Temperature Master on Amazonin yhteistyökumppani. Amazonin yhteistyökumppanina ansaitsemme oikeutetuista ostoista. Saatamme myös ansaita palkkioita, jos ostat tuotteita muilta jälleenmyyjiltä klikattuasi sivustomme linkkiä.

Monet ihmiset ovat kuulleet koulun luonnontiedon tunneilla ”eristeistä”: niistä asioista, jotka muun muassa auttavat pitämään asiat lämpiminä. Ja lämpimänä pitävistä materiaaleista maailmassa sanotaankin, että styrox pitää lämpimänä, eikö niin?

Styroksi pitää asioita lämpimänä, koska se on tehty polystyreenivaahdosta, jossa on paljon ilmataskuja. Ilma ei päästä lämpöä läpäisemään sitä kovin hyvin, joten styroksin ilmataskut eristävät mitä tahansa säiliössä on ja estävät lämmön karkaamisen.

Mutta termiin ”styroksi” liittyy yleinen virhe, kun puhutaan lämpimänä pitävästä materiaalista. Tässä artikkelissa kerrotaan yksityiskohtaisesti, mitä styroksiini on, mikä on virhe, varoitus ja koko tiede sen takana, miten styroksiini pitää asiat lämpiminä.

Pitäisikö styroksiini asiat lämpiminä?

Mitä styroksiini on?

Styroksiini on itse asiassa tavaramerkkiin merkitty termi öljypohjaiselle vaahtomuovimateriaalille, joka tunnetaan nimellä polystyreeni. Sitä valmistaa Dow Chemical Company. Dow omisti sen vuodesta 1947 lähtien, jolloin se patentoitiin sen jälkeen, kun Dow’n kemiallisen fysiikan laboratorion tutkijat keksivät, miten se valmistetaan, ja löysivät uudelleen menetelmän, jota ruotsalainen keksijä Carl Georg Munters käytti ensimmäisen kerran.

Styrofoam on erittäin tehokas eriste, ja siksi se on yksi yleisimmistä muoveista, joita käytetään muovisten eristemateriaalien valmistuksessa.

Styrofoam on loistava pysäyttämään lämmön siirtymistä. Tätä tiettyä eristystyyppiä kutsutaan ”lämpöeristykseksi”. Tämän vuoksi styroksia käytetään käytännössä eristelevyjen valmistuksessa, jotka toimivat itse asiassa rakennusten eristelevyinä talojen seinissä, katoissa ja perustuksissa. Tällaisten rakennusten eristevaippojen lisäksi sitä käytetään myös putkien eristämiseen.

Styrofoam on helposti tunnistettavissa vaaleansinisestä väristään. Siksi sitä kutsutaan yleisesti ”siniseksi levyksi”.

Onko styroksia erityyppisiä?

Kun ihmiset kysyvät kysymyksen ”pitääkö styroksi lämpimänä?”, he eivät välttämättä aina puhu samasta styroksista. Kuten olet nähnyt edellä, styroksi on teknisesti tavaramerkillä suojattu termi materiaalille, jota käytetään rakentamisessa. Ihmiset tekevät kuitenkin erään virheen.

Monissa paikoissa maailmassa ’styroksi’ on puhekielessä sana, jota käytetään vain satunnaisesti viittaamaan toiseen materiaaliin, joka on väriltään valkoista ja joka on myös valmistettu polystyreenivaahdosta – vaikkakaan ei samalla prosessilla. Sitä käytetään tavallisimmin ruoka- ja kahvikupeissa sekä pakkauksissa, jotka pitävät esimerkiksi ruoan tai kahvin lämpimänä. Kyseessä on tapaus, jossa tavaramerkki muuttuu yleisnimeksi.

Tämä on virhe. Tämä materiaali on nimittäin täysin erilaista kuin polystyreeni, jota käytetään varsinaisessa styrofoam-eristeessä, vaikka tämä usein virheellisesti ”styrofoamiksi” kutsuttu materiaali myös pitää asiat lämpiminä.

Dow Chemical Company sanoo, että maailmassa ei ole yhtään kahvikuppia, kylmälaitetta tai pakkausmateriaalia, joka olisi tehty styrofoamista. Materiaali, jonka luullaan muodostavan tällaisia esineitä ja jota usein luullaan styroksiksi, ei siis ehdottomasti ole styroksia. Dow Chemical Companyn mukaan styroksi sekoitettavaan materiaaliin pitäisi viitata yleisnimityksellä ”vaahtomuovi”.”

Varoitus

Tämän lukiessasi sananen viisaalle: olisi erittäin epäviisasta säilyttää juomia kupeissa, jotka ovat ”styroksiksi” erehdyttävästi luultua materiaalia. Polystyreeni, vaikka kuinka auttaisi lämpimänä pitämisessä, sisältää aineita styreeniä ja bentseeniä.

Pitävätkö styroxit asiat lämpiminä?

Nämä ovat ihmiselle erittäin myrkyllisiä aineita. Niitä epäillään syöpää aiheuttaviksi (syöpää aiheuttaviksi aineiksi) ja neurotoksiineiksi (hermokudosta vaurioittaviksi aineiksi).

Kuumia ruokia ja nesteitä, joita ihmiset laittavat luulemaan, että tällainen vaahtomuovi pitää ne lämpiminä, käynnistyy itse asiassa tällaisen vaahdon osittainen hajoaminen. Tämä saa niissä olevat myrkyt liukenemaan. Kun niitä laitetaan huulille, ihminen imee myrkkyjä verenkiertoon ja kudoksiin.

Jokatapauksessa termospullo tai -astia sitoo lämpöä paljon enemmän kuin se, jolla tällainen vaahto pitää asiat lämpiminä. Vaikka tällaisen vaahdon kyky pitää asiat lämpiminä on sinänsä hyvä, se kalpenee ehdottomasti tehokkuudessa ja vaikuttavuudessa tämän kilpailijan edessä. Kun on olemassa parempi vaihtoehto, eikö sitä kannattaisi joka tapauksessa harkita kaiken muun huolen lisäksi?

Miten styroksi pitää lämpimänä?

Styroksi koostuu suurimmaksi osaksi ilmasta: noin 98 %. Ilma on erittäin huono johtumisessa, mutta hyvä konvektiossa.

Energian säilymislain mukaan minkään systeemin kokonaisenergiamäärä ei voi syntyä eikä tuhoutua. Sanotaan siis, että tarkastellaan lämpöenergiaa tietyssä systeemissä: lämpöenergia ei voi ”tuhoutua” eikä vaikkapa sulaa itsestään pois. Se pysyy itsestään vakiona. Se voi vain ”hävitä”: lämpöenergia voi siirtyä pois kuumemmasta kohteesta kylmempään.

Sitä, että styroksi ”pitää jotain lämpimänä”, tarkoittaa siis sitä, että lämmön siirtyminen esineestä mihin tahansa sen ulkopuolella tai ympärillä olevaan, lämpötilaltaan matalampaan esineeseen on pysäytettävä. Silloin, energian pysyvyyden ja tuhoutumattomuuden ominaisuuden nojalla, lämpö pysyy ”säilöttynä”. Lyhyesti sanottuna näin eristysprosessi periaatteessa toimii.

Pitävätkö styroksit asiat lämpiminä?

Lämmön ”siirtyminen” voi tapahtua johtumalla tai konvektiolla.

Johtuminen tapahtuu silloin, kun lämpöenergia pääsee karkaamaan pois, virtaamaan kuumasta esineestä kylmempään, kun nämä kaksi ovat kosketuksissa toisiinsa, fyysisesti koskettavat toisiaan. (Se, kuinka nopeasti tämä tapahtuu, riippuu mm. esineiden välisestä lämpötilaerosta ja monesta muusta asiasta). Kuten on todettu, ilma, joka on styroksin pääkomponentti, ei ole hyvä johdin.

Konvektio on lämmönsiirtoa, joka johtuu molekyylien liikkeistä (molekyylit ovat pieniä asioita, joista kaikki aine koostuu). Se tapahtuu, kun osa aineen molekyyleistä virtaa paikasta toiseen, ja lämpöenergia kulkeutuu mukana tässä prosessissa. Mutta ilma on hyvä konvektori, eikö niin? Miten styroksi sitten eristää?

No, prosessi, jolla styroksi valmistetaan, saa sen sitomaan ilmaa pieniin ”taskuihin” tai ”kupliin”. Tämä estää ilmaa virtaamasta kunnolla. Tämän seurauksena lämmönsiirto mitätöityy minimaaliseksi, koska pieni massa missään tietyssä kiinteässä pisteessä ei voi varastoida suurta määrää lämpöä. Tämä estää tehokkaasti myös lämpöenergian virtauksen konvektion kautta.

Siten sekä johtuminen että konvektio jäävät pois yhtälöstä. Tämän seurauksena styroksi on hyvä eriste.

Pitääkö styroksi asiat lämpiminä?

Styroksi sijoitetaan tyypillisesti seinän onteloihin, jotta rakennusten sisätilat pysyisivät lämpiminä. Pidättämällä ilmaa ja vähentämällä lämpöenergian siirtymistä se pitää tarvittavan lämmön rakennuksen sisällä. Jos taas näissä rakenteissa rakennusmateriaalina olisi käytetty metallia, se olisi ollut huono ajatus. Tämä johtuu siitä, että metallit yleensä päästävät lämpöenergian virtaamaan niiden läpi ja ovat siten huonoja ”eristeitä”.”

Muita tärkeitä sovelluksia styroksin ominaisuudesta pitää asiat lämpiminä ovat mm. seuraavat:

  • Katto ja lattia
  • Kellarit
  • Betonimuottien eristäminen
  • Ulkopuoliset eristys- ja pintakäsittelyjärjestelmät
  • Akustiikka ja äänenvaikutus

Yhteenvetona voidaan siis todeta, että styroksi pitää lämpimänä siksi, että:

  • Styroksiini on vaahtomuovia.
  • Se koostuu noin 98% ilmasta.
  • A ilma on huono lämmönjohdin, mutta kelpo konvektori.
  • Styroksi valmistetaan prosessissa, jossa syntyy materiaali, joka sitoo ilmaa kupliin tai taskuihin.
  • Konvektio myös pysähtyy.
  • Lämpö ei pääse karkaamaan.
  • Tuloksena styroksi pitää asiat lämpiminä.

Tiedät siis nyt, mitä styroksi on ja miten se tekee sen, mitä se tekee pitäessään asiat lämpiminä. Ratkaisevaa on, että toivottavasti olet nyt myös oppinut siitä yleisestä virheestä, jonka ihmiset tekevät siitä tietystä styroksista, josta puhutaan, kun keskustellaan kysymyksestä ”Pitääkö styroksi lämpimänä?”, ja niistä haitallisista vaikutuksista, joita tuolla muulla lämpöä pitävällä vaahdolla voi olla.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.