Eristys on tärkeä osa kaikkia korkeissa lämpötiloissa toimivia laitteita, olivatpa ne kotikäytössä tai teollisessa ympäristössä. Kun laite on eristetty oikein, siitä on monia etuja: lämpöhäviö pienenee ja energiankulutus vähenee. Tuloksena on ympäristöystävällisempi ja taloudellisempi käyttö. Pitkällä aikavälillä myös laitteiden käyttöikä pitenee, koska korjauksia tarvitaan harvemmin.
Lämmöneristyksen edut
Esimerkiksi leipä- ja pizzauunissa oikea eristys keraamisella kuitumatolla, pizzauuniverkolla ja ulkouunien tulenkestävällä muurauslaastilla tuo monia hyötyjä.
Ensinnäkin se parantaa selvästi paistettavien ruokien laatua ja makua. Lämpöä karkaa vähemmän, joten tasainen lämpötila on helpompi säilyttää ja ruoka ei jää raa’aksi eikä kypsy liikaa.
Toiseksi parempi lämmönvaraus parantaa elintarviketurvallisuutta. Huonosti eristetyssä uunissa lämpöä häviää ja uunitilaan voi päästä kylmän ilman taskuja, jolloin pizza, leipä tai muut ruoat kypsyvät epätasaisesti. Kalassa ja lihassa tämä on erityisen tärkeää, sillä jos ne eivät kypsy kunnolla kauttaaltaan, seurauksena voi olla ruokamyrkytys. Eristyksellä on siksi merkittävä rooli ruoan turvallisuuden ja hygienian varmistamisessa.
Lisäksi riittävä uunin eristys on olennaista sekä ruoanlaittajan että lähellä olevien muiden henkilöiden, kuten lasten, perheenjäsenten tai vieraiden, turvallisuuden kannalta. Puutteellinen lämmöneristys nostaa ulkopinnan lämpötilaa, ja kosketus siihen voi aiheuttaa palovammoja. Tehokas eristys auttaa siksi estämään ulkopinnan liiallisen kuumenemisen ja siihen liittyvät vaarat.
Miten eristys toimii – lämmön siirtymistavat
Jotta eristyksen toimintaa on helpompi ymmärtää, on ensin hyvä tuntea perusperiaatteet. Lämpö siirtyy eri lämpötilassa olevien kappaleiden välillä kolmella tavalla: johtumalla, konvektiolla ja säteilemällä.
Esimerkki lämmön johtumisesta on vedenkeitin, jossa sisällä oleva vastus siirtää lämpöä veteen ja nostaa sen lämpötilaa. Konvektiota taas voi havaita lämpöpatterissa, joka lämmittää huoneilmaa. Säteilyä on se, kun takan äärellä istuva henkilö tuntee suoraan takasta säteilevän lämmön.
Lämmöneristys tarkoittaa lämmön siirtymisen rajoittamista eri lämpötilassa olevien materiaalien välillä, ja se saavutetaan pääasiassa vähentämällä lämmön johtumista. Eristys toimii yleensä sitomalla ilmaa, esimerkiksi keraamisesta kuidusta valmistetun kankaan kuituihin tai eristävien tulenkestävien tiilien huokosiin ja ilmakupliin.
Tavallisia esimerkkejä kodin eristyksestä ovat puulämmitteisen leipä- ja pizzauunin eristäminen keraamisella kuitumatolla tai takan tai kamiinan ympäristön eristäminen vermikuliittilevyllä tai takan rakennuslevyllä.
Vastaavasti teollisuudessa eristystä käytetään esimerkiksi neulahuovitetun lasikuitumaton muodossa petrokemian teollisuudessa, valimoiden uuneissa ja voimalaitoksissa.
Miten valita oikea eristemateriaali tiettyyn käyttökohteeseen?
Yleisesti ottaen hyviksi lämmöneristeiksi soveltuvilla materiaaleilla on alhainen lämmönjohtavuus, pieni tiheys ja pieni lämpömassa.
Tärkein kysymys, johon jokaisessa tilanteessa halutaan vastaus, on: ”Jos kohteeni lämpötila on x °C, mitä materiaalia ja minkä paksuista eristettä tarvitsen, jotta ulkopinnan lämpötila laskee tasolle y °C?”
Saavutettava lämpötilan aleneminen riippuu siis eristemateriaalin lämmönjohtavuudesta ja paksuudesta. Lisäksi lämmöneristeen on kestettävä ne lämpötilat, joiden kanssa se joutuu kosketuksiin. Polystyreeni on erittäin tehokas eristemateriaali huoneenlämmössä, mutta jos tarvitaan materiaalia, joka toimii esimerkiksi 1 000 °C:ssa, polystyreeni sulaa ja palaa.
Eristemateriaalien tyypit – lämpötilan aleneminen käytössä
Eristemateriaali | Paksuus | 200 °C | 500 °C | 1000 °C |
Vermikuliittilevy | 25 mm | 80 °C | 210 °C | 450 °C |
Takan rakennuslevy | 30 mm | 52 °C | 90 °C | 275 °C |
Keraaminen kuitumatto | 25 mm | 56 °C | 185 °C | 425 °C |
Keraaminen kuitumatto | 50 mm | 38 °C | 112 °C | 260 °C |
HT-levy | 12 mm | 100 °C | 235 °C | Ei saatavilla |
Keraaminen kuitupaperi | 5 mm | 120 °C | 340 °C | 780 °C |
Keraaminen kuitukangas | 2 mm | 180 °C | 450 °C | 900 °C |
Eristävät tulenkestävät tiilet, luokka 23 | 114 mm | 32 °C | 62 °C | 110 °C |
Tästä käy selvästi ilmi, että 0,4–2 mm paksut korkealämpötilakankaat eivät yksinään riitä, mutta niillä on oma paikkansa monikerroksisissa eristysjärjestelmissä.
Esimerkiksi keraamista kuitumattoa voidaan käyttää yhdessä alumiinipintaisen kankaan kanssa. Vaihtoehtoisesti eristäviä tulenkestäviä tiiliä voidaan yhdistää takan rakennuslevyyn.
