Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V Zateplování budov pěnovým polystyrenem Kapitola 3 Přínosy zateplení Bc. Leoš Pater

2 Obsah ÚVOD ANOTACE PŘÍNOSY ZATEPLENÍ DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE SEZNAM OBRÁZKŮ

3 Úvod anotace Výukový materiál vysvětluje výhody zateplování stavebních objektů, seznamuje s vnějším zateplovacím systémem (VZS) a jeho pozitivních ekonomických dopadech a jeho technických přínosů na funkci, provoz a životnost budovy. Dále seznamuje s různými používanými fyzikálními veličinami a praktickou ukázkou spotřebované energie při objektu nezatepleném a zatepleném. Výklad je doplněn kontrolními otázkami. Výukový materiál je určen žákům 3. ročníku vzdělávacího oboru H/01 Zedník a zájemcům o získání profesní kvalifikaci Zhotovitel zateplovacích systémů H. Výukový materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů Technologie a Odborný výcvik. 1

4 1 Přínosy zateplení Vnější zateplovací systémy (VZS) jsou v podstatě izolačním obalem budovy, který výrazně omezuje únik tepla z budovy. I když úvahy o zateplení budovy většinou vznikají s myšlenkou na úsporu energie na vytápění, má použití VZS ve svém důsledku řadu dalších pozitivních ekonomických dopadů a technických přínosů na funkci, provoz a životnost budovy. Důvody pro zateplení jsou tedy ekonomické, ekologické a technické. 1.1 Ekonomické důvody zateplování Peníze, které vložíme do zateplení, jsou návratnou investicí (sice obvykle návratnou za dobu delší než 10 let, ale podmiňující větší rozsah a dopad využití dalších úsporných opatření a obnovitelných zdrojů energie); s narůstajícími cenami energie je návratnost investice kratší. Snížíme provozní náklady (viz tabulka rozložení tepelných ztrát), čímž se sníží každoroční výdaje na vytápění v zimním období. Snížením spotřeby energie na vytápění můžeme instalovat menší a tudíž finančně výhodnější zdroj tepla (kotel, zásobník paliva, výměník) a také docílíme jeho hospodárnější provoz. Po zateplení můžeme topnou sezónu zahájit později a ukončit dříve. Ekonomicky výhodné je provést zateplení v okamžiku kdy jsou zapotřebí opravy či údržba konstrukcí (cena izolačního účinku pak odpovídá rozdílů uvažované povrchové úpravy a zateplení). 1.2 Rozložení tepelných ztrát Konstrukce budovy Izolované Dvojdům Řadové Bytová vícepodlažní Vnější(obvodové) stěny 15-30% 15-25% 12-20% 30-40% Vnitřní stěny 5-15% 10-20% 5-10% 5-10% Střecha nebo strop pod půdou 5-15% 8-15% 10-15% 5-8% Strop nad sklepem nebo podlaha na terénu 5-8% 7-10% 10-12% 4-6% Okna a vstupní dveře 48-55% 40-55% 40-50% 40-50% U novostaveb Při snížení energetické náročnosti budovy je možné instalovat zdroj tepla a topnou soustavu s menším výkonem a za nižších pořizovacích nákladů. 2

5 Použitím zateplení je možné zmenšit tloušťku konstrukce a tím ušetřit na ostatních materiálech a při zachování vnějších rozměrů získat vnitřní prostor navíc. Prostředky vložené do zateplení budovy při její výstavbě jsou velmi rychle návratnou investicí - výrazně rychlejší, než následné dodatečné zateplení. Se vzrůstající cenou energie se zkracuje návratnost vložené investice. Úspory při vytápění rodinného domu s užitnou plochou 120 m² Použití tepelné izolace tloušťky 5 cm Nezatepleno Spotřeba plynu m³/rok Spotřeba plynu m³/rok Ušetřeno: m³/rok Spotřeba uhlí kg/rok Spotřeba uhlí kg/rok Spotřeba oleje kg/rok Ušetřeno: kg/rok Spotřeba oleje kg/rok Ušetřeno: kg/rok Použití tepelné izolace tloušťky 10 cm Použití tepelné izolace tloušťky 20 cm Spotřeba plynu m³/rok Spotřeba plynu m³/rok Ušetřeno: m³/rok Ušetřeno: m³/rok Spotřeba uhlí kg/rok Spotřeba uhlí kg/rok Ušetřeno: kg/rok Ušetřeno: kg/rok Spotřeba oleje kg/rok Spotřeba oleje kg/rok Ušetřeno: kg/rok Ušetřeno: kg/rok 1.3 Tepelné mosty ve zdivu Obrázek 1. Tepelné mosty ve zdivu nezatepleném, zatepleném zevnitř, zatepleném zvenčí. 3

6 Obrázek 2. Ztráty tepla-šipky znázorňuji zvýšené ztráty tepla tepelnými mosty ve zdivu nezatepleném. 1.4 Základní veličiny a požadavky Součinitel prostupu tepla konstrukce U (W/(m² K) Vyjadřuje celkovou výměnu (prostup) tepla mezi prostory oddělenými konstrukcí, která má tepelný odpor R. Součinitel prostupu tepla U (dříve k) je vlastností konstrukce a přilehlých vrstev vzduchu. Stejná konstrukce nabývá jiných hodnot U v odlišných podmínkách. Vztah mezi tepelným odporem a součinitelem prostupu tepla. U = 1/R T = 1/(R + R, +Re) R T je odpor při prostupu tepla (R 1 + R e ) jsou odpory při přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce Součinitel prostupu tepla U se zjišťuje nejjednodušeji z ideálního tepelného odporu R id, zjištěného součtem tepelných odporů jednotlivých vrstev (vyjadřuje tepelný odpor v ideálním výseku bez vlivu tepelných mostů) a přičtením navýšení součinitele prostupu tepla vlivem tepelných mostů U tbk (pro určité typy konstrukcí se příliš nemění). U = 1/( R id + R i +R e ) + U tbk Přibližně se součinitel prostupu tepla U také stanovuje z jednotlivých výseků o shodné skladbě, přesněji pak řešením teplotních polí. Tímto způsobem se také určí U tbk Tepelný odpor konstrukce R (m² KIW) Je ukazatelem tepelně izolačních schopností stavebních konstrukcí. Vyjadřuje tepelně izolační působení materiálů při jejich uspořádání v konstrukci. R = 1/U - 1/(R i +R e ) Teplota rosného bodu θ w Teplota, při níž dochází ke kondenzaci vodních par a vlhnutí vnitřního povrchu stavební konstrukce. 4

7 Nejnižší povrchová teplota konstrukce θ si Stěny, stropy, podlahy musí vykazovat v každém místě konstrukce vnitřní povrchovou teplotu bezpečně vyšší než je kritická teplota θ si, která odpovídá 80 % vlhkosti vzduchu u vnitřního povrchu (začínají růst plísně). Tato teplota je vyšší než teplota rosného bodu θ si Výplně otvorů se nesmí za normových podmínek orosovat - jejich povrchová teplota musí být nad teplotou rosného bodu θ si 1.5 Ekonomické hodnocení Orientační propočet ekonomické efektivnosti zateplení. Orientační roční úspora tepla na 1 m² plochy obvodové konstrukce. E 1 = ( U 1 U 2 ) / 3,25 U1 je součinitel prostupu tepla původní konstrukce, ve W/(m².K). U2 je součinitel prostupu tepla zateplené konstrukce, ve W/(m².K). Výsledná úspora je v GJ/rok, pro přepočty přitom platí: 1 MWh = kwh = 3,6 GJ Známe-li cenu 1 GJ, pak vynásobením této ceny a vyčíslené roční úspory energie můžeme zjistit finanční hodnotu roční úspory energie na vytápění zateplením 1 m² obvodové konstrukce. Při potřebě nové vnější povrchové úpravy konstrukce se tento investiční náklad sníží o cenu uvažované vnější povrchové úpravy. Vydělíme-li tento investiční náklad cenou dosažené roční úspory energie, získáme orientační údaj o počtu let, během kterých se nám vynaložená investice do zateplení vrátí. Jedná se o výpočet prosté návratnosti bez časového vlivu financování. Čtyřpodlažní dům s jedním vchodem a 16-ti bytovými jednotkami Odhad tepelně rekonstrukčních nákladů na: Celkem: Na jeden byt: Sedlová střecha s nízkým sklonem: , ,- Zateplení štítových stěn: , ,- Zateplení čelních stěn domu: , ,- Výměna okenních výplní: , ,- Celkové náklady: , ,- 5

8 Kontrolní otázky: 1. Vyjmenuj přínosy zateplování objektů Co je rosný bod? 6

9 2 Doporučená literatura 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: ISBN X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: ISBN Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: ISBN Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., ISBN X. 6. Ladislav Linhard. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing a.s, Praha: ISBN Antonín Vaněk. STROJNÍ ZAŘÍZENÍ PRO STAVEBNÍ PRÁCE, Sobotáles, Praha: ISBN Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN TZB info-zdroj internet 7

10 3 Použitá literatura a zdroje 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: ISBN X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: ISBN

11 4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1. TEPELNÉ MOSTY VE ZDIVU NEZATEPLENÉM, ZATEPLENÉM ZEVNITŘ, ZATEPLENÉM ZVENČÍ OBRÁZEK 2. ZTRÁTY TEPLA-ŠIPKY ZNÁZORŇUJI ZVÝŠENÉ ZTRÁTY TEPLA TEPELNÝMI MOSTY VE ZDIVU NEZATEPLENÉM