Vliv zateplení a reflexních materiálů
Současným trendem posledních let je co nejvíce zmírnit náklady potřebné na vytápění domů. Zateplením stavby se toho dosáhne poměrně snadno a právě díky tomu tak činí stále více lidí. V současné době se mnozí pro zateplení rozhodují především díky jeho výrazně vyšší ekonomičnosti v souvislosti s programem Zelená úsporám.
Nejvíce tepla uniká střechou
Příspěvek z programu Nová zelená úsporám byl poměrně vysoký a netýkal se jen novostaveb, ale i rekonstrukcí, kterými se docílí snížení tepelné ztráty budovy a to nejenom díky zateplení stavby, ale také díky výměně oken, použitím ekonomičtějšího a zároveň i ekologičtějšího zdroje vytápění atd. Zaměřme se ale především na oblast zateplení. Je třeba si klást otázku kde je zateplení nejúčinnější?
K správné odpovědi nám mohou pomoci požadavky z normy ČSN 73 0540-2, kde doporučená hodnota součinitele prostupu tepla UN ≤ 0,16 Wm-2K-1 je nejnižší právě pro střechy (Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně).
Z tohoto vyplývá, že doporučená tloušťka izolace pro šikmou střechu začíná tuto hodnotu splňovat až tloušťce cca 250 mm (a to jen u těch nejkvalitnějších minerálních izolací při minimalizaci tepelných mostů), u méně kvalitních typů izolačních materiálů je třeba tepelné izolace ještě více.
Vliv tepelné izolace
Vliv tepelné izolace je výrazný a lze jej také matematicky odvodit. V případě výpočtu nás zajímá právě dosažení co nejnižší hodnoty součinitele prostupu tepla U [Wm-2K-1]. Tento součinitel však charakterizuje celou konstrukci jako celek, vlastní materiály mají hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ [Wm-1K-1] kterou lze pomocí tloušťky d [m] přepočítat na hodnotu tepelného odporu R [m2KW-1].
Zvolme si proto modelový příklad zateplení, kde skladba šikmé střechy bude následující:
tepelný odpor tepelné izolace nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2KW-1 (Isover Unirol Profi + Uni)
parozábrana bez reflexe -
tepelná izolace pod parozábranou (d = 40 mm) R2 = 1,000 m2KW-1 (Isover Uni)
Pozn.: Správně by se v konstrukci měl uvažovat i vliv sádrokartonu, jeho omítky atd., ale tyto vlivy jsou tak malé že je lze lehce zanedbat.
Obr. 1: Skladba šikmé střechy (započítán jen vliv tepelné izolace)
Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě tedy je U = 0,136 Wm-2K-1, což vyhoví doporučené hodnotě. Celková tl. minerální tepelné izolace v tomto případě je 290 mm.
Vliv a účinnost reflexních parozábran
Samozřejmě aby stavba byla kvalitně provedena je třeba použít i parozábranu, možností a typů je na trhu celá řada. Od tradičních polyetylénových, které Vám nic víc než parotěsnou funkci nenabízí, po reflexní které díky reflexnímu povrchu také do jisté míry snižují tepelné ztráty až po speciální, které například mění hodnoty svého ekvivalentního difúzního odporu sd v závislosti na změnách vlhkosti, jako je například speciální parobrzda Isover Vario KM Duplex UV.
Zaměřme se ale právě na vliv reflexních parozábran, jelikož se lze setkat na trhu s celou řadou informací, které jsou často rozporuplné a v řadě případů i mylně vykládané. Například již zmiňovaný vliv reflexe. Každé těleso s teplotou vyšší než je absolutní nula vyzařuje tepelné záření, na tomto principu jsou založeny i termovizní kamery.
Obr. 2: Tepelné záření člověka v interiéru Obr. 3: Tepelné záření psa v exteriéru (během zimního období)
Reflexní povrchy mají vysokou reflexi (definuje kolik procent záření se odrazí) a malou emisivitu (definuje kolik procent se vyzáří, úplná minima se pohybují na hranici 0,017 což je 1,7 %). Za reflexní materiály lze tedy označit ty materiály, které svojí reflexní vrstvou dokáží významně odrážet teplo a tím snižovat součinitel tepelné vodivosti vzduchové mezery sousedící s reflexní vrstvou v souladu s ČSN EN ISO 6946. Pokud použijeme výpočet dle této normy, lze vidět na modelovém příkladu celkový účinek reflexe.
Jako modelový příklad lze použít předešlou konstrukci s tím, že tepelnou izolaci pod parozábranou nahradíme uzavřenou vzduchovou mezerou a použijeme parozábranu reflexní.
tepelný odpor tepelné izolace nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2KW-1 (Isover Unirol Profi + Uni)
reflexní parozábrana ε1 = 0,017 -
uzavřená vzduchová mezera (d = 40 mm) Rg = 0,489 m2KW-1
součinitel přestupu tepla vedením a prouděním ha = 1,950 Wm-1K-1
součinitel přestupu tepla vedením a prouděním hr = 0,097 Wm-1K-1
sádrokarton Rigips ε2 = 0,900 -
Pozn.: Správně by se v konstrukci měl uvažovat i vliv sádrokartonu, jeho omítky atd., ale tyto vlivy jsou tak malé že je lze lehce zanedbat.
Obr. 4: Skladba šikmé střechy (započítán vliv tepelné izolace a reflexní parozábrany)
Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě tedy je U = 0,146 Wm-2K-1, což také vyhoví doporučené hodnotě. Celková tl. tepelné izolace v tomto případě je 250 mm a je použita reflexní parozábrana.
Pro úplnost ještě dopočítáme skladbu konstrukce s uzavřenou vzduchovou mezerou a použijeme parozábranu bez reflexe.
tepelný odpor tepelné izolace nad parozábranou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m2KW-1 (Isover Unirol Profi + Uni)
parozábrana bez reflexe -
uzavřená vzduchová mezera (d = 40 mm) Rg = 0,160 m2KW-1
Pozn.: Správně by se v konstrukci měl uvažovat i vliv sádrokartonu, jeho omítky atd., ale tyto vlivy jsou tak malé že je lze lehce zanedbat.
Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě tedy je U = 0,153 Wm-2K-1, což také vyhoví doporučené hodnotě. Celková tl. tepelné izolace v tomto případě je 250 mm a je použita parozábrana bez reflexe (resp. s minimální reflexí).
Závěrečné shrnutí
I když předešlé výpočty byly koncipovány tak, aby splnily podmínky zateplení v rámci programu Zelená úsporám (dílčí zateplení – bod. A2), to jest doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla U [Wm-2K-1] , rozhodně stále nejsou u standarních konstrukcí šikmých střech pravidlem a volí se tloušťka izolace menší. Zároveň výpočet ukazuje i na vliv reflexní parozábrany použité ve zvolené skladbě konstrukce šikmé střechy.
Tepelná izolace v celé konstrukci | Tepelná izolace v tl. 250 mm | Tepelná izolace v tl. 250 mm |
U = 0,136 Wm-2K-1 | U = 0,146 Wm-2K-1 | U = 0,153 Wm-2K-1 |
111,1 % | 104,6 % | 100,0 % |
Vliv reflexní parozábrany oproti parozábraně klasické zlepšuje tepelně-izolační vlastnosti konstrukce téměř o 5 % (přepočteno na tl. tepelné izolace 250 mm je nárůst o 11,5 mm), nicméně vyplnit vzduchovou mezeru plně tepelnou izolací je výrazně efektivnější způsob řešení.