toplinska zastita zgrada
TRANSCRIPT
2
TOPLINSKA ZAŠTITA ZGRADAPregled dostupnih materijala za toplinsku zaštitu
Ţeljka Hrs Borković, dipl.ing.arh.
Energetski institut Hrvoje Poţar
3
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Da bi zadovoljili današnje propise i gradili u skladu sa suvremenim
smjernicama energetske efikasnosti, sve vanjske konstrukcije potrebno je
toplinski zaštititi
• Toplinska izolacija smanjuje toplinske gubitke zimi, pregrijavanje prostora
ljeti, te štiti nosivu konstrukciju od vanjskih uvjeta i jakih temperaturnih
naprezanja
• Toplinski izolirana zgrada je ugodnija, produžuje joj se životni vijek i
doprinosi zaštiti okoliša
4
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Toplinski gubici kroz graĎevni element izmeĎu ostalog ovise o sastavu
graĎevnog elementa, orijentaciji i koeficijentu toplinske provodljivosti
specifičnom za svaki materijal
• Bolju toplinsku izolaciju postižemo ugradnjom materijala niske
toplinske provodljivosti, odnosno visokog toplinskog otpora. Toplinski
otpor materijala povećava se obzirom na debljinu materijala
• Vrijednost koeficijenta različita je za različite materijale, a ovisi o
gustoći, veličini i povezanosti pora i stanju vlažnosti materijala
• Toplinsko izolacijski materijali imaju vrlo malu vrijednost vodljivosti
topline λ: najčešće 0,025do 0,045 W/mK
5
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
Zahtjevi koji se postavljaju za suvremene toplinsko
izolacijske materijale:
-dobra toplinsko izolacijska svojstva
-čvrstoća
-postojanost oblika
-negorivost
-vodoneupojnost
-postojanost na starenje, truljenje, vibracije
-paropropusnost
-kemijska neutralnost i ekološka prihvatljivost
6
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
7
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Pri izboru materijala za toplinsku zaštitu treba osim toplinske vodljivosti
uzeti u obzir i druge karakteristike materijala kao što su požarna otpornost,
faktor otpora difuziji vodene pare, tlačna tvrdoća, stistljivost, trajnost,
otpornost na vlagu i drugo
• TakoĎer je važan i način proizvodnje materijala, te korištenje energije u
proizvodnji, te cijena materijala
• Na izbor materijala utječe i vrsta konstrukcije u koju ga ugraĎujemo,
tako da nije isto da li se radi o izolaciji poda, podrumskog zida, nadzemnog
zida, ravnog ili kosog krova.
8
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Osnovna podjela toplinsko izolacijskih materijala je na anorganske i organske
• Najpoznatiji predstavnik anorganskih izolacija je kamena i staklena vuna, a
organskih materijala polistiren – ekspandirani i ekstrudirani, te poliuretan, odnosno
poliuretanska pjena
9
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Mineralna vuna - kamena i staklena, dobar je toplinski izolator s toplinskom
provodljivosti izmeĎu 0,035 i 0,045, što je uvrštava meĎu najbolje toplinske
izolatore
• To je izolacijski materijal mineralnog porijekla za toplinsku, zvučnu i
protupožarnu izolaciju u graditeljstvu, industriji i brodogradnji
• Mineralna vuna ima visoku otpornost na požar, paropropusna je i djelomično
vodootporna
• Otporna je na starenje i raspadanje, te na mikroorganizme i insekte
• Koristi se u svim vanjskim konstrukcijama za toplinsku zaštitu, te u pregradnim
zidovima za zvučnu zaštitu. Jedino mjesto gdje se ne preporuča je za izolaciju
podrumskih zidova pod zemljom.
10
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
11
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Osim kamene i staklene vune, na našem tržištu najviše se koristi polistiren
ili stiropor (naziv prvog proizvedenog polistirena u Njemačkoj, 1954.
godine).Naziv stiropor postao je sinonim za ekspandirani polistiren, EPS
• Zbog dobrih izolacijskih svojstava = 0,035-0,040 W/mK, te niske cijene i
jednostavne ugradnje, danas je to jedan od najpopularnijih izolacijskih
materijala
• Koristi se najviše kao toplinska zaštita, u svim vanjskim konstrukcijama, te
kao plivajući pod u podnim meĎukatnim konstrukcijama
• Ima znatno slabija protupožarna svojstva od kamene vune, te nije otporan
na temperature više od 80°C
• Često se koristi za toplinsku zaštitu podrumskih zidova – ekstrudirani
polistiren. Ekstrudirani polistiren ili XPS je najčešće obojen u plavo ili
ružičasto, za razliku od bijelog ekspandiranog polistirena EPS.
12
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
13
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Poliuretanska pjena takoĎer se dosta koristi, naročito pri sanacijama
ravnih krovova
• Ima još bolja toplinsko izolacijska svojstva pa iznosi izmeĎu 0,020
i 0,035 W/mK
• Ima dobra svojstva na vlagu i temperaturne promjene
• MeĎutim, znatno je skuplja od prva dva navedena materijala, te
zbog toga nije u široj primjeni.
14
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
15
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Na tržištu se sve više pojavljuju i drugi izolacijski materijali kao što
su celuloza, glina, perlit, vermikulit, trstika, lan, slama, ovčja vuna i drugi
• Imaju nešto slabija izolacijska svojstva, pa su potrebne veće
debljine
• Ovi se materijali u svijetu koriste lokalno, prema porijeklu i izvoru
sirovine za proizvodnju
• Za pravilan izbor materijala za toplinsku izolaciju potrebno je dobro
poznavati njegova fizikalno kemijska svojstva, te prednosti i mane
primjene.
16
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
17
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
18
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
19
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
20
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
ETICS POVEZANI SUSTAV ZA
TOPLINSKU IZOLACIJU
na osnovi EPS-a (HRN EN
13499:2004) ili MW (HRN EN
13500:2004)
1. EPS
2. alkalno postojana staklena
mrežica u graĎevinskom ljepilu
3. završna zaštitna žbuka
4. osnovni rubni Al profil
5. XPS
6. alkalno postojana staklena
mrežica u graĎevinskom ljepilu –
sokl završna žbuka
21
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
22
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
23
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
24
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
25
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
Projektne vrijednosti toplinske provodljivosti za neke toplinsko izolacijske
materijale, λ [W/(m·K)],približne vrijednosti faktora otpora difuziji vodene
pare, te usporedba relativnih troškova za ugradnju
TOPLINSKO IZOLACIJSKIMATERIJAL
GUSTOĆAρ kg/m3
TOPLINSKA
PROVODLJIVOST
(W/mK)
POTREBNA
DEBLJINA(cm)ZA U=0,35
W/m2K
FAKTOR
OTPORA
DIFUZIJI
VODENE PARE
REL. TROŠAK ZA
U=0,35 W/m2K
mineralna vuna (MW) prema
HRN EN 13162 (kamena
i staklena vuna)
10 do 200 0,035 do 0,050 9-11 1 1
ekspandirani polistiren (EPS)
prema HRN EN 13163
(stiropor)
15 do 30 0,035 do 0,040 9-10 60 0,80
ekstrudirana polistirenska
pjena (XPS) prema HRN
EN 13164
≥ 25 0,030 do 0,040 8-10 150 2,5
tvrda poliuretanska pjena
(PUR) prema HRN EN
13165
≥ 30 0,020 do 0,040 7-9 60 5-8
drvena vuna (WW) prema
HRN EN 13168360 do 460 0,065 do 0,09 16-20 3/5 4-6
ekspandirani perlit (EPB)
prema HRN EN 13169140 do 240 0,040 do 0,065 10-16 5 1,5-2,0
ekspandirano pluto (ICB)
prema HRN EN 1317080 do 500 0,045 do 0,055 11-14 5/10 2,0-3,0
ovčja vuna 15-60 0,040 10-11 1-2 -
slama - 0,090 do 0,130 20-35 - -
26
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
SPECIJALNI TOPLINSKO
IZOLACIJSKI MATERIJALI
TRANSPARENTNA TOPLINSKA
IZOLACIJA
Toplinska izolacija (polikarbonat i sl.)
koja omogućava prijem sunčeve energije
i prijenos u zgradu, a istovremeno
sprječava kao i obična toplinska izolacija
gubitke topline iz zgrade. Posebno je
korisna za izoliranje juţnog fasadnog
zida. Presjek sadrţi sitne kapilarne cijevi
koje idu poprečno s jedne na drugu
stranu ploče. Postavljanjem u presjek
vanjskog zida stvara se gusta mreţa
kanala koji omogućuju prodor sunčevih
zraka i time grijanje masivnih dijelova
zidova. Na ovaj način akumulirana
toplina koristi se za zagrijavanje
prostora, pri čemu se učinak moţe
dodatno pojačati postavljanjem izo-
stakla i toplinske rolete u zračni sloj
ispred transparentne izolacije.
VAKUUMSKA TOPLINSKA
IZOLACIJA
Kod konvencionalne toplinske izolacije se dobra izolacijska svojstva postiţu uz pomoć zraka
koji se nalazi u poroznom materijalu. Ako odstranimo zrak iz materijala, izolacijska svojstva se
povećavaju zbog vakuuma. Za to se koriste stisnuta staklena vlakna, polistirenska pjena i sl.
Vakuumska izolacija radi se u modularnim panelima, a zbog izuzetnih izolacijskih svojstava
potrebne su znatno manje debljine od konvencionalne toplinske izolacije za ista toplinska
svojstva. Ova je izolacija još uvijek vrlo skupa i primjenjuje se najviše kod sanacija objekata
gdje nije moguće ugraditi veće debljine izolacije zbog npr spomeničke vrijednosti objekta.
Projektne vrijednosti toplinske provodljivosti za neke toplinsko izolacijske
materijale, λ [W/(m·K)],približne vrijednosti faktora otpora difuziji vodene
pare, te usporedba relativnih troškova za ugradnju
27
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Za postizanje dobre toplinske zaštite vanjskog zida, preporučljivi
koeficijent prolaska topline iznosi U=0,25-0,35 W/m2K
• Za to nam je potrebno prosječno 10-12 cm kamene vune, ili 9-11 cm
polistirena, ovisno o deklariranoj vrijednosti toplinske provodljivosti materijala
• Za istu vrijednost trebat će nam cca 16-20 cm debljine izolacije od drvene
vune, ili 7-9 cm poliuretanske izolacije
• Za niskoenergetske i pasivne kuće taj koeficijent mora biti i znatno niži
U=0,10-0,20 W/m2K
28
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Ako usporeĎujemo cijene materijala na tržištu te pretpostavimo da je
cijena kamene vune 1, onda je polistirenska izolacija EPS nešto jeftinija,
odnosno 0,80, a ekstrudirani polistiren XPS, 2,5 puta skuplji.Poliuretanska
pjena ima faktor cijene 5-8, a npr. drvena vuna 4-6.
• To objašnjava i najveću primjenu kamene i staklene vune, te polistirena na
hrvatskom tržištu
• Prosječna cijena izolacije za vanjski zid za npr. mineralnu vunu iznosi 7,5
kuna za 1 cm debljine, odnosno cca 75 kuna za 10 cm debljine izolacije po
m2 (bez PDV-a).
29
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
• Ako analiziramo potrošnju energije za grijanje standardne obiteljske
kuće od 120 m2, koja nije toplinski izolirana - godišnja potrošnja energije
za grijanje iznosi oko 200 kWh/m2, ili ukupno 24.000 kWh.
• Ako je energent koji se koristi za grijanje npr. plin, to znači da
godišnje toplinske potrebe za tu kuću iznose 2.400 m3 plina
• Za usporedbu, niskoenergetska kuća iste veličine s potrošnjom
energije za grijanje od oko 30 kWh/m2, potrošit će godišnje oko 3.600
kWh ili 360 m3 plina, odnosno 3 m3 plina po m2, što je 85 posto manja
potrošnja toplinske energije
30
PREGLED DOSTUPNIH MATERIJALA ZA TOPLINSKU ZAŠTITU
HVALA NA PAŽNJI
www.eihp.hr