Kylant energijos šaltinių kainoms, šildymo išlaidų mažinimas individualiuose ir gamybiniuose pastatuose tampa prioritetiniu uždaviniu. Projektuojamos atitvarinės konstrukcijos su mažais šilumos nuostoliais, naudojami sandarūs langai, instaliuojamos modernios šildymo sistemos. Pradėjo plisti vadinamieji pasyvieji namai, pasižymintys mažais šilumos nuostoliais. Namas lyg termosas saugo sukauptą ir pagamintą šilumą. Tokiuose namuose iškyla kita problema - patalpų ventiliacija. Būtina pašalinti perteklinę drėgmę ir tiekti švarų aplinkos orą, o vasaros metu net ir aušinti patalpas. Jei įdiegti tradiciniai sprendimai, prarandama didelė dalis sukauptos šilumos, sunaudojama daug energijos orui kondicionuoti. Viena iš priemonių šiai problemai spręsti gali būti grunto kolektoriai.
Veikimo principas
Tokie kolektoriai veikia taip pat, kaip grunto kolektoriai su šilumos siurbliais, t. y. naudoja žemės šilumą. Žemiau įšalo zonos grunto temperatūra gana stabili -5-9 oC. Dviejų metrų gylyje sumontuotu ortakiu pratekantis oras pašildomas nuo -15-20 iki 2-3 oC. Žiemą pašildytas ventiliuojamas oras gali būti tiekiamas tiesiai į šildomas patalpas, jei palaikoma žema temperatūra (sandėlis, garažas, dirbtuvės). Aukštesnėms temperatūroms pasiekti kolektoriuje pašildytas oras nukreipiamas į kaloriferį arba šilumos siurblį, židinio oro pašildymo sistemą. Vasarą toks kolektorius atliks aušintuvo vaidmenį - tiekiamas į patalpas oras atvėsinamas iki 8-10 oC. Tokiu atveju turime oro kondicionavimo sistemą, kurioje energija naudojama tik oro cirkuliacijai palaikyti.
Sistemos pasirinkimo kriterijai
- Kolektoriaus tipą ir konstrukciją reikėtų pasirinkti, priklausomai nuo sklypo ploto, statinių išdėstymo, reikiamo ventiliuoti oro kiekio ir grunto savybių. Individualiam namui šildyti ir ventiliuoti reikalingas oro debitas nuo 100 iki 350 m3/val., o jam užtikrinti su nedideliais aerodinaminiais nuostoliais tiks DN 200 diametro vamzdžiai.
- Parinkti medžiagas nėra paprasta. Kad oras gerai įšiltų, ortakiams naudojamos medžiagos turi būti laidžios šilumai, atsparios mechaniniam poveikiui, tačiau su glotniu vidiniu paviršiumi. Panaudotas plastikas turi lengvai plautis, neišskirti kvapų ir lakiųjų medžiagų, būti nelaidus vandeniui. Įprasti PVC vamzdžiai, paprastai naudojami nuotekų sistemose, šiam tikslui mažai tinka dėl mažo šilumos laidumo. Be to, jungčių movos neužtikrina reikiamo sandarumo. Nebalansuotų pūsto ir porėto plastiko vamzdžių naudoti negalima.
- Tinkamiausi yra PP plastikiniai vamzdžiai, kurių šilumos laidumo koeficientas du kartus didesnis (0,2-0,29 W/m2K) negu PVC vamzdžių.
- Dideli reikalavimai keliami sistemos hermetiškumui. Ypač tai svarbu esant aukštam gruntinių vandenų lygiui. Per mažiausius jungčių nesandarumus į kolektorių patenka užteršti gruntiniai vandenys, kurie garų pavidalu pernešami į patalpas. Kolektoriaus vamzdyną ir jungtis veikia plastiniai grunto poslinkiai. Todėl, sumontavus vamzdžius, sandarumas tikrinamas, esant 1,0-2,0 barų slėgiui sistemoje. Minėtus reikalavimus geriausiai tenkina Awadukt Thermo (REHAU) sistemos vamzdynai su specialiomis sandarinimo movomis.
Kolektorių tipai
Pats paprasčiausias yra žiedinis kolektorius, klojamas aplink pastatą. Suminis kolektoriaus ilgis standartiniam individualiam gyvenamajam namui yra 60-80 metrų DN 200 vamzdžio. Pastatuose be rūsio kolektorius klojamas 1-1,5 m atstumu nuo pamatų. Naujai statomuose pastatuose rūsio pamatus rekomenduojama šiltinti arba kolektorių kloti toliau nuo pamatų. Vieno bėginio metro kolektoriaus šiluminė galia, priklausomai nuo oro debito ir grunto savybių, yra nuo 8 iki 30 W. Jeigu reikalingas 300-500 m3/val. debitas, reikės naudoti didesnio DN 250 skersmens vamzdžius.
Renkantis ortakių diamtrą, būtina atkreipti dėmesį, kad oro srauto greitis vamzdyne neviršytų 3 m/s, o aerodinaminis pasipriešinimas 50-60 Pa. Šio tipo kolektoriai užima nedidelį plotą, yra paprasti, tačiau nėra labai efektyvūs didesniems debitams ir galioms. Dideliems objektams kondicionuoti naudojami arfinio tipo kolektoriai. Priklausomai nuo reikiamos galios, lygiagrečių vamzdžių diametras parenkamas nuo 200 iki 315 mm, o surenkamoji atkarpa - net iki 1 200 mm diametro. Jos diametras turi būti pakankamai didelis, kad maksimaliai sulėtintų oro srauto greitį. Priešingu atveju srauto tekėjimo greitis lygiagrečiuose kanaluose bus labai netolygus ir kolektorius mažai efektyvus. Aerodinaminiams nuostoliams sumažinti patartina naudoti 45o alkūnes. Tokie kolektoriai gali būti montuojami po gamybiniais pastatais. Pagrindinis arfinio kolektoriaus trūkumas - didelis jungčių skaičius ir sudėtinga konstrukcija. Jeigu patalpose numatomos didelės grindų apkrovos, reikalingas specialus grunto paruošimas, kad būtų išvengta kolektoriaus kanalų deformacijų ir pažeidimų. Mažuose sklypuose galima montuoti gyvatuko tipo kolektorių. Jis užima palyginti mažą plotą, bet jame dideli slėgio nuostoliai.
Grunto kolektorius ypač efektyvu naudoti statiniuose su orinio šildymo sistemomis. Integravimas į jau esamą šildymo sistemą kainuoja nedaug, o naudojant grunto kolektorius galima sutaupyti iki 40-50 proc. energijos šildymui ir oro kondicionavimui. Tokią sistemą galima pritaikyti paukštynuose, fermose. Be energijos taupymo, užtikrinamas optimalus mikroklimatas ne tik žiemą, bet ir vasarą.
Kondensato šalinimo būdai
Aušintant paduodamą į kolektorių drėgną orą, vamzdyne kaupiasi kondensatas. Jam pašalinti žiediniame kolektoriuje įrengiami 1-2 surinkimo šulinėliai ir juos jungiantis vamzdynas. Arfinio tipo kolektoriuose kondensato šalinimo sistema daug sudėtingesnė. Susidarius kondensatui, ant vamzdžių paviršių atsiranda pelėsių, grybelių, bakterijų. Dėl to būtina periodiškai plauti ir dezinfekuoti kolektorių. Vamzdžiuose su antibakterine danga pelėsių, grybelių ir bakterijų kaupiasi mažiau. Gamybos proceso metu vamzdžio vidiniame paviršiuje įterpiamos mikroskopinės sidabro dalelės. Analogiška technologija taikoma buitinėje ir medicininėje technikoje. Sidabras pasižymi antiseptinėmis savybėmis ir kelis kartus sumažina pelėsių ir bakterijų kaupimąsi.
Šilumos laidumo koeficientas (λ) ir šiluminė varža (R)
Šilumos laidumo koeficientas yra fizikinė medžiagos savybė, kuri apibūdina, kaip gerai ji praleidžia šilumą. Kuo mažesnis šilumos laidumo koeficientas, tuo geresnė medžiagos šilumos izoliacija. Šis rodiklis yra itin svarbus renkantis statybines medžiagas, siekiant užtikrinti pastato energinį efektyvumą ir sumažinti šilumos nuostolius. U koeficientas ir jo reikšmė: U koeficientas yra pagrindinis kriterijus, naudojamas vertinant pastato šiluminę izoliaciją. Pagal jį nustatomas šilumos kiekis, kuris gali prasiskverbti per pastato atitvarą (sieną, stogą, langą). Kuo mažesnis U koeficientas, tuo geriau pastatas izoliuotas ir tuo mažiau energijos reikia jo šildymui. Šilumos nuostoliai per išorines sienas gali siekti iki 35%, o per stogą - mažiausiai 25%. Tinkamai suprojektuotas ir pastatytas pastatas gali gerokai sumažinti vėlesnes jo priežiūros kainas.
Šilumos laidumo koeficientas (λ) ir šiluminė varža (R). Šilumos laidumo koeficientas (λ) yra medžiagos savybė, nepriklausanti nuo jos storio. Deklaruojamas šilumos laidumo koeficientas (λd) yra nustatomas kontroliuojamomis sąlygomis, dažniausiai esant +10 °C temperatūrai. Tačiau svarbu atsižvelgti ir į apskaičiuotą lambdą, kuri nustatoma esant realioms eksploatacinėms sąlygoms, tiek žemoje, tiek aukštoje temperatūroje. Taip pat šiluminė varža (R) priklauso nuo medžiagos tipo ir jos storio. Kuo didesnė šiluminė varža, tuo šiltesnė yra atitvara, t. y. tuo geresnė jos izoliacija. Šiluminė varža apskaičiuojama pagal formulę: R = storis / λ. Apskaičiuojant sienos šiluminę varžą, reikia sudėti visų medžiagų šilumines varžas, išskyrus medžiagas esančias už oro tarpo. Papildomą sienų šiluminę varžą sudaro vidaus tinko, sienos vidaus ir išorės paviršiaus varžos (R ≈ 0,01; 0,13; 0,13 m2K/W).
Medžiagų pasirinkimas ir jų savybės
Įmonė EuroPanels siūlo energiją taupančias plokštes su PUR ir EPS šerdimi naujai statomiems pastatams, taip pat produktus termomodernizacijai egzistuojantiems objektams. Apskaičiuojant koeficientą U jau esamo pastato, galima nustatyti, kaip sumažinti šilumos nuostolius per papildomą išorinių sienų ir stogų apšiltinimą. Medienos šilumos laidumo koeficientas (λ) siekia 0,12-0,18 W/(mK). Taigi, 15 cm storio rąstas turi apie 1 m²K/W varžą. Šiltinant namus, siekiama, kad sienos varža būtų ne mažesnė kaip 6 m²K/W. Ekovatos šilumos laidumo koeficientas yra 0,048 W/mK. Norint užtikrinti sienos šiluminę varžą bent 6 m²K/W, ekovatos storis turėtų būti apie 24 cm. Ekovata yra natūraliai kvėpuojanti medžiaga, nekaupia drėgmės, o antiseptikas jos sudėtyje apsaugo medieną nuo puvimo ir grybelio.
Polistireninis putplastis (EPS) - populiari, ekonomiška ir šiluminiu požiūriu efektyvi konstrukcija. FF-EPS yra pilkasis putplastis su pagerintomis šilumos savybėmis (λD = 0,030 W/mK), kurios apie 25% geresnės nei balto polistireno, leidžiančios sumažinti storį ir CO2 emisijas. FF-PIR plokščių šilumos laidumas λD yra 0,022 W/mK, todėl jų reikės iki 2 kartų mažiau nei tradicinių medžiagų.
Apsaugos ir apdailos pasirinkimas
Renkantis šiltinimo sistemą, svarbu atsižvelgti į sienos estetinį vaizdą ir pasirinktą apdailą, nes skirtingoms apdailoms reikalingos skirtingos konstrukcijos ir medžiagos. Dekoratyvinis tinkas: plačiai paplitusi, ekonomiška apdaila su daug spalvų ir faktūrų. Ji gana paprasta įrengti, šilumos tilteliai minimalūs, tačiau svarbu kokybiškas įrengimas ir fasado atnaujinimas. Lakštinės medžiagos siūlo didesnį medžiagų ir spalvų pasirinkimą (medinės, plastikinės dailylentės, fibrocementinės, HPL, aliuminio kompozito plokštės ir kt.). Plokščių tvirtinimui reikalingas karkasas, kuris energetiniu požiūriu yra didelis šilumos tiltelis. Apdailinės plytos: taikoma trisluoksnio mūro konstrukcija, kai šilumos izoliacijos sluoksnis yra tarp laikančiosios sienos ir apdailinių plytų. Rąstinio namo apšiltinimas naudojant tinkuojamas sistemas yra sudėtingas ir retai taikomas. Tam reikalingas tvirtas, lygus pagrindas izoliacijos tvirtinimui. Dažniausiai rąstinių namų papildomam šiltinimui naudojama vėdinama sistema su medinių lentelių ar kitos lakštinės apdailos.
Jei norima tinkuoti namą, apšiltintą ekovata, po ekovatos išdžiūvimo (iki 10 dienų) ant viršaus tvirtinamos impregnuotos medžio plaušo plokštės (25 mm storio), kurias galima nutinkuoti laidžiu garams tinku. Konstrukcija turėtų būti tokia: kalamas karkasas, tvirtinama difuzinė plėvelė, ertmėje sausu būdu aplikuojama ekovata, tarp plėvelės ir fasado plokštės paliekamas vėdinimo tarpelis, tvirtinama fasado plokštė, ant jos tinkuojama.
Šilumos tilteliai ir sandarumas
Šilumos tilteliai yra vietos pastato konstrukcijoje, per kurias šiluma greičiau pasišalina. Tai gali būti tvirtinimo elementai, karkasas, sujungimai. Teisingai įrengtame fasade tvirtinimo elementai yra vieninteliai šilumos tilteliai, kertantys izoliacinį sluoksnį. Jų kiekį reikia mažinti, o pačius elementus rinktis iš šilumai mažiau laidžių medžiagų. Karkasas ventiliuojamame fasade yra didelis šilumos tiltelis, per jį gali būti prarandama daugiau nei 20% visos šilumos. Tai kompensuojama papildomai storinant izoliacinę medžiagą. Pastato sandarumas yra būtinas šilto vidaus oro išlaikymui patalpose ir šalto oro nepatekimo į vidų. Sandarumui užtikrinti reikia kruopščiai užsandarinti sujungimus, ertmes ir užtikrinti, kad pati sienos plokštuma būtų sandari. Medžiagų sandarumą apibūdina vandens garų varžos faktorius (μ) - kuo jis didesnis, tuo medžiaga sandaresnė. FF-PIR plokštės yra sandarios, todėl padeda užtikrinti ir viso pastato sandarumą. Jos atsparios atmosferos drėgmei, nereikia papildomų priešvėjinių plėvelių.
Langai ir jų įtaka energiniam efektyvumui
Langai yra vienas iš svarbiausių elementų, lemiančių namo energinį efektyvumą. Per nesandarius ir nekokybiškus langus prarandama 25-35% visų šilumos. Pagrindinis langų energinio efektyvumo kriterijus yra šilumos perdavimo koeficientas Uw, kuris reglamentuojamas ES norminių dokumentų. Konkrečios langų reikalavimai nustatomi techniniame apraše, atsižvelgiant į visų pastato išorinių atitvarų plotus bei šalčio tiltelių termoizoliacines savybes. Langų dydis ir išdėstymas taip pat turi įtakos laidumui orui. Pasyvaus namo langai „surenka“ saulės energiją - tai dviejų kamerų stiklo paketas su šilumą atspindinčia danga. Tokio stiklo paketo šilumos perdavimo koeficientas negali būti didesnis nei 0,75 W/m2K. Nuo 2019 m. vasario 1 d. įsigaliojo nauji ir sumažinti reikalavimai A+ ir A++ langų bei durų šilumos perdavimo koeficintams.
Kaip veikia kaupimo sistemų valdymas? Išmanus sprendimas jūsų elektros kontrolei
tags: #grunto #silumos #laidumo #koeficientas