Jak je již jistě zřejmé, chceme-li mít doma tepelnou pohodu a zároveň při stále zvyšujících se cenách za energie neutratit všechny své peníze za topení, je potřeba dům zateplit.
K zateplení domů se používá celá řada tepelných izolací (např. Každý tepelný izolant má celou řadu lepších či horších vlastností.
Mezi základní vlastnosti patří tepelná vodivost, vzduchová neprůzvučnost, hořlavost, akumulace tepla, pevnost, nasákavost, odolnost proti UV záření, snadnost a rychlost montáže, hmotnost a v neposlední řadě cena.
Žádný izolant není univerzální a vždy je potřeba při jeho výběru zohlednit to, kde a jak bude izolant použit a kolik jsme ochotní za něj zaplatit.
(tzn. Většina izolací funguje na principu vzduchové izolace, kdy hlavním izolantem je všudypřítomný vzduch, který je uzavřený ve struktuře izolantu (např. polystyren, minerální vata, aerogel) a je tak omezeno vedení a proudění tepla.)
V případě šedého polystyrenu či reflexních fólií je díky reflexi omezena i třetí složka tepla a tím je sálání.
Pokud chceme získat vlastnosti lepší než je vodivost vzduchu lambda 0,026 (při 20 °C), je potřeba nahradit vzduch plynem lepších vlastností, případně vzduch odčerpat a získat vlastnosti vakua.
Plyny jako Argon či Xenon se používají např. v oknech, která tak získávají mnohem lepší tepelněizolační vlastnosti.
Princip vakua je uplatněn například v některých termoskách, které díky tomu udrží vnitřní teplotu mnohem déle.
Mezi stavební izolace, které využívají vlastností vakua patří vakuová izolace, která dosahuje skvělých hodnot lambda 0,007, naproti tomu např. bílý polystyren jen 0,039 (je tak skoro 6x horší).
Tzn. Energoporadci jsou schopni na základě změřených vlastností izolantů poměrně přesně spočítat, jak se který izolant za předem stanovených teplot bude chovat a jakou spotřebu bude budova mít.
K výpočtu potřebují znát i průměrné roční teploty oblasti, kde dům bude stát a jak bude používán.
Zda se vše podařilo spočítat, vyprojektovat a postavit správně pak jednoduše poznáte podle spotřebované energie (účtu za energie).
Pokud však některým technologiím (či hodnotám izolací) nedůvěřujete nebo se chcete o dané izolaci dozvědět jen více, nezbývá, než si to ověřit testem (experimentem).
Rozhodli jsme se, že izolace podrobíme měření a tím našim čtenářům lépe ukážeme, jak si která izolace vede v různých podmínkách.
Nejsme akreditovaná laboratoř s potřebným měřícím zařízením.
Ke kýženému výsledku, který si klade za cíl porovnat různé druhy izolací mezi sebou, však nevedla úplně jednoduchá cesta.
Při testu bylo potřeba zajistit prostředí respektující přírodních zákony, aby nedocházelo ke zkreslování výsledků u různých typů izolací.
Experimenty a výsledky
běžný bílý fasádní polystyren 70F, tl. - šedý fasádní polystyren 70F, tl. - minerální fasádní izolace tl. - vícevrstvá reflexní fólie Superfoil SF40, tl.
Bílý polystyrén je nejběžnější a zároveň cenově nejdostupnější tepelná izolace.
Sourozencem bílého polystyrenu je polystyren šedý, kde je rozdíl pouze v příměsi grafitu, který by měl díky reflexi grafitu ještě zlepšit tepelněizolační vlastnosti běžného polystyrenu.
1. K prvnímu experimentu nás inspirovala klasická termoska.
Tento experiment se zdál jednoduchý, lehce realizovatelný a porovnatelný.
Princip spočíval v tom, že se vytvoří box z izolantu, který bude simulovat termosku a do něj se vloží ohřátá voda o určité hmotnosti a teplotě.
Box, ve kterém ohřátá voda vychladne nejrychleji, bude mít nejhorší tepelně izolační vlastnosti.
Byly vytvořeny 4 boxy o vnějších rozměrech 35 x 35 x 53 cm z výše vyjmenovaných izolantů.
Stěny a dno boxů jsou slepeny PU pěnou, v případě reflexní fólie je použita ke slepení systémová reflexní páska.
Víka boxů, kvůli snadnému a opakovatelnému přístupu, lepena nejsou.
Do vytvořených boxů byla vložena sklenice horké vody s hmotností kapaliny 672 g.
Max. teplota kapaliny se mírně lišila (vstupní teplota byla okolo 60 °C).
V danou chvíli (42 °C) je v každé sklenici stejné množství energie a současně je již ohřátý i vzduch uvnitř boxu.
Předpokládali jsme, že teplota vody v boxu s horším izolantem bude klesat rychleji, než v boxu s izolantem lepším.
Ukázalo se, že pokles teploty vody byl u všech boxů prakticky totožný.
Vyvodili jsme z toho, že tímto způsobem kvalitu izolace nelze určit a ani změřit.
2. Zadáním druhého testu bylo simulovat zateplený dům, ve kterém se topí na stále stejnou teplotu.
Při návrhu tepelné obálky domu se obvykle počítá s výpočtovou teplotou venku (-12 °C, popř. -15 °C) a vevnitř (+20 °C).
Rozdíl je tedy 32 °C, respektive 35 °C.
Stejný teplotní rozdíl byl stanoven i pro náš experiment.
K okolní venkovní teplotě boxů cca 10 °C, bylo přičteno 34 °C.
V testu je tedy počítáno s vnitřní teplotou 44 °C a venkovní 10 °C.
Kvůli rozdílným měrným tepelným kapacitám izolantům proběhne nejdříve hodinové nahřívání na finální teplotu.
Až se izolanty plně nahřejí, začne oficiální měření.
Výsledkem bude číselná hodnota, která nám ukáže, kolik se v boxech protopí energie na udržení stanovené teploty.
Při tepelném nátopu boxů se ihned ukázalo, jak který izolant akumuluje.
Zatímco u polystyrenových boxů šla teplota velmi rychle nahoru, tak u minerální vaty už toto tempo bylo pomalejší, ale rozdíl nebyl dramatický.
Velkým překvapením byl box z reflexní fólie, který při nátopu teplo doslova hltal a teplota stoupala velmi pomalu.
Byla proto do tohoto boxu dána silnější žárovka, aby byl nátop rychlejší a v boxu byla déle finální teplota.
Do boxů polystyrenu byl naopak vložen kousek tenkého plechu, který omezil časté spínaní tepelného zdroje.
V případě polystyrenů sice dochází k rychlému nahřátí, ale i k rychlému vychladnutí vzduchu.
Náměřené výsledky byly v rozporu s prvním testem, čímž byl experiment průkaznější.
Opakování testů ve více dnech prokázalo stejné výsledky měření.
Graf "Tepelný odpor použitých izolací" zobrazuje tepelný odpor (R) použitých izolací.
Druhý graf zobrazuje předpokládanou hodinovou spotřebu boxu (Wh) s reálnou změřenou hodinovou spotřebu boxu (Wh).
Vyhodnocení a shrnutí poznatků
V průběhu měření jsme se zaměřili i na nepatrné netěsnosti víka boxů.
Nejvíce se ukázalo, že u bílého EPS bylo u třetího testu víko zatíženo více a výsledek byl o více jak 1Wh lepší.
Nejpracnější bylo vytvoření boxu z vícevrstvé reflexní fólie, kterou k sobě nelze tak jednoduše přilepit.
Ostatní izolanty mezi sebou měly také odchylky oproti očekávání, ale rozdíly nebyly tak propastné.
Ostatní izolanty mezi sebou měly také odchylky oproti očekávání, ale rozdíly nebyly tak propastné.
(Vyjádření dodavatele fólií Superfoil zde.)
Jak to tedy celé dopadlo?
Vyhrál bílý polystyren o 26,5% oproti největšímu favoritovi folii Superfoil.
EPS bílý 40mm, 0,039 --> 20,02 Wh - nejnižší spotřeba
Superfoil 65mm, 0,028 --> 25,33 Wh - horší o 26,5%
(eliminací tepel. mostů spotřeba 20,02 Wh)
EPS šedý 30mm, 0,032 --> 27,11 Wh - horší o 36,4%
Předpoklad byl, že vzhledem k deklarovaným parametrům, jednoznačně vyhraje Superfoil SF 40 65mm, který měl dosáhnout až cca 3x lepší výsledek než ostatní izolace.
Ačkoli jsme prováděli testy s nejlepší vědomím a svědomím, přesto jsme dostali několik rad, jak příští test provézt lépe.
Rady a doporučení pro zateplování fasád
Stále je naším cílem jednoduchým způsobem ukázat, jak se izolace chovají za určitých podmínek a co nejobjektivněji porovnat (změřit) jejich tepelněizolační vlastnosti.
Je na každém čtenáři, jak změřená data vyhodnotí.
U malého boxu může dojít k větší relevantní chybě měření, která je dána větším vlivem netěsností a teplotním vazbám (kouty a rohy). Zvětšíme měřený box.
Budeme měřit pouze jednu stranu izolace (omezení vlivu koutů).
Box bude dokonale utěsněn (vzduchotěsnost).
Pro lepší ilustraci budou používány stejné tloušťky izolací.
Otestovat stejnou izolaci o více tloušťkách (např. 5 a 10 cm).
Prodloužit dobu nahřívání boxu.
Preferovat konstantní zdroj tepla (např. pomocí stmívače).
Lepší rovnoměrnější distribuci tepla (např. děkuji za zaslání, vaše testy v zásadě nějsou špatné, jen jste nezohlednili několik věcí).
Velká část reálných úniků tepla je infiltrací (netěsností), proto se v domech aplikuje parozábra, okna mají gumu na rámech, u fasády je před izolací těsná zeď, atd.
PUR pěna takovou těsnost většinou nemá, ale kdyby jste ty termosky obalili vzduchotěsnou fólií s utěsněnými spoji už by byl experiment výrazně přesnější.
Ukázka srovnání izolací
tags: #srovnani #nerovnosti #polystyrenu #fasady