Závislosť miernej tepelnej straty od hrúbky nástreku, alebo Akú hrúbku tepelnej izolácie aplikovať.

Posted by on June 4, 2012 in Blog | 0 comments

Závislosť miernej tepelnej straty od hrúbky nástreku, alebo Akú hrúbku tepelnej izolácie aplikovať.

Ako prvá na túto otázku napadne odpoveď: „čim hrubšie tým lepšie“. Ale hodnota miernej tepelnej straty nie je priamo úmerná hrúbke tepelnej izolácie a preto v každom prípade treba zvážiť ekonomickú efektívnosť hrúbky izolácie.

Táto otázka trápila aj nás, a po konzultácii so odborníkmi z Ústavu Stavebníctva a Architektúry Slovenskej Akadémii Vied prinášame Vám niektoré vysvetlenia.

Zatepľujeme nie kvôli dosiahnutiu určitej R – hodnoty, čiže určitému tepelnému odporu, ale zatepľujeme kvôli eliminácii tepelných strát.

 

Norma STN 73 0540-4 určuje vzorec pre výpočet miernej tepelnej straty prechodom tepla a vyzerá takto:

HT = Ui ∙ Ai = [W/m2∙K] ∙ [m2] = [W/K]

Kde:

Ui     je súčiniteľ prechodu tepla konštrukciou,
Ai       plocha konštrukcie.

Z toho vyplýva, že čim menšia hodnota Ui  tým je menšia tepelná strata, a taktiež čim je menšia obvodová plocha konštrukcie Ai, tým menšia je tepelná strata.

Znížiť obvodovú plochu konštrukcie je možné použitím architektonického riešenia s minimálnym faktorom tvaru budovy. Podrobnosti môžete prečítať v článku Faktor tvaru budovy.

Znížiť hodnotu U je možné zvýšením hrúbky nástreku PUR peny, ale tu musíme vedieť závislosť U hodnoty od hrúbky nástreku. Keďže hodnota tepelného odporu R rastie priamoúmerne hrúbke nástreku, hodnota U klesá nepriamoúmerne hrúbke nástreku.  Pre názorné vysvetlenie sme vytvorili jednoduchý graf (Graf č. 1), preukazujúci závislosť hodnôt U a R od hrúbky nástreku PUR izolácie.

Graf č. 1

 

Z uvedeného grafu je vidieť, že hodnota R rastie lineárne, hodnota U  nelineárne. Každý centimeter hrúbky PUR izolácie pridáva rovnakých 0,5 bodov hodnoty R, ale v prípade U hodnoty každý ďalší centimeter izolácie vyvoláva stále menší jej pokles. Z tohto môžeme urobiť záver, že:

  • Ekonomická efektívnosť zvýšenia hrúbky tepelnej izolácie po dosiahnutí stanoveného normou limitu prudko klesá,
  • Ekonomická efektívnosť zateplenia klesá aj v prípade zateplenia obvodových plášťov s veľmi dobrou hodnotou tepelného odporu (napríklad zateplenie obvodových múrov z pórobetónových tvárnic je menej efektívne ako zateplenie múrov z plných tehál, alebo inak, na pórobetónové tvárnice treba aplikovať menšiu hrúbku izolácie ako na plné tehly alebo betón. Je to názorné vidieť na Grafe č. 2.

Pre výpočet tepelných vlastností PUR peny bol použitý súčiniteľ tepelnej vodivosti λ = 0,02 W/m∙K.

 

Graf č. 2

 

Na tomto Grafe je názorne preukázané, ako klesá hodnota U s každým pribúdajúcim centimetrom PUR izolácie, pričom pri 10 cm krivky sa takmer pretínajú v jednom bode. Body, v ktorých sa U- krivky pretínajú s vodorovnou čiarou „Normalizovaná hodnota U“ ukazujú na potrebnú hrúbku PUR izolácie. Napríklad pri pórobetónových tvárniciach je to hrúbka cca 3 cm, pri škvarobetónových tvárniciach je to cca 5 cm, podobne aj pri plnej tehle.

Poznámka ku Grafom. Pri výpočtoch boli použite súčinitele tepelnej vodivosti pre PUR penu λ = 0,02 W/m∙K, pre plnú tehlu λ = 0,7 W/m∙K, pre škvarobetón λ = 0,6 W/m∙K, pre pórobetón λ = 0,2 W/m∙K. Upozornenie: Tento graf nie je použiteľný pre iné izolácie.

Normalizované hodnoty tepelného odporu konštrukcií stanovuje príloha A normy STN 73 0540-2 9. (Táto norma koncom roku 2012 bude zrušená).

 

Druha stavebnej konštrukcie

RN [m2∙K/W],

(v zátvorkách hodnota Ua [W/ m2∙K]

Obnovované budovy,

ostatné budovy

minimálna hodnota

Nové budovy

odporúčaná hodnota

Vonkajšia stena a šikmá strecha nad obytným priestorom so sklonom > 45 o

2,0

3,0  (0,32)

Plocha a šikmá strecha so sklonom ≤ 45 o

3,2

4,9  (0,20)

Strop nad vonkajším prostredím

3,1

4,8  (0,20)

Strop nad nevykurovaným priestorom

2,7

3,8  (0,25)

Stena a strop medzi vnútornými priestormi s rozdielnou teplotou vnútorného vzduchu v oddelených priestoroch:

  • do   10 K
  • do   15 K
  • do   20 K
  • do   25 K
  • nad 25 K
0
0
0
0
0,1
0,3
0,5
0,7
1,0
0
0
0
0
0,4
0,7
1,0
1,3
2,0
Stena vykurovaného priestoru priľahlá k zemine pri hĺbke zeminy:

  • do    0,5 m
  • nad  0,5 m do 2,0 m
  • nad  2,0 m
0
0
0
1,5
1,0
0,7
0
0
0
2,0
1,5
1,2
Podlaha vykurovaného priestoru na teréne:

  • v úrovni do 0,5 m pod vonkajším terénom a do vzdialenosti 2,0 m od vnútorného povrchu vonkajšej steny,
  • ostatné prípady

0

1,5
0

1,0

0

2,3
0

1,5

 

Keďže mierna tepelná strata prechodom tepla je priamoúmerná súčiniteľu prechodu tepla konštrukciou Ui vytvoríme graf preukazujúci Závislosť miernej tepelnej straty prechodom tepla HT pri zateplení múrov z rôznych materiálov, ktoré sme predtým už použili v predchádzajúcom grafe, a, aby priblížiť náš príklad k realite použili sme vo výpočtoch plochu 500 m2, ktorá približne zodpovedá súhrnnej ploche obvodových stien rodinného domu, čiže zateplíme obvodové steny PUR penou rodinného domu  a uvidíme čo získame z tohto zateplenia. Dole budú nasledovať grafy č. 3, č. 4 a č. 5

 

Graf č. 3

 

Tento graf nám ukazuje pokles miernej potreby tepla s narastajúcou hrúbkou PUR izolácie.
Ako vidíme, trend kriviek je podobný ako v predchádzajúcom grafe, čiže s narastajúcou hrúbkou PUR izolácie klesá mierna tepelná strata prechodom tepla.

 

Graf č. 4

 

Tento graf nám ukazuje potrebu tepla na krytie tepelných strát prechodom tepla QT v kWh na celú vykurovaciu sezónu ktorá sa určí podľa vzťahu:

QT = 82,1 ∙ HT

Aj na tomto grafe trendy kriviek sú podobné tým z predchádzajúcich grafov, t.j. nelineárne klesá s nárastom hrúbky PUR izolácie.

 

Graf č. 5

 

Tento graf názorne ukazuje, ako sa zmenia naše náklady na teplo v prípade zateplenia rôznych obvodových stien z rôznych materiálov. Stále ide o tie iste materiály a tu istú plochu (500 m2). Vo výpočtoch sme rátali s cenou plynu 0,0461 Euro za 1 kWh.

Upozornenie. Tento výpočet nezohľadňuje účinnosť vykurovacieho systému, ani tepelné zisky ani tepelné straty vetraním alebo inými konštrukciami, okna, dvere, tepelné mosty a pod. Ide len o rozbor fragmentu konštrukcie pre preukázateľnosť efektívnosti zateplenia. Pri zateplení rozdiel v nákladoch na teplo vždy bude existovať, ale „naživo“ vidieť tento rozdiel je veľmi užitočná vec.

Napríklad, máme rodinný dom z pórobetónových tvárnic, nezateplený. Ročné náklady na teplo predstavujú určitú čiastku XT. V tom je aj konkrétny podiel súvisiaci s nezateplenými stenami o ploche 500 m2, taký ako máme vo výpočtoch. Tento podiel tvorí čiastku cca 1300 Euro/rok. Zateplíme 1 cm PUR izolácie, klesne tento podiel na cca 1000 Euro ročne, pri 2 cm na cca 650 Euro ročne, pri 3 cm už na polovicu pôvodného podielu na cca 650 Euro ročne a t.ď.

Koľko naozaj ušetrite na nákladoch na produkovanie tepla možno zistiť len pri komplexnom zateplení domu, steny, krov, lepšie okná a dvere, efektívny vykurovací systém, vetranie so spätným získavaním tepla (rekuperácia), avšak zateplenie PUR penou je veľmi efektívne riešenie.

Považujeme, že tieto informácie budú veľmi užitočné pri určení ekonomicky opodstatnenej hrúbky PUR izolácie.

Leave a Comment