cca 30% tepelnej energie a ostatnú pohltia do seba. Navyše vplyvom ich vysokej absorbivity sa vplyvom času teplo v nich akumuluje čiže nastáva postupné zvyšovanie teploty.
Termoreflexno-izolačný náter Super Therm® odráža až 95.9% tepelného žiarenia a súčasne blokuje prestup zbytkového tepla do podkladového materiálu (strechy, steny a pod.). Navyše vďaka nízkej absorpčnej emisivite sa nezvyšuje teplota jeho povrchu, ktorý ostáva po celý deň chladný.
Emisivita je skúmaná dvoma cestami: absorbovaním a vyžarovaním (intenzitou odpudzovania tepla z povrchu).
- Absorpčná emisivita (schopnosť tepelné žiarenie prijať a udržať) sa udáva ako nízka miera vyžarovania.
- Infračervená emisivita (schopnosť uvoľňovať tepelné žiarenie) sa udáva ako vysoká miera vyžarovania.
Materiály s matným čiernym povrchom majú vysokú absorpčnú emisivitu blížiacu sa k maximálnej hranici 1.0 a zadržujú veľký objem žiarenia. Naopak telesá so žiarivým povrchom ako zrkadlá alebo leštený hliník, majú nízku emisivitu 0.08, čiže neudržia v sebe skoro žiadne žiarenie. Super Therm® má úplne najnižšiu hodnotu absorpčnej emisivity 0.05.
Porovnanie absorpčnej emisivity:
- maximálna hodnota emisivity 1.0
- matný čierny povrch má najvyššiu hodnotu emisivity 0.95
- väčšina povrchov budovy, má vysoký stupeň emisivity okolo 0.90
- zrkadlovo leštený povrch má hodnotu emisivity 0.08
- Super Therm® má úplne najnižšiu hodnotu emisivity 0.05, čiže nie je schopný v sebe udržať skoro žiadne teplo
Infračervenú vyžarovaciu emisivitu má naopak Super Therm® veľmi vysokú (viac ako 95% / hodnota 0.95) čo znamená, že je extrémne výkonný vo vypúšťaní i toho malého množstva tepla, ktoré absorboval.
Výsledkom je, že i pri celodennom prudkom sálaní slnka a 40°C horúčavách zostáva po cely deň jeho povrch chladný. Touto jedinečnou vlastnosťou sa odlišuje od bežných keramických či reflexných náterov.
Termoizolácia (tepelná izolácia) – schopnosť zastaviť prestup tepla:
Popisovaná termoreflexia, nízka absorpčná emisivita a zároveň vysoká IR radiačná emisivita sú základom tepelnoizolačných schopností náteru Super Therm®. Pretože čim viac tepla je odrazené a odmietnuté z povrchu, tým menej tepla sa bude vstrebávať a prúdiť do podkladu.
Navyše špeciálna keramika zabraňuje i prúdeniu neodrazeného slnečného tepla do podkladu. V testoch Super Therm® náter znížil BTU vodivosť materiálu z 350 BTU na 3,77 BTU. (BTU – britská jednotka vodivosti)
Jedinečné vlastnosti náteru Super Therm®, no najmä schopnosť udržať chladný povrch i pri extrémnych horúčavách umožnila obstáť náteru v Kalifornskom výskumnom inžinierskom programe COOL ROOF (chladná strecha) s najvyšším hodnotením.
Výsledky COOL ROOF programu:
- Ultrafialové žiarenie (UV) = 100% blokácia
- Viditeľné žiarenie (VIS) = 92.2 % blokácia
- Infračervené žiarenie (IR) = 99.5% blokácia
V rámci programu bolo počas 12 rokov pokrytých 26 miliónov štvorcových stôp strešnej krytiny počas všetkých ročných období a podmienok, bližšie o COOL ROOF programe sa dočítate na našej stránke v časti COOL ROOF SYSTÉM.
Objem tepla dopadajúceho na povrch je kľúčom k potrebe izolovať a určuje aj množstvo tepla, ktoré bude prestupovať ďalej do budovy.
Ak počiatočný objem tepla je zredukovaný, je automaticky zredukované i množstvo tepla preneseného prúdením či vedením do vnútra budovy a čo umožňuje zredukovať i hrúbku izolačnej vrstvy, ktorá je rozhodujúcou u štandardných vatových či penových izolácii.
Štandardné izolačné materiály sú vystavené až 100% počiatočného objemu tepla zo zdroja tepla a preto sa určuje ich hrúbka v závislosti na množstve tepla, ktoré dokážu v sebe uskladniť a tak spomaliť prestup tepla do budovy. Super Therm® pracuje hlavne na princípe ovládania počiatočného objemu tepla prichádzajúceho na povrch, takže hrúbka izolačnej vrstvy nie je rozhodujúca.
Super Therm® preukázal, že dokáže reflexiou zredukovať počiatočný objem tepelného žiarenia dopadajúceho na povrch o 95%. Toto znamená, že strecha alebo obvodové steny budú zaťažené len 5% z objemu tepla, ktoré sa bude snažiť dostať prenosom ďalej do budovy. Teda budova po natretí bude na začiatku vystavená len zbytkovému objemu tepla, ktorého ďalší prestup cez konštrukciu prúdením či vedením tiež Super Therm® blokuje.
Štandardné izolačné materiály musia pohlcovať až 100% objemu tepla, preto veľmi záleží na ich hrúbke, lebo tá určuje dĺžku času počas ktorého dokážu odolávať prestupu tepla do budovy jeho ukladaním do seba. Preto nie je možné porovnávať Super Therm® a klasickú izoláciu a na základe „R -hodnotenia“ alebo „K- hodnotenia“, vychádzajúcich v prepočte z hrúbky materiálu.
Super Therm® je navrhnutý k tomu, aby blokoval počiatočný objem tepla a pracoval len so zbytkom neodrazeného tepla a nie je navrhnutý k tomu, aby vstrebával celý objemu tepla ako klasické izolácie, ktorým naakumulované teplo postupne uniká ešte i večer do budovy.
Super Therm® je preto používaný hlavne ako bezkonkurenčne najúčinnejší prostriedok k blokovaniu priameho slnečného tepla, ktorého prestup do budovy a sa stáva v 21.storočí v dôsledku globálneho otepľovania vážnym problémom.
