toplinska zastita zgrada

2

TOPLINSKA ZAŠTITA ZGRADAPregled dostupnih materijala za toplinsku zaštitu

Ţeljka Hrs Borković, dipl.ing.arh.

Energetski institut Hrvoje Poţar

zhrs@eihp.hr

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

zhrs@eihp.hr