Prekinitev toplotnega mostu s tlemi - alternativni, boljši način

Dva tipična načina prekinitve toplotnega mostu s tlemi sta s pomočjo XPS izolacije ter penjenega stekla. Oba tipa izolacije se vgradi pod temeljno ploščo, tako da ta pravzaprav plava na izolaciji in nima direktnega stika s tlemi. Toplotni ovoj pod hišo ostane neprekinjen oz. je brez toplotnih mostov. Pomanjkljivost omenjenih dveh načinov je ta, da ponekod takšnega načina ne moremo uporabiti oz. bi bila izvedba predraga/dražja, ali pa so drugi načini bolj preizkušeni in povzročajo manj tveganja. Tako je npr. tam, kjer je potrebno objekt zaradi slabe nosilnosti tal pilotirati. Betonski ali leseni piloti morajo biti z betonsko ploščo, na kateri stoji hiša, povezani preko betonskih pasovnih temeljev, ki tako predstavljajo velik toplotni most. Druga slabost omenjenih pristopov pa je, da imata oba nekoliko višjo ceno, pri čemer je po izkušnjah penjeno steklo nekoliko dražje. Cena je višja zaradi same izolacije, ki jo je kar nekaj, poleg tega pa še nekoliko dražje izvedbe temeljne plošče, ki mora biti močnejše izvedbe kot običajna betonska plošča. 

Dodatna slabost obeh načinov je še ta, da je temperatura tal pod hišo ter pod izolacijo ravno zaradi dobre izolacije nižja, saj iz hiše prihaja zelo majhen toplotni tok, ki bi grel tla pod hišo. Tako je temperaturna razlika višja, in s tem se izgube nekoliko povečajo. Povprečna zimska temperatura pod izolacijo je tako nekje med 5 in 10°C, odvisno od globine, v kateri je zakopana izolacija.

Tukaj je predstavljen alternativen način zmanjšanja/prekinitve toplotnega mostu s tlemi, ki je v primeru uporabe opažnih zidakov (npr. Isorast), ki imajo na notranji strani izolacijo, kot bomo videli, celo bolj ugoden. Bistvo tega pristopa je, da lahko namesto pod celotno betonsko ploščo z drago XPS izolacijo izoliramo le temelje po obodu do globine dveh metrov, izolacijo pod ploščo pa nadomestimo s precej cenejšo EPS 100 izolacijo pod estrihi. Ker je ta izolacija skoraj dvakrat cenejša, poleg tega pa je cenejša tudi sama betonska ploša, je celoten sistem zmanjšanja oz. prekinitve toplotnega mostu s tlemi precej cenejši.

Sedaj si podrobneje poglejmo še delovanje sistema. Ker so temelji po celotnem obodu hiše močno izolirani do globine dveh metrov, toplota, ki se čez toplejši del leta nabere pod hišo, od tam ne more enostavno uiti. Na globini 2 m je namreč temperatura zemljine zelo konstantna in se giblje v okolici 10°C z zelo velikim sezonskim faznim zamikom, kar drugače povedano pomeni, da je temperatura tam pozimi višja kot spomladi. Prav tako iz središča zemlje stalno prihaja toplotni tok navzgor proti površju, poleg tega pa majhen toplotni tok prehaja tudi iz hiše v zemljo pod hišo, saj imamo v hiši, posebej poleti precej višjo temperaturo, večinoma precej čez 20°C. Iz tega razloga se temperatura akumulacijskega bazena toplote pod hišo močno dvigne, saj toplotni tok ne gre v globino (temperatura se z večanjem globine celo dviguje, če ni podzemnih tokov), prav tako pa ne tudi proti površju, saj ga zgoraj omejuje hiša z izoliranimi temelji. Znatno lahko uhaja samo na stran na globini pod 2 m, kjer je konec izolacije temeljev. Temperatura na globini 2 m se tako dvigne nekaj stopinj nad 10 °C, nato pa se proti hiši stalno dviguje in tik pod hišo na začetku zime, kot bomo videli, doseže tudi 20°C. Ker je v hiši pozimi ponavadi le neznatno višja temperatura, so izgube tudi čez bolj prevodne materiale, kot je opeka in beton, minimalne. Še posebej dobro pa se tak način zmanjšanja toplotnih mostov obnese pri sistemih, ki imajo na notranji strani izolacijo. S pomočjo spodnje slike si poglejmo primer takšnega sistema, pri čemer temperatura pod hišo temelji na dejanskih podatkih.

Prikaz negativnega toplotnega mostu s tlemi in zidom
Na shemi so prikazane razmere pri nizkih zunanjih temperaturah, ko se smer toplotnega toka obrne iz tal nazaj v zidove.

Prikazane so razmere, ko je notri 20°C, zunaj pa  -5°C. Temperature prikazane z rdečo so predpostavljene. Sezonsko gibanje temperature na globini 2m je približno razvidno iz tega članka. Pozorni bodimo na temperaturo v betonski sredici med notranjo in zunanjo zidno izolacijo, ki je označena s svetlo zeleno barvo. Ker je na notranji strani 1/5 izolacije, je temperatura v betonski sredici 5°C nižja od notranje, torej 15°C. Srednja temperatura pod hišo v zimski sezoni je pri takšnem načinu izolacije približno 17°C. Ker je ta temperatura višja od tiste v betonski sredici, se toplotni tok obrne iz zemlje v zidove hiše. Pri višjih zunanjih temperaturah torej toplotni tok teče iz zidov v zemljo, pri nizkih pa obratno. Takšna konstrukcija torej stabilizira toplotne izgube hiše, kar pa je posebej ugodno, saj zmanjšuje maksimalne toplotne izgube ter poskrbi za to, da je v toplejših dneh manj vroče, v hladnejših pa je manj izgub in s tem topleje.

Podobne meritve, seveda bolj celovite, so delali tudi Nemci v tem članku. Na žalost niso predvideli zidnih konstrukcij z delom izolacije na notranji strani, ki tak sistem naredijo še precej bolj ugoden.

Spodaj je prikazan še graf gibanja temperatur pod hišo. Temperaturo sem meril tik pod talno izolacijo. Meritve so narejene na severnem delu hiše, ki je nekoliko bolj hladen, približno 2 m od roba hiše. Viden je velik fazni zamik, saj je minimum temperature izmerjen šele aprila, ko se tudi že v bolj mrzli zimi lansko leto nismo ogrevali že dva meseca. Temperatura zemljine pod hišo se prvih nekaj let bivanja stalno dviguje, saj se velik akumulacijski bazen energije pod hišo le počasi polni. Pričakujem, da bo v naslednjih letih zaradi tega situacija lahko še bolj ugodna, gotovo pa imajo določen vpliv tudi letošnje visoke zimske temeprature. Idejo za meritve sem dobil šele nekaj časa nazaj. Zanimivo bo spremljati gibanje temperature skozi daljše časovno obdobje. 

Graf gibanja izmerjene temperature zemlje pod hišo
Gibanje izmerjene temperature zemlje pod hišo. Meritve so narejene, ko se spomnim. Opazen je tudi velik fazni zamik, saj je minimum dosežen šele aprila.

Pri tem načinu je temelje po obodu smiselno izolirati s približno 20 cm izolacije, pri čemer je smiselno prve pol metra izolirati z debelejšim slojem, npr. 30 cm, globje, npr. nižje kot 1.5 m pa z 10 ali celo 5 cm izolacije. Kljub temu, da za izolacijo temeljev po obodu porabimo nezanemarljivo količino XPS izolacije, pa je ponavadi porabimo manj kot če izoliramo celotno temeljno ploščo. Vgradnja te izolacije pa je bistveno bolj enostavna in hitra. Izolacijo bi lahko vgradili tudi pod kotom 45°, tako da bi pod hišo dobili večji akumulacijski bazen, vendar pa bi bila vgradnja verjetno nekoliko bolj zahtevna. Seveda moramo pri tem izolirati tudi prostor pod estrihi, kjer lahko uporabimo precej cenejšo EPS izolacijo (ta je približno polovico cenejša kot XPS izolacija), npr. v debelini 20-30 cm, odvisno, ali bomo uporabljali talno gretje, ali ne.

Kljub temu, da prihranki zaradi negativnega toplotnega mostu ne bodo enormni, pa je taka konstrukcija primernejša za pasivne hiše tudi od popolne prekinitve toplotnih mostov - popolna prekinitev z na začetku omenjenimi dvemi pristopi seveda ni mogoča, saj se pri nizkih zunanjih temperaturah obnaša precej bolje - nastane negativni toplotni most, pri visokih zunanjih temperaturah, npr. poleti, pa dodatno hladi hišo.

Pri uporabi sistemov z notranjo izolacije, kot so npr. opažni zidaki, je tak sistem gotovo bolj primeren, če ima enako ceno ali pa je celo cenejši kot alternativna načina. Nekoliko slabše se obnese, če imamo pod zemljo podzemne tokove (podzemne potoke, reke, podtalnico), ki odnašajo toploto iz akumulacijskega bazena pod hišo. Prav tako se tak sistem nekoliko slabše obnese tudi, če imamo pozimi visoko temperaturo v notranjosti hiše ter obratno, se obnese še bolje, če imamo nekoliko nižjo kot 20°C. V vsakem primeru pa je primerljiv z na začetku omenjenimi dvemi sistemi.

Nastanek negativnega toplotnega mostu pa seveda ni omejen samo na opažne zidake, ampak na vse tipe konstrukcij, ki imajo na notranji strani vsaj 1/5 izolacije. Če je na notranji strani večji delež izolacije kot 1/5, je negativni toplotni most še bolj izrazit. Npr. pri Isoteq sistemu, kjer lahko na notranji strani izberemo 10 cm izolacije, na zunanji pa 20 cm izolacije, bi bilo pri enakih temperaturnih pogojih znotraj in zunaj hiše kot na sliki, v betonski sredici kar 8°C manj kot znotraj hiše, torej 12°C. Tako bi bil negativni toplotni tok iz tal v zidove skoraj trikrat večji.

 

 

Zadnjič dopolnjeno: 6.avgust.2014

Nazaj na prejšno stran

Komentarji

Posted by BojanF on
Zanimiv sistem. Po principu delovanja spominja na sisteme s temperaturno bariero, le da se toplota ne prenaša z aktivnim črpanjem vode po ceveh po celotnem toplotnem ovoju hiše, ampak zgolj pasivno na delu stene blizu tal.

Se mi pa ne zdi zadeva drastično cenejša od "klasične" izolacije pod temeljno ploščo. Za izolacijo temeljev do globine 2m je tudi potrebne kar precej izolacije, za hišo zunanjih mer 10x10m je to 80m2 kar je že blizu 120m2 kolikor bi je bilo potrebno za pod temeljno ploščo plus 1m polovične debeline po obodu za preprečevanje zmrzovanja tal pod ploščo. Pri izolaciji oboda temeljev je potem še vedno potrebna izolacija samih tlakov, kar da dodatnih 81m2 pol cenejšega EPS, pa smo cenovno praktično na istem kot pri temeljni plošči.

Potem je tu še velika količina izkopa in betona, potrebnega za izvedbo temeljev na takšni globini. Klasičen pasovni temelj 60x60cm plus 1,4m zidnega nastavka debeline 20cm pomeni pri konstrukcijskem obodu 9x9m cca. 23m3 betona samo za obodne stene, za 30cm debelo temeljno ploščo pa bi šlo 27m3. Če dodamo še temelj za eno notranjo nosilno steno po celi širini objekta (kar bi jo pri tako velikem objektu gotovo potrebovali), pa smo že na istem.

Tako mi izgledajo stroški za ta način izvedbe stika s tlemi precej podobni tistim pri temeljni plošči. Morda plošča potrebuje več armature ampak ta sistem pa zahteva več izkopa. Poleg tega je sistem smiseln le z zidovi Isorast/Isoteq, kjer je izolacija že v osnovi tudi na notranji strani, pri vseh drugih sistemih gradnje pa je izvedba izolacije na notranji strani zidu dodaten strošek, pa še notranji nosilni zidovi (ki jih najbrž ne bi izolirali) nam na stikih z zunanjimi predstavljajo toplotne mostove. Tako da tudi če se ta sistem pri Isorast stenah izkaže za ugodnejšega, ta primerjava za večino graditeljev, ki uporabljajo drugačne stene, ne velja.

Predpostavil sem še kar veliko enodružinsko hišo, pri manjših bi se temeljna plošča še bolje odrezala. Bi pa bil ta sistem zanimiv za večje, večstanovanjske objekte, čeprav po drugi strani je pri takih objektih več notranjih nosilnih sten, pri katerih je toplotni most vedno pozitiven.

Me pa preseneča, glede na to da je dT proti zemljini samo cca. 5 stopinj, da je pod estrihi še vedno predvideno tako veliko izolacije (32cm na risbi), saj bi ravno tu lahko v primerjavi z izolacijo pod ploščo prihranili. Glede na sledeči sestavek:
"Dodatna slabost obeh načinov je še ta, da je temperatura tal pod hišo ter pod izolacijo ravno zaradi dobre izolacije nižja, saj iz hiše prihaja zelo majhen toplotni tok, ki bi grel tla pod hišo. Tako je temperaturna razlika višja, in s tem se izgube nekoliko povečajo."
Ali je potem sploh smiselno tlake izolirati več kot nek minimum?
Posted by Žiga Golob on
Večinoma se strinjam z vami, verjetno sem premalo povdaril, da je sistem smiselen predvsem tam, kjer ni druge možnosti, npr. gradnja na pilotih, in ko uporabljamo sistem gradnje z notranjo izolacijo.
Nisem pa čisto prepričan glede zadnjega odstavka. Takšno debelino izolacije sem vgradil ker si v času vgradnje nisem predstavljal, da bo delovalo tako dobro, saj se je tak način v strokovih krogih smatral za nepasiven. Kakšna bi bila optimalna debelina pa ne vem. Treba je imeti v mislih, da bi pri višji temperaturi pod hišo bile tudi izgube poleti akumulirane toplote precej višje. Stvar se tudi nekoliko podre pri uporabi talnega gretja. Na uč bi bilo stroškovno smiselneje vgraditi nekje 20 cm izolacije.
Leave a Reply



(Your email will not be publicly displayed.)


Captcha Code

Click the image to see another captcha.