Nya effektiva material för miljön

Forskare och teknikutvecklare är fullt upptagna med att hitta nya lösningar som ska infria visionerna om framtidens ”självförsörjande” byggnader. Det handlar bland annat om material som effektiviserar energianvändningen betydligt, i synnerhet isoleringsmaterial.

Vacuumisolering

Ett exempel är Vakuumisolering, VIP, som börjat distribueras i Sverige från tillverkare i Tyskland och Belgien. Enligt Christer Sjöström, professor i byggnadsmaterialteknik vid Högskolan i Gävle, är vakuumisolering en framtidsprodukt som kan komplettera och delvis ersätta dagens utrymmeskrävande isolermaterial.

– Jag är övertygad om att materialet får ett kommersiellt genombrott inom tio år, säger han.

Isoleringen består av tunna, formbara paneler med poröst material som inneslutits i ett lufttätt metallhölje. Isoleringsförmågan är mycket hög: en panel med en bredd på 2-3 cm motsvarar ungefär 10-15 cm mineralullsisolering.

– Egenskaperna hos vakuumisolering innebär att man kan vinna mycket volym och bygga slankare konstruktioner än vad som är möjligt idag, säger Christer Sjöström.

Vakuumisolering är ännu så länge en nischprodukt som till exempel används i frys- och kylskåp. Inom byggsektorn har det enbart testats i mindre omfattning, främst i panelväggar och som tilläggsisolering av väggar med begränsat utrymme.

– Eftersom volymerna är små blir också materialkostnaden hög. Men med en ökad efterfrågan hos byggbranschen kommer priserna på materialet successivt att sjunka.

Vakuumisolering har vissa nackdelar. Dels kräver panelerna en varsam behandling under transport och byggnation så att de inte råkar punkteras och blir obrukbara. Dels minskar vakuumet efter en viss tid och därmed den värmeisolerande förmågan. Idag bedömer man att livslängden är cirka 30 till 50 år, beroende på panelens egenskaper.

– Det innebär att man byggtekniskt måste se till att panelerna enkelt kan bytas ut i framtiden, konstaterar Christer Sjöström.

Vid sidan av vakuumisolering förekommer andra typer av högpresterande isolermaterial. Några exempel är:

Skumglas som består av krossat, återvunnet glas. Vid byggnation av hus används materialet som grundisolering.

Polyuretanskivor.

Polyuretanskivor (PUR) eller Polyisocyanurat (PIR) används främst som takisolering, men även som skalmursisolering, i putsade fasader i sandwichväggar och som golvisolering.

Grafit cellplast, ett lätt och stabilt isolermaterial som sägs ha bättre egenskaper än vanlig EPS cellplast. Materialet, som också tillverkas i Sverige, är lämpligt i grunder, golv, tak och på fasader.

Det har även talats en del om reflekterande isolering, även kallat rymdisolering, som består av ett tunt isoleringsskikt med flera lager av reflekterande folie, i regel aluminium. Enligt en jämförande fältstudie som nyligen genomförts på Umeå universitet visade sig materialet ha klart sämre isolerförmåga än traditionella isolermaterial. Men det finns andra studier som motsäger detta resultat. Därför debatterar nu experterna var felet egentligen ligger – hos produkten eller mätmetoden?

Fönster/glas är ett annat prioriterat forskningsområde som i hög grad påverkar byggnadens energiförbrukning. Förutom energisnålare fönster med låga u-värden pågår en utveckling av ”smarta fönster” som kan styra inflödet av ljus och värme. På Ångströmlaboratoriet i Uppsala har man till exempel utvecklat en tunn, flerskiktad fönsterfolie som styrs av elektrisk spänning. Tekniken, som kallas elektrom styrning och bygger på nanovetenskap, håller nu på att kommersialiseras av det svenska företaget Chromogenics.

Så fungerar elektrom styrning.

– Metoden innebär att fönstret kan öka eller minska sitt ljusinsläpp genom att materialet laddas upp så att det mörknar, eller laddas ur så att det ljusnar, förklarar Claes-Göran Granqvist, professor i materialfysik på Ångströmlaboratoriet.

Den stora besparingspotentialen finns framför allt i luftkonditionerade byggnader där mycket energi krävs för kylning. De smarta fönstren kan även ge möjlighet för stort ljusinsläpp (och värme) när så behövs, och de kan även förbättra komforten i täta byggnader som passivhus där det finns risk för övertemperaturer.

– Tekniken med styrbar fönsterfilm kan användas på befintliga fönster men blir mest effektiv när den appliceras i nya glas, säger Claes-Göran Granqvist.
På Ångströmlaboratoriet pågår nu även försök med material som anpassar solinstrålningen efter temperaturen, så kallad termokrom styrning.

Även taktäckningsmaterial är föremål för miljöanpassning. Till exempel ökar utbudet av diffusionsöppna material som är täta men ändå kan ”andas”. På taket används materialet främst för underlagstäckning och består av en gummimatta vars ovansida är vattenavledande, samtidigt som den släpper igenom fuktig luft från undersidan.

Monier Roofing är ett av de takföretag som idag använder detta underlag.

– Materialet har i princip samma egenskaper som Gore-Tex kläder. Dessutom är det energisnålt, lätt att hantera och väger mycket mindre än traditionell tjärpapp, säger Fredrik Heijel på Monier Roofing.

Inom takbranschen ser man också möjligheten att integrera teknik som hjälper husen att producera energi. Solfångare och solceller som ger huset värme och el kommer inom snar framtid att ingå i tacktäckningen redan vid byggnation.

– Tekniken finns ju redan idag men i framtiden kommer taket att vara mer av ett system, en självklar del av husets uppvärmning, , säger Fredrik Heijel.

Tester pågår nu för att få fram olika miljövänliga funktioner i takmaterialen. Bland annat har Monier tagit patent på en ytbeläggning, kallad Auranox, som skyddar takpannorna mot föroreningar och även renar luften. På takpannans yta finns det naturliga mineralet titandioxid, som i samverkan med solljus, bryter ned organiskt material och kväveoxid.

– Enkelt uttryckt kan man säga att takpannorna blir ”smog eaters”, de tar hand om den smuts som faller ned och käkar upp den!