Pastatų atitvarų šiluminiai techniniai parametrai ir energinio naudingumo rodikliai

Siekiant nustatyti atitvaros šiluminius parametrus jos eksploatavimo sąlygomis reikia atlikti šiuos skaičiavimus:

• sluoksnio šilumos laidumo koeficiento;
• atitvaros šiluminės varžos;
• atitvaros šilumos perdavimo koeficiento.

Termoizoliacinio sluoksnio storis atitvarose priklauso nuo atitvaros rūšies ir pastato paskirties, naudojamos medžiagos rūšies, deklaruojamojo medžiagos šilumos laidumo koeficiento, atitvarinės konstrukcijos (pvz.: vėdinama ar nevėdinama konstrukcija) tipo.

Atliekant reikalingo termoizoliacinio sluoksnio storio skaičiavimus pagrinde vadovaujamasi šiais norminiais dokumentais:

• STR 2.01.02:2016 „Pastatų energinio naudingumo projektavimas ir sertifikavimas“;
• STR 2.04.01:2018 „Pastatų atitvaros. Sienos, stogai, langai ir išorinės įėjimo durys“
• LST EN ISO 6946:2008 „Statybiniai komponentai ir elementai. Šiluminė varža ir šilumos perdavimo koeficientas. Skaičiavimo metodas“;
• LST EN 10456:2008 „Statybinės medžiagos ir gaminiai. Hidroterminės savybės. Lentelinės projektinės vertės ir deklaruojamųjų bei projektinių šiluminių verčių nustatymo procedūros“

Vienas iš svarbiausių termoizoliacinių medžiagų fizikinių parametrų yra šilumos laidumas, nes jis apibūdina medžiagos sugebėjimą praleisti šilumos srautą. Šilumos laidumas yra būdingas kiekvienai vienalytei medžiagai ir parodo, koks šilumos srautas (W) pereina per 1 m  storio ir 1 m² ploto vienalytės medžiagos sienelę, kai temperatūros tarp šios sienelės priešingų paviršių skirtumas lygus 1 K (ar 1°C). Ši medžiagos savybė, nurodanti medžiagos laidumą šilumai, vadinama šilumos laidumo koeficientu λ (lambda) ir išreiškiama W/(m·K).

Kuo žemesnė medžiagos ar statybos produkto šilumos laidumo koeficiento vertė nustatytomis sąlygomis, tuo geresnės jos izoliacijos savybės.

Šilumos laidumo koeficientai gali būti įvairūs ir skiriasi jų dydžiai priklausomai kaip buvo nustatyti:

• apskaičiuotasis λ_sk: nustatytas netiesioginiu būdu, t.y. teoriškai apskaičiuotas naudojantis empirinėmis formulėmis;
• laboratorinis λ₁₀: laboratorijoje išmatuotas orasausės būklės konkrečios medžiagos bandinio šilumos laidumo koeficientas (esant vidutinei +10 °C temperatūrai);
• deklaruojamasis λ_D: gamintojo garantuojamas dydis. Deklaruojamoms vertėms nustatyti naudojami išmatuoti vidutiniai laboratorinių (λ₁₀) verčių dydžiai, kurie apskaičiuojami su 90 % tikimybe ir patikimumu, įvertinant matavimų nukrypimus, paklaidas, savybių pokyčius. Už gaminio šilumos laidumo koeficiento deklaruojamų verčių nustatymą yra atsakingas gamintojas. Norint apskaičiuoti šias vertes, turi būti sukaupta ne mažiau kaip dešimt šilumos laidumo koeficiento bandymų rezultatų, gautų iš vidinių (atliekamų gamintojo laboratorijoje) ar išorinių (atliekamų nepriklausomose laboratorijose) tiesioginių matavimų;
• projektinis λ_ds: medžiagos šilumos laidumo koeficiento vertė apibūdinanti gaminio ar medžiagos savybes eksploatavimo sąlygomis, t.y. įvertinant kokioje statybinėje atitvaroje yra montuojamas šilumos izoliacijos sluoksnis. Šio koeficiento vertė priklauso nuo konkretaus gaminio deklaruojamosios šilumos laidumo koeficiento λ_D, papildomai įvertinant pataisą dėl galimo medžiagos įdrėkimo konstrukcijose, kuri priklauso nuo medžiagos rūšies bei pačios atitvarinės konstrukcijos (pvz.: vėdinama ar nevėdinama) tipo.

Jei yra termoizoliacinių medžiagų deklaruojamąją šilumos koeficiento vertę įrodantys dokumentai – tai projektinė medžiagos šilumos laidumo koeficiento vertė l_ds, W/(m×K), apskaičiuojama pagal formulę:

λ_ds = λ_dec + Δλ_ω

čia:  λ_D  – deklaruojamoji šilumos laidumo koeficiento vertė, W/m×K;

Δλ_w – pataisa dėl papildomo medžiagos įdrėkimo konstrukcijose, W/(m×K), imama iš STR 2.01.02:2016  3.1-3.3 lentelių.

Jeigu nėra žinoma konkrečių termoizoliacinių, konstrukcinių ar apdailos medžiagų bei gaminių projektines šilumos laidumo koeficientų vertes λ_ds (W/(m·K)) ar nėra patvirtinančių dokumentų – tuomet pastatų energinio naudingumo skaičiavimuose turi būti naudojamos STR 2.01.02:2016 3.6-3.8 lentelėse nurodytos projektinės šilumos laidumo koeficientų vertės (priklausomai nuo paskirties, rūšies bei jų tankio ρ (kg/m³)).

Šiluminė varža R priklauso nuo kiekvieno atitvarą sudarančio sluoksnio storio d ir šio sluoksnio medžiagos projektinio šilumos laidumo koeficiento λ_ds vertės. Kiekvieno atitvaros sluoksnio šiluminė varža parodo priešingų šio sluoksnio paviršių temperatūrų skirtumą (K), kuriam esant susidaro vienetinis šilumos srauto tankis (W/m²). Ji išreiškiama (m²·K)/W. Šiluminės varžos gali būti: atskiro sluoksnio, plono sluoksnio, nevėdinamojo oro tarpo, kurias susumavus gaunama Atitvaros sluoksnių suminė šiluminė varža R_s (m²·K/W). O po to prie suminės varžos pridėjus vidaus (R_si) ir išorės (R_se) paviršių šiluminės varžas apskaičiuosime visuminę šiluminę varžą R_t (m²·K/W).

Visais atvejais kuo R vertė didesnė, tuo sluoksnis ar atitvara geriau izoliuoja šilumą.

Atskiro sluoksnio šiluminė varža R (m²∙K)/W apskaičiuojama pagal formulę:

R = d / λ_ds

čia:       d – sluoksnio storis (m);

λ_ds – medžiagos projektinis šilumos laidumo koeficientas, W/(m·K).

Atitvaros sluoksnių suminė šiluminė varža R_s (m²·K/W) apskaičiuojama pagal formulę:

Rs = R1 + R2 + .... + Rn + Rq

čia:      

R₁, R₂, … R_n – atskirų atitvaros sluoksnių šiluminės varžos (m²·K/W);

R_q – plono sluoksnio (plėvelės) šiluminė varža (m²·K/W) imama iš STR 2.01.02:2016 2.2 lentelės (ji apibūdina plono sluoksnio šiluminę varžą, įskaitant šiluminę varžą, atsirandančią dėl nepakankamo šio sluoksnio sąlyčio su kitomis atitvaros dalimis).

atitvaros visuminė šiluminė varža R_t (m²·K/W) apskaičiuojama pagal formulę:

Rt = Rsi + Rs + Rse;

čia:    R_si – atitvaros vidinio paviršiaus šiluminė varža (m²·K/W) imama iš STR 2.01.02:2016  2.3 lentelės;

         R_s – atitvaros sluoksnių suminė šiluminė varža (m²·K/W);

R_se – atitvaros išorinio paviršiaus šiluminė varža (m²·K/W) imama iš STR 2.01.02:2016  2.3 lentelės.