Zatepľovanie budov
Problematika zateplenia je len časťou širšieho okruhu otázok o energetických úsporách na prevádzku rodinného domu. Ak chceme z podkrovia urobiť obytný priestor, musíme ho zatepliť. Pri zatepľovaní fasády by sme mali vymeniť aj okná a balkónové i vstupné dvere.
Výhody zateplenia
Nevýhodou nezatepleného muriva je vysoká strata tepla cez steny s nízkym tepelným odporom. Vykurovanie má nízku účinnosť, aj napriek tomu, že používame moderné vykurovacie zariadenia. Hrozia poruchy muriva spôsobené mrazom. Pravdepodobnosť výskytu plesní v interiéri sa zvyšuje. Tepelná pohoda sa znižuje.
Naproti tomu výhody steny zateplenej z vonkajšej strany sú: dobrá tepelná izolácia, ktorá zabráni vzniku tepelných mostov, a tým oroseniu či vlhnutiu steny, čím sa znižuje riziko vzniku plesní, nehrozí poškodenie muriva v dôsledku mrazu, vysoká tepelná pohoda bývania, ochrana pred hlukom. Zateplením sa niekoľkonásobne znížia straty tepla unikajúce cez murované steny domu, čo môže znamenať 30-percentné zníženie nákladov na vykurovanie (pri klimatizovaní miestností v lete môže byť úspora ešte vyššia). Pri súčasnej výmene okien a zateplení stavby na požadovanú hodnotu úspory finančných nákladov na vykurovanie môžu dosiahnuť aj vyše 40 percent oproti nezateplenému murivu z plnej tehly s hrúbkou 45 cm.
Vlhnúce murivo nezatepľujeme
Zateplením obvodových stien môžeme znížiť alebo odstrániť kondenzáciu vodnej pary vnútri a na vnútornom povrchu konštrukcie, neodstránime však prvotné príčiny spôsobujúce vlhnutie. Ak ide o vlhkosť spôsobenú zemnou vlhkosťou alebo zatekaním, zatepľovanie treba odložiť. Najskôr odstráňme hlavnú príčinu vlhnutia, a keď vlhkosť v konštrukcii klesne na úroveň bežnej vlhkosti stavebného materiálu, môžeme sa pustiť do zatepľovania.
Tepelné izolanty
Kvalitný izolačný materiál zabraňuje prúdeniu vzduchu, ktorý obsahuje, a to pomocou vlákien alebo buniek vo svojej štruktúre. Nemal by absorbovať vlhkosť zo vzduchu, lebo voda je dobrý vodič tepla, a teda zhoršuje tepelnoizolačné vlastnosti materiálu. Ukazovateľom izolačnej schopnosti materiálu pri určitej hrúbke je jeho tepelný odpor s označením R.
Napríklad tepelný odpor polystyrénu alebo dosiek z minerálnych vlákien s hrúbkou 0,1 m dosahuje hodnotu okolo 2,5 m2. K/W. Toto číslo rastie priamou úmerou so zvyšovaním hrúbky. Kvalitu tepelnoizolačných vlastností bez ohľadu na hrúbku materiálu vyjadruje jeho tepelná vodivosť a súčiniteľ tepelnej vodivosti označovaný ako λ (lambda). Súčiniteľ tepelnej vodivosti kvalitných lisovaných dosiek z minerálnych vlákien sa pohybuje okolo 0,04 W/(m . K). Ak poznáme hrúbku materiálu v metroch, podeľme jeho hrúbku v metroch súčiniteľom tepelnej vodivosti a dostneme jeho tepelný odpor. Tepelný odpor konštrukcie z viacerých materiálov vypočítame ako súčet tepelných odporov jednotlivých vrstiev. Napríklad odpor muriva so vzduchovou medzerou bude súčtom tepelných odporov dvoch vrstiev muriva a vrstvy vzduchu medzi nimi. Prevrátená hodnota vyššie uvedeného súčtu približne vyjadruje veľkosť súčiniteľa prechodu (prestupu) tepla U. (V presných výpočtoch je hodnota upravená rádovo o stotiny či tisíciny. Jednoducho a pomerne presne sa súčiniteľ prechodu tepla U vypočíta takto: U = 1/(0,2+R)). Hodnota sa používa v praxi, nájdeme ho na štítkoch okien, vyjadruje izolačnú schopnosť zatepľovacích systémov a iných viacvrstvových stavebných konštrukcií. Dôležité sú i ďalšie vlastnosti materiálov, ako je objemová hmotnosť, odolnosť proti ohňu, stálosť tvaru, schopnosť odpudzovať vodu a izolovať hluk (najmä v prípade použitia vláknitých izolačných materiálov).
Penový polystyrén
Najrozšírenejším izolačným materiálom je penový polystyrén (EPS). Jeho výhodou je mnohostranné využitie v konštrukciách stavieb, zdravotná neškodnosť, nízka hmotnosť a jednoduchá manipulácia pri realizácii. Nemožno ho použiť v prostredí, kde by teplota mohla vystúpiť nad 70 °C. Špeciálnym typom penového polystyrénu je perimeter (izolačné, soklové a drenážne dosky), má uzavretú bunkovú štruktúru, vďaka ktorej je zabezpečená takmer nulová nasiakavosť, disponuje vynikajúcimi vlastnosťami, a jeho súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,033 W/m.K. Používa sa najmä na izoláciu soklov, základov, stien spodných (suterénnych) stavieb pri styku so zeminou a podláh. Veľmi dobrú odolnosť proti vlhkosti a pevnosť má extrudovaný polystyrén (XPS) s uzavretou bunkovou štruktúrou. Jeho súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,032 až 0,038 W/m . K. Možno ním izolovať aj plochy, ktoré sú zaťažené tlakom (parkoviská, pochôdzne strechy a pod.).
Keďže polystyrén nie je odolný proti stálym teplotám nad 70 °C, ani proti pôsobeniu organických rozpúšťadiel, pri pôsobení týchto faktorov sa môže chemicky rozložiť. „Miznutie“ polystyrénu je fáma, ktorá mohla vzniknúť kvôli prítomnosti rozpúšťadiel, resp. vysokých teplôt v konštrukcii s polystyrénom. Súčasný penový polystyrén je pevnejší, tvarovo stabilizovaný a je samozhášavý. Použitie polystyrénu vyrábaného modernými technológiami je pri dodržaní predpísaných podmienok úplne bezpečné. Pri ich zachovaní je jeho životnosť prakticky taká dlhá ako životnosť ostatných častí konštrukcie.
Minerálna vlna
Minerálne vlákna sú ideálnym tepelno-, požiarno- a zvukovoizolačným materiálom. Minerálna vlna má veľmi nízku hodnotu súčiniteľa tepelnej vodivosti, a preto výborne tepelne izoluje. Rozlišujeme sklenú a kamennú vlnu. Sklená vlna je ľahká, mäkká a trvalo elastická. Väčšinou sa predáva zrolovaná a stlačená na jednu tretinu svojho objemu. Kamenná vlna má v porovnaní so sklenou vlnou dvoj- až desaťnásobne väčšiu hustotu a je tvrdšia. Tento materiál znesie vysoké teploty. Dosky sa najčastejšie používajú na izoláciu šikmých striech, stien, potrubí, podláh a plochých striech.
Kamennú vlnu vďaka jej odolnosti proti tlaku možno použiť aj na zaťažovanú izoláciu. Vyrába sa z ťažko taviteľných vulkanických hornín. Vďaka svojmu bodu topenia nad 1 000 °C funguje ako požiarna bariéra. Súčiniteľ tepelnej vodivosti minerálnovláknitých materiálov je 0,035 až 0,076 W/(m . K) – závisí od konkrétneho výrobku.
Podľa novej normy Európskej únie je tepelná izolácia z minerálnej vlny zaradená do najbezpečnejšej triedy A1. Jej použitím možno obmedziť alebo dokonca zabrániť vzniku požiarov. Materiály sú v celom priereze hydrofobizované, t. j. odpudzujú vodu. Ak sa voda dostane na povrch dosiek, zostane na ňom alebo stečie. Dosky majú minimálnu nasiakavosť. Rohože nie sú tvarovo stále, ale dosky z kamennej vlny nemenia svoj tvar a objem ani po 50 rokoch. Vďaka medzerovitej štruktúre materiál absorbuje väčšinu dopadajúcich zvukových vĺn. Kamenná vlna tak zabraňuje nežiaducemu prenosu hluku a vibrácií. Medzerovitá štruktúra kamennej vlny zaručuje vysokú priepustnosť vodnej pary.
Polyuretán
Za najúčinnejšiu tepelnoizolačnú hmotu sa v súčasnosti považuje penový polyuretán. Jeho súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,029 až 0,035 W/m . K. Rozlišujeme mäkký polyuretán, ktorý sa v stavebníctve takmer vôbec nepoužíva, a tvrdú polyuretánovú penu. Tá sa uplatňuje pri zatepľovaní striech, stien suterénov a všade tam, kde nemusí byť izolácia chránená proti vlhkosti.
Penový polyetylén
Medzi dobré tepelnoizolačné materiály patrí penový polyetylén. V porovnaní s inými materiálmi sú jeho prednosťami ohybnosť, pružnosť a nenasiakavosť. Súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,04 W/m . K. Nie je odolný proti teplotám nad 80 °C. Používa sa najmä na izoláciu potrubí, do plávajúcich podláh, ako aj na plošnú izoláciu striech. Nevýhodou je jeho relatívne vysoká cena.
Penové sklo
Zatepľuje sa aj pomocou penového skla, ktoré je odolné proti extrémnym teplotám a má vysokú pevnosť v tlaku. Používa sa najmä tam, kde sa izolácia zaťažuje (ploché strechy a terasy), a na izoláciu stien vystavených pôsobeniu vody (suterén). Penové sklo je veľmi drahý materiál a na rodinných domoch sa takmer nepoužíva.
Súčiniteľ prechodu tepla s použitím dosiek z minerálnych vlákien s kolmou orientáciou (tzv. lamiel)
Poznámky:
1. Moderné materiály z dvojvrstvových dosiek z minerálnych vlákien dosahujú lepšie hodnoty ako EPS-F, preto výsledné U-hodnoty stien vychádzajú lepšie. 2. Súčiniteľ prechodu tepla sa označuje písmenom U. V stavebných predpisoch sa pri nových, resp. rekonštruovaných zvislých obvodových stenách požaduje hodnota U = 0,33 W/m2 . K, odporúčaný súčiniteľ je však ešte nižší, a to len 0,25 W/m2 . K. Na jeho dosiahnutie je potrebná väčšia hrúbka izolácie, ako sa požaduje v norme. Z hľadiska návratnosti investícií nie je príliš výhodné zvyšovať hrúbku zateplenia nad odporúčanú hodnotu 0,25 W/m2 . K (vzhľadom na súčasné ceny energií). Do budúcnosti je to však rozumná investícia, pretože ceny energií medziročne rastú. Pri rodinných domoch hrúbka 20 cm tepelnej izolácie už nie je výnimočná.
Súčiniteľ prechodu tepla s použitím dosiek z fasádneho polysterénu EPS F
