V tejto podrobnej štúdii, založenej na výskume tepelnoakumulačných vlastností muriva HELUZ, boli študované tehlové bloky štyroch modelových radov HELUZ pre obvodové murivo. Cieľom bolo posúdiť ich inherentné tepelné vlastnosti a identifikovať optimálne riešenia pre výstavbu. Ako referenčný bol z každého modelového radu vybraný jeden alebo dvaja zástupcovia s najvyššou stavebnou šírkou.
Metodika výskumu a kľúčové ukazovatele
Pre každý referenčný blok, presnejšie murivo z neho postavené, bol spočítaný ukazovateľ akumulácie UTA a ďalej útlm vonkajšej teplotnej vlny na vnútornom povrchu. To isté sa stanovilo pre bloky s menšou šírkou steny, doplnenými tepelnou izoláciou presne na hodnotu tepelného odporu príslušného referenčného zástupcu. Zaujímavé bolo už prvé zistenie, že hrúbka dodatočnej tepelnej izolácie z EPS, alebo MW, ktorou bol vyrovnaný tepelný odpor tenších tehál na úroveň referenčného zástupcu tej istej modelovej rady, zvýšila hrúbku múra cca na hrúbku referenčného zástupcu. Odchýlky boli do 2 cm.
Kľúčovou veličinou pre popis tepelného správania je relaxačná doba. Vo [2] je ďalej definovaná relaxačná doba τ0 = d2λ/(2ρc), ktorá je pre jednovrstvovú konštrukciu polovičkou UTA. To naznačuje, že obidve veličiny popisujú to isté, teda ustálenie (relaxáciu) nového teplotného poľa v konštrukcii po zmene okrajových podmienok. Relaxačná doba τ0 je ve [2] definovaná aj pre viacvrstvové konštrukcie, čo umožní doplniť hodnoty UTA aj do nižšie uvedených tabuliek štúdie, kde sa popisuje viacvrstvové zateplené murivo. Jedná sa „jen” o priblíženie, ktoré predpokladá stacionárny režim chladnutia, kedy je v každom okamžiku stena v ustálených teplotných podmienkach.
Vplyv dodatočnej tepelnej izolácie na akumulačnú hmotu a zotrvačnosť
Teraz si ukážme vnútorné parametre štyroch modelových radov muriva zn. HELUZ, keď ich zateplíme na úroveň tepelného odporu referenčného reprezentanta daného modelového radu. Zateplením slabšej tehly na úroveň tepelného odporu najhrubšej tehly v rámci toho istého modelu vedie k tomu, že znížime akumulačnú hmotu, čo vedie k zníženiu tepelnej zotrvačnosti. To je najnápadnejšie u najtenších zateplených tehál hrúbky 250 mm. Napr. u tehly FAMILY 25.
Vonkajšie zateplenie má ešte druhý, opačný efekt. Substituovaný izolant má vyšší tepelný odpor, než tehla, spomaľuje tak únik tepla von a zvyšuje tak relaxačnú dobu (a tiež UTA). U hrubších zateplených múrov môže tento efekt prevážiť. Napr. tehla FAMILY 30 2in1 so zateplením hrúbky 180 mm na hodnotu tepelného odporu tehly FAMILY 50 2in1 má hodnotu UTA o 51 hodín vyššiu. Relaxačné doby sú z definície podľa [2] nesymetrické. Inými slovami, fázový posun a tiež amplitúda vnútornej teplotnej odozvy na vonkajšie zmeny závisí na umiestnení zateplenia. V prípade tehly FAMILY 25 2in1 s tepelnou izoláciou na vnútornej strane klesne relaxačná doba len na 13,1 h, čo reprezentuje UTA = 26,2 h.
Prehľad tepelných veličín modelových radov HELUZ po zateplení
Pre ilustráciu zmien tepelných vlastností po zateplení boli spracované údaje pre rôzne modelové rady HELUZ, porovnávajúce parametre zateplených tenších tehál s referenčnými hrubými tehlami. Tieto údaje sú zhrnuté v nasledovných tabuľkách štúdie:
- Tab. 5: Základné tepelné veličiny modelového radu HELUZ FAMILY 2in1 po zateplení na úroveň najhrubšej tehly hrúbky 500 mm.
- Tab. 6: Základné tepelné veličiny modelového radu HELUZ STI po zateplení na úroveň najhrubšej tehly hrúbky 490 mm.
- Tab. 7: Základné tepelné veličiny modelového radu HELUZ FAMILY po zateplení na úroveň najhrubšej tehly hrúbky 500 mm.
- Tab. 8: Základné tepelné veličiny modelového radu HELUZ PLUS po zateplení na úroveň najhrubšej tehly hrúbky 440 mm.
Čím vyššia je relaxačná doba alebo UTA, tým utlmenejšia je amplitúda teplotných zmien na vnútornom povrchu, vyvolaných striedaním vonkajších teplôt. V prípade obvodových tehlových blokov s izolačnou výplňou dutín sa tento útlm blíži nekonečnu, čo znamená, že nie je už zjavný. Zároveň to tiež znamená, že keď sa vonku mení priemerná denná teplota, nasleduje ju - či už s dlhým oneskorením - aj vnútorná povrchová teplota stien.
Odporúčania pre optimálnu výstavbu z tehlových systémov HELUZ
V článku je poukázané na to, že optimálnou cestou výstavby z tehlových systémov HELUZ, určených pre termoizolačné obvodové murovanie, je jednovrstvové murivo bez zateplenia. Zateplenie, okrem vyššej prácnosti a nákladov, žiadnu podstatnú hodnotu neprináša. To platí aj pre rýchlosť odozvy vnútornej povrchovej teploty obvodovej steny na zmenu vonkajšej teploty (vyjadrenú fázovým posunom) a tiež pre útlm teplotnej vlny, čo je pomer vonkajšej teplotnej amplitúdy a amplitúdy vyvolanej teplotnej vlny na vnútornej strane steny.