Faktor difúzneho odporu plechu: Definícia a význam pre tepelnú izoláciu
Pre kvalitu bývania je dôležité, aby v dome počas leta prudko nekolísali teploty a neprehrieval sa. To, že dom dobre zaizolujeme akoukoľvek tepelnou izoláciou s porovnateľným tepelným odporom, funguje výborne v zime. V zime sa v dome kúri a vykurovací systém dokáže flexibilne reagovať. Ak je von „menej zima“ kúri menej. Ak je zima väčšia prikúri viac. Za predpokladu, že v dome nechceme klímu a chladenie, situácia sa v lete zmení. Vnútri domu nemáme teda flexibilný systém, ktorý reaguje na výkyvy teplôt v exteriéri.
Cez deň teplota vonku stúpa aj cez 30 stupňov a v noci zase klesá… Klíma by toto samozrejme riešila, ale nepovažujem to za zdravé a ani ekonomické riešenie. V drevostavbe a aj v podkroviach murovaných domov sú v skladbách konštrukcií zastúpené hlavne tepelné izolácie medzi drevenými hranolmi. A medzi izoláciami sú značné rozdiely. Bežne sa posudzujú podľa parametru súčiniteľ tepelnej vodivosti λ , ktorého jednotka je W/(m.K). Udáva ju každý výrobca tepelnej izolácie ako hlavný parameter.
Medzi bežne používané tepelné izolácie patria:
- Penový polystyrén (λ = 0,035 - 0,040 W/(m.
- Minerálna vlna (λ = 0,032 - 0,05 W/(m.
- Drevovláknitá izolácia (λ = 0,038 - 0,05 W/(m.
- Konopná izolácia (λ = 0,035 - 0,050 W/(m.
- Ovčia vlna (λ = zhruba 0,04 W/(m.
- Celulózová izolácia (λ = zhruba 0,04 W/(m.
Z veličín, ktoré sa používajú v stavebnej fyzike, má najlepšiu vypovedaciu schopnosť fázový posun teplotného kmitu. Ten vyjadruje čas, za ktorý prejde amplitúda teplotného kmitu z jednej strany konštrukcie na druhú. Popisuje teda dynamické chovanie sa konštrukcie.
Predstavte si, že ráno zasvieti na stenu slnko, a bude na ňu „pražiť“ celý deň. Stena sa zahrieva a prenáša postupne teplo do interiéru. V momente, keď sa dostane toto teplo do domu, dom sa začne prehrievať. Preto čím neskôr stena takto prepustí teplo dovnútra, tým lepšie. Ideálny stav je taký, že teplu trvá táto cesta konštrukciou tak dlho, až sa skončí deň. Potom príde večer a vzduch sa vonku začne schladzovať. Keďže teplo ide vždy do chladu, jeho tok sa otočí v stene a pôjde naspať von. Do domu sa teda ani nedostane.
Pre dosiahnutie dlhého fázového posunu je teda dôležité teplo niekde zdržať - uložiť do hmoty, aby neprešlo do interiéru. Pre dlhý fázový posun sú preto podstatné akumulačné schopnosti izolácií. Vidíte, že medzi minerálnou vlnou a drevovláknitou doskou je značný rozdiel. Samozrejme aj medzi samotnými minerálnymi vlnami sú ešte rozdiely podľa účelu použitia.
Udržanie chladu v dome vďaka fázovému posunu funguje vtedy, ak v noci klesne v exteriéri teplota vzduchu podsatne nižšie, ako je požadovaná teplota v interiéri. Problém je, že s postupujúcou klimatickou krízou sa už viac menej nedá spoliehať iba na ťažké tepelné izolácie a fázový posun. Pri výbere izolácie sa často pozerá na cenu. Zvážte ale na prvý pohľad aj drahšie izolácie, pretože ponúkajú ďalšiu pridanú hodnotu.
Rizikové skladby plochej strechy
Dnes vás chcem upozorniť na jednu za mňa veľmi rizikovú skladbu plochej drevenej strechy. Na riziká používania tejto skladby už dlhé roky upozorňujú viaceré firmy a dodávatelia materiálov. Napriek tomu sa v praxi stále používa. Hlavný dôvod je, že je to jeden z najlacnejších spôsobov realizácie plochej strechy. A používajú ju „s obľubou“ preto rôzne developerské a realizačné firmy pre domy, ktoré idú do predaja. Preto tento článok nie je len pre ľudí, čo plánujú stavať dom. Ale aj ak plánujete kúpiť nejakú novostavbu s plochou strechou.
V tomto treťom videu vám ukážem spoľahlivé riešenie drevenej plochej strechy, ktoré v rôznych obmenách používame v ateliéri. Úplne prvý raz som osobne tento typ strechy použil v projekte z roku 2007! Si to spočítajte, koľko to je rokov… Preto nechápem, že keď už v tej dobe firma Dektrade robila v tomto smere osvetu medzi projektantami, prečo sa iné nebezpečné riešenia stále v súčasnosti používajú.
Fotky nižšie mi poskytli technici firmy Fatrafol. Tieto fotky nafotili počas sanácií striech, ktoré riešili a používajú ich v prezentáciách a školeniach projektantov a architektov.
Degradovaná nosná konštrukcia po odstránení podhľadu parozábrany a zateplenia striekanou PUR izoláciou.
Rôzne články z chýb a následných sanácií na svojej webovej stránke prezentuje firma Dektrade. Odporúčam sa tam prehrabať.
Na trhu existujú parozábrany, ktoré menia svoje parametre podľa toho, aký je tlak vodných pár. Pravdupovediac, osobne v prípade takto uzavretých strešných konštrukcií, ako popisujem tú rizikovú skladbu, nemám dôveru. Ale určite narazíte na zástancov riešenia s inteligentnou parozábranou. Ja fakt z dlhodobého pohľadu neviem, či to funguje. S touto kritickou skladbou by nemal byť problém v nevykurovaných priestoroch, kde nevzniká vlhkosť. Problém je jednoducho vždy kombinácia teploty a vyššej vlhkosti v interiéri.
Tak dúfam, že tento článok je dostatočnou výstrahou. Po napísaní článku sa mi ozvalo viac ľudí, ktorí majú alebo mali problémy s takouto rizikovou strechou. A to, že pri developerských projektoch sa často šetrí tam, kde sa šetriť fakt nesmie.
Podobný problém nám vznikol pri stavbe RD, kde sme po 2,5 roku museli vymeniť komplet zahnité trámy. Keď sme tie strechy riešili, nikto s projektantov, ba dokonca ani zástupcovia výrobcu, neupozornili na tento problém. Dokonca mi bolo povedané, že sa to nemusí odvetrať. Tento problém som mal na piatich RD, kde sme museli po jednom kuse meniť krov po 1ks.
Tepelná izolácia v TZB
Nekvalitne izolované potrubné rozvody, prípadne neizolované potrubné rozvody, ktorými prechádzajú teplonosné látky, prispievajú k zvýšenej energetickej náročnosti budov. Nové progresívne systémy rozvodov studenej, teplej vody vetrania alebo vykurovania sa aj v súčasnosti stále nedôsledne izolujú nevhodnými izolačnými materiálmi alebo nedostatočnou hrúbkou izolácie, ktorá sa často určuje len empiricky.
Napríklad nevhodne použitými minerálnovláknitými materiálmi na rozvodoch chladiacich potrubí sa pritom zapríčiňuje nielen korózia oceľových, medených potrubí, ale aj zatekanie podhľadov, vytváranie kondenzačných zón a vlhkých priestorov, často s vhodnými podmienkami pre vznik plesní.
Pod tepelnou izoláciou v TZB rozumieme konštrukčnú sústavu, pozostávajúcu z tepelnoizolačnej vrstvy a povrchovej úpravy.
Tepelnoizolačné materiály sa delia na:
- Minerálna vlna (vlákna z vysokopecnej trosky), čadičová vlna (z čadičového štrku), a sklenená vlna (vlákna zo sklenených vlákien) sa zaraďujú medzi vláknité materiály anorganického pôvodu. Používajú sa aj ako zvukovopohltivé materiály.
- Medzi organické vláknité materiály sa zaraďuje napríklad drevená vlna, pazderie a iné.
- Tvarované materiály sú výrobky z kremeliny, z korku, výrobky penové, tvarované výrobky z vlákien a fóliové výrobky.
- Sypké výrobky slúžia prevažne na vytváranie sypaných vrstiev (napríklad škvára, expandovaný perlit a iné).
Tepelnoizolačné materiály sa používajú vo všetkých odvetviach TZB, to znamená v zdravotnej technike, vykurovaní, vetraní, chladení, technologických a priemyselných zariadeniach a podobne. Izolujú sa nimi všetky potrubia studenej a teplej vody, rozdeľovače, ohrievače a zásobníky teplej vody, armatúry, výmenníky, kotly, vetracie a klimatizačné jednotky, chladiace potrubia, kolektory, solárne systémy, tepelné čerpadlá.
Tepelnoizolačné materiály sa aplikujú na všetky druhy potrubí a zariadení, ktoré môžu byť oceľové, medené, plastové, z pozinkovaného plechu a podobne. Pri praktickom návrhu je často ťažké určiť uvedené okrajové podmienky, ktoré sa počas prevádzky veľmi často menia. V niektorých prípadoch treba vziať do úvahy nie priemerné, ale maximálne (havarijné) podmienky, ako je napríklad maximálna vlhkosť prostredia. Vhodný druh tepelnej izolácie sa musí voliť podľa účelu a prostredia, v ktorom sa izolovaná sústava bude prevádzkovať.
Pri voľbe tepelnej izolácie na zníženie tepelných strát možno v súčasnosti vyberať už zo širokej škály materiálov, pozri tab. 2. Hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti λ sa pri kvalitných materiáloch pohybuje v rozmedzí 0,03 až 0,05 W/(m . K). Pri nižších teplotách do 90 °C, ktoré sú charakteristické pre najväčší počet potrubných systémov a zariadení v budovách, sa odporúča voliť progresívne novšie materiály z polyuretánov, polyetylénov alebo elastomérov (kaučukov). Sú to materiály vhodné na izoláciu tepelných rozvodov vykurovania, teplej vody, teplovzdušných vetracích systémov. Sú vhodné aj na izoláciu zásobníkových ohrievačov teplej vody.
Príklady rôznych technických izolácií.
Pre vyššie teploty od 120 °C až 600 °C treba voliť klasické minerálnovláknité materiály. Tieto izolácie sú objemnejšie, majú zložitejšiu a prácnejšiu montáž povrchovej úpravy. Sú vhodné na izoláciu kotlov, výmenníkov, horúcovodných a parných potrubných systémov. Sú vhodné aj pre väčšie priemery potrubí, majú veľmi dobré požiarne vlastnosti.
Armatúry a zariadenia nepravidelných a zložitejších tvarov je vhodné izolovať ľahkými ohybnými materiálmi na báze elastomérov. Izolačné materiály možno kombinovať, ako na obr. 3. Tepelná izolácia z kaučuku (čiernej farby bez ďalšej povrchovej úpravy) je vhodná pre tepelné zaťaženie do 115 °C, krátkodobo do 120 až 125 °C.
Podľa tab. 2 je zrejmé, že v súčasnosti možno vyberať z množstva izolácií. Vhodný izolačný materiál sa volí s ohľadom na prevádzkovú teplotu teplonosnej látky, náročnosť montáže, a výšku investičných nákladov.
Problematika hrúbky tepelných izolácií vnútorných potrubných rozvodov a zariadení v budovách nie je doposiaľ legislatívne upravená. Všeobecne platnými článkami o potrebe izolovania potrubí v TZB sa návrh správnej hrúbky podľa tepelnotechnických výpočtov ponecháva na projektanta. Neposkytujú však smerné (prípustné) hodnoty tepelných strát pre jednotlivé izolované sústavy v budovách.
Podrobný tepelnotechnický výpočet hrúbky tepelnej izolácie a výpočet tepelných strát stanovuje STN EN ISO 12 241: 2009: Tepelná izolácia technických zariadení budov a priemyselných inštalácií. Výpočtové pravidlá.
Pri návrhu hrúbky izolácie zásobníkových ohrievačov teplej vody sa vychádza z dovolenej dennej tepelnej straty zásobníkov, ktorú stanovuje STN 06 1010: 1987: Zásobníkové ohrievače vody s parným a vodným ohrevom a kombinované s elektrickým ohrevom.
Príklady potrubí izolovaných proti stratám tepla.
Pri návrhu hrúbky tepelnej izolácie potrubia teplej vody a cirkulácie treba znížiť tepelné straty na minimum. V budovách sa berú do úvahy tepelné straty na izolovanom potrubí do DN 50 okolo 8 až 15 W/m, nad DN 50 približne 15 až 25 W/m.
Pri energetickej certifikácii budov sa podľa vyhlášky Ministerstva výstavby a regionálneho rozvoja SR číslo 311/2009 Z. z., ktorou sa vykonáva zákon číslo 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov, zohľadňuje lineárny tepelný tok (tepelné straty) pre potrubia teplej vody a cirkulácie v budovách 10 W/m, čo predstavuje približne rovnakú hrúbku izolácie, ako je priemer potrubia, teda pomer 1 : 1.
Pokiaľ ide o rozvody teplej vody a vykurovania v budovách, odporúčajú sa hrúbky tepelnej izolácie potrubí podľa menovitej svetlosti potrubia a podľa typu uloženia potrubia vzhľadom na stavebnú konštrukciu. Odporúčané minimálne hrúbky tepelnej izolácie potrubí na rozvodoch teplej vody a vykurovania sú uvedené v tab. Tab. Uvedené hrúbky tepelnej izolácie vychádzajú z hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti λ = 0,035 W/(m . K). Treba si uvedomiť, že tepelné izolácie s vyššou hodnotou λ budú mať väčšiu hrúbku a musia sa prepočítať.
Faktor difúzneho odporu
Ide o izolovanie potrubí a zariadení s pracovnou teplotou látky nižšou než je teplota okolia. Odporúča sa používať materiály s vysokou odolnosťou proti difúzii vodných pár, a teda s najvyššou hodnotou faktora difúzneho odporu μ. Pre tieto izolácie je rovnako dôležitá aj bezpečná a spoľahlivá aplikácia (montáž). Vysokú odolnosť proti difúzii vodných pár musí mať po aplikácii izolačného materiálu nielen celý systém, ale aj jednotlivé spoje.
Materiály s nízkym faktorom difúzneho odporu sa nesmú použiť bez parotesnej vrstvy (parozábrany), pretože by došlo k rýchlej absorpcii vlhkosti, a tým k zhoršeniu tepelnoizolačných vlastností. Z tohto dôvodu nie je vhodné použiť na izolovanie chladiacich potrubí minerálnovláknité izolácie. Rovnako nie sú vhodné ani izolácie na báze polyetylénu, a to aj napriek tomu, že je polyetylén dostatočne odolný proti difúzii vodných pár a má aj prijateľnú hodnotu súčiniteľa tepelnej vodivosti. Ako všetky nepolárne plasty sa však polyetylén ťažko lepí. Tým nemožno vytvoriť dostatočne tesné spoje a zabrániť tak prenikaniu vodných pár do izolácie.
Na izolovanie chladiacich potrubí a zariadení sú najvhodnejšie elastoméry (syntetické kaučuky), obr. 8. Elastoméry majú vysoké hodnoty faktora difúzneho odporu a zároveň nízke hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti. Aj v tejto skupine izolácií však existujú značné rozdiely v kvalite materiálov. Niektoré druhy elastomérov dosahujú hodnoty µ až do 7 000 a hodnota λ je pri 0 °C znížená až na 0,035 W/(m . K). Obidve hodnoty musia byť experimentálne potvrdené.
V súlade s STN EN 806-2: 2005: Technické podmienky na zhotovovanie vodovodných potrubí na pitnú vodu vnútri budov. Časť 2: Navrhovanie treba izolovať všetky vodovodné potrubia v budovách, a teda aj potrubia studenej vody proti orosovaniu. Na ochranu potrubia studenej vody proti kondenzácii sa v praxi odporúčajú minimálne hrúbky izolácie podľa tab. 4. Hrúbky izolácie platia pre materiály s λ = 0,040 W/(m . K) [1].
Tepelná izolácia má zabrániť úniku tepla alebo chladu do okolitého prostredia a udržiavať teplotu teplonosnej prípadne chladiacej látky v potrubí alebo zariadení.
TEXT: doc. Ing. Jana Peráčková, PhD.
tags: #faktor #difuzneho #odporu #plechu #definicia
