Svrha i vrste termičke izolacije

Svrha termičke izolacije

Da bi zadovoljili današnje propise i gradili u skladu sa savremenim smernicama energetske efikasnosti, sve spoljnje konstrukcije potrebno je termčki zaštititi. Termička izolacija smanjuje toplotne gubitke zimi, pregrevanje prostora leti, te štiti nosivu konstrukciju od spoljnjih uslova i jakih temperaturnih naprezanja. Termički izolovana zgrada je ugodnija, produžuje joj se životni vek i doprinosi zaštiti okoline. Dobro poznavanje termičkih svojstava građevinskih materijala jedan je od preduslova za projektovanje energetski efikasnih zgrada. Toplotni gubici kroz građevinski element zavise od sastava elementa, orijentaciji i koeficijentu toplotne provodljivosti. Što je koeficijent prolaska toplote manji, to je toermička zaštita zgrade bolja.

Za postizanje dobre termičke zaštite spoljnog zida, preporučljivi koeficijent prolaska toplote iznosi U=0,3 W/m2K. Za to je potrebno prosečno 10 cm kamene vune, ili 9 cm polistirena, zavisno o deklarisanoj vrednosti toplotne provodljivosti materijala.

Vrste termičke izolacije

Najpoželjniji materijal za izolaciju je kamena vuna jer je dobar izolator i ima mogućnost difuzije pare, a na drugom mestu se nalazi stiropor. 

Pri izboru materijala za termičku zaštitu treba osim termičke provodljivosti uzeti u obzir i druge karakteristike materijala kao što su požarna otpornost, faktor otpora difuziji vodene pare,  tvrdoća, stišljivost, trajnost, otpornost na vlagu i drugo.

KAMENA VUNA dobar je termički izolator s toplotnom provodljivosti između 0,035 i 0,045 W/mK, što je uvrštava među najbolje termičke izolatore. To je izolacijski materijal mineralnog porekla za toplotnu, zvučnu i protivpožarnu izolaciju u građevinarstvu, industriji. Kamena vuna ima visoku otpornost na požar, paropropusna je i delomično vodootporna. Otporna je na starenje i raspadanje, te na mikroorganizme i insekte. Koristi se u svim spoljnjim konstrukcijama za termičku zaštitu, te u pregradnim zidovima za zvučnu zaštitu. Jedino mesto gde se ne preporučuje je za izolaciju podrumskih zidova pod zemljom.

Osim kamene i staklene vune, na našem tržištu najviše se koristi POLISTIREN ili STIROPOR. Zbog dobrih izolacionih svojstava l= 0,035-0,040 W/mK, te niske cene i jednostavne ugradnje, danas je to jedan od najpopularnijih izolacionih materijala. Koristi se najviše kao termička zaštita, u svim spoljim konstrukcijama, te kao plivajući pod u podnim međuspratnim konstrukcijama. Ima znatno slabija protivpožarna svojstva od kamene vune, te nije otporan na temperature više od 80°C. Često se koristi za termičku zaštitu podrumskih zidova – ekstrudirani polistiren. 

POLIURETANSKA PENA takođe se dosta koristi, naročito pri sanacijama krovova. Ima još bolja termičko izolaciona svojstva pa l iznosi između 0,020 i 0,035 W/mK. Ima dobra svojstva na vlagu i temperaturne promene. Međutim, znatno je skuplja od prva dva navedena materijala, te zbog toga nije u široj primeni. 

Na tržištu se polako pojavljuju i drugi izolacioni materijali kao što su celuloza, glina, perlit, vermikulit, trstika, lan, slama, ovčja vuna i drugi. Imaju nešto slabija izolaciona svojstva, pa su potrebne veće debljine. Ovi se materijali u svetu koriste lokalno, prema poreklu i izvoru sirovine za proizvodnju. Za pravilan izbor materijala za toplotnu izolaciju potrebno je dobro poznavati njegova fizičko hemijska svojstva, te prednosti i mane primene.

Toplotna izolacija spoljnjeg zida

Ako želite da smanjite troškove za grejanje koji čine i do 3/4 troškova za energente u vašim režijskim troškovima, postavite ili povećajte debljinu toplotne izolacije, te zamenite prozore. To se pogotovo odnosi na porodične kuće bez fasade, te one koje su građene bez toplotne izolacije.

Toplotna izolacija ne samo da smanjuje gubitke u zimskom periodu, već omogućava da se u letnjem periodu vaša kuća ne pregreva. Na taj je način moguće skoro u potpunosti izbeći ugradnju klima uređaja, ili će njihov kapacitet i potrošnja energije biti znatno manji nego za neizolovanu kuću.

Prilikom adaptacije kuće, prvo dobro izolujte kuću. Kotao i radijatori potrebni za vaš sistem grejanja biće manjeg kapaciteta, pa će i početna investicija za sistav grejanja biti manja.

Prilikom adaptacije fasade, ne propustite priliku da ugradite toplotnu izolaciju. Dodatni troškovi za toplotnu izolaciju su oko 25 eura/m2 što čini 20-40% od ukupnih troškova adaptacije fasade.

Postavljanjem toplotne izolacije sa spoljne strane zida rešićete i probleme s kondenzacijom pare (od kuvanja, tuširanja, sušenja odeće) koja se javlja zbog niske temperature zida, te nastanak gljivica i plesni. Takođe će i toplotni komfor u prostoru biti bolji zbog povećane temperature zida. 

Toplotna izolacija štiti zgradu od štetnih spoljnih uticaja i njihovih posledica (vlaga, smrzavanje, pregrevanje) čime joj se produžuje vek trajanja.

Na kvalitet toplotne izolacije zidova utiče debljina izolacionog sloja, te provodljivost materijala λ (W/mK). Kao izolacioni materijali najčešće se koriste kamena i staklena vuna, te polistiren (stiropor). Većina uobičajenih materijala za toplotnu izolaciju ima toplotnu provodnost λ = 0,030-0,045 W/mK. Zapamtite: što je vrednost λ manja, to toplotna izolacija ima bolja svojstva. 

Ako uporedimo dve kuće iste površine, jednu građenu od pune opeke bez ikakve izolacije, a drugu od šuplje cigle 25 cm i sa toplotnom izolacijom od 10 cm, razlika u troškovima za grejanje može biti i do 6 puta! Adekvatno izolovana kuća troši 10 litara lož ulja ili 10 m3 gasa manje po kvadratnom metru kuće, što je oko 7 eura/m2 u slučaju lož ulja ili 3 eura/m2 u slučaju gasa.

Više o toplotnoj izolaciji spoljnjeg zida

Dobro izolovana kuća troši manje energije za grejanje zimi, kao i za hlađenje leti. Gubitak toplote i potrošnja energije po kvadratnom metru odraziće se ne samo na mesečne račune za grejanje i električnu energiju, već i na kvalitet i komfor stanovanja, kao i na duži životni vek zgrade. Takođe je nezanemariv i doprinos zaštiti životne sredine, smanjenju emisija štetnih gasova u okolinu, kao i smanjenju globalnih klimatskih promena.

Približno 85% zgrada u Srbiji ne zadovoljava važeće propise o toplotnoj izolaciji.

Potrošnja energije za grejanje i hlađenje može se bitno smanjiti punom toplotnom izolacijom obodnih građevinskih delova zgrada (zidova, podova, krovova), i to na starim trošnim kućama i do 6 puta. Najpoželjniji materijal za izolaciju je kamena vuna, a na drugom mestu se nalazi stiropor. Razlika u investiciji je minimalna a kreće se oko 35 eura/m2 za 10 cm izolacije kamenom vunom, a 30 eura/m2 stiroporom.

Osim što izolacija znatno doprinosi uštedi potrebne energije za grejanje, ona takođe štiti građevinski element od pregrevanja, sprečava kondenzaciju vodene pare (zbog koje dolazi do truljenja građevinskog materijala, te stvaranja mikroorganizama, gljivica i plesni) i doprinosi toplotnom komforu u prostoriji (jer što su razlike u temperaturama između tela i građevinskog elementa veće telo se brže hladi i ljudi se osjećaju nelagodno). Toplotna izolacija omogućuje akumulaciju toplote u zidovima prostorija, odnosno njihovo zagrevanje te se na taj način smanjuje razlika u temperaturama između unutrašnjih površina i vazduha u prostorijama.

U praksi je ponekad nemoguće dodatnu toplotnu izolaciju izvesti sa spoljne strane, posebno kada se radi o višespratnosj zgradi (potrebna je saglasnost svih stanara) ili kad je objekat pod zaštitom. U tom slučaju izolacija se može izvesti s unutrašnje strane. 

Sam materijal od kojeg se izgrađuje spoljni zid može imati vrlo različita toplotna svojstva. Najbolji materijali sa strane termičke izolacije za spoljni zid su porobeton i posebna termoopeka, a navedena svojstva su za tipove koji se mogu kupiti u Srbiji.

Porotherm opeka (npr. proizvodi Wienerberger) – u debljinama 20 – 45 cm, ima znatno bolja termoizolaciona svojstva od klasične opeke. Koeficijent toplotne provodljivosti iznosi između 0,18 i 0,33 W/mK, dok se taj koeficijent za običnu ciglu kreće oko 0,45 W/mK. Tako za najbolju ciglu u ponudi koeficijent toplotne provodljivosti iznosi 0,33 (to su ukupni toplotni gubici, dok je provodljivost 0,18 W/mK), što za debljinu cigle 45 cm daje gubitak toplote kroz opeku od 0,73 W/m2K, naspram 2 W/m2K kod zida od obične opeke iste debljine.

Ytong termoblok (npr. Xella) debljine 40 cm ima koeficijent provodljivosti toplote 0,30 W/m2K.

Gips ploče (npr. Knauf) debljine 3 cm sastoje se od 2 ploče debljine 9,5 mm, ekspandiranog polistirena i ploče koja sprečava prodiranje vlage. Ploče se ugrađuju s unutrašnje strane zidova i imaju koeficijent prolaza toplote od 1,67 W/m2K.

Izolacioni materijali za spoljnu površinu zida mogu biti različiti, međutim najpopularniji su kamena vuna i polimerni izolacijski materijali. Oni se svi razlikuju po svojstvima i cenama. 

Polimerni izolacioni materijali – stiropor ili ekspandirani polistiren najpopularniji je spoljni izolacioni materijal, a izolacija debljine 10 cm takvog materijala ima koeficijent toplotne provodljivosti 0,385 W/m2K. 

Kamena vuna je materijal sličnih svojstava te ima koeficijent toplotne provodljivosti 0,35 W/m2K za ploču debljine 10 cm. Kamena vuna ima daleko manji otpor difuziji vodene pare od stiropora, ali je i povoljnija u slučaju požara (čuva svojstva do temperature od 900 °C te sprečava širenje požara, iako je i stiropor teško zapaljiv materijal).

Primer:

Zid od porotherm cigle debljine 45 cm, s izolacionim knauf pločama debljine 3 cm na unutrašnjoj strani te izolacijom od kamene vune ili stiropora sa spoljne strane ima ukupni koeficijent prolaza toplote 0,21 W/m2K, prema običnom neizolovanom zidu kojem je ta vrednost oko 1,6 W/m2K. To znači da je razlika u toplotnim gubicima između ta dva slučaja 1,4 W/m2K, odnosno za normalnu zimsku razliku temperatura od oko 20 K (unutrašnja temp. 20°C spoljna 0°C) kroz neizolovani zid gubi se 30 W/m2 zida više toplotne energije. Dakle za spoljni zid površine 20 m2 u toku jednog dana u ovakvim uslovima nepotrebno se izgubi 51,4 MJ toplotne energije ( energetska vrednost 1,5 m3 prirodnog plina). Naravno i prozori značajno utiču na toplotne gubitke omotača građevine.

Toplotna izolacija poda na tlu

Toplotna izolacija poda na tlu ili poda iznad otvorenog ili negrejanog prostora

Toplotni gubici kroz pod čine 10% od ukupnih toplotnih gubitaka kuće, a postavljanjem toplotne izolacije moguće ih je smanjiti i za 60%. Predlažemo da se pod izoluje sa 10 cm toplotne izolacije. 

Ako je temperaturna razlika između zagrejanog i umereno zagrejanog prostora mala, tj. manja od 4-5 °C, toplotna izolacija se gotovo i ne isplati, stoga se samo znatno hladnije prostorije toplotno izoluju.

Toplotna izolacija hladnih podova je jednostavan način da se smanje gubici topline i da se poboljša komfor stanovanja. Ako kod podnog grejanja ne postoji adekvatna toplotna izolacija, dolazi do velikih gubitaka toplote. Na novim građevinama, gubici iznose oko 6% ukupnih toplotnih gubitaka, ali i tada se preporučuje ugradnja izolacije. U tom slučaju, posebno je delotvorna toplotna izolacija podrumskog plafona. 

Debljina izolacije poda zavisi od temperature hladne prostorije, a trebala bi biti 8 cm za podove iznad prostorija koje se greju i 10 cm za podove prema spoljnjem vazduhu. Ako postoji sistem podnog grejanja, te veličine treba uvećati za 3 cm.

Toplotno-izolacione ploče ekspandiranog polistirena-stiropora toplotne provodnosti λ =0,036 W/(mK) (gustine 20 – 30 kg/m3, zavisno od opterećenja) se polažu na hidroizolaciju ili betonsku podlogu.  Debljinu toplotne izolacije treba posebno izračunati (ne bi trebala biti tanja od 6 cm). Pre nanošenja armiranog betonskog estriha, na postavljene ploče se polaže PE – folija.

Sanacija poda prema tlu u već sagrađenoj kući često nije ekonomski opravdana, zbog relativno malog smanjenja ukupnih toplotnih gubitaka u poređenju sa velikom investicijom koja je potrebna za takvu sanaciju.

Toplotna izolacija krova ili plafona

Toplotna izolacija krova ili međuspratne konstrukcije

Gubici toplote kroz krov mogu biti i do 30%. U zavisnosti od toga da li se koristi  potkrovlje za stanovanje ili ne, potrebno je izolovati ili direktno krov ili plafon prema negrejanom potkrovlju. Krov bi trebalo izolovati s 20 cm toplotne izolacije, a troškovi izolacije su oko 15 eura/m2. U zavisnosti od konstrukciji kuće, te njenom stanju očekivani rok povratka investicije je 3-5 godina.

KROV I KROVNA KONSTRUKCIJA

Iako je krov u ukupnim toplotnim gubicima u kući zastupljen sa oko 10-20%, ima posebno važnu ulogu u kvalitetu i standardu stanovanja s obzirom da direktno štiti kuću od kiše, snega, hladnoće i vrućine. Najčešći oblik krova na porodičnim i manjim stambenim zgradama je kosi krov. Prostor ispod krova često se koristi za stanovanje, iako je retko adekvatno toplotno izolovan. U tom slučaju, zimi se javljaju veliki toplotni gubici, ali je još veći problem pregrevanja leti. Ako krov nije dobro toplotno izolovan, kroz njega može proći i do 30% toplote, zato se preporučuje toplotna izolacija i to od 20 cm. Naknadna toplotna izolacija nije jednostavna i ekonomski isplativa, jer je period povratka investicije 2-5 godina. 

Krovna konstrukcija može bili drvena ili masivna, a izbor krovnog pokrivača (crep, lim, cementne ploče, šindra) zavisi od nagiba krova i klimatskih uslova. Krovni pokrivači se po pravilu dele na tvrde i meke. Kao tvrdi pokrivači koriste se kameni materijali kao što je kamen škriljac, krovne betonske ploče, proizvodi od cementnih vlakana te nešto ređe metalni pokrivači i šindra od tvrde smole. U mekane krovne pokrivače ubrajamo bitumensku lepenku, folije, livene izolacione proizvode, mekano drvo, izopolimere kao i proizvode od trske i slame. 

Kako kod ravnih, tako i kod kosih krovova, potrebno je sprečiti prodiranje difuzne vodene pare iz grejanih prostora u sloj toplotne izolacije i stvaranje kondenzata u toplotnoj izolaciji ili ga svesti na dozvoljeni minimum. Takođe, važno je sprečiti kondenzaciju vodene pare na unutrašnjoj površini. Parna brana se postavlja na toplijoj strani u odnosu na sloj toplotne izolacije. 

Toplotna izolacija krova osigurava ugodne mikroklimatske uslove boravka u prostorijama te time značajno smanjuje potrošnju energije za grejanje i hlađenje. Postavlja se između i ispod greda. Radi prekrivanja toplotnih mostova, preporučuje se izvesti donji, drugi sloj toplotne izolacije. Kao toplotna izolacija primjenjuje se EKSPANDIRANI POLISTIREN (u tom slučaju nije potrebna brana protiv vetra). 

Sloj za provetravanje je veoma važan jer kod loše provetravanih krovova zimi mogu nastati štete usled kondenzacije vodene pare i zamrzavanja. Poželjno je imati i rezervnu hidroizolaciju, potkrov ili kišnu branu. 

Ugradnjom otprilike 20 cm toplotne izolacije s ukupnim koeficijentom prolaska toplote U=0,20-0,25 W/(m2K) možete godišnje uštedeti 18 litara lož ulja (17 eura /m2) ili 19m3 plina (7 eura/m2) po m2 kuće.

IZOLACIJA MEĐUSPRATNIH KONSTRUKCIJA

Kod izolacije međuspratnih konstrukcija postoji nekoliko slučajeva:

• Međuspratne konstrukcije ispod ventilisanih potkrovlja
• Međuspratne konstrukcije iznad negrejanih prostora - podruma
• Međuspratne konstrukcije u mokrim prostorima
• Međuspratne konstrukcije iznad otvorenih prolaza

MEĐUSPRATNE KONSTRUKCIJE ISPOD VENTILISANIH POTKROVLJA

Masivne konstrukcije koje se graniče sa ventilisanim potkrovljima najbolje je izolovati s gornje strane. Ispod toplotne izolacije (čija je potrebna debljina u ovom slučaju 20 cm) uglavnom nije potrebna ugradnja toplotne brane, ali kod lakih međuspratnih konstrukcija s lakšim montažnim oblogama potrebna je parna brana. Bitno je da se taj sloj ugradi potpuno vazduhonepropusno. Kod ovih konstrukcija vrednost U ne bi smela prelaziti 0,35 W/m2K, a za lakše  konstrukcije se preporučuje do 0,25 W/m2K. Treba naglasiti da sve međuspratne konstrukcije treba dobro zaštiti od padavine ili drugih voda.

MEĐUSPRATNE KONSTRUKCIJE IZNAD NEGREJANIH PROSTORA – PODRUMA

Postoji više rešenja. Moguća je toplotna izolacija sastavljena od dva sloja, donjeg koji je tvrđi i gornjeg koji je mekši, kako bi se sprečio prenos zvuka po konstrukciji. Toplotna izolacija može biti u jednom sloju, ali je bitno da njena stišljivost ne prelazi 5 mm. Moguća su i rešenja podnih konstrukcija izvedenih ˝suvim˝ postupkom. U tom je slučaju potrebno podnu oblogu odvojiti od donjih slojeva sa odgovarajućim razdelnim slojem. Toplotna provodljivost kod ovakvih konstrukcija ne bi smela prelaziti 0,45 W/m2K. Zbog potrebe za većom debljinom toplotne izolacije, visina svih slojeva iznad nosive međuspratne konstrukcije je od 14 do 16 cm, što se može iskoristiti za polaganje instalacionih cevi u međuspratnu konstrukciju.

MEĐUSPRATNE KONSTRUKCIJE U MOKRIM PROSTORIMA

U sastavu slojeva ove konstrukcije su podna obloga do nosive međuspratne konstrukcije te obavezni hidroizolacioni i termoizolacioni sloj za zaštitu konstrukcije i obodnih zidova. Osim ovih slojeva, kod ovih konstrukcija postoji i sloj kojim se sprečava prenos udarnog zvuka po konstrukciji. Pošto je teško dobro izvesti bitumenske hidroizolacije ispod plivajućih estriha, u ovom slučaju se koristi ˝alternativna˝ hidroizolacija koja se iz vodonepropusnog tanjeg sloja prevlači po plivajućem estrihu. Taj sloj mora biti vodonepropusno spojen na podne proboje (sifone i izlive) i zidove sa posebnom elastičnom zaptivnom trakom. Na takav sloj se lepe keramičke pločice.

MEĐUSPRATNE KONSTRUKCIJE IZNAD OTVORENIH PROLAZA

Međuspratne konstrukcije koje se graniče sa spoljnim vazduhom zahtevaju vrlo dobru toplotnu izolaciju, gde vrednost U ne bi smela prelaziti 0,35 W/m2K. Najbolje je ugraditi toplotnu izolaciju na donjoj strani konstrukcije. Deo toplotne izolacije može poslužiti kao zvučno izolacioni sloj ispod plivajućeg estriha.