Izolace budov - Building insulation

Běžná aplikace izolace v bytě v Mississauga , Ontario
Izolace z minerální vlny

Izolace budovy je jakýkoli objekt v budově používaný jako izolace pro jakýkoli účel. Zatímco většina izolací v budovách je pro tepelné účely, tento termín také platí pro akustickou izolaci , požární izolaci a izolaci proti nárazu (např. Pro vibrace způsobené průmyslovými aplikacemi). Často se volí izolační materiál pro jeho schopnost vykonávat několik z těchto funkcí najednou.

Izolace je důležitou ekonomickou a ekologickou investicí pro budovy. Instalací izolace budova spotřebovává méně energie na vytápění a chlazení a obyvatelé mají menší tepelnou variabilitu. Dodatečné vybavení budov další izolací je důležitou taktikou zmírňování změny klimatu , zejména v zeměpisných oblastech , kde je produkce energie náročná na uhlík. Místní a národní vlády a veřejné služby mají často kombinaci pobídek a předpisů, které podporují úsilí o izolaci nových a renovovaných budov v rámci programů účinnosti za účelem snížení spotřeby energie ze sítě a souvisejících dopadů na životní prostředí a nákladů na infrastrukturu.

Tepelná izolace

Definice tepelné izolace

Tepelná izolace se obvykle týká použití vhodných izolačních materiálů a návrhových úprav budov ke zpomalení přenosu tepla skrz skříň ke snížení tepelných ztrát a zisku. Přenos tepla je způsoben teplotním rozdílem mezi vnitřními a venkovními prostory. Teplo lze přenášet buď vedením, konvekcí nebo zářením. Rychlost přenosu je úzce spojena s propagačním médiem. Teplo se ztrácí nebo získává přenosem přes stropy, stěny, podlahy, okna a dveře. Tato redukce a získávání tepla jsou obvykle nežádoucí. To nejen zvyšuje zatížení systému HVAC, což má za následek další plýtvání energií, ale také snižuje tepelný komfort lidí v budově. Tepelná izolace v budovách je důležitým faktorem pro dosažení tepelné pohody jejích obyvatel. Izolace snižuje nežádoucí tepelné ztráty nebo zesílení a může snižovat energetické nároky topných a chladicích systémů. Nezabývá se nutně problémy s adekvátním větráním a může, ale nemusí mít vliv na úroveň zvukové izolace. V úzkém smyslu může izolace odkazovat na izolační materiály používané ke zpomalení tepelných ztrát, jako jsou: celulóza , skelná vata , minerální vlna , polystyren , uretanová pěna , vermikulit , perlit , dřevní vlákno , rostlinné vlákno ( konopí , len , bavlna) , korek , atd.), recyklovaný bavlna denim , rostlina sláma , živočišných vláken ( ovčí vlna ), cement , a zeminy nebo půdy, reflexní izolace (také známý jako sálavé bariéru ), ale také to může zahrnovat celou řadu vzorů a technik na adresu hlavní způsoby přenosu tepla - materiály vedení, záření a konvekce.

Většina materiálů ve výše uvedeném seznamu zadržuje pouze velké množství vzduchu nebo jiných plynů mezi molekulami materiálu. Plyn vede teplo mnohem méně než pevné látky. Tyto materiály mohou tvořit plynové dutiny, které lze použít k izolaci tepla s nízkou účinností přenosu tepla. Tato situace nastává také v srsti zvířat a ptačího peří, zvířecí chlupy mohou využívat nízkou tepelnou vodivost malých kapes plynu, aby bylo dosaženo účelu snížení tepelných ztrát.

Účinnost reflexní izolace (sálavá bariéra) se běžně hodnotí podle odrazivosti (emitance) povrchu se vzdušným prostorem obráceným ke zdroji tepla.

Účinnost hromadné izolace se běžně hodnotí podle její hodnoty R , ze které existují dvě - metrická (SI) (v jednotkách K⋅W −1 ⋅m 2 ) a americká obvyklá (v jednotkách ° F · ft 2 · h / BTU), přičemž první z nich 0,176 krát druhé, nebo reciproční množství tepelná vodivost nebo hodnota U WK -1 ⋅m -2 . Například v USA je izolační standard pro podkroví doporučen minimálně R-38 amerických jednotek (ekvivalent R-6,7 nebo hodnota U 0,15 v jednotkách SI). Ekvivalentní standard ve Velké Británii je technicky srovnatelný, schválený dokument L by normálně vyžadoval průměrnou hodnotu U na ploše střechy 0,11 až 0,18 v závislosti na stáří nemovitosti a typu střešní konstrukce. Novější budovy musí splňovat vyšší standard než stavby postavené podle předchozích verzí předpisů. Je důležité si uvědomit, že jedna hodnota R nebo hodnota U nezohledňuje kvalitu stavby nebo místní environmentální faktory pro každou budovu. Problémy s kvalitou stavby mohou zahrnovat nedostatečné parozábrany a problémy s ochranou proti průvanu. Kromě toho jsou kritické vlastnosti a hustota samotného izolačního materiálu. Většina zemí má nějaký režim inspekcí nebo certifikace schválených instalačních techniků, aby se zajistilo zachování dobrých standardů.

Historie tepelné izolace

Historie tepelné izolace není ve srovnání s jinými materiály tak dlouhá, ale lidé si důležitost izolace uvědomují již dlouhou dobu. V prehistorických dobách začala lidská činnost s vytvářením úkrytů proti divokým zvířatům a nepříznivému počasí, lidé začali zkoumat tepelnou izolaci. Prehistorické národy stavěly svá obydlí pomocí materiálů zvířecích kůží , kožešin a rostlinných materiálů, jako je rákos , len a sláma , tyto materiály byly poprvé použity jako oděvní materiály, protože jejich obydlí bylo dočasné, častěji používaly materiály, které používané v oděvu, které bylo snadné získat a zpracovat. Materiály zvířecích kožešin a rostlinných produktů mohou pojmout velké množství vzduchu mezi molekulami, které mohou vytvořit vzduchovou dutinu pro snížení výměny tepla.

Později dlouhá životnost lidských bytostí a rozvoj zemědělství zjistily, že potřebují pevné bydliště, začaly vznikat domy chráněné zemí , kamenné domy a jeskynní obydlí. Vysoká hustota těchto materiálů může způsobit efekt časové prodlevy v tepelném přenosu, což může způsobit, že se vnitřní teplota bude pomalu měnit. Tento efekt udržuje uvnitř budov v zimě teplo a v létě chladno, a to i díky tomu, že se snadno získávají materiály jako je země nebo kámen. Tento design je opravdu populární na mnoha místech, jako je Rusko, Island, Grónsko.

Organické materiály byly první dostupné k vybudování úkrytu pro lidi, aby se ochránili před špatnými povětrnostními podmínkami a pomohli je udržet v teple. Organické materiály, jako jsou živočišná a rostlinná vlákna, však nemohou existovat po dlouhou dobu, takže tyto přírodní materiály nemohou uspokojit dlouhodobou potřebu tepelné izolace lidí. Lidé tedy začali hledat náhrady, které jsou odolnější. V 19. století se lidé přestali spokojit s používáním přírodních materiálů k tepelné izolaci, zpracovávali organické materiály a vyráběli první izolované panely. Ve stejné době začíná vznikat stále více umělých materiálů a byla vyvinuta celá řada umělých tepelně izolačních materiálů, např. Minerální vlna, sklolaminát, pěnové sklo a duté cihly.

Význam tepelné izolace

Tepelná izolace může hrát významnou roli v budovách, velké nároky na tepelnou pohodu mají za následek velké množství energie spotřebované na plné vytápění všech místností. Přibližně 40% spotřeby energie lze připsat budově, spotřebované hlavně topením nebo chlazením. Dostatečná tepelná izolace je základním úkolem, který zajišťuje zdravé vnitřní prostředí a chrání před poškozením konstrukce. Je také klíčovým faktorem při řešení vysoké spotřeby energie, může snížit tok tepla obvodovým pláštěm budovy. Dobrá tepelná izolace může také přinést budově následující výhody:

1. Prevence poškození budovy způsobeného tvorbou vlhkosti na vnitřní straně pláště budovy. Tepelná izolace zajišťuje, že teploty povrchu místnosti neklesnou pod kritickou úroveň, což zabraňuje kondenzaci a tvorbě plísní. Podle zpráv o stavebních škodách bylo 12,7% a 14% stavebních škod způsobeno problémy s plísní. Pokud v budově není dostatečná tepelná izolace, vysoká relativní vlhkost uvnitř budovy povede ke kondenzaci a nakonec k problémům s plísní.

2. Vytváření příjemného tepelného prostředí pro lidi žijící v budově. Dobrá tepelná izolace umožňuje dostatečně vysoké teploty uvnitř budovy v zimě a také dosahuje stejné úrovně tepelné pohody tím, že v létě nabízí relativně nízkou teplotu vzduchu.

3. Snížení nežádoucího příkonu vytápění nebo chlazení. Tepelná izolace snižuje výměnu tepla přes plášť budovy, což umožňuje topným a chladicím strojům dosáhnout stejné teploty vnitřního vzduchu s menším příkonem energie.

Plánování a příklady

Kolik izolace by dům měl mít, závisí na designu budovy, klimatu, nákladech na energii, rozpočtu a osobních preferencích. Regionální klima vyžaduje různé požadavky. Stavební předpisy často stanoví minimální standardy požární bezpečnosti a energetické účinnosti, které lze dobrovolně překročit v kontextu udržitelné architektury pro zelené certifikace , jako je LEED .

Strategie izolace budovy musí být založena na pečlivém zvážení způsobu přenosu energie a směru a intenzity, ve které se pohybuje. To se může měnit po celý den a od sezóny k sezóně. Je důležité zvolit vhodný design, správnou kombinaci materiálů a stavební techniky, aby vyhovovaly konkrétní situaci.

Ve Spojených státech amerických

Požadavky na tepelnou izolaci v USA se řídí ASHRAE 90.1, což je americký energetický standard pro všechny komerční a některé obytné budovy. Standard ASHRAE 90.1 zvažuje několik perspektiv, jako jsou normativní, typy obvodových plášťů budov a rozpočet nákladů na energii. A norma má některé povinné požadavky na tepelnou izolaci. Všechny požadavky na tepelnou izolaci v ASHRAE 90.1 jsou rozděleny podle klimatické zóny, což znamená, že množství izolace potřebné pro budovu je určeno tím, jaké klimatické pásmo budova nachází. Požadavky na tepelnou izolaci jsou uvedeny jako hodnota R a hodnota R spojité izolace jako druhý index. V tabulce jsou uvedeny požadavky na různé typy stěn (stěny s dřevěným rámem, stěny s ocelovým rámem a masivní stěny).

Předpisová izolace Minimální požadavky na hodnotu R (° F · ft 2 · h/BTU)
Dřevěné rámované stěny Ocelové rámované stěny Masivní zdi
zóna Nebytové Obytný Nebytový Obytný Nebytový Obytný
1 13 13 13 13 NR 5.7
2 13 13 13 13+7,5 5.7 7.6
3 13 13 13+3,8 13+7,5 7.6 9.5
4 13 13+3,8 13+7,5 13+7,5 9.5 11.4
5 13+3,8 13+7,5 13+3,8 13+7,5 11.4 13.3
6 13+7,5 13+7,5 13+7,5 13+7,5 13.3 15.2
7 13+7,5 13+7,5 13+7,5 13+15,6 15.2 15.2
8 13+15,6 13+15,6 13+7,5 13+18,8 15.2 25.0

Chcete -li zjistit, zda byste měli přidat izolaci, musíte nejprve zjistit, kolik izolace již máte doma a kde. Kvalifikovaný domácí energetický auditor zahrne kontrolu izolace jako rutinní součást energetického auditu celého domu . Někdy však můžete provést sebehodnocení v určitých oblastech domova, například v podkroví. Zde vám vizuální kontrola spolu s použitím pravítka poskytne pocit, zda vám může pomoci další izolace.

Počáteční odhad potřeb izolace ve Spojených státech může určit kalkulačka izolace PSČ ministerstva energetiky USA .

Rusko

V Rusku vedla dostupnost hojného a levného plynu ke špatně izolované, přehřáté a neefektivní spotřebě energie. Ruský Centrum pro energetickou účinnost zjistil, že ruské budovy jsou buď nadměrné nebo nedostatečné zahřátí a často spotřebují až o 50 procent více tepla a teplé vody, než je nutné. 53 procent všech emisí oxidu uhličitého (CO 2 ) v Rusku se vyrábí vytápěním a výrobou elektřiny pro budovy. Avšak emise skleníkových plynů ze zemí bývalého sovětského bloku jsou stále pod úrovní roku 1990.

Energetické kódy v Rusku začínají zavádět v roce 1955, normy a pravidla nejprve zmiňují výkon obvodového pláště budovy a tepelné ztráty a vytvářejí normy pro regulaci energetických charakteristik obvodového pláště budovy. A nejnovější verze ruského energetického kodexu (SP 50.13330.2012) byla zveřejněna v roce 2003. Energetické kódy Ruska byly stanoveny odborníky z vládních institutů nebo nevládních organizací, jako je ABOK. Energetický kód Ruska byl od roku 1955 několikrát revidován, verze z roku 1995 snížily spotřebu energie na metr čtvereční pro vytápění o 20%a verze 2000 snížila o 40%. Kodex má také povinný požadavek na tepelnou izolaci budov doprovázený některými dobrovolnými ustanoveními, zaměřenými především na tepelné ztráty z pláště budovy.

Austrálie

Požadavky Austrálie na tepelnou izolaci se řídí podnebím umístění budovy, níže uvedená tabulka uvádí minimální požadavky na izolaci na základě klimatu, které jsou stanoveny stavebním zákonem Austrálie (BCA). Budova v Austrálii aplikuje izolaci na střechy, stropy, vnější stěny a různé součásti budovy (například střechy verandy v horkém podnebí, přepážka, podlahy). Přepážky (stěnová část mezi stropy, které jsou v různých výškách) by měly mít stejnou izolovanou úroveň jako stropy, protože trpí stejnými teplotními úrovněmi. A vnější stěny australské budovy by měly být izolovány, aby se omezily všechny druhy přenosu tepla. Kromě stěn a stropů vyžaduje australský energetický kód také izolaci podlah (ne všech podlah). Vyvýšené dřevěné podlahy musí mít kolem 400 mm půdní vůle pod nejnižšími dřevinami, aby poskytly dostatečný prostor pro izolaci, a betonová deska, jako jsou zavěšené desky a deska na zemi, by měla být izolována stejným způsobem.

Minimální úroveň izolace střechy podle klimatu - chladný mírný; Alpine Snížení tepelných ztrát je hlavní prioritou
Příklad umístění Minimální úroveň izolace (celková hodnota R (m 2 K/W))
Střecha/strop* stěna
Melbourne, Vic 4.1 2.8
Canberra, ACT 4.1 2.8
Hobart, Tas 4.1 2.8
Mt Gambier, SA 4.1 2.8
Ballarat, Vic 4.1 2.8
Thredbo, NSW 6.3 3.8
*Tyto minimální úrovně izolace jsou vyšší, pokud má vaše střecha hodnotu povrchové absorbance vyšší než 0,4.

Čína

Čína má různé klimatické znaky, které jsou rozděleny podle geografických oblastí. Výsledkem je, že v Číně existuje pět klimatických zón, které identifikují konstrukci budovy včetně tepelné izolace. (Velmi chladná zóna, studená zóna, horké léto a studená zimní zóna, horké léto a teplá zimní zóna a studená zimní zóna).

Německo

Německo stanovilo své požadavky na energetickou účinnost budov v roce 1977 a první energetický kód-vyhláška o úsporách energie (EnEV), která vychází z výkonu budovy, byla zavedena v roce 2002. A verze vyhlášky o úsporách energie z roku 2009 zvýšila minimální hodnoty R tepelné izolace pláště budovy a zavedly požadavky na zkoušky vzduchotěsnosti. Vyhláška o úsporách energie (EnEV) 2013 objasnila požadavek tepelné izolace stropu. A uvedlo, že pokud nebyl strop splněn, bude nutná tepelná izolace v přístupných podhledech nad vytápěnými místnostmi v horním patře. [Hodnota U musí být nižší než 0,24 W/(m 2 • K)]

Holandsko

Nizozemská stavební vyhláška (Bouwbesluit) jasně rozlišuje mezi rekonstrukcí domů nebo nově postavenými domy. Novostavby se počítají jako zcela nové domy, ale také nové přírůstky a rozšíření jsou považovány za nové stavby. Za novostavbu se dále považují také renovace, při nichž se změní nebo zvětší alespoň 25% povrchu integrální budovy. Proto při důkladných renovacích existuje šance, že nová stavba musí splňovat požadavky na novou izolaci v Nizozemsku. Pokud je renovace menšího charakteru, platí směrnice o renovaci. Příkladem renovace je dodatečné zateplení dutinové stěny a zateplení šikmé střechy proti střešnímu plášti nebo pod taškami. Každá renovace musí splňovat minimální hodnotu Rc 1,3 W / mK. Pokud má aktuální izolace vyšší izolační hodnotu (legálně získanou úroveň), pak se tato hodnota počítá jako spodní mez.

Nový Zéland

Požadavky na izolaci nových domů a malých budov na Novém Zélandu jsou stanoveny stavebním zákonem a normou NZS 4128: 2009.

Minimální konstrukční hodnoty R (m 2 K/W)
Zóna 1 a 2 Zóna 3
Střecha/strop 2.9 3.3
Zdi 1.9 2.0
Podlahy 1.3 1.3
Okna a zasklení 0,26 0,26
Světlíky 0,26 0,31

Zóny 1 a 2 zahrnují většinu Severního ostrova , včetně ostrova Waiheke a ostrova Great Barrier Island . Zóna 3 obsahuje Taupo District , Ruapehu okres , a Rangitikei okresní sever 39 ° 50' šířky a na jih (tj sever a včetně Mangaweka ) na severu ostrova, na Jižním ostrově , Stewart Island , a Chatham ostrovy .

Spojené království

Požadavky na izolaci jsou specifikovány ve stavebních předpisech a v Anglii a Walesu je technický obsah publikován jako schválený dokument Dokument L definuje tepelné požadavky a při stanovování minimálních norem lze povolit obchodování s hodnotami U pro prvky, jako jsou střechy a stěny další faktory, jako je typ topného systému v hodnocení spotřeby energie celé budovy. Skotsko a Severní Irsko mají podobné systémy, ale podrobné technické normy nejsou totožné. Normy byly v posledních letech několikrát revidovány, což vyžaduje efektivnější využívání energie, protože Spojené království směřuje k nízkouhlíkové ekonomice.

Technologie a strategie v různých klimatických podmínkách

Chladné podnebí

Strategie v chladném podnebí

Průřez zateplení domu.

V chladných podmínkách je hlavním cílem omezit tok tepla z budovy. Součásti obvodového pláště budovy - okna, dveře, střechy, podlahy/základy, stěny a bariéry infiltrace vzduchu - to vše jsou důležité zdroje tepelných ztrát; v jinak dobře izolovaném domě se pak okna stanou důležitým zdrojem přenosu tepla. Odolnost proti tepelným ztrátám vedením u standardního jednoduchého zasklení odpovídá hodnotě R přibližně 0,17 m 2 ⋅K⋅W −1 nebo více než dvojnásobku oproti typickému dvojsklu (ve srovnání s 2–4 m 2 ⋅K⋅W −1 pro vaty ze skelné vlny ). Ztráty lze omezit dobrým zvětráváním , hromadnou izolací a minimalizací množství neizolačních (zejména nesolárních) zasklení. Vnitřní tepelné záření může být také nevýhodou u spektrálně selektivního (nízké e, nízké emisivity ) zasklení. Některé izolované zasklívací systémy mohou hodnoty R zdvojnásobit až ztrojnásobit.

Technologie v chladném podnebí.

Vakuové panely a izolace povrchu stěn aerogelem jsou dvě technologie, které mohou zvýšit energetickou účinnost a tepelně izolační účinnost obytných budov a komerčních budov v oblastech s chladným podnebím, jako je Nová Anglie a Boston. V minulosti byla cena tepelně izolačních materiálů, které vykazovaly vysoký izolační výkon, velmi drahá. S rozvojem materiálového průmyslu a rozmachem vědeckých technologií se v průběhu 20. století objevuje stále více izolačních materiálů a izolovaných technologií, což nám dává různé možnosti izolace budov. Zejména v oblastech s chladným podnebím je k řešení tepelných ztrát způsobených chladným počasím (infiltrace, větrání a záření) zapotřebí velké množství tepelné izolace. Za diskusi stojí dvě technologie:

Vnější izolační systém (EIFS) na bázi vakuových izolačních panelů (VIP).

VIP jsou znatelní díky jejich extrémně vysokému tepelnému odporu, jejich schopnost tepelného odporu je čtyřikrát až osmkrát větší než u běžných pěnových izolačních materiálů, což vede k menší tloušťce tepelné izolace pláště budovy ve srovnání s tradičními materiály. VIP se obvykle skládají z jádrových panelů a kovových skříní. Běžnými materiály, které se používají k výrobě desek Core, jsou kouřový a vysrážený oxid křemičitý, polyuretan s otevřenými póry (PU) a různé druhy sklolaminátu. A jádrový panel je zakryt kovovým pouzdrem, aby vytvořil vakuové prostředí, kovový kryt může zajistit, aby byl základní panel udržován ve vakuovém prostředí. Přestože má tento materiál vysoký tepelný výkon, v posledních dvaceti letech si stále udržuje vysokou cenu.

Izolace povrchu vnějších i vnitřních stěn aerogelem.

Aerogel poprvé objevil Samuel Stephens Kistle v roce 1931. Jedná se o druh gelu, v němž je kapalná část nahrazena plynem, ve skutečnosti je složen z 99% vzduchu. Tento materiál má relativně vysokou hodnotu R kolem R-10 na palec, což je podstatně vyšší ve srovnání s konvenčními izolačními materiály z pěnového plastu. Ale potíže při zpracování a nízká produktivita omezují vývoj Aerogelů, nákladová cena tohoto materiálu stále zůstává na vysoké úrovni. Pouze dvě společnosti ve Spojených státech nabízejí komerční produkt Airgel.

Horké podnebí

Strategie v horkém podnebí

V horkých podmínkách je největším zdrojem tepelné energie sluneční záření. To může vstupovat do budov přímo okny nebo může ohřívat plášť budovy na vyšší teplotu než okolní, což zvyšuje přenos tepla skrz plášť budovy. Součinitel slunečního tepelného zisku (SHGC) (míra propustnosti slunečního tepla) standardního jednoduchého zasklení může být kolem 78-85%. Solární zisk lze snížit adekvátním stíněním od slunce, světlými střešními krytinami , spektrálně selektivními (tepelně odrážejícími) barvami a nátěry a různými druhy izolace pro zbytek obalu. Speciálně potažené zasklení může snížit SHGC na přibližně 10%. Sálavé zábrany jsou vysoce účinné pro půdní prostory v horkém podnebí. V této aplikaci jsou mnohem účinnější v horkém podnebí než v chladném podnebí. Pro proudění tepla směrem dolů je konvekce slabá a záření dominuje přenosu tepla vzduchovým prostorem. Aby byly sálavé bariéry účinné, musí čelit adekvátní vzduchové mezeře.

Pokud se v horkém a vlhkém klimatu používá chladicí klimatizace, je obzvláště důležité utěsnit plášť budovy. Odvlhčování infiltrace vlhkého vzduchu může plýtvat značnou energií. Na druhé straně jsou některé návrhy budov založeny na účinné křížové ventilaci místo chladicí klimatizace, která zajišťuje konvekční chlazení od převládajících vánků.

Technologie v horkém podnebí

V oblastech s horkým suchým podnebím, jako je Egypt a Afrika, je hlavní otázkou tepelný komfort v létě, téměř polovina spotřeby energie v městských oblastech je vyčerpána klimatizačními systémy, které uspokojují poptávku lidí po tepelném pohodlí, mnoho rozvojových zemí v horkém suchém podnebí region trpí v létě nedostatkem elektřiny kvůli rostoucímu používání chladicích strojů. Pro zlepšení této situace byla zavedena nová technologie s názvem Cool Roof. V minulosti architekti používali materiály tepelné hmoty ke zlepšení tepelné pohody, těžká tepelná izolace by mohla způsobit efekt časové prodlevy, který by mohl zpomalit rychlost přenosu tepla během dne a udržet vnitřní teplotu v určitém rozmezí (horké a suché) klimatické oblasti mají obvykle velký teplotní rozdíl mezi dnem a nocí).

Chladná střecha je nízkonákladová technologie založená na sluneční odrazivosti a tepelné emisi, která k odrážení slunečního záření využívá reflexní materiály a barvy světla. Sluneční odrazivost a tepelná emisnost jsou dva klíčové faktory, které určují tepelný výkon střechy, a mohou také zlepšit účinnost tepelné izolace, protože přibližně 30% slunečního záření se odráží zpět na oblohu. Uvažuje se také o tvaru střechy, zakřivená střecha může ve srovnání s konvenčními tvary přijímat méně sluneční energie. Mezitím je nevýhodou této technologie zřejmé, že vysoká odrazivost způsobí vizuální nepohodlí. Na druhé straně vysoká odrazivost a tepelná emisnost střechy zvýší tepelné zatížení budovy.

Orientace - pasivní solární design

Optimální umístění stavebních prvků (např. Oken, dveří, topných těles) může hrát významnou roli v izolaci s ohledem na vliv slunečního záření na budovu a převládající vánek. Reflexní lamináty mohou pomoci snížit pasivní sluneční teplo ve stodolách, garážích a kovových budovách.

Konstrukce

Diskuse o oknech viz izolační sklo a čtyřnásobné zasklení .

Obálka budovy

Tepelné obálky definuje podmíněné nebo životní prostor v domě. Podkroví nebo suterén může, ale nemusí být součástí této oblasti. Snížení proudění vzduchu zevnitř ven může pomoci výrazně snížit přenos konvekčního tepla.

Zajištění nízkého konvekčního přenosu tepla také vyžaduje pozornost při konstrukci budov ( zvětrávání ) a správné instalaci izolačních materiálů.

Čím méně přirozeného proudění vzduchu do budovy bude, tím více mechanické ventilace bude zapotřebí k podpoře pohodlí člověka. Vysoká vlhkost může být významným problémem spojeným s nedostatečným prouděním vzduchu, což způsobuje kondenzaci , hnijící stavební materiály a podporu mikrobiálního růstu, jako jsou plísně a bakterie . Vlhkost může také výrazně snížit účinnost izolace vytvořením tepelného mostu (viz níže). K řešení těchto problémů lze aktivně nebo pasivně začlenit systémy výměny vzduchu .

Tepelný most

Tepelné mosty jsou body v plášti budovy, které umožňují vedení tepla. Protože teplo proudí cestou nejmenšího odporu, mohou tepelné mosty přispět ke špatné energetické náročnosti. Tepelný most je vytvořen, když materiály vytvářejí souvislou dráhu přes teplotní rozdíl, ve kterém je tepelný tok není přerušována tepelnou izolací. Mezi běžné stavební materiály, které jsou špatnými izolačními materiály, patří sklo a kov .

Návrh budovy může mít omezenou izolační kapacitu v některých oblastech stavby. Běžný konstrukční návrh je založen na stěnách kolíků, ve kterých jsou tepelné mosty běžné u dřevěných nebo ocelových sloupků a nosníků , které jsou obvykle upevněny kovem. Pozoruhodnými oblastmi, které nejčastěji postrádají dostatečnou izolaci, jsou rohy budov a oblasti, kde byla izolace odstraněna nebo přemístěna, aby se vytvořil prostor pro systémovou infrastrukturu, jako jsou elektrické skříně (zásuvky a vypínače), instalatérské práce, zařízení požární signalizace atd.

Tepelné mosty lze také vytvořit nekoordinovanou konstrukcí, například uzavřením částí vnějších stěn před jejich úplnou izolací. Zdrojem tepelného přemostění může být existence nepřístupných dutin ve stěně bez izolace.

Některé formy izolace přenášejí teplo snadněji za mokra, a proto mohou v tomto stavu také vytvářet tepelný most.

Vedení tepla lze minimalizovat některým z následujících způsobů: zmenšením plochy průřezu mostů, zvětšením délky mostu nebo snížením počtu tepelných mostů.

Jedním ze způsobů snížení účinků tepelných mostů je instalace izolační desky (např. Pěnové desky EPS XPS, dřevovláknité desky atd.) Přes vnější vnější stěnu. Další metodou je použití izolovaného rámování dřeva pro tepelné přerušení uvnitř zdi.

Instalace

Izolace budov během stavby je mnohem snazší než dodatečná montáž, protože izolace je obecně skrytá a části budovy je třeba rozebrat, aby se k nim dostalo.

V závislosti na zemi existují různé předpisy o tom, který typ izolace je nejlepší alternativou pro budovy, s ohledem na energetickou účinnost a faktory životního prostředí. Geografická poloha také ovlivňuje typ potřebné izolace, protože chladnější podnebí bude potřebovat větší investice než instalační náklady na instalaci.

Materiály

V zásadě existují dva druhy izolace budov - hromadná izolace a reflexní izolace. Většina budov používá kombinaci obou typů k vytvoření celkového systému izolace budov. Použitý typ izolace je přizpůsoben tak, aby vytvořil maximální odpor pro každou ze tří forem přenosu tepla budovy - vedení, konvekce a záření.

Klasifikace tepelně izolačních materiálů

Podle tří způsobů výměny tepla , většinu tepelných izolací, které jsme použili v naší budově, lze rozdělit do dvou kategorií: vodivé a konvekční izolátory a sálavé tepelné bariéry. A existují podrobnější klasifikace pro rozlišení mezi různými materiály. Mnoho tepelně izolačních materiálů funguje tak, že mezi molekulami vytvoří drobnou vzduchovou dutinu. Tato vzduchová dutina může do značné míry omezit výměnu tepla skrz materiály. Existují však dvě výjimky, které nepoužívají vzduchovou dutinu jako svůj funkční prvek k zabránění přenosu tepla. Jednou z nich je reflexní tepelná izolace, která vytváří skvělý vzdušný prostor vytvořením radiační bariéry připevněním kovové fólie na jednu nebo obě strany, tato tepelná izolace hlavně snižuje přenos sálavého tepla. Přestože leštěná kovová fólie připevněná k materiálům může pouze zabránit přenosu sálavého tepla, jeho účinek na zastavení přenosu tepla může být dramatický. Další tepelná izolace, která nepoužije vzduchovou dutinu, je vakuová izolace, vakuově izolované panely mohou zastavit všechny druhy proudění a vedení a také mohou do značné míry omezit přenos sálavého tepla. Účinnost vakuové izolace je však také omezena hranou materiálu, protože okraj vakuového panelu může tvořit tepelný most, což vede ke snížení účinnosti vakuové izolace. Účinnost vakuové izolace souvisí také s oblastí vakuových panelů.

Vodivé a konvekční izolátory

Hromadné izolátory blokují vodivý přenos tepla a konvekční proudění buď do nebo ven z budovy. Vzduch je velmi špatný vodič tepla, a proto je dobrým izolantem. Izolace odolávající vodivému přenosu tepla využívá vzduchové mezery mezi vlákny, uvnitř pěnových nebo plastových bublin a ve stavebních dutinách, jako je podkroví. To je výhodné v aktivně chlazené nebo vytápěné budově, ale může to být závazek v pasivně chlazené budově; jsou zapotřebí adekvátní opatření pro chlazení větráním nebo sáláním.

Vláknité izolační materiály

Vláknité materiály jsou vyrobeny z vláken o malém průměru, které rovnoměrně distribuují vzdušný prostor. Běžně používanými materiály jsou oxid křemičitý, sklo, minerální vlna a strusková vlna. Skleněná vlákna a minerální vlna jsou dva izolační materiály, které se v tomto typu nejvíce používají.

Buněčné izolační materiály

Buněčná izolace se skládá z malých buněk, které jsou od sebe odděleny. Běžnými buněčnými materiály jsou sklo a pěnový plast, jako je polystyren, polyolefin a polyuretan.

Sálavé tepelné bariéry

Sálavé bariéry fungují ve spojení se vzdušným prostorem, aby omezily přenos sálavého tepla vzduchovým prostorem. Sálavá nebo reflexní izolace odráží teplo místo toho, aby ho buď absorbovala nebo nechala projít. Sálavé bariéry jsou často používány při snižování tepelného toku směrem dolů, protože v horním tepelném toku obvykle převládá konvekce. To znamená, že pro podkroví, stropy a střechy jsou nejúčinnější v horkém podnebí. Mají také roli ve snižování tepelných ztrát v chladném podnebí. Mnohem větší izolace však lze dosáhnout přidáním hromadných izolátorů (viz výše).

Některé zářivé bariéry jsou spektrálně selektivní a budou přednostně snižovat tok infračerveného záření ve srovnání s jinými vlnovými délkami. Například okna s nízkou emisivitou (low-e) budou přenášet světlo a krátkovlnnou infračervenou energii do budovy, ale budou odrážet dlouhovlnné infračervené záření generované vnitřním vybavením. Podobně jsou speciální teplo odrážející barvy schopny odrážet více tepla než viditelné světlo nebo naopak.

Hodnoty tepelné emisivity pravděpodobně nejlépe odrážejí účinnost sálavých bariér. Někteří výrobci uvádějí pro tyto výrobky `` ekvivalentní`` hodnotu R, ale tyto údaje mohou být obtížně interpretovatelné nebo dokonce zavádějící, protože testování hodnoty R měří celkové tepelné ztráty v laboratorním prostředí a neřídí typ tepelných ztrát odpovědných za čistý výsledek (záření, vedení, proudění).

Film špíny nebo vlhkosti může změnit emisivitu a tím i účinnost sálavých bariér.

Ekologická izolace

Ekologická izolace je termín používaný pro izolaci výrobků s omezeným dopadem na životní prostředí . Běžně přijímaným přístupem ke stanovení, zda izolační výrobky jsou, ale ve skutečnosti jsou jakýkoli výrobek nebo služba šetrné k životnímu prostředí, je posouzení životního cyklu (LCA). Řada studií srovnávala dopad izolačních materiálů na životní prostředí při jejich aplikaci. Srovnání ukazuje, že nejdůležitější je izolační hodnota výrobku, která splňuje technické požadavky pro aplikaci. Pouze v kroku druhého řádu je rozlišení mezi materiály relevantní. Zpráva zadaná belgickou vládu, aby VITO je dobrým příkladem takové studie. Cenný způsob, jak takové výsledky graficky znázornit, je spider diagram .

Viz také

Reference

externí odkazy