Riešenie zateplenia použitím EPS na základe výpočtov a porovnaní

Teplo sa v EPS šíri vedením pevnou zložkou peny a žiarením plynom vnútri buniek hmoty. Vedenie tepla možno ovplyvniť len veľmi ťažko a výsledok je nepatrný. Ovplyvniť možno však priepustnosť materiálu pre tepelné
žiarenie. Tepelným žiarením rozumieme elektromagnetické žiarenie, ktoré vyžarujú telesá s teplotou, ktorej je tepelná izolácia vystavená. Prenos tepla sálaním možno podstatne ovplyvniť napríklad zvýšením hustoty EPS alebo pridaním stopovej prísady bez zmeny hustoty.

Zvyšovanie energetickej hospodárnosti budov je jednou z kľúčových tém, ktorými sa zaoberajú spoločenstvá vlastníkov bytov i majitelia rodinných domov. Dôvod je prostý – bežná slovenská domácnosť spotrebuje takmer 60 % z celkového množstva energie na vykurovanie, pričom ceny energie neustále rastú. Preto je len prirodzené, že sa hľadajú nové cesty, ako náklady na spotrebovanú energiu znížiť.

Hlavným trendom je maximálne minimalizovať tepelné straty. Rastú požiadavky na stále dokonalejšiu tepelnú ochranu budov (strechy, podlahy, steny, výplne otvorov). Zvýšené nároky sú zreteľné i v technických normách. V STN 730540-2 (2002) sa ustanovuje, že tepelný odpor RN musí byť pri obnovovaných budovách rovný alebo vyšší ako 2,0 m² . K/W. Táto norma odporúča pri novostavbách hodnotu RN rovnú alebo vyššiu ako 3,0 m² . K/W.

Jednou z najčastejších metód, ako uvedené hodnoty dosiahnuť, je zateplenie obvodového plášťa budovy, čím sa znížia tepelné straty. Pre toto riešenie sa rozhodli aj obyvatelia štyroch bytových domov na sídlisku Mazorník v Brezne. Po preukázaní 15 % energetických úspor oproti pôvodnému stavu by sa im z eurofondov malo vrátiť až 20 % z preinvestovanej sumy. Aj preto konečnému rozhodnutiu predchádzali podrobné výpočty a porovnávanie alternatív.

Pôvodný stav
Obnovované bytové domy v Brezne boli postavené pred viac ako 30 rokmi panelovou technológiou v stavebnej sústave P1.14. Aj napriek zabudovanej tepelnej izolácie nezodpovedal tepelný odpor fasády dnešným normalizovaným požiadavkám a dosahoval úroveň len 1,08 m² . K/W. Obvo­dové dielce vykazovali najmä v oblasti stykov tepelnoizolačnú nehomogenitu, čo potvrdili aj snímky uskutočňované termovíznou defektoskópiou. Vysoké tepelné straty negatívne pôsobili na vnútornú klímu a, samozrejme, zvyšovali náklady na vykurovanie.

Rozhoduje tepelný odpor a potreba tepla
Pri návrhu zateplenia štyroch bytových domov a dvoch štítových stien v celkovej výmere asi 16 000 m² sa zvažovalo viacero alternatív. Východiskom na porovnanie bola požiadavka na minimálny, normou stanovený tepelný odpor, obstarávacie náklady a plocha zateplenia budov. Pri výpočtoch projektanti vychádzali z priemernej ceny za teplo v danej oblasti za rok 2007, pričom do úvahy vzali aj každoročné zvýšenie tejto ceny o 5 %. Prepočet porovnania sa robil na dĺžku životnosti vonkajšieho kontaktného tepelnoizolačného systému (ETICS), teda 30 rokov.

Uvažovali sa tri bežne dostupné systémy ETICS s tepelnoizolačnou vrstvou vytvorenou:

• klasickým bielym fasádnym penovým polystyrénom s hrúbkou 70 mm,
• sivými fasádnymi doskami obsahujúcimi stopovú prísadu grafitu jemne rozomletú na nanometrické častice s hrúbkou 70 mm,
• fasádnymi doskami na báze minerálnej vlny rovnakej hrúbky.

Tepelný odpor
Tepelnoizolačné systémy sa porovnávali medzi sebou, ale tiež s pôvodným stavom bez dodatočnej tepelnej ochrany panelového domu. Porovnanie tepelných odporov ukázalo, že najvhodnejším variantom v tomto prípade sú sivé fasádne dosky, vďaka ktorým bolo možno dosiahnuť tepelný odpor fasády 3,38 m² . K/W. Táto hodnota zodpovedá už spomínanej, normou odporúčanej hodnote tepelného odporu, ktorá by mala byť viac ako 3,00 m² . K/W ustanovenej pre novú výstavbu bytových domov.

Potreba tepla na vykurovanie
S tepelným odporom úzko súvisí aj potreba tepla na vykurovanie. Čím je väčšia hodnota tepelného odporu, tým je nižšia potreba tepla na vykurovanie. Pri použití navrhovaného zateplenia by tak obyvatelia v porovnaní s nezatepleným panelovým domom mali dosiahnuť úspory až 553 GJ/rok.

Výsledné hodnoty sa stanovili výpočtom. Okrem iných parametrov závisia od tepelných strát obvodovej konštrukcie budovy. Konkrétne vyhodnotenie je závislé od reálneho vývoja ceny tepla na trhu, vývoja cien a použitých technológií stavebných materiálov a zmeny ekonomickej situácie na Slovensku.

Návratnosť investície
Zníženie spotreby tepla na účtoch za energiu by sa malo prejaviť už počas prvej vykurovacej sezóny; aby však bolo možné vyhodnotiť jednotlivé alternatívy objektívne, treba zobrať do úvahy aj samotnú investíciu. Reálny obraz o tom, koľko je možné vďaka konkrétnym typom zatepľovacieho systému ušetriť, dávajú čisté úspory. Tieto úspory predstavujú úspory nákladov na vykurovanie po zateplení, ktoré je potrebné znížiť o obstarávacie náklady zateplenia. Vo výslednej sume sa zohľadnilo odporúčanie vo výške 3 %. Výsledkom je reálna čiastka finančných prostriedkov, ktoré vlastníci ušetria za príslušné obdobie.

Pri navrhovanom systéme sa vypočítalo, že by sa návratnosť investície mala dosiahnuť v horizonte 8,03 rokov. Na porovnanie: pri použití klasického bieleho fasádneho polystyrénu by sa návratnosť investície dosiahla v horizonte 8,5 roka a pri použití fasádnych dosiek z minerálnej vlny 13,80 rokov. Návratnosť ovplyvňuje cena tepelnoizolačného materiálu.

Závery vyplývajúce zo štúdie
Celkovo sa použitím kontaktného tepelnoizolačného systému vytvoreného sivými fasádnymi doskami znížia tepelné straty obvodovou konštrukciou asi o 60 %. Eliminujú sa tepelné mosty a zvýši sa tepelný odpor obvodového plášťa na 3,38 m² . K/W. Pri pomerovom porovnaní týchto dvoch čísel dostávame hodnotu 3,1. Znamená to, že zateplená obvodová stena má asi 3-krát lepší tepelný odpor ako stena nezateplená.

Pasívne domy

Špeciálny význam má uplatnenie tepelnoizolačných systémov pri nízkoenergetických domoch, ktoré sa dnes stávajú už bežnou záležitosťou. Obrovským tempom rastie záujem o domy pasívne, ktoré majú potrebu tepla na vykurovanie približne 15 kWh/(m² . a), súčiniteľ prechodu tepla obvodového plášťom musí byť menší než 0,15 W/(m² . K) a súčiniteľ prechodu tepla otvorových výplní menší než 0,80 W/(m² . K).

Nevyhnutnosťou je zabezpečiť účinné vetranie s rekuperáciou spolu so zabezpečením vzduchotesnosti budovy. Vysoká paropriepustnosť konštrukcie, doteraz veľmi sledovaná a niekedy tiež komerčne sprofanovaná, je pri týchto budovách dokonca nežiaduca.

Mylné informácie o zateplení
Ešte stále o zatepľovaní koluje množstvo „zaručených informácií“, ktoré môžu negatívne ovplyvniť rozhodnutie zákazníka:

• Bežne sa v praxi stretávame s informáciou, že zhotovením zateplenia sa zvyšuje riziko kondenzácie vodnej pary a vzniku plesní. Pri použití správne navrhnutého vonkajšieho zateplenia je však výsledkom pravý opak. Rosný bod sa pri správne zvolenej hrúbke tepelnej izolácie posunie mimo murivo a riziko kondenzácie vodnej pary vnútri konštrukcie alebo možnosť vzniku plesní sa tak výrazne znižujú, alebo sa dokonca odstránia úplne.
• Ďalším rozšíreným mylným názorom je, že konštrukcia prestáva po zatepľovaní „dýchať“. Vo všeobecnosti platí, že tepelnoizolačný systém na báze expandovaného polystyrénu (EPS) má podobnú, v mnohých prípadoch aj vyššiu paropriepustnosť ako betónové konštrukcie.
• A v neposlednom rade netreba zabúdať, že penový polystyrén sa po čase z konštrukcie stráca. Toto tvrdenie vzniklo v období, keď sa začal penový polystyrén používať. Súčasné EPS majú podstatne lepšie vlastnosti – vyššiu teplotnú odolnosť, sú pevnejšie, tvarovo stabilizované a samozhášavé. Z hľadiska životnosti platí zásada, že pokiaľ sa rešpektujú stanovené podmienky na zabudovávanie EPS, ich životnosť je porovnateľná so životnos­ťou ostatných stavebných materiálov.

Ing. Jozef Horváth, Martin Hurta
Foto: BASF

Ing. Jozef Horváth pracuje ako produktový manažér firmy BASF Slovensko, spol. s. r. o., divízia Stavebné hmoty.

Martin Hurta pracuje ako produktový manažér divize WS BASF Stavební hmoty Česká republika, s. r. o., Chrudim.

Recenzovala prof. Ing. Zuzana Sternová, PhD., ktorá je riaditeľkou Technického a skúšobného ústavu stavebného, n. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.