EKONOMIKA ZATEPĽOVANIA - NAJVIAC TEPLA UNIKÁ STRECHOU
Príspevok z programu Zelená úsporám bol pomerne vysoký a netýkal sa len novostavieb, stavieb drevostavieb, ale aj rekonštrukcií ktorými sa docieli zníženie tepelnej straty budovy. A to vďaka zatepleniu stavby, ale tiež vďaka výmene okien, použitím ekonomickejšieho a zároveň aj ekologickejšieho zdroja vykurovania atď. Zamerajme sa ale predovšetkým na oblasť zateplenia. Kde je zateplenie najúčinnejšie? K správnej odpovedi nám môžu pomôcť požiadavky z normy STN 73 0540-2, kde odporúčaná hodnota súčiniteľa prestupu tepla UN≤0,16 Wm-2.K-1 je najnižšia práve pre strechy (Strecha plochá a šikmá so sklonom do 45 ° vrátane) . Z tohto vyplýva, že odporúčaná hrúbka izolácie pre šikmú strechu začína túto hodnotu spĺňať až hrúbke cca 250 mm (a to len u tých najkvalitnejších minerálnych izolácií pri minimalizácii tepelných mostov), pri menej kvalitných typov izolačných materiálov je potrebné tepelné izolácie ešte viac.
VPLYV TEPELNEJ IZOLÁCIE
Vplyv tepelnej izolácie je výrazný a možno ho matematicky odvodiť. V prípade výpočtu je dôležité dosiahnutie čo najnižšej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla U [W.m-2.K-1]. Súčiniteľ charakterizuje konštrukciu ako celok, vlastné materiály majú hodnotu súčiniteľa tepelnej vodivosti λ [W.m-1.K-1] ktorú je možné pomocou hrúbky d [m] prepočítať na hodnotu tepelného odporu R [m2.K.W-1].
Zvoľme si preto modelový príklad zateplenia, kde skladba Šikmej strechy bude nasledujúce:
Tepelný odpor minerálnej tepelnej izolácie nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2.K.W-1
Parozábrana bez reflexie -
Minerálna tepelná izolácia pod parozábranou (d = 40 mm) R2 = 1,000 m2.K.W-1
Pozn .: Správne by sa v konštrukcii mal uvažovať aj vplyv sadrokartónu, jeho omietky atď., Ale tieto vplyvy sú tak malé, že je možné ľahko zanedbať.
Obr. 1: Skladba šikmej strechy (započítaný len vplyv minerálnej tepelnej izolácie)
Obr. 1: Skladba šikmej strechy (započítaný len vplyv minerálnej tepelnej izolácie)
Vzorec-1
Výsledný súčiniteľ prestupu tepla vo zvolenej skladbe je U = 0,136 W.m-2.K-1, čo vyhovuje odporúčanej hodnote. Celková hrúbka minerálnej tepelnej izolácie v tomto prípade je 290 mm.
VPLYV A ÚČINNOSŤ reflexných parozábran
Aby stavba bola kvalitne vykonaná je treba použiť aj parozábranu, na trhu je ich veľa. Od tradičných polyetylénových, ktoré vám ponúkajú len parotesnú funkciu, až po reflexné ktoré vďaka reflexnému povrchu do istej miery znižujú tepelné straty až po špeciálne napríklad inteligentné klimamembrány, ktoré napríklad menia hodnoty svojho ekvivalentného difúzneho odporu sd v závislosti na zmenách vlhkosti.
Zamerajme sa ale práve na vplyv reflexných parozábran, keďže sa možno stretnúť na trhu s celým radom informácií, ktoré sú často rozporuplné a v mnohých prípadoch aj mylne vykladané. Napríklad už spomínaný vplyv reflexie. Každé teleso s teplotou vyššou ako je absolútna nula vyžaruje tepelné žiarenie, na tomto princípe sú založené aj termovízne kamery.
Obr. 2: Tepelné žiarenie človeka v interiéri Obr. 3: Tepelné žiarenie psa v exteriéri (počas zimného obdobia)
Obr. 2: Tepelné žiarenie človeka v interiéri Obr. 3: Tepelné žiarenie psa v exteriéri (počas zimného obdobia)
Reflexné povrchy majú vysokú reflexiu (definuje koľko percent žiarenia sa odrazí) a malú emisivitu (definuje koľko percent sa vyžiari, úplná minima sa pohybujú na hranici 0,017 čo je 1,7%). Za reflexné materiály možno teda označiť tie materiály, ktoré svojou reflexnou vrstvou dokážu významne odrážať teplo a tým znižovať súčiniteľ tepelnej vodivosti vzduchovej medzery susediace s reflexnou vrstvou v súlade s STN EN ISO 6946. Ak použijeme výpočet podľa tejto normy, možno vidieť na modelovom príklade celkový účinok reflexie.
Ako modelový príklad možno použiť predošlú konštrukciu s tým, že tepelnú izoláciu pod parozábranou nahradíme uzavretou vzduchovou medzerou a použijeme reflexnú parozábranu. Skladbu konštrukcie poznáme a preto môžeme začať s výpočtom.
Tepelný odpor minerálnej tepelnej izolácie nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2.K.W-1
Reflexná parozábrana ε1 = 0,017 -
Uzavretá vzduchová medzera (d = 40 mm) Rg = 0,489 m2.K.W-1
Súčiniteľ prestupu tepla vedením a prúdením podľa STN EN ISO 6946 ha = 1,950 W.m-2.K-1
Súčiniteľ prestupu tepla sálaním podľa STN EN ISO 6946 hr = 0,097 W.m-2.K-1
Sadrokartón ε2 = 0,900 -
Pozn .: Správne by sa v konštrukcii malo uvažovať aj s vplyvom sadrokartónu, jeho omietky atď., Ale tieto vplyvy sú tak malé že je možné ľahko zanedbať. Hodnoty označené tučne sú hodnoty vypočítané nižšie a spätne doplnené.
Obr. 4: Skladba šikmej strechy (započítaný vplyv minerálnej tepelnej izolácie a reflexné parozábrany)
Obr. 4: Skladba šikmej strechy (započítaný vplyv minerálnej tepelnej izolácie a reflexné parozábrany)
Vzorec-2
Výsledný súčiniteľ prestupu tepla vo zvolenej skladby je U = 0,146 W.m-2.K-1, čo vyhovuje odporúčanej hodnote. Celková hrúbka tepelnej izolácie v tomto prípade je 250 mm a je použitá reflexná parozábrana.
Pre úplnosť dopočítame skladbu konštrukcie s uzavretou vzduchovou medzerou a použijeme parozábranu bez reflexie.
Tepelný odpor minerálnej tepelnej izolácie nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2.K.W-1
Parozábrana bez reflexie -
Uzavretá vzduchová medzera (d = 40 mm) Rg = 0,160 m2.K.W-1
Pozn .: Správne by sa v konštrukcii malo uvažovať aj vplyvom sadrokartónu, jeho omietky atď., Ale tieto vplyvy sú tak malé že je možné ľahko zanedbať.
Vzorec-3
Výsledný súčiniteľ prestupu tepla vo zvolenej skladbe je U = 0,153 W.m-2.K-1, čo vyhovie odporúčanej hodnote. Celková hr. tepelnej izolácie v tomto prípade je 250 mm a je použitá parozábrana bez reflexie (resp. s minimálnou reflexiou).
ZÁVER
Aj keď predošlé výpočty boli koncipované tak, aby splnili podmienky zateplenia v rámci programu Zelená úsporám (čiastkové zateplenie - bod. A2), to jest odporúčanú hodnotu súčiniteľa prechodu tepla U [Wm-2.K-1], rozhodne stále nie sú pri štandardných konštrukciách šikmých striech pravidlom a volí sa hrúbka izolácie menšia. Zároveň výpočet ukazuje aj na vplyv reflexnej parozábrany použitej vo zvolenej skladbe konštrukcie šikmej strechy.
Tepelná izolácia v celej konštrukcii v hr. 290 mm Tepelná izolácia v hr. 250 mm a reflexnej parozábrana Tepelná izolácia v hr. 250 mm a parozábrana bez reflexie
U = 0,136 W.m-2.K-1 U = 0,146 W.m-2.K-1 U = 0,153 W.m-2.K-1
111,1% 104,6% 100,0%
Vplyv reflexnej parozábrany oproti parozábrane klasickej zlepšuje tepelno-izolačné vlastnosti konštrukcie takmer o 5% (prepočítané na hr. Tepelnej izolácie 250 mm je nárast o 11,5 mm), však vyplniť vzduchovú medzeru plne tepelnou izoláciou je výrazne efektívnejší spôsob riešenia.
Ing. Karel Sedláček, Ph.D.