Inleiding
Aerogel is in de afgelopen jaren een steeds interessanter materiaal geworden voor thermische isolatie, met name in toepassingen waar traditionele isolatiematerialen hun beperkingen tonen. Aerogel isolatieplaten worden vooral toegepast in situaties waar het materiaal extreem dun moet zijn, maar toch een hoge isolerende werking moet leveren. De unieke eigenschappen van aerogel – zoals extreem lage warmtegeleiding, hoge mechanische sterkte, en thermische stabiliteit – maken het geschikt voor zowel binnen- als buitenisolatie, met name in monumentale en historische gebouwen, of in krappe ruimtes zoals trappen en dagkanten.
Deze artikelen geeft een overzicht van de eigenschappen, toepassingen, voordelen en beperkingen van aerogel isolatieplaten. Het artikel is gebaseerd op de beschikbare informatie uit betrouwbare bronnen in de bouwsector en is bedoeld voor eigenaren, woningbouwers, en professionals die geïnteresseerd zijn in innovatieve isolatiematerialen.
Wat is Aerogel en Hoe Werkt het?
Aerogel is een ultralicht, poriös materiaal dat voor 95 tot 99,98% uit lucht bestaat. Het wordt vaak aangeduid als de "luchtgesteente" of "frozen smoke", vanwege zijn transparante, wolkachtige structuur. Het basismateriaal is silica, dat wordt verwerkt via een complex proces dat bekend staat als het sol-gel proces. Tijdens dit proces wordt de vloeistof in de gel geleidelijk vervangen door gas, waardoor een uiterst licht en stijf materiaal ontstaat.
Een van de meest opvallende eigenschappen van aerogel is zijn extreem lage warmtegeleiding. De thermische geleidbaarheid (lambda-waarde) van puuraerogel is zo laag als 0,004 W/mK, terwijl commerciële aerogelplaten in de praktijk een waarde van 0,0135 tot 0,017 W/mK bereiken. Dit maakt aerogel tot een van de beste isolatiematerialen op de markt. Bovendien is het materiaal in staat om temperaturen te weerstaan variërend van -275 °C tot 1600 °C.
De combinatie van deze eigenschappen maakt aerogel ideaal voor toepassingen waar traditionele isolatiematerialen zoals glaswol of steenwol niet voldoen, met name in situaties waar het belangrijk is om minimale ruimteverlies te maken.
Eigenschappen en Voordelen van Aerogel Isolatieplaten
Aerogel isolatieplaten combineren unieke thermische, mechanische en fysische eigenschappen die het materiaal uitstekend maken voor een breed scala aan toepassingen. De voornaamste voordelen zijn:
1. Uitstekende Isolatiewaarde
Aerogel isolatieplaten hebben een extreem lage lambda-waarde, wat betekent dat ze een hoge thermische weerstand bieden. Dankzij de microscopische poriën en de stilstaande lucht die deze poriën vullen, wordt warmte effectief vastgehouden. Dit maakt aerogel 2 tot 3 keer beter in isoleren dan traditionele materialen zoals glaswol of keramische vezels, bij dezelfde dikte.
2. Extreem Dun
De mogelijkheid om te isoleren met een minimale dikte van slechts 1 mm is een van de grootste voordelen van aerogel. Dit maakt het ideaal voor toepassingen waar ruimte beperkt is, zoals bij binnenisolatie van monumentale gebouwen, in dagkanten rond ramen of deuren, of bij trappen die tegen buitenmuren liggen.
3. Brandwerend
Aerogel is een niet-combustibel materiaal. Het smelt niet bij hoge temperaturen en kan zelfs functioneren in extreme thermische omstandigheden. Dit maakt het geschikt voor toepassingen waar brandveiligheid van groot belang is, zoals in batterijcelisolatie of in gevels die aan brandwerendheidseisen moeten voldoen.
4. Dampdoorlatend en Waterafstotend
Aerogel is dampdoorlatend, wat betekent dat het vocht kan doorlaten en condensatieproblemen kan voorkomen. Bovendien is het waterafstotend, waardoor het bestand is tegen schimmelvorming en andere schadelijke effecten van vocht.
5. Mechanisch Stabiel
Hoewel aerogel licht is, is het uitzonderlijk sterk. Het materiaal kan drukveren en stoten goed verdragen, en is in staat om 1500 keer zijn eigen gewicht te dragen. Dit maakt het geschikt voor toepassingen waar mechanische belasting een rol speelt, zoals in daken of in toepassingen met trillingen.
6. Lange Levensduur
Aerogel isolatieplaten zijn uiterst duurzaam en hebben een minimale levensduur van 50 jaar. Bovendien zijn ze herbruikbaar, wat het materiaal geschikt maakt voor langdurige toepassingen waar investering in isolatie efficiënt moet zijn.
Toepassingsgebieden van Aerogel Isolatieplaten
Aerogel isolatieplaten worden in verschillende sectoren gebruikt, afgestemd op de specifieke vereisten van de toepassing. De voornaamste toepassingsgebieden zijn:
1. Isolatie van Batterijcellen
Een van de belangrijkste toepassingen van aerogelplaten is in de energieopslagsector, met name in de isolatie van batterijcellen. De AG50 aerogelplaten van Anchor Aerogel zijn ontworpen voor thermische en brandwerende isolatie tussen batterijcellen. De platen zijn beschikbaar in rol- en plaatvorm en zijn ideaal voor toepassingen waar een minimale dikte vereist is.
2. Binnenisolatie van Monumentale Gebouwen
Aerogel is een ideale keuze voor binnenisolatie van historische gebouwen, waar het belangrijk is om architectonische details te behouden en structurele aanpassingen te vermijden. De dunne platen kunnen direct op bestaande muren worden geplakt met minerale lijm of mechanisch worden bevestigd. De hoge thermische prestaties worden gerealiseerd zonder ingrijpende veranderingen in de muurconstructie.
3. Isolatie van Dagkanten
Dagkanten rond ramen en deuren zijn vaak lastig te isoleren met traditionele materialen vanwege de beperkte ruimte en de complexiteit van de constructie. Aerogel isolatieplaten bieden hier een efficiënte oplossing. Het dunne en flexibele materiaal past zich goed aan de vorm aan en beperkt warmteverlies aanzienlijk.
4. Trappen en Krappe Ruimtes
In trappen die tegen een buitenmuur liggen, is er vaak weinig ruimte voor isolatie. Aerogelplaten zijn hier ideaal vanwege hun minimale dikte en hoge thermische isolatieprestaties. Het materiaal kan eenvoudig worden aangebracht en levert een aanzienlijke verbetering in thermische comfort.
5. Gevelisolatie
Aerogel kan ook worden gebruikt als gevelisolatie, met name in situaties waar architectonische details niet mogen worden verborgen. Dit is het geval bij historische gebouwen met natuurstenen of arduinen gevelelementen. De dunne isolatielaag kan onder een pleisterlaag worden aangebracht en levert een hoge thermische prestatie zonder visuele invloed op het gevelbeeld.
6. Daken
Aerogel is geschikt voor het isoleren van hellende daken, waar ruimtebeperkingen vaak voorkomen. Traditionele isolatiematerialen zoals glaswol of steenwol vereisen een dikkere laag, wat leidt tot verlies van opbouwhoogte. Met aerogel isolatieplaten is het mogelijk om binnenin te isoleren zonder dat dit leidt tot een aanzienlijk verlies aan gebruiksruimte.
Voordelen T.o.v. Andere Isolatiematerialen
Aerogel heeft een aantal voordeel t.o.v. traditionele isolatiematerialen zoals glaswol, steenwol, of keramische vezels. De belangrijkste voordelen zijn:
| Kenmerk | Aerogel | Glaswol | Steenwol | Microporeuze isolatie |
|---|---|---|---|---|
| Lambda-waarde (W/mK) | 0,0135 – 0,017 | 0,040 – 0,045 | 0,034 – 0,043 | 0,015 – 0,025 |
| Dikte om dezelfde isolatie te bereiken (vergelijkbaar met glaswol) | 1/4 tot 1/3 | 100% | 100% | 1/4 tot 1/3 |
| Brandwerendheid | Ja | Nee | Nee | Ja |
| Dampdoorlatendheid | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Mechanische sterkte | Uitstekend | Beperkt | Beperkt | Laag |
| Levensduur | >50 jaar | 20-30 jaar | 20-30 jaar | 10-20 jaar |
| Toepasbaar in krappe ruimtes | Ja | Nee | Nee | Moeilijk |
| Duurzaamheid | Middelmatig | Goed | Goed | Middelmatig |
| Verwerking | Complex | Eenvoudig | Eenvoudig | Complex |
Aerogel is dus een uitstekende keuze waar het belangrijk is om met minimale dikte te isoleren en waar thermische, brand- of mechanische prestaties een rol spelen. Echter, het is niet altijd de ideale keuze vanwege de hoge kosten en de complexiteit van de verwerking.
Beperkingen en Aandachtspunten bij het Gebruik van Aerogel
Hoewel aerogel isolatieplaten uitstekende prestaties leveren, zijn er ook een aantal beperkingen en aandachtspunten die in overweging genomen moeten worden:
1. Hoge Kosten
Aerogel is een van de duurste isolatiematerialen op de markt. De prijzen variëren tussen ongeveer 100 en 175 euro per vierkante meter, afhankelijk van de dikte. Dit maakt het niet geschikt voor alle toepassingen, met name niet waar budgetbeperkingen een rol spelen.
2. Complexiteit bij Verwerking
Het verwerken van aerogelplaten vereist voorzichtigheid en bescherming. Het materiaal kan fijne stofdeeltjes afgeven, wat het noodzakelijk maakt om tijdens de installatie beschermende kleding, een stofmasker en handschoenen te gebruiken. Ook kan het materiaal schade oplopen bij verkeerde behandeling, wat de thermische en mechanische eigenschappen kan beïnvloeden.
3. Niet Bio-ecologisch
Hoewel aerogel herbruikbaar is, is de productie energie-intensief en is het materiaal niet bio-ecologisch. Dit maakt het minder geschikt voor toepassingen waar duurzaamheid een prioriteit is. Het is echter wel geschikt voor situaties waar het belangrijk is om thermische prestaties te behalen, ondanks de hoge CO2-voetafdruk.
4. Beperkte Verkoop en Distributie
Aerogel isolatieplaten zijn nog steeds relatief nieuw op de markt en zijn niet zo algemeen beschikbaar als traditionele isolatiematerialen. Hierdoor kan het moeilijker zijn om het materiaal aan te schaffen of specialisten te vinden die ervaring hebben met de verwerking.
Hoe Wordt Aerogel Isolatie Toegepast in de Praktijk?
In de praktijk wordt aerogel isolatieplaten vaak in combinatie met andere isolatiematerialen gebruikt of in situaties waar traditionele isolatiematerialen niet voldoen. De werkwijze hangt af van de toepassing en de vereisten van het project.
1. Binnenisolatie van Muren
Bij binnenisolatie van muren wordt aerogelplaat direct op de muuroppervlakte aangebracht met minerale lijm of mechanisch bevestigd. De dunne dikte van het materiaal zorgt voor minimale invloed op de ruimte en de thermische prestaties zijn uitstekend.
2. Gevelisolatie
In gevelisolatie wordt aerogelplaat als een dunne isolatielaag onder een pleisterlaag aangebracht. Het materiaal is hier ideaal vanwege de beperkte ruimte en de behoefte aan thermische isolatie zonder visuele veranderingen in het gevelbeeld.
3. Dakisolatie
Bij het isoleren van hellende daken wordt aerogelplaat gebruikt om de binnenzijde van het dak te isoleren. Omdat het materiaal extreem dun is, is er geen verlies aan opbouwhoogte nodig en kan de thermische prestatie toch hoog worden gehouden.
4. Isolatie van Krappe Ruimtes
In toepassingen zoals trappen, wanden of kelders waar de beschikbare ruimte beperkt is, is aerogel de ideale keuze. Het materiaal is hier in staat om thermische isolatie te realiseren zonder dat het visueel of functioneel invloed heeft op de ruimte.
Conclusie
Aerogel isolatieplaten zijn een innovatief en efficiënt isolatiemateriaal dat uitstekende thermische, mechanische en fysische eigenschappen biedt. Dankzij hun extreem lage warmtegeleiding, hoge mechanische sterkte, en thermische stabiliteit zijn ze ideaal voor toepassingen waar traditionele isolatiematerialen hun beperkingen tonen. De voornaamste toepassingsgebieden zijn binnen- en buitenisolatie van monumentale gebouwen, isolatie van batterijcellen, dagkanten, trappen, en krappe ruimtes.
Hoewel aerogelplaten een aantal beperkingen hebben, zoals hoge kosten en complexe verwerking, zijn ze een waardevolle oplossing in situaties waar thermische prestaties en ruimtebesparing cruciaal zijn. Voor eigenaren en woningbouwers die op zoek zijn naar innovatieve en duurzame isolatietechnieken, is aerogel een interessante optie die het verschil kan maken in de thermische prestaties van een gebouw.