Šiluminė varža ar sandarumas - kas svarbiau? Nereikia būti žymiu ekspertu, kad galėtum pasakyti: „kuo storesni kailiniai, tuo šilčiau“. Ir tai atrodo tiesa. Įsivaizduokime padėtį, kai tarp kailinių ir kūno yra keleto centimetrų oro tarpas. Turbūt jau intuityviai jaučiame, kad šilta tikrai nebus. Kūno sušildytas oras laisvai ištekės pro apykaklę, o jo vietą užims šaltas lauko oras, reikalaujantis naujų energijos investicijų.
Kitą kartą panagrinėkime dar vieną faktą. Alpinistai aukštai kalnuose, kur oro temperatūra nukrenta iki -30 ºC sugeba palapinėje palaikyti +18 ºC temperatūrą sunaudodami minimalius energetinius resursus. Nuo šildymo prietaisų sušilęs oras kyla į viršų ir sudaro didelį slėgį į patalpos atitvarines konstrukcijas (lubas, sienas, langus). Per kiekvieną nesandarumą šiltas oras su jėga fontanais veržiasi į išorę, kaip iš kiauro oro baliono. Tuo pačiu metu apatinėje patalpų dalyje susidaro oro išretėjimas, ir per various nesandarumus grindyse, duryse, sienose ir languose į patalpas įsiurbiamas šaltas oras, kurį vėl reikia šildyti.
Esmė, kad šilumos nuostoliai kyla iš dviejų pagrindinių mechanizmų: sandarumo praradimai (oro nuotekos ir įsivėręs oras) bei radiacininiai ir kondukciniai šilumos nuostoliai per atitvaras. Tokius nuostolius galima sumažinti didinant atitvarų šiluminę varžą. Tyrimai parodė, kad sandarumas yra esminis veiksnys šilumos taupymui, o didinant šiltinimo sluoksnio storį iki per didelis riba rezultatų naudingumo atžvilgiu mažėja.
Kompanija “Architectural Energy Corporation” JAV atliko tyrimus, kuriais išsklaidos abejones. Buvo paskaičiuoti šilumos nuostoliai per nešiltintas konstrukcijas. Vėliau tos konstrukcijos buvo padengtos ypač sandaria ir šilta šiltinimo medžiaga. Tyrimų rezultatai aiškiai parodė, kad šilumos taupymo pagrindas yra sandarumas. Ypač sandarios šiltinimo medžiagos sluoksnio šiluminę varžą padidinus daugiau kaip 100 proc. (sluoksnį pastorinus nuo 10 cm iki 20 cm), šilumos sutaupoma tik 3 proc. daugiau. Todėl tokia investicija yra neefektyvi.
Esmė, kad terminas „kvėpuojanti medžiaga“ apibūdina ne medžiagos laidumą orui, o jos laidumą vandens garams. Šiltinimo medžiaga privalo praleisti vandens garus, kad apšiltintos drėgnos konstrukcijos nesupūtų, nesupelytų, o galėtų lengvai išdžiūti per šiltinimo medžiagos sluoksnį. Per šiltinimo medžiagą beveik tokiu pat greičiu praeina ir vandens garai, ir oras. Tačiau pastatų konstrukcinių medžiagų džiuvimo procesas yra gana lėtas, todėl pakankamai gerai „kvėpuojančios“ šiltinimo medžiagos laidumas orui gali būti toks mažas, kad tą medžiagą galima priskirti prie sandarių medžiagų.
- Pastatą apšiltinus pakankamai sandaria šiltinimo medžiaga, oro cirkuliaciją per atitvaras galima sumažinti tūkstančius kartų.
- Judantis žmogus per vieną valandą iškvėpuoja 14-15 m³ oro, todėl vėdinimas yra būtinas.
- Vėdinimas susijęs su šilumos nuostoliais, todėl vėdinti reikia tiek, kiek būtina.
Dabartinėje tradicinėje statyboje labiau pasikliaujama šilumine varža. STR reglamentas nustato, kad pastatų atitvarų šiluminės varžos turi būti ne mažesnės už tam tikras reikšmes: stogo 6,24 m²K/W, sienų 5,25 m²K/W, grindų 4,54 m²K/W. Tačiau realiai toks storas šiltinimo medžiagos sluoksnis dažnai reikalingas dėl šiltinimo medžiagų laidumo orui, o ne dėl didesnės šiluminės varžos; net ir storas sluoksnis nepajėgia visiškai sustabdyti šilumos nuostolių.
Todėl išvada: šio efekto priežastis dažnai yra ne šiluminės varžos didinimas, o tai, kad storesnės tradicinių šiltinimo medžiagų sluoksnio metu šiek tiek sumažėja šilto oro nutekėjimas per konstrukcijas. Tačiau ekonominiu požiūriu tai gali būti neefektyvu. Vietoje didinimo storio, verta siekti sandarumą užtikrinančių šiltinimo technologijų ir jų taikymo praktiškumo.
Rinkos duomenys ir standartai
Nuo 2016 m. lapkričio mėn. naujai projektuojamų pastatų sienos šiluminė varža R turi būti ne mažiau kaip 8,33 m²·K/W. Apytiksliai skaičiuojant, vieno namo sienos šiluminę varžą reikia užtikrinti pagal du pagrindinius elementus: mūro blokelių ir apšiltinimo medžiagos. Langai į apskaičiuotąją sienos varžą turi būti įtraukti atskirai. Tikslas - palyginti skirtingų medžiagų blokelių šilumą ir jų įtaką A klasės namo sienos šiluminei varžai.
Šilumos laidumo koeficientas (λ) nurodo medžiagos gebėjimą praleisti šilumos srautą. λ gali būti apskaičiuotasis λds (projektinis), laboratorinis λ10 (bandymo metu išmatuotas), deklaruojamasis λD (gamintojo deklaruotas). Paprastai skaičiuojant naudojamas projektinis λds, nes jis apima galimą įdrėkimo įtaką konstrukcijoje.
Atitvaros šiluminė varža (R) priklauso nuo kiekvieno sluoksnio storio d ir projekcinio šilumos laidumo koeficiento λds. Suminė Rs yra sluoksnių varžų suma, o Rt - visuminė atitvaros varža, į kurią įtraukiami vidiniai (Rsi) ir išoriniai (Rse) paviršiai. U koeficientas - tai visuminė atitvaros šilumos pralaidumo išraiška, lygi 1/Rt.
Siūlomi įrankiai ir standartai: STR 2.01.02:2016 „Pastatų energinio naudingumo projektavimas ir sertifikavimas“, STR 2.04.01:2018 „Pastatų atitvaros“, LST EN ISO 6946, LST EN 10456. Šie dokumentai naudojami, įvertinant šiluminį varžos apskaičiavimą, šilumos perdavimo koeficientą ir drėgmės būseną.
Vertinant grindų dangas šiluminės varžos kontribuciją, dažnai rekomenduojama, kad grindų dangos šiluminė varža nebūtų didesnė kaip 0,15 m²K/W. Šildomų grindų įrengimo tikslas - užtikrinti efektyvų šilumos perdavimą iš šildymo elemento į kambario erdvę, todėl priklausomai nuo dangos laidumo, išdėstymo ir naudojamų medžiagų gali būti reikalingas skirtingas planas. Pavyzdžiai: vinilinė danga, natūralus lititolonas, keraminės plytelės, laminatas, daugiasluoksnis parketas, medžio lentos - jų šiluminės varžos skiriasi žymiai.
EuroPanels sprendimai energijos taupymui: naujai statomose pastatuose plokštės su PUR ir EPS šerdimi gali žymiai sumažinti šilumos nuostolius. Jei kalbama apie jau egzistuojančius objektus, įmonė siūlo termomodernizacijos produktus. Apskaičiuojant U koeficientą esamame pastate, galima įvertinti galimybes sumažinti šilumos nuostolius per papildomą išorinių sienų ir stogų apšiltinimą. Taip pat pateikiama programa - atitvarų U-verčių ir drėgmės skaičiuoklė, kuri leidžia greitai įvertinti šilumos nuostolius, kondensacijos riziką ir pasirinkti optimalų sluoksnių išsidėstymą. Skaičiavimai atliekami pagal LST EN ISO 6946 ir LST EN ISO 13788.
Orientyras šiluminiam komfortui - grindų danga ir medžiagų pasirinkimas. Geriausios šiluminės savybės turi paviršiai, kurių šiluminė varža yra maža, pavyzdžiui, keraminės plytelės. Tuo tarpu storesnės medienos dangos gali būti įtrauktos tik su papildomomis priemonėmis, nes jos didina šilumos varžą.
Šilumos laidumo koeficientas ir varža - matematika praktiškai
Šilumos laidumo koeficientas λ nurodo, kaip lengvai medžiaga praleidžia šilumą. Kuo λ mažesnis - tuo geresnė izoliacija. Šiluminė varža R yra atskirų sluoksnių storio d ir jų projektinio šilumos laidumo koeficiento λds sandauga: R = d / λds. Visuminė Rs sudaro visus sluoksnius, o Rt - Rt = Rsi + Rs + Rse. U koeficientas apskaičiuojamas kaip U = 1 / Rt. Koks atsakymas į klausimą „kas svarbiau - sandarumas ar šiluminė varža?“ dažnai priklauso nuo konteksto: sandara sumažina oro nuotekas ir šilumos nuostolius per sroves, o racionaliai parinktos šiltinimo medžiagos su mažu λ ir tinkama izoliacija sumažina pastato energijos poreikį.
Kai reikia lyginti skirtingas medžiagas, verta atsižvelgti į jų storio, kainos ir šiluminės varžos ryšius. Pavyzdžiui, EPS turi gerą kainos ir varžos santykį, bet gali būti brangesnis už kai kurias kitas medžiagas, priklausomai nuo storio ir projektinio λds. Taip pat įvertinamas ilgalaikio efektyvumo ir įrengimo paprastumas.
