FAZNI POMAK I PRIGUŠENJE TOPLINSKIH OSCILACIJA

Tijekom najtoplijih sati dana ovojnica zgrade izložena je energiji sunčevog zračenja i visokoj temperaturi vanjskog zraka. Pravilno projektirana konstrukcija ograničava prolazak te energije prema unutrašnjosti, smanjuje intenzitet toplinskog opterećenja i utječe na vrijeme u kojem ono djeluje na unutarnje prostore. Ako se najveće toplinsko opterećenje unutarnjeg prostora pomakne prema večernjim ili noćnim satima, vanjske temperature mogu biti niže, a toplinu je u odgovarajućim uvjetima moguće učinkovitije odvoditi prirodnom ventilacijom ili sustavima hlađenja.

Odgođeni toplinski vrh

Stabilnija unutarnja temperatura

Odgađanje toplinskog vala može pomoći u održavanju stabilnijih unutarnjih uvjeta tijekom najtoplijeg dijela dana.

Prigušeni toplinski vrh

Manje toplinsko opterećenje

Smanjenje amplitude toplinskih oscilacija prije njihova dolaska do unutarnje strane konstrukcije pomaže ograničiti pregrijavanje i može smanjiti potrebu za hlađenjem.

Toplinska masa i izolacija: potrebno ih je promatrati zajedno

Konstrukcija velike toplinske mase može akumulirati značajnu količinu topline i postupno je oslobađati tijekom vremena. Međutim, masa nije jedini čimbenik koji određuje ljetnu toplinsku ugodnost. I lakše konstrukcije mogu postići dobra ljetna svojstva ako imaju visok toplinski otpor, učinkovitu zaštitu od sunčevog zračenja i pravilno projektiran raspored slojeva koji omogućuje odgovarajuće dinamičko ponašanje cijelog građevinskog elementa.

Načelo projektiranja

Stacionarni koeficijent prolaska topline U opisuje prolazak topline kroz konstrukciju u određenim ustaljenim uvjetima. Fazni pomak, faktor prigušenja i periodična toplinska propusnost opisuju, s druge strane, dinamičko ponašanje konstrukcije kada se vanjska temperatura mijenja tijekom dana. Za procjenu ljetne toplinske zaštite stoga nije dovoljno promatrati samo jedan parametar.

Periodična toplinska propusnost Yie

Periodična toplinska propusnost izražava sposobnost građevinskog elementa da reagira na periodične promjene toplinskog opterećenja.

Vrijednost ovisi o svojstvima svih materijala i slojeva koji čine konstrukciju, uključujući njihovu debljinu, toplinsku vodljivost, gustoću, specifični toplinski kapacitet i položaj unutar sklopa.

Zbog toga se Yie ne može pripisati samo izolacijskom materijalu. To je svojstvo cjelokupnog građevinskog elementa.

Zidovi i krovovi

Kod projektiranja vanjskih zidova i krovova potrebno je provjeriti ljetno dinamičko ponašanje cijele konstrukcije u odnosu na:

• sastav i debljinu pojedinih slojeva
• toplinska svojstva materijala
• orijentaciju građevinskog elementa
• intenzitet sunčevog zračenja
• lokalne klimatske uvjete
• sustave zasjenjenja i ventilacije
• zahtjeve važećih propisa i normi.

Konkretne granične vrijednosti i zahtjeve mora provjeriti projektant prema lokaciji, vrsti zgrade, vrsti zahvata i važećim hrvatskim i europskim propisima.

01 – Smanjiti prolazak topline

Visok toplinski otpor ovojnice ograničava količinu topline koja može prolaziti kroz konstrukciju. Niža toplinska vodljivost izolacijskog materijala omogućuje postizanje potrebnog toplinskog otpora uz optimiziranu debljinu izolacijskog sloja.

02 – Kontrolirati sunčevo zračenje

Sjenila, pravilno projektirani prevjesi, odgovarajuća orijentacija i svojstva vanjskih površina mogu smanjiti količinu sunčeve energije koju konstrukcija apsorbira. Kontrola sunčevog zračenja posebno je važna tijekom razdoblja visokih ljetnih temperatura.

03 – Ventilirati krov

Ventilirani zračni sloj u pravilno projektiranoj krovnoj konstrukciji može pomoći u odvođenju dijela topline prije nego što ona dosegne unutarnje slojeve konstrukcije. Kombinacija toplinske izolacije i ventilacije može tako dodatno poboljšati ljetno ponašanje krova.

04 – Provjeriti cijeli sastav konstrukcije

Dinamičko toplinsko ponašanje ne smije se određivati na temelju samo jednog sloja. Potrebno je analizirati cijeli sastav zida ili krova i međusobno djelovanje svih materijala.

Uloga visokoučinkovitih izolacijskih materijala

Visokoučinkoviti toplinsko-izolacijski materijali omogućuju postizanje visokog toplinskog otpora uz relativno ograničenu debljinu izolacijskog sloja. X-FOAM® XPS kombinira toplinsko-izolacijska svojstva s mehaničkom otpornošću i niskom apsorpcijom vode, što omogućuje njegovu primjenu u različitim dijelovima ovojnice zgrade. U pravilno projektiranoj konstrukciji XPS izolacija doprinosi povećanju toplinskog otpora i ograničavanju toplinskog toka. Međutim, konačni fazni pomak, faktor prigušenja i periodična toplinska propusnost uvijek ovise o cijelom sastavu konstrukcije, a ne samo o izolacijskom materijalu.

Izolacija i ventilacija djeluju zajedno

Toplinska izolacija samo je jedan od elemenata koji određuju ponašanje zgrade tijekom ljeta. Ventilirani krovovi i ventilirane fasade mogu pomoći u odvođenju dijela topline nastale sunčevim zračenjem prije nego što ona utječe na unutarnje slojeve konstrukcije. Kada se toplinska izolacija, ventilacija, zaštita od sunčevog zračenja i sastav konstrukcije projektiraju kao integrirani sustav, moguće je postići učinkovitiju zaštitu od ljetnog pregrijavanja.

Potrebno je analizirati cijelu konstrukciju

Ne postoji izolacijski materijal koji samostalno određuje fazni pomak zida ili krova. Konačno dinamičko ponašanje rezultat je kombinacije svih slojeva konstrukcije, njihovih debljina, toplinske vodljivosti, toplinskog kapaciteta, gustoće i međusobnog položaja. Za pravilno projektiranje ljetne toplinske ugodnosti potrebno je stoga analizirati fazni pomak, prigušenje, periodičnu toplinsku propusnost, toplinski otpor, sunčevo zračenje i lokalne klimatske uvjete na razini cijelog građevinskog elementa.

Takav pristup omogućuje projektiranje ovojnice koja ne ograničava samo količinu topline koja ulazi u zgradu, već kontrolira i intenzitet i vrijeme njezina prolaska.