Nižšie:
- 1. Vhodný súčiniteľ tepelnej vodivosti fasády
- 2. Súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ) - výpočet
- Scenár č. 1: Nezateplená stena s hrúbkou 30 cm:
- Scenár č. 2: Zateplená stena s hrúbkou 30 cm a s izoláciou 10 cm:
- Scenár č. 3: čo je so stenou, ktorá má izoláciu s hrúbkou 15 cm?
- 3. Optimálna hrúbka tepelnej izolácie
1. Vhodný súčiniteľ tepelnej vodivosti fasády
1.1. Súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ)
Súčiniteľ tepelnej vodivosti je dôležité kritérium, ktoré sa používa na porovnávanie kvality tepelných izolácií. Vyjadruje ako jednotlivé materiály vedú teplo. Je to hodnota energie vo W, ktorá prejde materiálom hrúbky 1 m pri rozdiele teplôt 1 K medzi povrchmi materiálu.
Čím je hodnota súčiniteľu tepelnej vodivosti nižšia, kvalita tepelnej izolácie je vyššia a teplo cez materiál uniká pomalšie.
1.2. Súčiniteľ prechodu tepla (U)
Táto hodnota určuje celkovú výmenu tepla medzi priestormi, ktoré sú od seba oddelené určitou stavebnou konštrukciou. Označuje sa veľkým písmenom U a jednotku má [W/m2K].
Čím je hodnota súčiniteľu prechodu tepla menšia, tým lepšie sú tepelnoizolačné vlastnosti konštrukcie.
Energetická úspornosť a tepelná ochrana stavieb je aj legislatívne ošetrená. V súlade s § 21 vyhlášky č. 532/2002 Ministerstva životného prostredia Slovenskej republiky, „stavba sa musí navrhnúť a postaviť tak, aby bola počas užívania energeticky hospodárna vzhľadom na klimatické podmienky a predpokladaný účel užívania“.
Pri novostavbách a rekonštrukciách budov treba prihliadať na tepelnú ochranu a efektívne využívanie energie v budovách, maximálne povolené prechody tepla rôznymi konštrukciami.
Požadované hodnoty súčiniteľa prechodu tepla stavebných konštrukcií uvedené sú v štátnej norme STN 73 0540-2: 2012 Tepelná ochrana. Od augusta 2016 platia zmeny tepelnotechnickej normy STN 73 0540-2, ktorými boli zmiernené prísne požiadavky predovšetkým na ploché strechy a mierne upravené nároky na obvodové steny, prihliadajúc pritom na cieľ európskej smernice, ktorá od roku 2021 počíta s výstavbou budov s takmer nulovou spotrebou energie.
Cieľom týchto požiadaviek bolo:
- znížiť spotrebu energie v budovách min. o 20 % do roku 2020,
- podiel energie z obnoviteľných zdrojov ≥ min. 20 % do roku 2020,
- výstavbu všetkých nových budov na území EÚ od 1. 1. 2021 realizovať s takmer nulovou spotrebou energie (Európska smernica 2010/31/EU).
Do projektovej dokumentácie na stavebné povolenie alebo na povolenie zmeny stavby je potrebné zahrnúť splnenie minimálnych požiadaviek na energetickú hospodárnosť budovy, ktorá sa povinne preukáže projektovým energetickým hodnotením (energetický certifikát projektu).
Tepelnotechnická norma je záväzná. Povinné sú hodnoty súčiniteľa prechodu tepla (U) stanovené pre obvodové konštrukcie a hodnoty spotreby tepla.
V roku 2016 optimálna hodnota U pre obvodovú stenu bola 0,209 W/(m2K) a pre plochú a šikmú strechu 0,177 W/(m2K). Po prepočítaní týchto hodnôt na typickú tepelnú izoláciu (biely penový polystyrén s tepelnou vodivosťou 0,04 W/(mK), obvodová stena sa mala zatepliť tepelnou izoláciou s hrúbkou 193 mm a strecha izoláciou z polystyrénu s hrúbkou 394 mm. Na základe zmien normy súčiniteľ prechodu tepla (U) bol upravený pre ploché strechy z 0,10 na 0,15 W/(m2K) a hrúbka polystyrénu v streche sa znížila na 261 mm.
2. Súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ) - výpočet
Ako vypočítať súčiniteľ tepelnej vodivosti? Pre porovnanie a vytvorenie lepšieho obrazu o dobrej tepelnej izolácie budovy, dôležitej nielen pre úspory nákladov na vykurovanie a chladenie, ale aj pre životnosť fasádneho obkladu, uvádzame niekoľko výpočtov súvisiacich s hrúbkou tepelnej izolácie.
Pri výpočte sú použité obvyklé hodnoty hrúbky konštrukcie a tepelnej vodivosti (λ) pri murovaní stavby s tehlami a použití obvyklej izolácie. Súčiniteľ tepelnej vodivosti (λ = W/mK) je základná vlastnosť materiálu, stanovená pri priemernej pracovnej teplote a vlhkosti materiálu.
Scenár č. 1: Nezateplená stena s hrúbkou 30 cm:
- Tehla: d1 = 0,3 m, λ1 = 0,52 W/mK
- Tepelný odpor: R = 0,125 + 0,043 + d/λ1 = 0,75 m2K/W
- Súčiniteľ prechodu tepla: U = 1/R = 1,33 W/m2K
Scenár č. 2: Zateplená stena s hrúbkou 30 cm a s izoláciou 10 cm:
- Polystyrén: d2 = 0,1 m, λ2 = 0,040 W/mK
- Tepelný odpor: R = 0,125 + 0,043 + d1/ λ1 + d2/ λ2 = 3,24 W/m2K
- Súčiniteľ prechodu tepla: U = 1/R = 0,31 W/m2K
S 10 cm tepelnej izolácie sa zvýšil tepelný odpor (R), resp. súčiniteľ prechodu tepla (U) sa znížil 4,3-krát!
Scenár č. 3: čo je so stenou, ktorá má izoláciu s hrúbkou 15 cm?
- Tepelný odpor: R = 0,125 + 0,043 + d1/λ1 + d2/λ2 = 4,5 W/m2K
- Súčiniteľ prechodu tepla: U = 1/R = 0,22 W/m2K
3. Optimálna hrúbka tepelnej izolácie
Tepelná izolácia s hrúbkou 5 cm vplýva na zvýšenie tepelného odporu (R), resp. zníženie súčiniteľu prechodu tepla (U) až 6-krát! V praxi to znamená, že s 15 cm hrúbkou izolácie cez steny sa stratí až 6-krát menej tepla ako cez nezateplenú stenu. Medzi súčiniteľom prechodu tepla pri tepelnej izolácii s hrúbkou 10 cm a pri tepelnej izolácii s hrúbkou 15 cm je rozdiel 1,4X.
Požiadavky na tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov sa neustále sprísňujú.
Pokiaľ ide o zateplenie obvodových stien, v našich podmienkach sa štandardom stala izolácia s hrúbkou 80 až 100 mm a pri podkroví izolácia s hrúbkou 200 až 250 mm. Uvedené hrúbky sú z hľadiska novej normy nedostatočné. Sprísnené požiadavky na izolačné vlastnosti budov prinášajú zníženie energetickej náročnosti stavieb a tepelných strát, pretože čím nižšie tepelné straty budova má, tým väčšia je jej energetická úspornosť a nižšie náklady na prevádzku. Okrem toho lepší je aj komfort života. Nedostatočná hrúbka tepelnej izolácie nie je problémom iba v zime (dá sa redukovať dodatočným vykurovaním priestoru), ale predovšetkým v letných mesiacoch, počas ktorých sa podkrovné priestory s izoláciou hrubou 200 až 250 mm výrazne prehrievajú. Výsledkom použitia hrubšej tepelnej izolácie budú nielen nižšie náklady, ale aj príjemná a celoročne stála klíma.