Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.23

Zateplování budov pěnovým polystyrenem Kapitola 3 Přínosy zateplení Bc. Leoš Pater

30. 10. 2013 1

Obsah ÚVOD – ANOTACE ............................................................................................................................................ 1 1

PŘÍNOSY ZATEPLENÍ ................................................................................................................................ 2

2

DOPORUČENÁ LITERATURA .................................................................................................................... 7

3

POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE ............................................................................................................. 8

4

SEZNAM OBRÁZKŮ.................................................................................................................................. 9

2

Úvod – anotace Výukový materiál vysvětluje výhody zateplování stavebních objektů, seznamuje s vnějším zateplovacím systémem (VZS) a jeho pozitivních ekonomických dopadech a jeho technických přínosů na funkci, provoz a životnost budovy. Dále seznamuje s různými používanými fyzikálními veličinami a praktickou ukázkou spotřebované energie při objektu nezatepleném a zatepleném. Výklad je doplněn kontrolními otázkami. Výukový materiál je určen žákům 3. ročníku vzdělávacího oboru 33-67-H/01 „Zedník“ a zájemcům o získání profesní kvalifikaci „Zhotovitel zateplovacích systémů“ 36-022-H. Výukový materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů „Technologie“ a „Odborný výcvik“.

1

1

Přínosy zateplení

Vnější zateplovací systémy (VZS) jsou v podstatě izolačním obalem budovy, který výrazně omezuje únik tepla z budovy. I když úvahy o zateplení budovy většinou vznikají s myšlenkou na úsporu energie na vytápění, má použití VZS ve svém důsledku řadu dalších pozitivních ekonomických dopadů a technických přínosů na funkci, provoz a životnost budovy. Důvody pro zateplení jsou tedy ekonomické, ekologické a technické.

1.1 Ekonomické důvody zateplování Peníze, které vložíme do zateplení, jsou návratnou investicí (sice obvykle návratnou za dobu delší než 10 let, ale podmiňující větší rozsah a dopad využití dalších úsporných opatření a obnovitelných zdrojů energie); s narůstajícími cenami energie je návratnost investice kratší.  Snížíme provozní náklady (viz tabulka rozložení tepelných ztrát), čímž se sníží každoroční výdaje na vytápění v zimním období.  Snížením spotřeby energie na vytápění můžeme instalovat menší a tudíž finančně výhodnější zdroj tepla (kotel, zásobník paliva, výměník) a také docílíme jeho hospodárnější provoz.  Po zateplení můžeme topnou sezónu zahájit později a ukončit dříve.  Ekonomicky výhodné je provést zateplení v okamžiku kdy jsou zapotřebí opravy či údržba konstrukcí (cena izolačního účinku pak odpovídá rozdílů uvažované povrchové úpravy a zateplení).

1.2 Rozložení tepelných ztrát Izolované

Dvojdům

Řadové

Konstrukce budovy

Bytová vícepodlažní

Vnější(obvodové) stěny

15-30%

15-25%

12-20%

30-40%

Vnitřní stěny

5-15%

10-20%

5-10%

5-10%

Střecha nebo strop pod půdou

5-15%

8-15%

10-15%

5-8%

Strop nad sklepem nebo podlaha na terénu

5-8%

7-10%

10-12%

4-6%

48-55%

40-55%

40-50%

40-50%

Okna a vstupní dveře U novostaveb

 Při snížení energetické náročnosti budovy je možné instalovat zdroj tepla a topnou soustavu s menším výkonem a za nižších pořizovacích nákladů.

2

 Použitím zateplení je možné zmenšit tloušťku konstrukce a tím ušetřit na ostatních materiálech a při zachování vnějších rozměrů získat vnitřní prostor navíc.  Prostředky vložené do zateplení budovy při její výstavbě jsou velmi rychle návratnou investicí - výrazně rychlejší, než následné dodatečné zateplení. Se vzrůstající cenou energie se zkracuje návratnost vložené investice. Úspory při vytápění rodinného domu s užitnou plochou 120 m² Použití tepelné izolace tloušťky 5 cm

Nezatepleno

Spotřeba plynu - 3 530 m³/rok

Spotřeba plynu – 6 500 m³/rok

Ušetřeno: 2 970 m³/rok

Spotřeba uhlí – 8 600 kg/rok

Spotřeba uhlí – 4 680 kg/rok

Spotřeba oleje – 6 000 kg/rok

Ušetřeno: 3 920 kg/rok Spotřeba oleje – 3 280 kg/rok Ušetřeno: 2 720 kg/rok Použití tepelné izolace tloušťky 10 cm

Použití tepelné izolace tloušťky 20 cm

Spotřeba plynu - 2 530 m³/rok

Spotřeba plynu – 1 850 m³/rok

Ušetřeno: 3 970 m³/rok

Ušetřeno: 4 650 m³/rok

Spotřeba uhlí – 3 360 kg/rok

Spotřeba uhlí – 2 540 kg/rok

Ušetřeno: 5 240 kg/rok

Ušetřeno: 6 150 kg/rok

Spotřeba oleje – 3 360 kg/rok

Spotřeba oleje – 1 720 kg/rok

Ušetřeno: 3 640 kg/rok

Ušetřeno: 4 280 kg/rok

1.3 Tepelné mosty ve zdivu

Obrázek 1. Tepelné mosty ve zdivu nezatepleném, zatepleném zevnitř, zatepleném zvenčí.

3

Obrázek 2. Ztráty tepla-šipky znázorňuji zvýšené ztráty tepla tepelnými mosty ve zdivu nezatepleném.

1.4 Základní veličiny a požadavky Součinitel prostupu tepla konstrukce U (W/(m²·K) Vyjadřuje celkovou výměnu (prostup) tepla mezi prostory oddělenými konstrukcí, která má tepelný odpor R. Součinitel prostupu tepla U (dříve k) je vlastností konstrukce a přilehlých vrstev vzduchu. Stejná konstrukce nabývá jiných hodnot U v odlišných podmínkách. Vztah mezi tepelným odporem a součinitelem prostupu tepla. U = 1/RT = 1/(R + R, +Re) RT je odpor při prostupu tepla (R1 + Re) jsou odpory při přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce Součinitel prostupu tepla U se zjišťuje nejjednodušeji z ideálního tepelného odporu Rid, zjištěného součtem tepelných odporů jednotlivých vrstev (vyjadřuje tepelný odpor v ideálním výseku bez vlivu tepelných mostů) a přičtením navýšení součinitele prostupu tepla vlivem tepelných mostů ∆Utbk (pro určité typy konstrukcí se příliš nemění). U = 1/( Rid + Ri +Re) + ∆Utbk Přibližně se součinitel prostupu tepla U také stanovuje z jednotlivých výseků o shodné skladbě, přesněji pak řešením teplotních polí. Tímto způsobem se také určí ∆Utbk Tepelný odpor konstrukce R (m²·KIW) Je ukazatelem tepelně izolačních schopností stavebních konstrukcí. Vyjadřuje tepelně izolační působení materiálů při jejich uspořádání v konstrukci. R = 1/U - 1/(Ri +Re) Teplota rosného bodu θw Teplota, při níž dochází ke kondenzaci vodních par a vlhnutí vnitřního povrchu stavební konstrukce. 4

Nejnižší povrchová teplota konstrukce θsi Stěny, stropy, podlahy musí vykazovat v každém místě konstrukce vnitřní povrchovou teplotu bezpečně vyšší než je kritická teplota θsi, která odpovídá 80 % vlhkosti vzduchu u vnitřního povrchu (začínají růst plísně). Tato teplota je vyšší než teplota rosného bodu θsi Výplně otvorů se nesmí za normových podmínek orosovat - jejich povrchová teplota musí být nad teplotou rosného bodu θsi

1.5 Ekonomické hodnocení Orientační propočet ekonomické efektivnosti zateplení. Orientační roční úspora tepla na 1 m² plochy obvodové konstrukce. ∆E1 = ( U1 – U2 ) / 3,25 U1 je součinitel prostupu tepla původní konstrukce, ve W/(m².K). U2 je součinitel prostupu tepla zateplené konstrukce, ve W/(m².K). Výsledná úspora je v GJ/rok, pro přepočty přitom platí: 1 MWh = 1 000 kWh = 3,6 GJ Známe-li cenu 1 GJ, pak vynásobením této ceny a vyčíslené roční úspory energie můžeme zjistit finanční hodnotu roční úspory energie na vytápění zateplením 1 m² obvodové konstrukce. Při potřebě nové vnější povrchové úpravy konstrukce se tento investiční náklad sníží o cenu uvažované vnější povrchové úpravy. Vydělíme-li tento investiční náklad cenou dosažené roční úspory energie, získáme orientační údaj o počtu let, během kterých se nám vynaložená investice do zateplení vrátí. Jedná se o výpočet prosté návratnosti bez časového vlivu financování. Čtyřpodlažní dům s jedním vchodem a 16-ti bytovými jednotkami Odhad tepelně rekonstrukčních nákladů na: Celkem:

Na jeden byt:

Sedlová střecha s nízkým sklonem:

417 200,-

26 100,-

Zateplení štítových stěn:

339 900,-

21 300,-

Zateplení čelních stěn domu:

4 22 500,-

26 500,-

Výměna okenních výplní:

537 300,-

33 600,-

Celkové náklady:

1.716 900,-

107400,-

5

Kontrolní otázky: 1. Vyjmenuj přínosy zateplování objektů. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. 2. Co je rosný bod? ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

6

2

Doporučená literatura 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9. 4. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4. 5. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., 2005. ISBN 80-7366013-X. 6. Ladislav Linhard. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing a.s, Praha: 2010. ISBN 978-80-247-3361-6. 7. Antonín Vaněk. STROJNÍ ZAŘÍZENÍ PRO STAVEBNÍ PRÁCE, Sobotáles, Praha: 1999. ISBN 8085920611. 8. Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN 80-85380-37-4. 9. TZB info-zdroj internet

7

3

Použitá literatura a zdroje 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9.

8

4

Seznam obrázků

OBRÁZEK 1. TEPELNÉ MOSTY VE ZDIVU NEZATEPLENÉM, ZATEPLENÉM ZEVNITŘ, ZATEPLENÉM ZVENČÍ. .......................................... 3 OBRÁZEK 2. ZTRÁTY TEPLA-ŠIPKY ZNÁZORŇUJI ZVÝŠENÉ ZTRÁTY TEPLA TEPELNÝMI MOSTY VE ZDIVU NEZATEPLENÉM........................ 4

9