Tepelná Izolácia

Tepelná izolácia je prvkom opláštenia budovy, ktorý slúži na spomalenie toku tepla. Do tepelnej izolácie je často zahrnutá aj reflexná bariéra spomaľujúca tepelné žiarenie. Okrem vonkajšieho opláštenia budovy sa tepelná izolácia používa aj pri niektorých interiérnych prvkoch budovy a spotrebičoch ako sporáky, chladničky, ohrievače vody a iné zariadenia s domácou alebo priemyselnou aplikáciou, kde je dôležité spomaliť tok tepla.

Zníženie tepelnej výmeny medzi dvoma médiami s rôznymi teplotami sa vykonáva pomocou tepelnej izolácie. V budove prebieha výmena tepla medzi vnútorným a vonkajším vzduchom vo vonkajšom obklade: fasádne steny, okná, dvere, stropy, strechy, podlahy a fundamenty. Výmenu tepla máme aj v potrubných inštaláciách samotnej budovy (ústredné kúrenie, voda, elektrina a pod.). Aby sa znížilo množstvo energie potrebnej na vykurovanie budovy v zime a na chladenie v lete, je potrebné minimalizovať procesy výmeny tepla v opláštení budovy. Optimálne teploty, pri ktorých sa obyvatelia v miestnosti cítia pohodlne, sa pohybujú v rozmedzí 19 až 23°C, pričom táto hodnota je vyššia pre kúpeľne a obývačky a nižšia pre spálne.

V miernom pásme je v zime chladno a v lete teplo. V oblastiach s veľmi chladným podnebím, za rovnakých iných podmienok, by tepelnoizolačné materiály mali mať väčšiu hrúbku ako v oblastiach s menej chladnejším podnebím. Súčasne sa počas horúcich letných dní používa tepelná izolácia na ochranu pred vysokými teplotami vonkajšieho vzduchu, čo opäť znamená väčšie hrúbky v teplejšich podnebiach.  Naviac náklady na chladenie v lete sú často vyššie ako náklady na vykurovanie v zime. Teplo sa prenáša z oblastí s vyššou teplotou do susedných oblastí, ktoré majú nižšiu teplotu. V zime sa teplo posúva z interiéru k vonkajšiemu prostrediu a v lete zvonku do interiéru. Tento proces je stály, kým sa teplota medzi obidvoma prostrediami nevyrovná. Proces výmeny tepla sa nedá prerušiť, ale môže byť ovládaný pomocou tepelnej izolácie.

Tepelné straty závisia od rôznych faktorov, napríklad od architektonického riešenia budovy (formy a dispozície), typu (rodinného alebo viacrodinného), určenia a funkcie (spoločenských, kancelárskych alebo súkromných), stavebných materiálov použitých pri jej výstavbe a pod.

Napriek všetkým faktorom sú  však najväčšie tepelné straty cez vonkajšie steny budovy (Obr. č. 1).

Figure 1 – Heat losses in single and multi storey buildings

Tepelná izolácia vonkajších stien

Tepelná izolácia sa kladie na všetky vonkajšie prvky, cez ktoré prebieha výmena tepla, ako sú steny, stĺpy, trámy, konzoly, podlahy. Môže sa montovať vonku, vo vnútri alebo v samotnom prvku (vo forme sendvičového panela).

Aplikácia vonku

• Tepelnoizolačná vrstva zvonku obklopuje fasády budovy. Toto je najlepší, a preto aj preferovaný spôsobom tepelnej izolácie. Pri ňom sa vplyv tepelných mostov znižuje na minimum.
• V interiéri sa nestratí žiadny priestor (ako je tomu pri vnútornej montáži).
• Železobetónové prvky opláštenia budovy sú chránené pred vonkajšími vplyvmi (teplotné výkyvy, zamrznutie, rozmrznutie, korózia v dôsledku presakovania a pod.).
• Jednoduchšia montáž na už postavené budovy.

Obr. č. 2 – Vonkajšia izolácia (detail)

Aplikácia vo vnútri

• Používa sa v budovách, kde sa vykurovanie vykonáva len krátkodobo.
• IJe veľmi dôležité zabepečiť tepelnú izoláciu tepelných mostov v konštrukcii – stĺpy, trámy, preklady a pod.
• Redukuje vnútorný priestor miestností.
• Je potrebné vziať do úvahy možnosť vzniku kondenzátu za tepelnou izoláciou a v prípade potreby zabezpečiť paroizolačnú vrstvu.

Obr. č. 3 – Vnútorná izolácia

Aplikácia v stavebnom prvku – v stene

• Úsporná.
• Neovplyvňuje vzhľad budovy.
• Preferovaná pre priemyselné budovy.
• Vytvárajú sa tepelné mosty.
• Vo vnútri sa vytvára kondenzát, ktorý poškodzuje budovu.
• Ak nie je tepelná izolácia pevne prichytená / prilepená k okolitým vrstvám / stenám, potom musia byť navzájom prepojené vhodným spôsobom (drôtom alebo cementovou maltou) v určitých odstupoch.

Obr. č. 4 – Aplikácia v stene

Ľudia čoraz častejšie trvajú na prítomnosti tepelnej izolácie budovy a vyžadujú o tom informácie pri kúpe nových alebo starých domov. Dôvodom sú vysoké náklady na energiu a prostriedky na jej zaplatenie v dôsledku stále prísnejších požiadaviek štátu (vrátane Európskej únie) týkajúcich sa energetickej efektívnosti a ochrany životného prostredia.

Výhody tepelnej izolácie

• zabezpečuje vhodné a dobré (pohodlné a zdravšie) životné prostredie;
• zabezpečuje zníženie nákladov na energiu;
• redukuje škodlivé emisie, ktoré sa uvoľňujú do životného prostredia;
• zvyšuje životnosť budovy;
• zabraňuje korózii spôsobenej presakovaním;
• prispieva k ekonomickému rozvoju krajiny znižovaním celkovo spotrebovanej energie;
• chráni ľudí pred nehodami v dôsledku vysokých teplôt inštalácií pary a teplej vody;
• zabraňuje tepelným mostom a poškodeniu iných inštalácií v dôsledku prehriatia;
• chráni vodovodný systém pred zamrznutím vody v chladnom počasí.

Tepelná izolácia strechy

V prípade striech sa tepelné straty obyčajne pohybujú v rozmedzí 7% až 25%.

Sedlové strechy

Pre tento typ strechy existujú dve rôzne možnosti / detaily – s využiteľným (vykurovaným) priestorom pod strechou (podkrovie) a s nevyužiteľným (nevykurovaným) priestorom pod strechou.
Strechy s využiteľným (vykurovaným) podkrovím – Obr. č. 5.
Strechy s nevyužiteľným (nevykurovaným) podkrovím – Obr. č. 6.

Obr. č. 5

Obr. č. 6

Ploché strechy

Tieto strechy majú tiež rôzne varianty vykonania – jednoduché alebo obrátené, vetrané alebo nevetrané, využiteľné alebo nevyužiteľné.
Obrátená (teplá) strecha, nevyužiteľná – Obr. č. 7 a využiteľná – Obr. č. 8

Obr. č. 7 a č. 8

Tepelná izolácia okien

Vonkajšie okenné rámy a zárubne sú podľa architektonického riešenia a rozmerov prvkami budovy, kde dochádza k veľkým stratám tepelnej energie. Najmä v budovách ako biznis centrá, nákupné centrá, výstavné siene, sú najväčšie straty práve na presklených fásadách. Aby sa tieto straty znížili, musia byť okrem použitia dvojvrstvového alebo trojvrstvového zasklenia, dobre izolované aj samotné okná (hliníkové, PVC, drevené a i.).

Izolačné sklo sa dosahuje kombináciou dvoch alebo viacerých sklených dosiek, pričom priestor medzi nimi je vyplnený suchým vzduchom alebo argónom. Prenos tepla je možné ešte znížiť obložením povrchu skla.

Povrchová úprava pri dvojitom zasklení:

• Redukuje tepelné straty až o 50% v porovnaní so štandardným dvojitým zasklením a šetrí náklady na vykurovanie palivom (zdrojom).
• Redukuje prenos slnečného tepla až o 40% v porovnaní so štandardným dvojitým zasklením a takto šetrí náklady na elektrickú energiu pre klimatizačné zariadenia.
• Priesvitný obklad neprekáža svetelnej priepustnosti.
• Spomaľuje kondenzáciu vlhkosti na povrchu skla.

Obr. č. 9 – Povrchová úprava pri dvojitom zasklení

Tepelná izolácia inštalácií

Tepelná izolácia inštalácií sa vykonáva s cieľom zníženia energie spotrebovanej na ohrievanie alebo chladenie kvapalnín, ktoré sa v nich pohybujú. Úspory energie sa dosahujú izoláciou častí vykurovacích a chladiacích inštalácií budovy, ktoré prechádzajú miestami, ktoré nie je potrebné vykurovať alebo chladiť, vrátane izolácie ventilov a armatúr. Preto musia byť potrubia, nádrže, vetracie kanály, ventily a armatúry, ktoré sú prvkami inštalácie, izolované vhodnými materiálmi s požadovanou hrúbkou a vlastnosťami v závislosti od toho, či je prechádzajúca kvapalina horúca alebo studená.

Obr. č. 10 – Príklady tepelnej izolácie inštalácií