Termoizoliacija: didžiausia 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.

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 įvairius nesandarumus grindyse, duryse, sienose ir languose į patalpas įsiurbiamas šaltas oras, kurį vėl reikia šildyti.

Kitą šilumos nuostolių dalį sudaro šilumos praradimas radiaciniu ir kondukciniu būdais, t. y. kai šildymo prietaisų išspinduliuojama ar šilto oro perduodama šiluma per sienas atiduodama į išorinę aplinką. Šiuos energijos nuostolius galima sumažinti didinant atitvarų šiluminę varžą. Šios dvi šilumos praradimo patalpose priežastys yra svarbiausios.

Šilumos varža (R) ir šilumos laidumas (λ)

Kas yra šilumos varža Šilumos varža dažniausiai žymima raide R. Ji parodo, kiek medžiaga arba konstrukcija priešinasi šilumos srautui. Kuo R reikšmė didesnė, tuo geresnės izoliacinės savybės. Paprastai tariant, šilumos varža parodo, kaip gerai medžiaga „sulaiko“ šilumą.

Kas yra šilumos laidumas Norint suprasti šilumos varžą, svarbu žinoti ir kitą terminą - šilumos laidumą. Jis dažnai žymimas graikiška raide lambda - λ. Šilumos laidumas parodo, kaip lengvai medžiaga perduoda šilumą. Kuo šilumos laidumas mažesnis, tuo medžiaga geriau izoliuoja.

Kaip susiję R ir λ Šilumos varža apskaičiuojama pagal paprastą principą: sluoksnio storis dalijamas iš medžiagos šilumos laidumo. Paprastai tariant, storesnis sluoksnis didina šilumos varžą, o mažesnis šilumos laidumas taip pat padeda pasiekti geresnę izoliaciją. Formulė atrodo taip: R = d / λ. Čia: R - šilumos varža; d - medžiagos sluoksnio storis metrais; λ - medžiagos šilumos laidumas.

Pavyzdžiui, panagrinėkite izoliacinę medžiagą, kurios lambda koeficientas yra 0,030 W/m-K, o storis - 0,1 metro. Tai reiškia, kad medžiagos šiluminė varža yra 3,33 m²K/W.

U reikšmė ir konstrukcijos vertinimas

Kas yra U reikšmė Kalbant apie pastatus, dažnai naudojama ir U reikšmė, arba šilumos perdavimo koeficientas. Jei R parodo pasipriešinimą šilumos perdavimui, tai U parodo, kiek šilumos praeina per konstrukciją. U reikšmė dažnai naudojama vertinant visą konstrukciją: sieną, stogą, grindis, langą ar perdangą. Ji parodo ne tik vienos medžiagos, bet visos konstrukcijos šilumines savybes.

Sandarumas: kodėl jis toks svarbus

Tyrimų, atliktų kompanijos “Architectural Energy Corporation” JAV, rezultatai išsklaido visas abejones šiuo klausimu. Buvo paskaičiuoti šilumos nuostoliai per nešiltintas pastato konstrukcijas. Vėliau tos konstrukcijos buvo padengtos ypač sandaria ir šilta šiltinimo medžiaga (laidumas orui l=7,6·10⁻⁹ m³/m·s·Pa; šilumos laidumo koeficientas λ=0,038 W/m²K). Didinant šios šiltinimo medžiagos storį buvo kaskart skaičiuojami šilumos nuostoliai per apšiltintas pastato konstrukcijas. Tyrimų rezultatai akivaizdžiai 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. Bet 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 cirkulaciją per atitvaras galima sumažinti tūkstančius kartų.

Judantis žmogus per vieną valandą iškvėpuoja 14 - 15 m³ oro. Jei pastato konstrukcijų sandarumas prastas, per jas patalpose gali pasikeisti keletas kubinių metrų oro per valandą. Akivaizdu, kad tai toli gražu ne tokie oro kiekiai, kokių reikia normaliam žmogaus kvėpavimui. Patalpas visvien reikia vėdinti, jei nenorime susidurti su diskomfortu dėl blogo kvapo, pelėsiais ir sveikatos problemomis. Vėdinimas neišvengiamai susijęs su šilumos nuostoliais, todėl vėdinti reikia tiek, kiek būtina.

Praktinės problemos su tradicinėmis izoliacinėmis medžiagomis

Šiltinant namą tradicinėmis izoliacinėmis medžiagomis, apšiltinimo kokybė smarkiai priklauso nuo specialisto profesionalumo. Vis dar stereotipiškai vyrauja nuomonė, kad namo šilumos izoliacijos efektyvumą lemia, apšiltinus namą plokštinėmis medžiagomis (stiklo, akmens vata ar polistireno plokštėmis), nes tokių medžiagų didelė šiluminė varža (R). Regis, viskas labai elementaru. Deja, iš tikrųjų viskas yra kitaip nei dauguma galvoja.

Pirmiausiai, minėtų apšiltinimo medžiagų šiluminė varža ir kiti parametrai yra matuojami termoizoliacinėse laboratorijose, naudojant nedidelį vientisą, nedeformuotą medžiagos gabalą. O šiltinant sienas, lubas ir grindis vienas šiltinamosios medžiagos gabalas nesusidaro. Montuojant tradicines izoliacines medžiagas, reikia jas sujungti, priglausti vieną prie kitos, prie profilių ir nelygių paviršių. Dėl to atsiranda daugybė sujungimo siūlių, oro tarpų, naudojamos apšiltinimo medžiagos yra perspaudžiamos arba, atvirkščiai, lieka oro tarpų. Tokiu atveju šiltinimo medžiagas sunku užkišti už metalinių profilių (todėl lieka neapšiltintų zonų), be to, klojant storą tradicinių šiltinamųjų medžiagų sluoksnį, jos deformuojasi ar / ir išlinksta. Dėl to šiluminė varža, net ir esant dideliam izoliacinės medžiagos storiui, tampa lygi 0. Šiltinimo šiuo būdu kokybė smarkiai priklauso nuo specialisto profesionalumo.

Šiltinant namą ar kitą pastatą tradicinėmis izoliuojamosiomis šiltinimo medžiagomis, naudojamos vėjo izoliacijos, difuzinės, garo izoliacijos plėvelės. Šios plėvelės turėtų garantuoti sandarumą. Vis gi dažniau pasitaiko atvejų, kai plėvelės naudojimas pastato, sienų šiltinimui būna daugiau žalingas nei naudingas. Labai svarbu, kad plėvelė būtų sumontuota taisyklingai, laikantis jos montavimo technologijos. Plėveles reikia tinkamai sujungti (suklijuoti), nepakanka jas tik perkloti (užleisti vieną ant kitos). Reikia, kad jos nebūtų prisiglaudusios prie pastato apdailos ar stogo dangos, o jų galai - taisyklingai užsandarinti konstrukcijų galuose (karnizuose). Visa tai idealiai padaryti labai sunku. Svarbus tampa žmogiškasis faktorius, t. y. specialisto profesionalumas. Nuo atlikto darbo kokybės priklauso pastato sandarumas ir, aišku, pastato šildymo sąnaudos.

Sumontavus plėveles nesilaikant technologijų ar prakiurus vėjo izoliacinei ar difuzinei plėvelei, tradicinės izoliuojamosios medžiagos prisigeria drėgmės, todėl šiluminė varža iškart krenta net iki 0. Pastato konstrukcijos pradeda pelyti, pūti, rūdyti, atsiranda korozija. Pastato šildymo sąnaudos tokiu atveju išauga kelis kartus. Atsiradusį broką ištaisyti labai sunku.

Poliuretano putos: sandarumas ir praktika

Galima padaryti išvadą, kad namo šiltinimui svarbiausia yra ne šiluminė varža, o šiltinimo sandarumas. Šiltinant pastatus GAMA PUR poliuretano putomis, išvengiama daugelio anksčiau minėtų problemų ir pasiekiama didžiausio efektyvumo. GAMA PUR poliuretano putos labai mažai laidžios orui (ši savybė leidžia sulaikyti iš patalpų vidaus sklindančią šilumą). Poliuretano putos dažnai pasirenkamos ne tik dėl šiluminių savybių, bet ir dėl to, kad jos purškiamos vietoje ir gali prisitaikyti prie paviršiaus. Tai padeda užpildyti tarpus, nelygumus ir sudėtingas konstrukcijos vietas.

Priklausomai nuo putų tipo, jų savybės gali skirtis. Atvirų ir uždarų porų putos skiriasi tankiu, garų pralaidumu, standumu ir naudojimo vietomis. Šiuo metu viena sandariausių šiltinimo medžiagų yra poliuretano putos, jos puikiai prikimba prie įvairių paviršių. Termoizoliacinės medžiagos ir gaminiai užima ypatingą vietą tarp statybinių medžiagų.

Šalčio tiltai, drėgmė ir kiti rizikos veiksniai

Šalčio tiltai - tai vietos, per kurias šiluma pasišalina greičiau nei per aplinkines konstrukcijas. Tokios vietos gali būti ties pamatais, cokoliu, sienų kampais, langų angokraščiais, gegnėmis, perdangomis ar metalinėmis konstrukcijomis. Net jei didžioji konstrukcijos dalis turi gerą šilumos varžą, šalčio tiltai gali sumažinti bendrą rezultatą. Jie taip pat gali lemti šaltesnius paviršius, kondensato riziką ir pelėsio atsiradimą.

Drėgmė ir šilumos izoliacija Šiltinimo medžiagos savybės gali blogėti, jei konstrukcijoje kaupiasi drėgmė. Drėgmė gali atsirasti dėl kondensato, pratekėjimų, netinkamo vėdinimo, pažeistos hidroizoliacijos ar neteisingai parinkto garų valdymo sluoksnio. Drėgna konstrukcija gali prarasti dalį šiluminio efektyvumo, o kartu didėja pelėsio, kvapo ar konstrukcinių pažeidimų rizika. Todėl vertinant šilumos varžą svarbu nepamiršti drėgmės.

Praktiški patarimai: ką apšiltinti ir kaip pasirinkti sluoksnį

Kokios pagrindinės namo vietos (konstrukcijos) turi būti apšiltintos? Pradėti rekomenduojama nuo perdangos apšiltinimo, nes beveik pusė šilumos energijos iškeliauja per perdangą. Jei palėpė yra negyvenama ir nešildoma, svarbiausia šiltinti perdangą, esančią virš kambario. Jei palėpė yra šildoma, svarbu apšiltinti stogą.

Sekantis žingsnis pamatai ir grindys. Norint prarasti kuo mažiau šilumos, rekomenduojama apšiltinti grindis ir pamatus. Gan sudėtinga renovuoti grindis ar pamatus, nes tokiu atveju grindis reikėtų išardyti apšiltinimui. Jei grindų danga gerai išsilaikiusi galima šiltinti elastingomis medžiagomis, kaip termoputa (aminoplasto puta), išgręžiant skyles. Pamatų šiltinimui reikėtų atkasti gruntą.

Kaip parenkamas reikalingas sluoksnis Reikalingas šiltinimo sluoksnis priklauso nuo norimos šilumos varžos, pasirinktos medžiagos, konstrukcijos ir realių pastato sąlygų. Tačiau praktikoje svarbu ne tik pasiekti skaičių. Reikia įvertinti, ar sluoksnis bus vientisas, ar medžiaga tinkama tai vietai, ar nėra drėgmės rizikos, ar bus užtikrintas sandarumas ir ar konstrukcija leidžia tokį sprendimą įrengti kokybiškai.

Ką verta žinoti prieš pasirenkant šiltinimo sprendimą Prieš pasirenkant šiltinimo sprendimą verta ne tik klausti, kokia bus varža, bet ir suprasti, ar sprendimas tinka konkrečiam pastatui. Naudinga įvertinti: kuri pastato vieta praranda daugiausia šilumos; ar konstrukcija sausa; ar yra šalčio tiltų; ar yra oro judėjimo; ar šiltinama gyvenama, ar nešildoma erdvė; ar reikia garo izoliacijos; ar paviršius tinkamas pasirinktai medžiagai; kaip bus užtikrintas sluoksnio vientisumas; nuo ko priklausys kaina.

Terasa virš garažo: kaip apšiltinti grindis?

Klausimas: Kaip apšiltinti terasos grindis? Terasa planuojama įrengti virš garažo, atvira. Kokias medžiagas naudoti, jei neleidžia aukštis? Gal yra tokia medžiaga, kurios šilumos varža būtų didelė, o pačios medžiagos storis nedidelis, keli cm?

Komentarai: Eksplotuojamos terasos ar stogo įrengimui yra naudojami ekstruzuoto putų polistireno (XPS) gaminiai, pvz. Styrofoam 300SL. Šios medžiagos deklaruojamas šilumos laidumo koeficientas, kai izoliacijos storis yra 20-70mm, yra 0.035 W/mK. Priklausomai nuo terasos viršutinės dangos projektinė vertė yra 0.036-0.043 W/mK. Sluoksnio šiluminė varža yra apskaičiuojama medžiagos storį (m) dalijant iš projektinės šilumos laidumo koeficiento vertės. Eksplotuojamos terasos (stogo) įrengimas yra ganėtinai sudėtingas. Svarbu darbų kokybė, teisingai įrengti šilumos izoliaciją, vandens nuvedimą. Rekomenduojame papildomai konsultuotis su projektuotojais.

Ar verta storinti tradicines izoliacijas?

Dabartinėje tradicinėje statyboje labiau pasikliaujama šilumine varža. Tai atspindi ir statybos techninis reglamentas, reikalaujantis, kad pastatų atitvarinių konstrukcijų šiluminės varžos būtų ne mažesnės už tokias: stogo - 6,24 m²K/W, sienų - 5,25 m²K/W, grindų - 4,54 m²K/W. O realiai toks storas šiltinimo medžiagos sluoksnis pastatui reikalingas ne dėl didesnės šiluminės varžos, o dėl to, kad naudojamos šiltinimo medžiagos yra pakankamai laidžios orui, ir netgi toks storas jų sluoksnis nesugeba sulaikyti su šiltu oru per jas išeinančios šilumos. Tokiu atveju šiluminės varžos normų didinimas ir šiltinimo medžiagų sluoksnio storinimas lyg ir pasiteisina, nes duoda šilumos taupymo efektą. Ko gero kiekvienam, supratusiam šio reiškinio esmę, klostosi išvada, kad šio efekto priežastis yra ne šiluminės varžos padidėjimas, o tai, kad dėl storesnio tradicinių šiltinimo medžiagų sluoksnio šiek tiek sumažėja šilto oro nutekėjimas per konstrukcijas.

Šilumos taupymą storinant tradicinių šiltinimo medžiagų sluoksnio storį galima prilyginti svarsčių gamybai iš vatos. Todėl verta susitelkti į sandarumą užtikrinančių šiltinimo technologijų paiešką ir jų praktinį taikymą.

Medžiagų savybės ir mechaniniai aspektai

Vis plačiau naudojant termoizoliacines medžiagas įvairiose laikančiosiose konstrukcijose, labai svarbu žinoti šių gaminių atsparumą gniuždymui ir deformacines savybes. Mechanines termoizoliacinių medžiagų savybės kartu su šilumos izoliacinėmis ir garsą izoliuojančiomis savybėmis yra svarbiausios charakteristikos, lemiančios jų naudojimą statybų praktikoje. Dėl tam tikrų termoizoliacinių medžiagų mechaninių ypatybių sunku parinkti optimalius jų stiprumo ir deformuojamumo kriterijus.

Daugumai medžiagų tiksliai nustatyti galima tik tempimo, lenkimo, šlijimo stiprį, kai prarandamos jų laikomosios savybės. Šiuo metu plačiai paplito ir normatyviniuose dokumentuose nurodomas labai paprastai nustatomas termoizoliacinių medžiagų sąlyginis įtempis, atitinkantis 10-ies procentų gaminio deformaciją pagal storį. Tačiau gniuždymo įtempis, kai gaminys deformuojamas iki 10 proc., nėra projektinė vertė. Šis rodiklis gali būti panaudotas kiekybiniam įvertinimui ir gamybos technologinių parametrų optimizavimui.

Pasyvusis namas kaip idealus pavyzdys

Pasyvus namas - tai pastatas, kurio normalios vidaus temperatūros (min 20° C) palaikymas ištisus metus nereikalauja aktyvaus energijos naudojimo. Pagal PassivHaus instituto reikalavimus energijos sąnaudos pastato šildymui ir vėdinimui per metus negali viršyti 15 kWh vienam kvadratiniam metrui. Pasyvaus namo pagrindiniai pranašumai - ekologija ir ekonomija. Pagrindiniai pasyvaus namo kriterijai - labai geras pastato sandarumas, didelė sienų, stogo ir visų konstrukcijų šiluminė varža, įrengta aukšto naudingumo koeficiento vėdinimo sistema, optimalus nemokamų šilumos šaltinių panaudojimas (saulės, buitinių prietaisų ir kt.).

Geras pavyzdys - langai: pasyviojo namo langų šilumos laidumo koeficientas turi neviršyti 0,8 W/m²K. Pasyvių namų langai turi būti stiklinami trijų stiklų stiklo paketu, kurio šilumos laidumo koeficientas ≤ 0,7 W/m²K. Pasyviajame name temperatūros prie visų sienų yra daugmaž vienodos. Todėl būtent pasyvaus namo sertifikuoti langai yra bene svarbiausia tokios statybos detalė.

Rekomendacijos praktikai

• Fokusas turi būti ne tik į didelę R vertę, bet į vientisą, sandarų šiltinimo sluoksnį.
• Jeigu naudojamos plokštinės tradicinės medžiagos, užtikrinkite tinkamą sandarinimą plėvelėmis ir jų sujungimus (klijavimą), tiksliai laikykitės technologijų.
• Apsvarstykite poliuretano putas (purškiamas izoliacijas) vietose, kur svarbus sandarumas ir sudėtingos formos elementai.
• Visada vertinkite šalčio tiltus, drėgmės riziką ir vėdinimą - vėdinti reikia tiek, kiek būtina.
• Apšiltinant iš vidaus, neviršykite rekomenduojamo storio (pvz., jei vienintelė galimybė - iki 5 cm), kad išorinė siena dar gautų šilumą ir nesušaltų.
• Eksplotuojamoms terasoms apsvarstykite XPS gaminius (pvz., Styrofoam 300SL) su deklaruojamu λ ≈ 0.035 W/mK, atsižvelgiant į dangos ir projektines reikšmes.

Dažnai užduodami klausimai

1. Kiek verta investuoti į storą izoliaciją? Tyrimai rodo, kad vien storis neatneša proporcingo efekto, jei nėra sandarumo - pvz., sluoksnį padvigubinant šilumos sutaupoma minimaliai.
2. Ar poliuretanas tinkamas visur? Poliuretano putos puikiai tinka sudėtingoms detalėms, kur svarbus sandarumas, tačiau reikia vertinti garų pralaidumą, konstrukcijos džiūvimą ir eksploatacijos sąlygas.
3. Ar reikia rekuperacijos? Jei pastatas tampa labai sandarus, rekomenduojama įdiegti patikimą vėdinimą su šilumos atgavimu, kad būtų išvengta drėgmės ir užtikrintas oro kokybė.

Ką verta atsiminti: šilumos varža yra vienas svarbiausių parametrų, bet realus komfortas priklauso nuo viso komplekso: medžiagų λ, sluoksnio vientisumo, sandarumo, šalčio tiltų, drėgmės valdymo ir darbo kokybės. Negalima išskirti tik vieno esminio faktoriaus - svarbu tiek namo sandarumas, tiek efektyvus šiltinimo sluoksnis, siekiant šiltų namų ir mažesnių išlaidų šildymui.

tags: #termoizoliacija #didziausia #varza