Termoizolācijas ražotāju deklarācijas vēl nav viss. Kā pārbaudīt, vai termoizolācija atbilst mūsu vajadzībām mainīgajos ārējos apstākļos?

Siltumizolācijas deklarētie un aprēķina parametri

Prezentējot siltumizolācijai paredzēto būvmateriālu parametrus parasti tiek norādīts tikai lambda koeficients (siltumvadītspējas koeficients – jo tas ir zemāks, jo augstākas siltumizolācijas īpašības).

Tomēr lambda koeficienti mēdz atšķirties. Pastāv liela atšķirība starp deklarēto un aprēķina lambda koeficientu. Un tas var būt ļoti būtiski, izvēloties atbilstošu siltumizolācijas materiālu konkrētam projektam. Daudz ir atkarīgs no apstākļiem, kādos konkrēts objekts darbosies.

Deklarētā lambda ir parametrs, kas ir noteikts standarta apstākļos. Praksē tas nozīmē, ka materiāla termoizolētība tiek noteikta +10°C temperatūrā. Protams, šis mērījums tiek veikts laboratorijas apstākļos svaigam, sausam materiālām bez nekādiem spriegumiem.

Aprēķina lambda tiek noteikta ekspluatācijas apstākļos – gan augstās, gan zemās ārējās temperatūrās. Šis diapazons svārstās no -30°C līdz +60°C.

Cik efektīvi minerālvate izolēs +10°C temperatūrā un cik efektīvi +50°C temperatūrā, piemēram, saules uzkarsētos bēniņos – to ir viegli aprēķināt. Norādītajā piemērā lambda koeficients ir mainījies temperatūras ietekmē no 0,040 W/mK līdz 0,050 W/mK. Citiem vārdiem sakot, šādos apstākļos minerālvate sniedza siltumizolāciju ar 25% zemāku efektivitāti.

Vērtību, kas pārsniedz +30°C, aproksimācija

Apkārtējā temperatūra ir faktors, kas ir nepieciešams, lai noteiktu aprēķina lambda koeficientu. Vairāk par šo tēmu ir norādīts standartā PN-EN ISO 10456, kas organizē jautājumu, kā vispārēji un detalizēti definēt fiziskās vērtības, kas apraksta atsevišķu būvmateriālu īpašības.

Izdevumā tika norādīts veids, kāda jākonvertē (jāpārrēķina) vērtības, kas iegūtas viena nosacījumu kopas uz vērtībām, kas būtiskas citai kopai. Lai veiktu aprēķinu ir vajadzīgi šādi faktori kā jau minētā apkārtējā temperatūra, kā arī mitrums un materiāla novecošanās.

Problēma rodas tajā, ka precīzus aprēķinus var veikt tikai teorētiski. Siltumizolācijas ražotājiem bieži vien nav tādu laboratorijas pētījumu rezultātu, kas apliecina lambda koeficientu attiecībā uz dažādām mitruma vērtībām. Līdzīga problēma attiecas uz konversijas faktoru, ņemot vērā novecošanos.

Tomēr ja pamēģinātu noteikt aprēķina lambda koeficientu, varētu izmantot šādu formulu:

λ_obl = λ_D · F_T · F_M · F_A

λ_obl - aprēķina lambda
λ_D - deklarētā lambda
F_M - konversijas faktors, ņemot vērā mitrumu
F_A - konversijas faktors, ņemot vērā novecošanos
F_T - konversijas faktors, ņemot vērā temperatūru*

*wartość F_T obliczamy następująco:

F_T = e^fT(T2-T1)

e - matemātiska konstante, t.i. 2,72
T1 - deklarētā lambda koeficienta mērīšanas standarta temperatūra, t.i. +10°C
T2 - temperatūra no otrās nosacījumu kopas (piemēram, +50°C)
fT - temperatūras konversijas koeficients atbilstoši standartam PN-EN ISO 10456 (skat. datus tabulā)

Tik tālu par teoriju. Neskatoties uz to, ka nepastāv būtiski dati, kas attiecas uz materiālu reakciju mitruma un laika gaitas ietekmē, skaidri var pamanīt to apstākļu nozīmi, kuros siltumizolācija darbosies.

No diagrammas “temperatūras konversija λ” secināms, ka konvertējamā parametra λ pieauguma tendence visspēcīgāk attiecas uz šķiedrainiem materiāliem, kas ir difuzīvi atvērti. EPS polistirolam, šķiet, ir PIR līdzīgā tendence (daudz mazāka pieauguma tendence), tomēr tas ir visspilgtāk redzams augstās temperatūrās, kas ir bīstamas ekstrūdētā polistirola produktiem. EPS sabrukuma pakāpi temperatūrās tuvu +70°C nav iespējams aplēst, tāpēc EPS konversijas diagrammai šīm temperatūrām ir tikai teorētisks raksturs.

Ņemot vērā siltuma parametra aprēķina maiņu, varam noteikt siltumizolācijas biezumu, kas nodrošina tādu pašu siltumizolācijas pakāpi U_max = 0,18 W/m²K:

1. Pieņemsim, ka uzkarsētas siltumizolācijas slāņa, kas atrodas uz jumta, vidējā temperatūrā būs apmēram +50°C. Deklarētie mērījumi (λ_D) tiek veikti +10°C temperatūrā. Viegli aprēķināt, ka jumta reāla darba temperatūras pieaugums būs 40°C.

2. No iepriekš norādītajām tabulām var nolasīti šādas atbilstošo koeficientu vērtības fT: polistirols EPS - 0,0032, minerālvate - 0,0056, PIR plāksnes - 0,0058.

3. No turpmākiem aprēķiniem secināms, ka: 

- konversijas koeficients F_T pie ΔT = 40°C polistirolam EPS = 1,1137
- konversijas koeficients F_T pie ΔT = 40°C minerālvatei = 1,251
- konversijas koeficients F_T pie ΔT = 40°C PIR plāksnēm = 1,261

No iepriekš norādītajiem aprēķiniem secināms, ka temperatūrā, kādā darbojas siltumizolācija, proti, +50°C jeb par 40°C augstākā temperatūrā par deklarēto lambda koeficientu, siltumvadītspējas koeficientiem ir šādas vērtības:

- polistirols EPS λ_EPS+ = 0,035 · 1,137 ≈ 0,040 W/mK
- minerālvate λ_MW+ = 0,040 · 1,251 ≈ 0,050 W/mK
- plāksnes λ_PIR+ = 0,023 · 1,261 ≈ 0,029 W/mK

 4. Siltumizolācijas biezums, kas nepieciešams, lai sasniegtu U_max = 0,18 W/m²K

- polistirols EPS λ_EPS+ = 0,222 m (222 mm), pieaugums par 14,4%
- minerālvate λ_MW+ = 0,278 m (278 mm), pieaugums par 25,2%
- plāksnes  λ_PIR+ = 0,161 m (161 mm), pieaugums par 25,8%

No minētajiem aprēķiniem secināms, ka, lai nodrošinātu vasarā līdzīgu siltumizolācijas pakāpi, jāuzstāda biezāks siltumizolācijas slānis, kas ievēro temperatūras konversiju. Tas ir ļoti svarīgi, aplēšot gaisa dzesēšanas izmaksas kondicionētās ēkās.

Līdzīgi aprēķini attiecībā uz temperatūrām zem nulles būtu noderīgi, nosakot atbilstošu siltumizolācijas biezumu ziemas apstākļiem, kā arī ietekmi uz ēkas apkures izmaksu optimizēšanu.