Pri neustálom náraste cien energií stúpa čoraz viac význam energeticky úsporných riešení pri výstavbe, respektíve rekonštrukcií objektov. Únik energií cez strechu môže predstavovať až 40 % z celkových tepelných strát budovy. Moderným, efektívnym a trvale funkčným riešením je použitie nadkrokvovej izolácie, ktorá zabezpečuje nielen výrazné úspory energií, ale aj vysoký komfort bývania pod strechou. Je to ideálne riešenie pre nízkoenergetické stavby, ktoré majú veľmi nízku spotrebu energie na vykurovanie, ale aj na samotnú prevádzku.
Čo je nadkrokvová izolácia a prečo je kľúčová?
Nadkrokvová izolácia je tepelný izolačný materiál, ktorý sa kladie celoplošne zhora na strešné krokvy. Tento systém, na rozdiel od tepelnej izolácie medzi krokvami, vytvorí úplne homogénnu hrúbku tepelnoizolačnej vrstvy na celej strešnej ploche. Tým sa zabráni vzniku tepelných mostov cez krokvy, ktoré vedú k strate tepla. Jedným z moderných materiálov je napríklad Bramac Therm z polyizokyanurátovej peny na báze polyuretánu (PIR) alebo PIR izolačné dosky PUREN.
S materiálom Bramac Therm je možné omnoho jednoduchšie dosiahnuť požadované hodnoty súčiniteľu prestupu tepla U oproti iným riešeniam. Izolačné dosky PUREN dosahujú v porovnaní s bežnými minerálnymi izoláciami až o 45 % lepšie tepelnoizolačné vlastnosti. Na dosiahnutie rovnakých hodnôt tepelného odporu R je tak potrebná menšia hrúbka izolácie.
Tepelnotechnické požiadavky a normy
S kvalitou izolácie strechy úzko súvisí nová tepelnotechnická norma (STN 730540-2:2013), ktorá sprísňuje požiadavky na kvalitu tepelnej izolácie budov vrátane izolácie strešných konštrukcií. S ohľadom na pomer tepelných strát cez strešné konštrukcie, ktoré v priemere predstavujú až 40 % z celkových tepelných strát budov, definuje nová norma najprísnejšie požiadavky práve na ploché a šikmé strechy so sklonom ≤ 45°. Hodnota tepelného odporu R sa v ich prípade zvyšuje viac ako dvojnásobne - z 4,9 m2.K/W na 9,9 m2 K/W (hodnota platná od 1. januára 2015). Po 1. januári 2021 sú požiadavky na tepelný odpor R = 9,9 (m2.K)/W.
V praxi to znamená, že ak by ste sa rozhodli použiť na zateplenie strechy rovnaký materiál, museli by ste pri zachovaní požiadaviek normy použiť izoláciu s viac ako dvojnásobnou hrúbkou (pri minerálnej vlne s λ = 0,039 W/(m.K) bude nutné použiť namiesto izolácie s hrúbkou 20 cm izoláciu s hrúbkou 40 cm). Pri tradičnom spôsobe zateplenia s vkladaním tepelnej izolácie medzi krokvy má rast hrúbky izolácie za následok zväčšovanie výšky krokiev, teda vyššiu spotrebu dreva v nosnej a pomocnej konštrukcii krovu a tým aj zvyšovanie nákladov na výstavbu strechy. Navyše, ak sa medzi ne má vmestiť izolácia s čoraz väčšími hrúbkami, vyžaduje si to zväčšenie výšky krokiev, čo má vplyv na zvýšenie (často zbytočné) spotreby reziva.
Dôležité parametre tepelnej izolácie
Tak ako každý stavebný materiál má aj tepelná izolácia pevne dané technické charakteristiky, ktoré sa menia od závislosti konkrétneho typu izolantu. Okrem iných vlastností ako je napríklad tepelná vodivosť, paropriepustnosť materiálu, alebo jeho mechanická pevnosť či ekologická stránka má každá izolácia aj svoju objemovú hmotnosť a takzvanú mernú tepelnú kapacitu označovanú malým písmenom c. Merná tepelná kapacita znázorňuje schopnosť materiálu prijať teplo, jednoducho povedané znázorňuje jeho akumulačnú schopnosť.
Merná tepelná kapacita a fázový posun
Čím je hodnota mernej tepelnej kapacity vyššia, tým je tepelná izolácia "výkonnejšia" ako ochrana pred prehrievaním v horúcom letnom období. Pokiaľ chceme dosiahnuť tepelnú pohodu vo svojom dome po celý rok, je nutné vyberať izolácie s vysokou tepelnou kapacitou. Tepelná kapacita je kľúčovým parametrom pri ochrane interiéru v letnom období roka. Materiály s vysokou mernou tepelnou kapacitou spomaľujú takzvaný fázový posun teplôt, ktorý má za následok práve nepríjemné prehrievanie konštrukcií a následné sálanie horúceho vzduchu do interiéru.
Pri navrhovaní konštrukcií by sa mal navrhovať tento posun na úrovni minimálne 10 hodín. To znamená, že teplo začne sálať cez konštrukciu do interiéru až po 10 hodinách, väčšinou už vo večerných hodinách, kedy je už vonku teplota nižšia a tak dochádza k prirodzenému chladnutiu konštrukcie. Ideálne je, keď sa fázový posun začne prejavovať v nočných, alebo skorých ranných hodinách, kedy je vonkajší vzduch najchladnejší a konštrukcia chladne výrazne rýchlejšie.
Porovnanie „ľahkých“ a „ťažkých“ izolantov
„Ľahké“ izolanty, ktoré majú svoju objemovú hmotnosť nízku, majú spravidla nižšiu aj tepelnú kapacitu. Naopak, tepelná izolácia na báze dreva je ťažšia a má podstatne vyššiu tepelnú kapacitu. Výsledná akumulačná schopnosť izolácie v celej konštrukcii (napríklad pri streche nad obytným podkrovím) sa vyjadrí súčinom mernej tepelnej kapacity a konečnej váhy izolácie v kilogramoch, ktorú si vieme veľmi jednoducho vypočítať.
Tu je porovnanie dvoch typov izolácií:
| Typ izolácie | Objemová hmotnosť (cca) | Merná tepelná kapacita (cca) |
|---|---|---|
| Ľahká izolácia na báze PIR | 35 kg/m3 | 1400 J/(kg.K) |
| Izolácia na báze drevného vlákna | 240 kg/m3 | 2100 J/(kg.K) |
Výpočet akumulačnej schopnosti - príklad
Ako príklad sme použili strechu s plochou zateplenia 100 m2 a hrúbkou nadkrokvovej izolácie 60 mm (0,06 m).
- Množstvo izolácie v m3 (100 m2 x 0,06 m) = 6 m3.
Pre ľahkú izoláciu na báze PIR:
- Celková váha izolácie: 6 m3 x 35 kg/m3 = 210 kg.
- Akumulačná schopnosť: 210 kg x 1400 J/(kg.K) = 294 000 J/K.
Pre izoláciu na báze drevného vlákna:
- Celková váha izolácie: 6 m3 x 240 kg/m3 = 1440 kg.
- Akumulačná schopnosť: 1440 kg x 2100 J/(kg.K) = 3 024 000 J/K.
Strecha zateplená s nadkrokvovou izoláciou na báze drevného vlákna má v tomto prípade takmer 11-krát vyššiu akumulačnú schopnosť ako strecha zateplená s „ľahkou“ izoláciou na báze PIR.
Výhody nadkrokvovej izolácie v detailoch
Popri tradičnom systéme zateplenia strešných konštrukcií (medzi krokvy a pod krokvy) sa čoraz väčšej popularite teší moderné a vysoko účinné riešenie v podobe systému nadkrokvovej izolácie.
- Homogénna vrstva a eliminácia tepelných mostov: Izolácia sa kladie celoplošne zhora na strešné krokvy, čím sa zabráni vzniku tepelných mostov. Panely nadkrokvovej izolácie sa spájajú na pero a drážku, čo zabezpečuje celoplošnú izoláciu bez škár.
- Zachovanie obytného priestoru: Tepelná izolácia nad krokvami neuberie ani centimeter svetlej výšky v interiéri. Na rozdiel od tradičného medzikrokvového systému zateplenia strechy nezasahujú do vnútorného obytného priestoru a nezmenšujú vnútornú dispozíciu.
- Estetické možnosti interiéru: Ďalšou výhodou je možnosť realizovať originálne architektonické zámery v interiéri. Pri aplikácii nadkrokvovej izolácie ostávajú jednotlivé krokvy v interiéri priznané bez nutnosti použitia ďalších riešení. Preto je ideálna na zruby a podkrovia, kde z estetických, pamiatkových a iných dôvodov chcete zachovať priznané krovy. Použitím nadkrokvovej izolácie sa vytvára priestor na vytvorenie interiéru s priznaným krovom, ktorý dáva vyniknúť kráse dreva.
- Ochrana nosnej konštrukcie krovu: Nesporná výhoda systému spočíva v ochrane nosnej konštrukcie krovu pred negatívnym pôsobením vonkajších podmienok (striedanie teplôt, výkyvy vlhkosti), čo pozitívne vplýva na životnosť konštrukcie.
- Jednoduchá a rýchla aplikácia: Aplikácia nadkrokvovej izolácie je jednoduchá a rýchla aj pri rekonštrukciách, kedy je podkrovie obývané. Veľkou výhodou montáže nadkrokvovej izolácie je možnosť jej realizácie bez obmedzenia prevádzky v podkrovných obytných priestoroch. Po namontovaní tepelnej izolácie na krov a pospájaní fólie poistnej hydroizolácie integrovanej na jej povrchu, prípadne po prekrytí tepelnej izolácie fóliami poistnej hydroizolácie sa strecha stáva odolnou voči bežným zrážkam. Dostane sa do takzvaného hydroizolačného stavu. Na slovenskom trhu sú dostupné aj tepelné izolácie schopné prevziať funkciu poistnej hydroizolácie bez nutnosti jej montáže.
Kombinácia izolačných systémov
Nadkrokvovú izoláciu je možné kombinovať s medzikrokvovou tepelnou izoláciou a izoláciou pod krokvami. Ako optimálne riešenie s ohľadom na dosiahnutie normou odporúčaných hodnôt tepelného odporu pre šikmé strechy sa ukazuje kombinácia tradičného spôsobu zateplenia tepelnej izolácie vkladaním medzi krokvy (s využitím priestoru medzi krokvami) a zateplenia strešného plášťa pomocou systému nadkrokvovej izolácie PUREN.
Ak by ste chceli zatepliť strechu minerálnou vlnou, tak na to, aby ste dosiahli požadovanú hodnotu tepelného odporu konštrukcie, ktorá bude R = 9,9 (m2.K)/W, budete musieť použiť tepelnú izoláciu s hrúbkou približne 40 cm. Medzi krokvy je možné bežne vložiť tepelnú izoláciu s hrúbkou 20 cm. Na dosiahnutie požadovaného tepelného odporu konštrukcie strechy bude potrebné túto izoláciu doplniť nadkrokvovou izoláciou.
Výpočtové programy pre návrh izolácie
Pre správne určenie hrúbky tepelnej izolácie šikmej strechy treba zohľadniť množstvo aspektov. Tento úkon preto patrí do rúk projektantovi. Významnú úlohu v procese návrhu zohráva tiež skutočnosť, že požiadavky na tepelnoizolačné vlastnosti budov, vrátane strešných konštrukcií, sa budú v blízkom období ešte viac sprísňovať. Pri výbere vhodného materiálu sa poraďte s projektantom.
Existujú rôzne výpočtové programy pre návrh hrúbky technických izolácií, ktoré pomáhajú pri tomto procese:
- ArmWin je program pre výpočet optimálnej hrúbky technických chladových izolácií, súčiniteľu prestupu tepla, prúdenia tepla a tepelných zmien potrubí a zariadení. Tento program vypočíta všetky potrebné údaje pre návrh technických izolácií.
- IsoCal® je výpočtový program pre návrh technických izolácií.
- IsoDim® je výpočtový program pre návrh technických izolácií - izolácia potrubia, vzduchotechniky, zásobníkov, turbín, kotlov, pecí a pod.
Vypočítajte si optimálnu hrúbku izolácie alebo tepelné straty a úspory projektu s pomocou týchto nástrojov.
tags: #nadkrokvova #izolacia #vypocet