Čím zateplovat budovy typu agro, aby se zachovaly co nejlepší podmínky pro chov zvířat nebo pěstování rostlin a současně bylo možné dosáhnout podstatné úspory při vytápění? 

Zemědělské objekty, které slouží k široce pojaté zemědělské výrobě a skladování zemědělských plodin, se staly nedílným prvkem současných polských vesnic, přičemž při realizaci svých odvěkých úkolů využívají nejprogresivnější termoizolační technologie.

V této souvislosti se stále většímu zájmu těší materiály s nejvyššími termoizolačními parametry, které současně mohou po dlouhá léta bez problémů fungovat, aniž by bylo nutné provádět obtížnou údržbu nebo závažnější opravy či úpravy.

Skupinu moderních termoizolačních materiálů tvoří sendvičové izolační panely vyplněné různými jádry (minerální vlna, pěnový polystyren EPS nebo tvrdá polyuretanová pěna typu PUR), moderní tvrdé panely s jádrem z modifikovaného polyuretanu v trvanlivých, plynotěsných „pláštích“ – Thermano, nebo také jejich speciální varianty z tvrdé polyisokyanurátové pěny PIR určené pro zemědělské využití – Thermano Agro.

Thermano Agro je řešení určené pro zemědělské objekty

Sklady, mrazírny a chladírny představují království sendvičových panelů, kde se stále častěji používají panely s jádrem typu PUR.

Jejich výběr nejčastěji ovlivňuje základní charakteristický užitkový parametr, který odlišuje konkurenční materiálová řešení. Hovoříme zde o termoizolačních vlastnostech, které patří na stavebním trhu k nejpopulárnějším. Pěny PUR/PIR se vyznačují jednou z nejnižších hodnot součinitele prostupu tepla mezi termoizolačními materiály, která činí λPIR/PUR≈ 0,023 W/(m²·K).

Z toho vyplývá možnost použití relativně menších tlouštěk přepážek (stěn, střech, podlah). Pro srovnání: průměrné hodnoty tohoto parametru pro standardní materiály, které jsou na trhu, činí přibližně: pro minerální vlnu hodnota λwm≈ 0,040 W/(m²·K), pro pěnový polystyrenu λEPS≈ 0.032 W/(m²·K). 

Známá organizace s mezinárodní působností, která sdružuje inženýry zabývající se projektováním a výstavbou takových objektů – IACSC (International Association for Cold Storage Construction), uvádí základní kritérium správného výběru tloušťky tepelné izolace v publikaci „Design, Construction, Specification and Fire Management…“.

Tato publikace byla připravena na základě dlouholetých pozorování a specializovaných experimentů a vyplývá z ní, že minimální tloušťka tepelné izolace stavby musí být zvolena tak, aby tepelný tok pronikající přes přepážku nebyl větší než 10 W/m2. To odpovídá splnění podmínky popsané jako jednoduchá závislost:

             Φ = (Te - Ti) · U < 10 W/m2

 kde:

Φ – tepelný tok procházející přes přepážku,
Te –teplota vně přepážky (místnosti),
Ti – tteplota uvnitř přepážky (místnosti),
U – součinitel prostupu tepla sendvičového panelu s tloušťkou d [m] a součinitelem prostupu tepla λ[W/(m²·K)].

 Nebo jinak :

             dmin> (Te - Ti) · λ/10

Jak je vidět z odhadů, plánovanou izolační schopnost přepážky lze realizovat pomocí panelů s různou výplní, s dodržením nepřímé úměry jejich tloušťky k hodnotě poměru jejich součinitelů prostupu tepla, např.

             λwm /λPIR/PUR= 0,040 /0,023 = 1.74

Znamená to, že energeticky ekvivalentní vrstva přepážky vytvořená z minerální vlny musí být téměř dvakrát (≈ 1,74) silnější, než vrstva Thermano, která plní stejnou funkci.

To je základní argument pro výběr tohoto materiálu. Je však třeba věnovat pozornost i dalšímu argumentu, který předvídaví projektanti často berou v úvahu.

Jde o strukturu pěny s uzavřenými póry, tedy strukturu s nejvyšší odolností proti jakémukoliv navlhnutí, hlavně v místech veškerých nespojitostí panelů (zámky, spoje se stropem, stěnami atp.). Výskyt uvedených jevů je vzhledem k extrémním provozním podmínkám v chráněných místnostech (nízké teploty, často s kontrolovanou atmosférou) daleko pravděpodobnější než v klasickém stavebnictví pro „normální“ teploty.

Uvedené problémy mají dva hlavní důvody: za prvé – velmi nestabilní úroveň relativní vlhkosti (mnohokrát dosahující téměř 100%) a za druhé – téměř vždy výjimečně chemicky a biologicky agresivní atmosféru uvnitř hospodářské budovy.

Práce Hallebranda z roku 1993 popisují až 136 identifikovaných plynných látek, které doprovázejí proces chovu zvířat. Ve ventilačním vzduchu průměrné hospodářské budovy se vyskytuje mnoho těchto plynů, přičemž značná část z nich je výjimečně chemicky agresivní.

K nejdůležitějším patří:      

  • Čpavek NH3  (až 14 mg/m3)
  • Metan CH4
  • Oxid dusný N2O
  • Sirovodík H2S (až 10 mg/m3)
  • Částice těkavých mastných kyselin
  • Fenoly C6H5OH
  • Indoly C8H7N
  • Melaminy C3H6N6
  • Agresivní prach a jiné polétavé činitele

Značná část těchto sloučenin není neutrální, např. pro pěnové polystyreny, a představuje tedy zásadní omezení pro jejich trvalé využití.

V důsledku kontaktu s mnoha organickými sloučeninami dochází předčasně ke ztrátě základních vlastností, především mechanických, a dále značně zrychlenému stárnutí tepelné izolace.

Minerální vlna není v těchto případech také schopná dlouhodobě plnit svoji úlohu, přestože je chemicky odolná (samotná vlna, nikoli však organické sloučeniny v pojivu), problémy se totiž objeví v situaci, kdy se vlna nachází ve výjimečně extrémních vlhkostních podmínkách. Navlhlá minerální vlna je totiž z tepelného a biologického hlediska úplný zlý sen.

Prostor v hale, kde probíhá chov zvířat, představuje velmi komplikované prostředí s výjimečně nestabilními mikroklimatickými podmínkami. V nejjednodušší verzi se tepelné a vlhkostní odhady těchto objektů provádějí klasickou metodou tepelného dimenzování, kde se tepelné ztráty na ventilaci počítají podle kritéria množství vodní páry nebo oxidu uhličitého (např. zjednodušená metoda ukazatele tepelných vlastností (WWT), kterou zpracoval Wolský).

Nemusíme zabíhat do podrobností, protože se stačí seznámit se základy této metody, která určuje podmínky kondenzace ve dvou variantách z následujících podkladů:

a)

  • stálá teplota vnitřního vzduchu rovná 8oC,
  • stálá vlhkost vnitřního vzduchu rovná 85 %,
  • proměnlivá vlhkost venkovního vzduchu od 50 do 100 %.

b)

  • stálá teplota vnitřního vzduchu rovná 8oC,
  • stálá vlhkost venkovního vzduchu rovná 85 %,
  • proměnlivá vlhkost vnitřního vzduchu od 50 do 100 %.

Jak je vidět, relativní vlhkost vzduchu a teplota po obou stranách stavebních přepážek se v tomto modelu velmi dynamicky mění a výměna tepla cestou průniku přes přepážky probíhá v neurčených podmínkách.

V důsledku proměnlivosti takto stanovených podmínek je pravděpodobnost výskytu kondenzace vodní páry v přepážce (nebo na jejím povrchu) značná a těžko odhadnutelná, což je velmi nebezpečné.

Pokud je to skutečně tak, je prakticky nemožné používat materiály s nízkým difuzním odporem pro vodní páru. Možnost instalace tepelného izolátoru vyrobeného z minerální vlny (nebo ze stříkané pěnové izolace) je tedy v praxi velmi omezená. Thermano Agro žádnou z těchto omezujících vlastností nemá.

Jde o speciálně navržený panel z polyisokyanurátové pěny (PIR) s vnějšími vrstvami zesílenými hliníkovou fólií s tloušťkou 50 µm, která zásadně zvyšuje mechanickou a chemickou odolnost celého systému.

Na jedné straně panelu se navíc nachází chemicky odolná vrstva esteticky vyhlížejícího nátěru (barvy), která se zásadně podílí na dobrém fyzickém a psychickém stavu chovaných zvířat, neboť umožňuje snadné a mikrobiologicky dostatečné čištění těchto povrchů vysokotlakými zařízeními.

Varianta panelu Thermano Agro je určená k použití především v hospodářských budovách na stropní podhledy. Tato izolace má nejlepší izolační parametry na trhu (λ = 0,023 [W/m·K]) a díky tomu přináší reálné úspory nákladů na vytápění a chlazení a dále ovlivňuje vytváření optimální teploty v interiérech hospodářských budov.

Hustota Thermano Agro činí přibližně 30 kg/m3, což ve srovnání s tvrdou vlnou představuje až 5krát menší zatížení, a pokud k tomu připočteme odpovídající tloušťku izolačních materiálů při zachování stejných součinitelů U, potom bude toto zatížení dokonce 7–8krát menší.

Montáž panelů je velmi jednoduchá a lze ji provádět přímo pomocí vrutů do krokví, příčníků či rozpěr bez PVC profilů nebo formou stropního podhledu s PVC profily. Tyto možnosti vytvářejí zcela jinou, moderní, energeticky úspornou a zdravou „AGRO skutečnost“, která je na Západě již řadu let běžná.