Čím zatepliť poľnohospodárske objekty, aby sa vytvorili najlepšie podmienky na chov zvierat alebo pestovanie rastlín a aby sa súčasne dosiahli značné úspory na vykurovaní?

Poľnohospodárske objekty, ktoré sa používajú v široko chápanom poľnohospodárstve a na skladovanie plodov, sa stali súčasťou nového rázu moderných dedín a už dlhé roky plnia svoje úlohy, pri čom využívajú najmodernejšie termoizolačné technológie.

V tomto kontexte je čoraz väčší záujem o tepelnoizolačné materiály s najvyššími parametrami, ktoré sa zároveň môžu bezporuchovo používať veľa rokov bez zníženia ich úžitkových vlastností, potreby náročnej údržby a konzervácie alebo nutnosti vážnych rekonštrukcií a opráv.

Skupinou moderných tepelnoizolačných materiálov sú sendvičové izolačné panely s rôznymi jadrami (minerálna vlna, spenený polystyrén EPS alebo tvrdá polyuretánová pena PUR), moderné tvrdé panely s jadrom z modifikovaného polyuretánu v trvácnych plynotesných „plášťoch“ – Thermano alebo aj riešenie špeciálne určené pre poľnohospodárstvo z tvrdého polyizokyanurátu PIR – Thermano Agro.

Thermano Agro je riešenie určené pre poľnohospodárske objekty

Sklady, mraziarne a chladiarne sú kráľovstvom sendvičových dosiek, v ktorých sa čoraz častejšie používajú panely s jadrom typu PUR.

Dôvodom takej voľby sú najčastejšie základné charakteristické úžitkové parametre, za ktorými konkurenčné riešenia značne zaostávajú. Hovoríme o najlepších tepelnoizolačných vlastnostiach medzi populárnymi stavebnými materiálmi. Peny PUR/PIR sa odlišujú najnižšou hodnotou koeficientu tepelnej vodivosti medzi tepelnoizolačnými materiálmi s hodnotou λPIR/PUR≈ 0,023 W/(m2K).

Vďaka tomu sa môžu používať izolácie s relatívne menšou hrúbkou (stien, striech, podláh). Na porovnanie, priemerné hodnoty tohto parametra typických materiálov dostupných na trhu predstavujú približne: pre minerálne vlny je to λwm≈ 0,040 W/(m²·K), pre spenený polystyrén je to λEPS≈ 0.032 W/(m2K). 

Známa organizácia s medzinárodnou pôsobnosťou, zastrešujúca inžinierov, ktorí sa zaoberajú navrhovaním a realizáciou objektov tohto typu, IACSC (International Association for Cold Storage Construction) uvádza v publikácii Design, Construction, Specification and Fire Management… základné kritérium správnej voľby hrúbky tepelnej izolácie.

Štúdia bola pripravená na základe mnohoročných pozorovaní a špeciálnych experimentov, z ktorých vyplýva, že minimálna hrúbka tepelnej izolácie budovy musí byť zhotovená tak, aby prúd tepla prechádzajúci cez stenu nebol väčší než 10 W/m2. Dá sa to dosiahnuť splnením podmienky opísanej jednoduchou závislosťou:

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

 kde:

Φ – prúd tepla prechádzajúci cez stenu,
Te – teplota na vonkajšej strane steny (miestnosti),
Ti – teplota na vnútornej strane steny (miestnosti),
U – koeficient prenikania tepla sendvičového panela s hrúbkou d [m] a koeficientom prenikania tepla λ[W/(m2 K)].

 Alebo inak :

             dmin> (Te - Ti) · λ/10

Ako vidno z výpočtov, požadovaná úroveň izolácie steny sa dá dosiahnuť panelmi s rôznymi výplňami, so zachovaním opačnej proporcie ich hrúbky k hodnote pomeru ich koeficientu tepelnej vodivosti, napr.

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

Znamená to, že energeticky rovnocenná vrstva steny zhotovenej z minerálnej vlny musí byť skoro dvakrát (≈ 1,74) hrubšia v porovnaní so stenou s takými istými izolačnými vlastnosťami z Thermano.

Je to jeden zo základných argumentov na voľbu tohto materiálu. Musíme však poukázať aj na ďalší, ktorý projektanti vo svojich projektoch veľmi často zohľadňujú.

Ide o štruktúru peny so zatvorenými pórmi, tzn. o štruktúru, ktorá je odolnejšia proti všetkým typom prenikania vlhkosti, predovšetkým na všetkých nesúrodých miestach (zámky, spojenia so stropom, stenami a pod.). Výskyt vymenovaných efektov je vzhľadom na extrémne podmienky v chránených miestnostiach (nízke teploty, často s kontrolovanou atmosférou) oveľa pravdepodobnejší ako v klasickom stavebníctve s „normálnymi teplotami“.

Tieto problémy vyplývajú predovšetkým z dvoch dôvodov – po prvé z veľmi nestabilnej úrovne relatívnej vlhkosti (často dosahujúcej úroveň 100 %) a skoro vždy aj z mimoriadne agresívneho chemického a biologického pôsobeniu vzduchu vnútri hospodárskej budovy.

V správe z výskumu Hallebranda z roku 1993 je opísaných až 136 identifikovaných plynových látok, ktoré sú prítomné pri chove zvierat. Vo vyvetrávanom vzduchu normálnej hospodárskej budovy sa vyskytuje veľké množstvo týchto plynov a väčšina z nich je chemicky mimoriadne agresívna.

Medzi najdôležitejšie patria:      

  • amoniak NH (do 14 mg/m3)
  • metán CH4
  • oxid dusný N2O
  • sírovodík H2S (do 10 mg/m3)
  • čiastočky prchavých mastných kyselín
  • fenoly C6H5OH
  • indoly C8H7N
  • melamíny C3H6N6
  • agresívne tekutiny a iné vzduchové faktory.

Väčšina týchto zlúčenín nie je inertná okrem iného voči polystyrénom a predstavuje základnú príčinu obmedzenia ich trvalého používania.

Kontakt s mnohými organickými zlúčeninami sa končí predčasnou stratou základných vlastností, predovšetkým mechanických, s výrazne zrýchlenými následkami starnutia tepelnej izolácie.

Ani minerálna vlna v takomto prostredí nebude trvalo plniť svoju úlohu, hoci je chemicky odolná (samotná minerálna vlna, nie organické zlúčeniny spojív), problémy sa môžu objaviť, keď sa používa v podmienkach s mimoriadne extrémnou vlhkosťou. Navlhnutá minerálna vlna je tepelná a biologická mora.

Priestor v hospodárskej hale je veľmi komplikovaným prostredím s mimoriadne nestabilnými mikroklimatickými podmienkami. Jednoducho povedané, tepelno-vlhkostné predpoklady pre tieto objekty, formulované klasickou výpočtovou metódou, pri ktorej sa tepelné straty vetrania vypočítavajú podľa kritéria množstva vodnej pary a oxidu uhličitého (napr. zjednodušená metóda indexu tepelných vlastností (WWT), ktorú vypracoval Wolski)

Bez zachádzania do detailov stačí spoznať iba predpoklady tejto metódy, v ktorej sa podmienky kondenzácie určujú v oboch variantoch za nasledujúcich predpokladov:

a)

  • stála teplota vzduchu vnútri na úrovni 8oC,
  • stála vlhkosť vnútorného  vzduchu na úrovni 85%,
  • • premenlivá vlhkosť vonkajšieho vzduchu na úrovni od 50 % do 100 %,

b)

  • stála teplota vzduchu vnútri na úrovni 8oC,
  • stála vlhkosť vonkajšieho  vzduchu na úrovni 85%,
  • premenlivá vlhkosť vnútorného vzduchu na úrovni od 50 % do 100 %.

Ako však vidno, relatívna vlhkosť vzduchu a teplota na oboch stranách stavebnej priečky sa v tomto modeli mimoriadne dynamicky menia a výmena tepla prenikaním cez priečky sa uskutočňuje v neurčitých podmienkach.

Premenlivosť takto určených podmienok spôsobuje, že pravdepodobnosť výskytu kondenzácie vodnej pary v priečke (alebo na jej povrchu) sa dá len ťažko ohodnotiť, preto je to mimoriadne nebezpečné.

Ak je to tak, v praxi je používanie materiálov s nízkym difúznym odporom vodnej pary vylúčené. Montáž termoizolačnej vrstvy s použitím minerálnej vlny (alebo nastriekanej peny s otvorenými pórmi) je v praxi mimoriadne obmedzená. Thermano Agro nemá žiadnu z týchto diskvalifikujúcich vlastností.  

Je to špeciálne navrhnutý panel z polyizokyanurátovej peny (PIR) s vonkajšími vrstvami vystuženými hliníkovou fóliou s hrúbkou 50 µm, ktoré značne zvyšujú mechanickú a chemickú odolnosť celého systému.

Dodatočne sa na jednej strane panela nachádza chemicky odolná vrstva estetického povlaku (farby), predstavujúca podstatný prvok na vytvorenie dobrých podmienok na chov zvierat, umožňujúca ľahké a mikrobiologické čistenie týchto povrchov vysokotlakovými čističmi. 

Verzia panela Thermano Agro je navrhnutá špeciálne na používanie vo všetkých hospodárskych budovách ako podhľad. Táto izolácia má najlepšie tepelnoizolačné parametre na trhu (λ = 0,023 [W/m·K]), preto prináša reálne úspory pri vykurovaní a chladení a tiež pozitívne vplýva na optimálne prispôsobenie teploty vnútri hospodárskych budov.

Hustota Thermano Agro je iba približne 30 kg/m3, čo je v porovnaní s tvrdou minerálnou vlnou až 5-krát nižšie zaťaženie, a so zohľadnením hrúbky izolačných vrstiev pri zachovaní rovnakej hodnoty koeficienta U je zaťaženie nižšie až 7-krát až 8-krát.

Montáž panelov je mimoriadne jednoduchá, panely sa môžu montovať priamo skrutkami do krokiev, väzníc bez profilov PVC alebo formou podhľadu s profilmi PVC. Tento návrh je úplne inou, modernou, energeticky úspornou a zdravou „AGRO realitou“, ktorá je na západe prítomná už mnoho rokov.