Tudo sobre a condutividade térmica de aquecedores, tabela e teoria

Comparação da condutividade térmica de aquecedores

Quanto maior a condutividade térmica, pior é o material como isolante.

Começamos a comparar materiais de isolamento térmico por uma razão, já que esta é sem dúvida a característica mais importante. Mostra quanto calor o material passa não durante um certo período de tempo, mas constantemente. A condutividade térmica é expressa como um coeficiente e é calculada em watts por metro quadrado. Por exemplo, um coeficiente de 0,05 W / m * K indica que a perda de calor constante por metro quadrado é de 0,05 watts. Quanto maior o coeficiente, melhor o material conduz o calor, respectivamente, pois um aquecedor funciona pior.

Abaixo está uma tabela que compara aquecedores de condutividade térmica populares:

Tendo estudado os tipos de isolamento acima e suas características, podemos concluir que, com igual espessura, o isolamento térmico mais eficaz entre todos é a espuma de poliuretano de dois componentes (PPU) líquida.

A espessura do isolamento é de suma importância, deve ser calculada para cada caso individualmente. O resultado é influenciado pela região, pelo material e espessura das paredes, pela presença de zonas tampão de ar.

As características comparativas dos aquecedores mostram que a densidade do material afeta a condutividade térmica, especialmente para lã mineral. Quanto maior a densidade, menos ar na estrutura de isolamento. Como você sabe, o ar tem um baixo coeficiente de condutividade térmica, que é inferior a 0,022 W / m * K. Com base nisso, com o aumento da densidade, o coeficiente de condutividade térmica também aumenta, o que afeta negativamente a capacidade do material de reter calor.

O que você precisa saber sobre a condutividade térmica da espuma

A capacidade de um material de transferir calor, conduzir ou reter fluxos de calor é geralmente estimada pelo coeficiente de condutividade térmica. Se você olhar para sua dimensão - W / m ∙ Co, fica claro que este é um valor específico, ou seja, determinado para as seguintes condições:

• A ausência de umidade na superfície da laje, ou seja, o coeficiente de condutividade térmica da espuma do livro de referência, é um valor determinado em condições idealmente secas, que praticamente não existem na natureza, exceto no deserto ou em Antártica;
• O valor do coeficiente de condutividade térmica é reduzido a uma espessura de espuma de plástico de 1 metro, o que é muito conveniente para a teoria, mas de alguma forma não impressionante para cálculos práticos;
• Os resultados das medições de condutividade térmica e transferência de calor são feitos para condições normais a uma temperatura de 20 ° C.

De acordo com uma técnica simplificada, no cálculo da resistência térmica de uma camada de isolamento de espuma, é necessário multiplicar a espessura do material pelo coeficiente de condutividade térmica, a seguir multiplicar ou dividir por vários coeficientes utilizados para levar em consideração o condições reais de operação do isolamento térmico. Por exemplo, uma forte inundação do material, ou a presença de pontes frias, ou um método de instalação nas paredes de um edifício.

Para a sua informação! Os valores do coeficiente de 0,37-0,39 W / m ∙ Co emitido pelo SNiP e vários livros de referência são o valor médio ideal. Em vez de ficar pensando nas peculiaridades do esquema de isolamento, é mais fácil usar o valor médio.

O quanto a condutividade térmica da espuma difere de outros materiais pode ser visto na tabela de comparação abaixo.

Na verdade, nem tudo é tão simples. Para determinar o valor da condutividade térmica, você pode fazer você mesmo ou usar um programa pronto para calcular os parâmetros de isolamento. Para um objeto pequeno, isso geralmente é feito.Um comerciante privado ou autoconstrutor pode não estar interessado na condutividade térmica das paredes, mas colocar um isolamento de material de espuma com uma margem de 50 mm, o que será suficiente para os invernos mais rigorosos.

As grandes construtoras que realizam o isolamento de paredes em uma área de dezenas de milhares de quadrados preferem atuar de forma mais pragmática. O cálculo realizado da espessura do isolamento é utilizado para fazer uma estimativa, sendo os valores reais da condutividade térmica obtidos em um objeto em escala real. Para isso, várias folhas de poliestireno de diferentes espessuras são coladas à seção da parede e a resistência térmica real do isolamento é medida. Como resultado, é possível calcular a espessura ideal da espuma com uma precisão de vários milímetros, ao invés de um isolamento aproximado de 100 mm, você pode colocar o valor exato de 80 mm e economizar uma quantidade considerável de dinheiro.

O quão lucrativo é o uso de espuma em comparação com materiais típicos, pode ser estimado a partir do diagrama abaixo.

Comparação de permeabilidade de vapor de aquecedores

Alta permeabilidade ao vapor = sem condensação.

A permeabilidade ao vapor é a capacidade de um material de passar o ar e, com ele, o vapor. Ou seja, o isolamento pode respirar. Os fabricantes têm focado muita atenção nesta característica do isolamento residencial recentemente. Na verdade, a alta permeabilidade ao vapor é necessária apenas ao isolar uma casa de madeira. Em todos os outros casos, este critério não é categoricamente importante.

Características dos aquecedores para permeabilidade ao vapor, tabela:

A comparação de aquecedores para paredes mostrou que os materiais naturais têm o maior grau de permeabilidade ao vapor, enquanto os aquecedores de polímero têm um coeficiente extremamente baixo. Isso indica que materiais como a espuma de poliuretano e o poliestireno possuem a capacidade de reter vapor, ou seja, desempenham a função de barreira ao vapor. O penoizol também é um tipo de polímero feito de resinas. Sua diferença com a espuma de poliuretano e o poliestireno está na estrutura das células que se abrem. Em outras palavras, é um material com estrutura de células abertas. A capacidade do isolamento térmico de passar o vapor está intimamente relacionada à próxima característica - absorção de umidade.

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Em que casos Penoplex é melhor?

Se a estrutura protegida sofrer estresse mecânico (o peso do acabamento nas paredes ou o andar das pessoas na superfície), é melhor comprar Penoplex. A questão não é que seja mais quente - apenas sua alta rigidez, neste caso, acaba sendo a mais exigida. Mas a falta de pressão, digamos, nas paredes o forçará a escolher uma espuma mais acessível.

Além disso, a espuma de poliestireno extrudido está fora de competição quando é necessário executar simultaneamente a impermeabilização e térmica de alta qualidade de objetos. Ou seja, no caso de um porão de casa ou um porão úmido, a baixa absorção de água de Penoplex só afetará as mãos. Em edifícios com estrutura, EPS também é preferido se for necessário fornecer um nível suficiente de isolamento acústico. A razão é que a espuma convencional não apenas não para o ruído, mas também o amplifica.

A decisão a favor de Penoplex também é feita no caso de isolamento de espaços muito apertados por dentro, já que sua camada efetiva é cerca de 25% mais fina do que no caso de espuma. É por isso que para galerias, onde cada centímetro de área conta, é melhor escolher a espuma de poliestireno extrudado.

Testemunhos

“Eu acrescentaria às desvantagens da espuma plástica a impossibilidade fundamental de trabalhar com chapas finas.Mesmo os 50 mm padrão são muito frágeis e às vezes é assustador montá-los na vertical. Já é mais fácil e cómodo operar a 100 mm, e no caso do Penoplex esta espessura pode não ser necessária se o isolamento não for muito sério. "

Oleg Danilov, Kursk.

“Eu não recomendaria fixar totalmente o EPSP na parte externa de um edifício residencial, caso contrário, a umidade se condensará na própria parede. Na minha dacha, colei o isolamento térmico Penoplex apenas ao longo do pedestal, de modo que nenhum problema surgisse com os movimentos do solo e a umidade constante. E o resto da fachada foi simplesmente coberto com espuma. Pelo dinheiro, era a melhor opção para mim. "

Roman, Perm.

“Ao mesmo tempo, o isolamento das paredes pelo exterior não dava o efeito desejado, pois ninguém fazia cálculos / cálculos: simplesmente atiravam lã mineral 100 mm, cosiam com tapume e acalmavam. Por desespero, tive que me aquecer por dentro. Depois de ler os comentários, parei em Penoplex para preservar de alguma forma a área útil. No terceiro ano está tudo bem - sem umidade ou problemas com as paredes. Pelo que entendi, o EPS agora funciona como uma barreira de vapor para mim ”.

Leonid, região de Moscou.

“Não há dúvidas: Penoplex é realmente mais caro que o poliestireno, mas não se esqueça que devido à sua baixa condutividade térmica em espessura (e em capacidade cúbica) será necessário menos. Ou seja, a diferença não será mais tão significativa. E quantas latas de espuma você precisa derramar para coletar uma camada de PSB sempre em ruínas? Com bordas lisas ou em forma de L do EPS, essa questão não se levanta. "

Kirill Bannikov, Rostov-on-Don.

“Escolher Penoplex para fachadas é uma opção da categoria“ o dinheiro não tem para onde ir ”. É aconselhável utilizá-lo para o fim a que se destina: por baixo de uma betonilha (betão ou flutuante), subterrâneo ou próximo da fundação. Em todos os outros casos, é melhor ficar com a espuma. "

Mikhail, São Petersburgo.

“A casa do meu sogro é isolada do exterior com a espuma de plástico mais comum há 7 anos: nada fica úmido, não mofa e não cai. Fizemos tudo com ele sozinho: paredes de concreto aerado, PSB-S25-f em cima. A julgar pelas críticas, com Penoplex teria ficado muito pior - é muito denso e completamente impermeável ao ar. "

Nikita, Moscou.

Penoplex e poliestireno, na verdade, diferem ligeiramente um do outro, embora algumas características do EPS tornem necessária sua escolha para certos tipos de trabalho: isolamento de estruturas sob tensão mecânica no solo ou em condições de alta umidade. Em todos os outros casos, tudo é decidido apenas pelo preço - até mesmo a condutividade térmica necessária pode ser selecionada em termos de densidade e espessura das folhas. Portanto, se não houver requisitos especiais para o isolamento da superfície, é mais razoável parar na espuma comum, e Penoplex é melhor comprar para um trabalho sério.

Os primeiros lugares entre os materiais de construção para o isolamento de casas e apartamentos são ocupados pelo poliestireno e pela espuma de poliestireno. Estes tipos de materiais de construção têm muito em comum, mas devido a algumas diferenças, estes aquecedores diferem não só no custo, mas também na qualidade, o que condiciona a sua escolha para a realização de trabalhos de isolamento.

Visão geral da higroscopicidade do isolamento térmico

A alta higroscopicidade é uma desvantagem que precisa ser eliminada.

Higroscopicidade - a capacidade de um material de absorver umidade, medida como uma porcentagem de seu próprio peso de isolamento. A higroscopicidade pode ser chamada de lado fraco do isolamento térmico e quanto maior esse valor, mais medidas sérias serão necessárias para neutralizá-lo. O fato é que a água, entrando na estrutura do material, diminui a eficácia do isolamento. Comparação da higroscopicidade dos materiais de isolamento térmico mais comuns na construção civil:

A comparação da higroscopicidade do isolamento doméstico mostrou alta absorção de umidade do penoizol, enquanto este isolamento tem a capacidade de distribuir e remover a umidade. Devido a isso, mesmo quando molhado em 30%, o coeficiente de condutividade térmica não diminui. Apesar de a lã mineral ter um baixo percentual de absorção de umidade, ela precisa especialmente de proteção. Depois de beber a água, ela a segura, não permitindo que saia. Ao mesmo tempo, a capacidade de evitar a perda de calor é drasticamente reduzida.

Para excluir a entrada de umidade na lã mineral, filmes de barreira de vapor e membranas de difusão são usados. Basicamente, os polímeros são resistentes à exposição prolongada à umidade, com exceção da espuma de poliestireno comum, ela se degrada rapidamente. Em qualquer caso, a água não beneficiou nenhum material de isolamento térmico, por isso é extremamente importante excluir ou minimizar o seu contacto.

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O que escolher para isolamento

Apesar de os materiais em questão se destinarem ao isolamento, continua a ser recomendado isolar as paredes de edifícios residenciais com espuma. A espuma permite que as paredes respirem, evitando a formação de condensação dentro da parede. Se a condensação se formar constantemente, isso fará com que as paredes da casa desabem. Para evitar o acúmulo de condensado dentro da parede, você pode colocar uma barreira de vapor, o que é desnecessário.

Penoplex é recomendado para isolar edifícios não residenciais, bem como a fundação, teto e piso. Em relação a esses fatores, o penoplex é a melhor opção de isolamento. Penoplex tem uma vantagem importante - é de alta resistência. Após o aquecimento do piso, o material pode ficar descoberto, pois é capaz de suportar o peso de uma pessoa.

Uma varanda ou loggia isolada com poliestireno terá um isolamento acústico de baixa qualidade, mas não se esqueça que o objetivo em vista requer a preservação do calor, não do som.

Resumindo, é importante observar as principais características técnicas de ambos os materiais para isolamento:

1. A resistência da espuma é de 0,5 MPa, a da espuma é de 0,2 MPa.
2. Diferença significativa nos níveis de resistência ao ar e umidade. Para espuma - 2% e para espuma - 0,4%.
3. O grau de condutividade térmica para ambos os materiais é praticamente o mesmo e atinge 0,032 e 0,04 W / mK.
4. O custo da espuma de poliestireno é 1,5 vezes mais caro do que o da espuma plástica, o que se deve à laboriosidade de fabricação do material e à sua alta resistência.

Definindo a meta - para isolar sua varanda, é importante pesar todos os indicadores e características dos materiais de construção em questão, e então tomar uma decisão. Não se esqueça que não só o custo do material desempenha um papel importante, mas também a área de sua aplicação.

Esses materiais possuem não apenas nomes semelhantes, mas também suas características, bem como tecnologia de produção. Por que, então, os produtores de poliestireno expandido enganariam a cabeça das pessoas e produziriam materiais quase idênticos? Primeiro, você precisa entender as diferenças fundamentais, por que e por quê, e depois tirar conclusões.

Na verdade, esses materiais não são apenas semelhantes, eles são quase idênticos. O principal aqui é a primeira raiz "espuma". Ele fala sobre a estrutura porosa de ambos. Polyfoam e penoplex são fáceis de instalar, não absorvem umidade, pesam pouco, não apodrecem, não têm medo de nenhum tipo de clima. É verdade que o ruim deles é que não toleram solventes, por exemplo, a mesma acetona. Bem, e outras substâncias quimicamente agressivas. Estão queimando. Eles têm baixa resistência e precisam de proteção.

A primeira diferença entre eles é que a espuma é branca, e a espuma é de cor canário. Diferenças engraçadas? Não pense que os fabricantes deste diferencial artístico querem atrair clientes para comprar penoplex mais caro.Mas na escolha, esse fato ainda ajudará se você escolher uma chaleira.

Análise por composição

Estes materiais são utilizados ativamente na construção civil e, na sua maioria, precisamente para isolamento térmico, embora também possam isolar o som. Eles são feitos usando tecnologias semelhantes - espuma de poliestireno. A espuma é considerada um material isolante composto por 98% de ar e 2% de poliestireno. Por isso é barato: apenas 2% das matérias-primas são necessárias para o fogão. Penoplex é um material sintético para isolamento térmico feito de espuma de poliestireno extrudido. Também é criado a partir da espumação de matérias-primas e a composição é aproximadamente a mesma.

Transmissão de calor

Já que começamos a falar em isolamento térmico, ou seja, existe uma pequena diferença entre eles, pois a condutividade térmica da espuma é de 0,035-0,05 W / m * C, e a da espuma é de 0,028 W / m * C. Disto se conclui que o penoplex retém o calor um pouco melhor. Por exemplo, uma placa de espuma de 25 mm é idêntica em isolamento térmico a uma placa de espuma de 20 mm. A primeira opção é ligeiramente inferior à segunda. Em grandes áreas, é uma grande economia de espaço.

Absorção de água

Penoplex não gosta de água e não absorve mais do que 0,4% em 30 dias, mas a espuma também não foi muito longe. Ele absorve menos de 4% para as mesmas três dezenas de revoluções do planeta em torno de seu eixo. E novamente o penoplex está ligeiramente à frente. Também vale a pena saber e considerar que penoplex é completamente estanque ao vapor. O que não se pode dizer sobre a espuma, que tem algum tipo de índice de permeabilidade ao vapor, mas tem, mesmo que você apenas olhe na especificação.

Sobre força

Por humilhação e compressão de materiais de poliestireno expandido, verificou-se que a espuma resiste a uma pressão de 0,5 MPa, e a espuma tem apenas 0,2 MPa. Você sente a diferença? É melhor colocar o primeiro análogo no chão, especialmente se for uma garagem, um rinque de patinação ou mesmo uma pista de pouso. É verdade que vale a pena levar em conta que a densidade da espuma é menor, e varia de 15 kg / m3 a 35 kg / m3, e a segunda tem 28-45 kg / m3. Isso significa que a gravidade específica também é menor.

Temperatura

Aqui, a diferença é quase imperceptível, ambas as opções são ótimas em geadas explosivas, mas em temperaturas abaixo de -50 ° C começam a perder suas propriedades. O máximo máximo é 70 ° C para poliestireno e 75 ° C para espuma de poliestireno. Também é melhor não deixá-los à mercê da luz solar direta. Você pode, é claro, experimentar colocando um pedaço de isopor ao sol. O resultado não o deixará esperando por muito tempo.

A pergunta mais dolorosa

Você já viu um material com as melhores propriedades ser vendido pelo mesmo preço de um concorrente perdedor? Sem falar no inferior? Aqui a situação é muito normal - devido ao fato de que o penoplex avançou um pouco em termos de indicadores, é uma vez e meia mais caro que o poliestireno. A maioria escolhe o isopor apenas por causa de seu custo mais baixo. Em alguns tipos de trabalho, eles realmente dificilmente diferem nas propriedades, mas também acontece de uma maneira diferente.

Inflamabilidade de materiais

Ambas as peças de poliestireno expandido queimam bem. Só a espuma torna um pouco mais lento, e tem a categoria G3, e a espuma é melhor e pertence à categoria G4.

G - combustível, NG - não combustível. Os números de 1 a 4 indicam o grau de inflamabilidade de baixo a alto.

Para evitar que o material queime, ele é impregnado com retardantes de fogo. Mas isso não significa que ele não acenderá. Ele vai queimar, embora seja pior, ao mesmo tempo que libera substâncias tóxicas de retardadores de fogo.

O que é onde?

• Para isolamento de fachada, é melhor usar espuma de poliestireno. É mais barato e mais respirável. Também reduzirá os custos da barreira de vapor, pois permite que a parede "respire".
• É melhor não isolar as paredes internas da casa com a ajuda de tais materiais. Embora sejam ecologicamente corretos, podem ser impregnados com soluções especiais que liberam substâncias tóxicas assim, à vontade.
• Ao isolar uma varanda ou loggia, é melhor escolher um penoplex. Tem menos condutividade térmica, o que significa que não vai reduzir tanto o espaço interno.
• Se você tiver um telhado plano e decidir isolá-lo, as duas opções funcionarão.
• O teto também pode ser isolado com qualquer um de sua escolha. Mas, se você vai andar no sótão mais tarde, então é melhor escolher um análogo mais durável - penoplex.
• Ambos os materiais também são adequados para o isolamento térmico do piso, se o contrapiso for feito ao longo de toras.

Na construção, o isolamento é amplamente utilizado com materiais de poliestireno - polímeros termoplásticos que se transformam em um estado viscoso quando aquecidos e passíveis de moldagem. Os plásticos são preenchidos com gás e adquirem uma estrutura de espuma curada. O material resultante é muito leve, o que é bom para a instalação e tem uma baixa condutividade térmica devido ao fato de ser composto por mais de 90% de ar. É produzido na forma de placas 1200x600 mm (Penoplex) ou 2000x1000, 1000x1000, 1000x500 (poliestireno), com espessura de 10 a 100 mm.

E um e outro isolamento são obtidos de poliestireno, o que explica as características semelhantes. Não estão sujeitos à decomposição e biodegradação, prestam-se bem ao processamento mecânico, não absorvem água e não se dissolvem nela. Mas a espuma, como Penoplex, é destruída por líquidos como acetona, benzeno, dicloroetano, gasolina. Ao instalar o isolamento térmico, é importante escolher os materiais de acompanhamento corretos: cola ou pintura. Além disso, o poliestireno e o Penoplex se deterioram sob a influência da radiação ultravioleta e durante o armazenamento devem ser protegidos da luz do dia. Pelo mesmo motivo, se o isolamento for instalado no exterior do edifício, são necessários novos acabamentos.

O poliestireno é uma substância inflamável; para reduzir o risco de incêndio, retardadores de chama são incluídos em sua composição. Polyfoam está disponível em dois tipos: com ou sem aditivos especiais para reduzir a inflamabilidade. Segundo GOST 15588-86, na designação do tipo de placa (PSB-S ou PSB), a letra C simboliza a presença de retardadores de fogo. No entanto, tanto o poliestireno quanto o Penoplex são inaceitáveis ​​para serem usados ​​para isolamento térmico de áreas de instalações próximas a fogões, lareiras, aparelhos a gás e outras fontes de fogo aberto. As seguintes características dependem da tecnologia de fabricação de materiais isolantes:

• força;
• absorção de água;
• permeabilidade ao vapor;
• condutividade térmica.

Polyfoam é produzido a partir de grânulos de poliestireno em que um líquido de baixo ponto de ebulição é uniformemente dissolvido. O aquecimento leva a sua formação de espuma e um aumento das micropartículas em 10-30 vezes; simultaneamente, elas são sinterizadas e um bloco é formado, que é então cortado em placas com a espessura necessária. Como resultado, a espuma é composta por bolas com casca impermeável e microporos em seu interior. No entanto, os espaços vazios permanecem entre os grânulos individuais e a ligação não é forte o suficiente.

Penoplex (espuma de poliestireno extrudado ou EPS) é feito de uma forma diferente: as partículas da substância inicial, por aquecimento, transformam-se em uma massa fluida homogênea, que, após a formação de espuma, é espremida por uma extrusora de formação. O ambiente será mais quente se o material obtido com esta tecnologia for utilizado para isolamento.

Instalação e eficiência operacional

A instalação do PPU é rápida e fácil.

A comparação das características dos aquecedores deve ser realizada levando em consideração a instalação, pois isso também é importante. É mais fácil trabalhar com isolamento térmico líquido, como espuma de poliuretano e penoizol, mas isso requer equipamentos especiais. Também é fácil colocar ecowool (celulose) em superfícies horizontais, por exemplo, ao isolar um piso ou sótão. Para pulverizar ecowool em paredes com um método úmido, também são necessários dispositivos especiais.

Polyfoam é colocado ao longo da caixa e imediatamente na superfície de trabalho. Em princípio, isso também se aplica a lajes de lã mineral.Além disso, é possível colocar o isolamento da laje em superfícies verticais e horizontais (inclusive sob a mesa). A lã de vidro macia em rolos é colocada apenas ao longo da caixa.

Durante a operação, a camada de isolamento térmico pode sofrer algumas alterações indesejáveis:

• saturar umidade;
• Psiquiatra;
• tornar-se um lar para ratos;
• colapso devido à exposição a raios infravermelhos, água, solventes, etc.

Além de tudo isso, a segurança contra incêndio do isolamento térmico é de grande importância. Comparação de aquecedores, tabela de grupo de inflamabilidade:

Tabela de propriedades de isolamento térmico dos materiais

Lenda:

1. A - Muito alto.
2. B - alto.
3. B - média.
4. D - baixo.
5. D - Muito baixo.

A comparação da condutividade térmica e higroscopicidade de vários materiais permite a seleção em termos de quantidade e qualidade.

O piso do porão deve ser isolado com um material da menor higroscopicidade possível, como plástico. Isso se deve ao fato de que tais tetos estão localizados nos locais mais úmidos.

O isolamento de tetos, pisos e outros tetos horizontais é perfeitamente possível de produzir com qualquer isolamento.

Para isolamento de paredes, divisórias e outros planos verticais, é melhor usar isolamento de chapa. Eles retêm sua forma e propriedades de isolamento térmico durante toda a sua vida útil. Os materiais a granel e em rolo em superfícies verticais cedem com o tempo, o que leva a um isolamento térmico desigual.

Ao projetar o isolamento térmico, também é importante calcular corretamente a espessura da camada de isolamento térmico. A dependência da espessura do isolamento nas temperaturas externas mais baixas é dada a seguir.

Resultados

Hoje revisamos os materiais de isolamento doméstico mais comumente usados. Com base nos resultados da comparação de diferentes características, foram obtidos dados de condutividade térmica, permeabilidade ao vapor, higroscopicidade e grau de inflamabilidade de cada um dos aquecedores. Todos esses dados podem ser combinados em uma tabela comum:

Além dessas características, determinamos que é mais fácil trabalhar com isolamento líquido e lã ecológica. PPU, penoizol e ecowool (instalação úmida) são simplesmente borrifados na superfície de trabalho. Ecowool seco é preenchido manualmente.