Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej

Transkrypt

1 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej

2 URSA Insulation, S.A. Madrid (Spain) 2009 Wszelkie prawa autorskie oraz własności przemysłowej zastrzeżone. Bez uprzedniej zgody niedozwolone jest kopiowanie, reprodukcja, modyfikacja lub dystrybucja całości lub części niniejszej pracy za pomocą jakichkolwiek metod elektronicznych lub mechanicznych.

3 04 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej

4 Dlaczego termoizolacja? 1.1 Cele szkolenia Podstawowe pojęcia Globalna perspektywa energetyczna Europa: efektywność energetyczna budynków Rola termoizolacji Termoizolacja a ekologia rozwoju Fałszywe wyobrażenia na temat termoizolacji 51 Co to jest termoizolacja? 2.1 Cele szkolenia Podstawy termoizolacji Termoizolacja: kontekst i rodzaje Zastosowanie w budownictwie Znak CE 128 Dlaczego wełna szklana? 3.1 Cele szkolenia Opłacalność rozwiązania z wełną szklaną URSA Główne argumenty Fałszywe wyobrażenia na temat wełny szklanej 153 Dlaczego XPS? 4.1 Cele szkolenia Opłacalność rozwiązania z URSA XPS Główne argumenty Zastosowanie Fałszywe wyobrażenia na temat XPS 198

5 Dlaczego termoizolacja?

6 Dlaczego termoizolacja? Spis treści 1.1 Cele szkolenia 1.2 Podstawowe pojęcia 1.3 Globalna perspektywa energetyczna 1.4 Europa: efektywność energetyczna budynków 1.5 Rola termoizolacji 1.6 Termoizolacja a koncepcja zrównoważonego rozwoju 1.7 Fałszywe wyobrażenia na temat termoizolacji

7 08 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Cele szkolenia Co powinieneś wiedzieć po zapoznaniu się z niniejszym rozdziałem? Trend zużycia energii oraz jego wpływ na środowisko. Rola budynków w zakresie zużycia energii. Możliwości wykorzystania izolacji termicznej w celu poprawy efektywności energetycznej budynków. Jak obalić rozpowszechnione fałszywe wyobrażenia na temat termoizolacji, a także...ogólnie rzecz biorąc, opłacalność zastosowania izolacji termicznej: Termoizolacja to najbardziej opłacalny sposób poprawy efektywności energetycznej budynków.

8 Dlaczego termoizolacja? Po d sta w o we p oj ęci a 09 Podstawowe pojęcia Zapoznanie się z podstawowymi pojęciami Źródła energii, efektywność energetyczna, emisja CO 2, oszczędzanie energii, energia pierwotna, energia odnawialna, Co one wszystkie znaczą?

9 10 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Rodzaje źródeł energii Odnawialne źródła energii są odtwarzalne i nie można ich wyczerpać (siła wiatru, energia słoneczna, geotermalna oraz biomasa). Słońce W iatr Źródła geotermalne Biomasa Nieodnawialne źródła energii znajdują się pod ziemią w formie stałej, ciekłej albo gazowej. Te źródła energii są zużywalne, a więc ograniczone, a ich odnowienie zajmuje przyrodzie bardzo dużo czasu. Można je podzielić na dwa rodzaje: Paliwa kopalne (ropa naftowa, węgiel i gaz) Energia atomowa

10 Dlaczego termoizolacja? Po d sta w o we p oj ęci a 11 Nieodnawialne źródła energii Paliwa kopalne to węglowodory, głównie węgiel oraz ropa naftowa (olej opałowy lub gaz ziemny), powstałe ze skamieniałych szczątek martwych roślin i zwierząt na skutek działania wysokiej temperatury i ciśnienia panujących wewnątrz skorupy ziemskiej przez setki milionów lat. W przyrodzie nie występują inne związki, które nagromadziwszy taką ilość energii dałyby się tak łatwo palić. Ropa Węgiel Gaz ziemny Energia atomowa powstaje w wyniku rozszczepienia wzbogaconego uranu występującego w postaci naturalnej w przyrodzie.

11 12 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Zużycie energii i emisja CO 2 Rynek energii Podaż energii Popyt na energię Nieodnawialne (92%) Paliwa kopalne (94%) Energia atomowa (6%) Odnawialne (8%) Można wskazać kilka źródeł CO 2 związanych ze spalaniem paliw kopalnych. Główne źródła to: Węgiel Paliwa stałe (np. węgiel kamienny): 29% Ropa Paliwa ciekłe (np. benzyna): 39% Gaz ziemny Paliwa gazowe (np. gaz ziemny): 26% Źródło: Energy Information Administration

12 Dlaczego termoizolacja? Po d sta w o we p oj ęci a 13 Kolejne etapy obiegu węgla to: asymilacja dwutlenku węgla przez rośliny w procesie fotosyntezy, trawienie go przez zwierzęta i uwalnianie do atmosfery w trakcie oddychania oraz w drodze rozkładu substancji organicznych. Działalność ludzka, taka jak spalanie paliw kopalnych przyczynia się do uwalniania dwutlenku węgla do atmosfery. Słońce Obieg CO 2 Emisje z fabryk i aut Fotosynteza Oddychanie roślin Węgiel organiczny Oddychające zwierzęta Organizmy martwe i odpady Oddychanie korzeni Organizmy rozkładające się Skamieliny i paliwa kopalne

13 14 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Dwutlenek węgla, często nazywany zgodnie ze swoim wzorem chemicznym CO 2, występuje naturalnie w niewielkim stężeniu w atmosferze. Jednakże spalanie paliw kopalnych oraz wycinanie lasów doprowadziły do wzrostu jego zawartości w powietrzu. Jest on ważnym gazem cieplarnianym ze względu na zdolność zatrzymywania części promieniowania podczerwonego oraz długi okres utrzymywania się w atmosferze. Jest też niezbędny w procesie fotosyntezy roślin i innych organizmów autotroficznych. Wzrost zawartości CO 2 w atmosferze przyczynia się do globalnego ocieplenia i wzrostu średniej temperatury. Wzrost stężenia CO 2 już teraz powoduje istotne zmiany w klimacie globalnym. Zdaniem wielu osób wzrost średniej temperatury na świecie o 0,6 ºC zanotowany na przestrzeni ostatniego stulecia został spowodowany przede wszystkim wzrostem zawartości CO 2 w atmosferze.

14 Dlaczego termoizolacja? Po d sta w o we p oj ęci a 15 CO 2 i efekt cieplarniany Efekt cieplarniany jest naturalnym zjawiskiem umożliwiającym zatrzymanie ciepła słonecznego i utrzymanie temperatury na powierzchni Ziemi na poziomie odpowiednim dla życia. Słońce Promieniowanie słoneczne przechodzi przez czystą atmosferę. Część promieniowania odbija się od powierzchni Ziemi i atmosfery. Część promieniowania podczerwonego wydostaje się z atmosfery, a część zatrzymują i odbijają na wszystkie strony cząsteczki gazów cieplarnianych. Dzięki temu powierzchnia Ziemi i niższe warstwy atmosfery nagrzewają się ATMOSFERA Większość promieniowania absorbuje powierzchnia Ziemi ogrzewając się. Promieniowanie podczerwone z powierzchni Ziemi zatrzymuje warstwa CO2.

15 16 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Energia świetlna emitowana przez słońce oddawana jest przez powierzchnię Ziemi w postaci energii cieplnej. Większość tego ciepła emitowana jest z powrotem w przestrzeń kosmiczną, natomiast część zatrzymują w atmosferze gazy cieplarniane. Gazy te utrzymują równowagę cieplną na Ziemi, a naturalny efekt cieplarniany powoduje, że temperatura na Ziemi jest o około 33 C wyższa, niż gdyby tego efektu nie było. W ostatnich dziesięcioleciach efekt cieplarniany wzmógł się znacznie w porównaniu z poziomem sprzed rewolucji przemysłowej. Wykazano, że wzrost ten spowodowany został działalnością ludzką, w szczególności spalaniem paliw kopalnych oraz wycinaniem lasów. Głównym efektem tej zmiany jest zjawisko zwane globalnym ociepleniem polegające na ciągłym wzroście średnich temperatur na powierzchni Ziemi..

16 Dlaczego termoizolacja? Po d sta w o we p oj ęci a 17 Efektywność energetyczna a oszczędność energii Efektywność energetyczna polega na zmniejszeniu zużycia energii (i tym samym oszczędnościach finansowych) bez obniżania komfortu i poziomu życia; w ten sposób chronimy też środowisko i ułatwiamy utrzymanie ciągłości dostaw energii. Oszczędność energii to ilość energii, która nie jest wykorzystywana dzieki m.in. wprowadzeniu środków kontroli zużycia energii, przy zachowaniu tego samego poziomu komfortu.

17 18 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Globalna perspektywa energetyczna Jaka jest obecnie światowa sytuacja energetyczna?

18 PKB/capita Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 19 Dobrobyt a konsumpcja energii $45,000 $40,000 Japonia $35,000 USA $30,000 $25,000 UK Niemcy Francja Australia Kanada $20,000 Włochy $15,000 Hiszpania Korea $10,000 $5,000 $- Arabia Saudyjska Argentyna Średnia światowa Brazylia RPA Rosja Chiny rocznie kwh/osoba Konsumpcja energii na głowę w stosunku do PKB na głowę. Wykres obejmuje ponad 90% ludności świata i w obrazowy sposób pokazuje ogólną zależność pomiędzy poziomem dobrobytu a konsumpcją energii. Źródło: Key World Statistics 2008, Międzynarodowa Agencja ds. Energii

19 20 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej W przyszłości każdy z regionów świata konsumował będzie jeszcze więcej energii Zwłaszcza kraje rozwijające się będą potrzebowały znacznie więcej energii w przyszłości. Rosnące światowe zapotrzebowanie na energię (w miliardach baryłek równoważnika ropy naftowej rocznie). +23% Ameryka Płn. +64% % Europa +66% Afryka +61% Bliski Wschód +36% d. ZSRR +131% % Chiny +105% Japonia % Indie Ameryka Łac. Poz. Azja i Pacyfik % = ZMIANA Świat ogółem: Wzrost o 50% Źródło: International Energy Outlook Energy Information Administration.

20 Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 21 Wzrost gospodarczy w poszczególnych regionach w następnych dziesięcioleciach Światowy wzrost PKB wg regionów (2005 a 2030, w mld dolarów). +89% +75% % % Europa dawny ZSRR +169% % Ameryka Północna +200% Bliski Wschód +307% Chiny Japonia +162% Afryka Indie +188% Ameryka Łacińska Poz. Azja i Pacyfik % = ZMIANA Świat ogółem: , ,2 Wzrost 164% Źródło: International Energy Outlook Energy Information Administration.

21 Mtoe 22 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Światowe zapotrzebowanie na energię znacznie wzrośnie W skali globu, zużycie energii będzie nadal rosło, głównie w oparciu o nieodnawialne paliwa kopalne Inne Odnawialne Atomowa Biomasa Gaz Węgiel Ropa W następnym ćwierćwieczu światowe zapotrzebowanie wzrośnie o ponad połowę, przy czym w wartościach bezwzględnych najbardziej wzrośnie zużycie węgla. Źródło: World Energy Outlook. IEA, 2008

22 Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 23 Zbliżamy się do szczytu wydobycia... Przy obecnych tendencjach zużycia energii, całkowite światowe rezerwy ropy naftowej wystarczą na nieco ponad 40 lat Bliski Wschód Pozostałe 5 Rosja Europa USA (bez Alaski) Paliwa ciężkie Rezerwy pod dnem oceanu Obszary podbiegunowe Gaz skroplony Źródło: AEREN (Association for energy resources research), 2006

23 24 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Zasoby ropy znajdują się w rejonach niestabilnych Zużycie ma miejsce w regionach o małych jej zasobach. 16% 10% 5% 17% 6% Ameryka Północna 29% 9% 8% 6% 19% 1% 6% Europa 9% 13% 3% Afryka 61% dawne ZSRR 31% 7% 30% BliskiWschód 3% 10% Azja i Pacyfik Ameryka Południowa i Środkowa Światowe zasoby ropy naftowej: 1.238,0 mld baryłek Światowe wydobycie ropy naftowej: 81,53 mln baryłek dziennie Światowe zużycie ropy naftowej: 85,22 mln baryłek dziennie Dobowe zużycie ropy naftowej przekroczyło już jej wydobycie, a skutkiem tego braku równowagi są gwałtownie rosnące ceny Źródło: BP Statistical Review of World Energy, Czerwiec 2008

24 CO 2 ppm Emisja CO 2 (ppm) Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 25 Zasoby ropy naftowej a CO 2 + zmiany klimatyczne Wyższe zużycie energii powoduje zmniejszanie się zasobów ropy naftowej oraz gwałtowny wzrost emisji CO Emisja CO 2 a zasoby ropy 380 Temp. w st.c Zasoby ropy % Zasoby ropy (%) Emisja CO 2... a wysokie stężenie CO 2 w atmosferze spowodowało wzrost poziomu temperatury Temperatura globalna a dwutlenek węgla Temperatura globalna Dwutlenek węgla Źródło: AEREN (Association for energy resources research), 2006

25 26 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Konsekwencje zmiany klimatu Powodzie Topnienie lodów Pożary

26 Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 27 Susze Spadek bioróżnorodności

27 28 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Wzrost temperatury i zmiany ilości opadów Główne konsekwencje zmiany klimatu w Europie do 2020 roku: Temperatura Opady Zmiany średniej temperatury rocznej (ºC) Zmiany rocznych opadów (%) Źródło: Komisja Europejska. Siła przykładu: Ewolucja polityki UE względem zmiany klimatu do roku 2020

28 Zmiana temperatury (do okresu przedindustrialnego) Dlaczego termoizolacja? Globalna perspektywa energetyczna 29 Wpływ wzrastającej temperatury 0ºC 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC 5ºC 1- Woda Mniejsza dostępność wody i częstsze susze Setki milionów ludzi narażonych na brak wody 2- Ekosystem Do 30% gatunków grozi wyginięcie Blaknięcie koralowców Zanikanie gatunków na całym świecie Powszechne wymieranie koralowców 3-Żywność 4-Wybrzeże 5- Zdrowie Negatywny wpływ na lokalne rybołówstwo i rolnictwo Spadek wydajności niektórych upraw na niskich szerokościach Powodzie i burze powodują więcej szkód Mniejsza wydajność wszystkich upraw na małych szeokościach Zalewanie dotyka miliony wiecej ludzi Wzrost niedożywienia, biegunek, chorób zakaźnych, serca i oddechowych Wzrasta śmiertelność na skutek upałów, powodzi i susz 0,76 ºC średnio Skutki zwiększające się wraz z rosnącą temperaturą Skutki związane z konkretną temperaturą Wydaje się, że wzrost temperatury o 2ºC w stosunku do poziomu sprzed rewolucji przemysłowej jest granicą, której przekroczenie wyrządza poważne szkody środowisku naturalnemu i systemom gospodarczym Źródło: Na podstawie IPCC FAR, Synthesis report str. 11

29 30 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Europa: efektywność energetyczna budynków Zużycie energii: wyobrażenia i rzeczywistość Jakie wyobrażenia mają ludzie na temat ilości zużywanej przez nich energii? (Niemcy) Wyobrażenia Rzeczywistość Samochód 14% 31% Ciepła woda 18% 8% Ogrzewanie 25% 53% Urządzenia elektryczne 39% 8% Nie wiem 3% b.d.

30 Dlaczego termoizolacja? Eu r o p a: w y d a jn o ś ć e n e r g et y cz n a b u dy n k ó w 31 Zużycie energii: rola budynków Stan efektywności energetycznej budynków 32% całej energii w UE wykorzystuje transport 28% całej energii w UE wykorzystuje przemysł 40% całej energii w UE wykorzystuje budownictwo 2/3 energii wykorzystywanej w budynkach to ogrzewanie i chłodzenie 2/3 energii wykorzystuje się w małych budynkach < 1000m 2 Źródło: EURIMA

31 32 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Możliwości oszczędzania energii w UE Analiza sektorowa wykazała, że budownictwo (budynki użytkowe i mieszkaniowe) oferuje większe możliwości oszczędzania energii niż transport czy przemysł. Linia bazowa zużycia energii w latach (Mtoe) Możliwości oszczędzania energii najlepszy scenariusz do 2020 roku (Mtoe) Budynki Transport Przemysł Budynki Transport Przemysł Linia bazowa 2020 Linia Oszczędności Bazowa Budynek = największy użytkownik energii > Budynek = największe możliwości oszczędzania energii Źródło: Komisja Europejska Siła przykładu: Ewolucja polityki UE względem zmiany klimatu do roku 2020

32 Dlaczego termoizolacja? Eu r o p a: w y d a jn o ś ć e n e r g et y cz n a b u dy n k ó w 33 Europa wprowadziła prawo dotyczące efektywności energetycznej budynków Dyrektywa dotycząca wydajności energetycznej budynków (EPBD) jest w UE podstawą prawną działań zmierzających do zwiększenia efektywności energetycznej. Ustanawia ona cztery główne wymagania, których wdrożenie spoczywa na państwach członkowskich: Obliczenia Wprowadzenie metodologii obliczania całościowej efektywności energetycznej budynku, a nie osobno dla poszczególnych części. Wymagania EP Ustalenie norm minimalnych dla budynków nowych i już istniejących. Certyfikacja Certyfikacja energetyczna budynków. Kontrole Inspekcja i ocena instalacji grzewczych i chłodzących. Obecnie w instytucjach europejskich trwają prace legislacyjne nad nową wersją EPBD.

33 Niewykorzystane 34 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Jednakże istniejące prawo obejmuje zaledwie 29% możliwości oszczędzania energii w budynkach. Obecne przepisy obowiązujące w UE obejmują zaledwie 29% możliwości oszczędzania energii w budynkach, ponieważ zgodnie z obecną dyrektywą mniejsze budynki mieszkalne nie podlegają obowiązkowym remontom. Przemysł Transport Budynki Dyrektywa EPBD ma zastosowanie do zaledwie 29% ogrzewanych/klimatyzowanych powierzchni oraz 26% emisji CO 2 powodowanych przez całość ogrzewanych pomieszczeń. Źródło: Eurima

34 Dlaczego termoizolacja? Eu r o p a: w y d a j no ś ć e n e r g et y cz n a b u d y n k ó w 35 Skutki pełnego wprowadzenia nowej wersji EPBD Nowelizacja EPBD powinna zawierać wymagania dotyczące poprawy efektywności energetycznej budynków poniżej 1,000 m 2. Właściwe wdrożenie rozszerzonej wersji EPBD może pozwolić Europie: zaoszczędzić 25 miliardów euro rocznie do roku 2020, ograniczyć emisje CO 2 o przynajmniej 160 milionów ton rocznie, poprawić konkurencyjność swojej gospodarki, stworzyć nowe miejsca pracy (od do ), oraz ograniczyć uzależnienie od energii. Potencjał ograniczenia emisji na podstawie samej rozszerzonej EPBD jest wyższy niż całość zobowiązań UE na podstawie Protokołu z Kyoto. Szacuje się, że w celu spełnienia wymagań Protokołu z Kyoto, UE powinna zmniejszyć emisję o około 340 mln ton równoważnika CO 2 (w latach ). Źródło:

35 36 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Skutki wprowadzenia zaostrzonych wymagań dotyczących poprawy efektywności energetycznej Ewolucję wymagań dotyczących efektywności energetycznej nowo wybudowanych budynków można prześledzić na przykładzie Niemiec. Można zaobserwować generalną tendencję ograniczania zużycia energii w budynkach wraz z upływem czasu. Gwałtowny spadek zapotrzebowania na energię w budynkach widoczny jest w latach wprowadzania nowych przepisów. Ogrzewanie pomieszczeń jest głównym czynnikiem odpowiadającym za przynajmniej 75% zaostrzeń prawnych. Stąd tak istotna rola izolacji termicznej. Popyt na ciepło [kwh/(m 2 /rok)] 350 Niemcy Rozp. dot. termoizolacji z 1977 Rozp. dot. termoizolacji z 1984 Rozp. dot. termoizolacji z 1994 Rozp. dot. oszcz. energii. 2002/2004/ Dlpl.-Ing. Horst-P.Sohetter.-Köhler

36 Dlaczego termoizolacja? Rola termoizolacji 37 Rola termoizolacji Termoizolacja budynków odkryj jej potencjał! W UE większość zapotrzebowania na energię przypada na budynki... do tego zaś budynki oferują największe możliwości zmniejszenia zużycia energii. a ogrzewanie i chłodzenie to 64% zużywanej w budynkach energii, z czego około połowę można zaoszczędzić w niedrogi sposób. 9% 23% 64% Mtoe Linia bazowa 2020 Scen. wydajny 2020 Scen. najlepszy % finalnego popytu Linia bazowa 2020 Scen. wydajny 2020 Scen. najlepszy 5% HV AC Oświetlenie Ciepła woda Inne Izolacja ma najwyższy potencjał oszczędności energii w Europie! Źródło: DG TREN, 2005; Eurima, 2006

37 38 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Izolacja termiczna jest najbardziej opłacalną metodą zmniejszenia zużycia energii i ograniczenia emisji w budynkach Spośród głównych rozwiązań zwiększających efektywność energetyczną budynków, termoizolacja jest alternatywą najbardziej opłacalną, gdyż zapewnia najniższy koszt zaoszczędzenia energii i najkrótszy okres amortyzacji. Termoizolacja (klimat umiarkowany) Ściana zewn. Izolacja Przestrz. międzyśc. Ściana wewn. Dach stromy Podłoga Okna Piece Wymiana Koszty wprowadzenia oszcz. (niezal.) [ /tco2] Koszty wprowadzenia oszcz. (łącznie) [ /tco2] Koszt zaoszcz. Energii (niezal.) [cent/kwh] Amortyzacja (niezal.) [a] Dodatkową korzyścią jest to, że koszt zmniejszenia emisji CO 2 w przeliczeniu na jedną tonę gazu jest najniższy przy zastosowaniu ocieplenia. Źródło: Ecofys,

38 Dlaczego termoizolacja? Rola termoizolacji 39 Inwestycja 1 euro w izolacje = 7 euro zysku! Spośród wszystkich możliwych metod zwiększenia efektywności energetycznej budynków termoizolacja jest najbardziej opłacalna. Jeden konkretny przykład z badania przeprowadzonego w roku 2006 przez firmę Ecofys, zajmującą się doradztwem w sprawach ochrony środowiska: Koszt ocieplenia dachu domu jednorodzinnego w klimacie umiarkowanym wynosi 30 euro/m 2. Położenie termoizolacji daje oszczędność 7,5 euro na metr kwadratowy dachu rocznie. Oznacza to, że taka inwestycja zwraca się po 4 latach. Przez cały okres użytkowania dachu oszczędności wyniosłyby 226 euro/m 2, co oznacza, że 1 euro wydane na izolację przyniosłoby 7 euro zysku. 1 euro zainwestowane w ocieplenie = 7 euro zysku! Źródło: Ecofys VI, 2006

39 (mld / r o c z n i e ) 40 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Roczne nakłady kapitałowe a roczne oszczędności kosztów energii (UE-25) Roczne nakłady Roczne oszczędności kosztów energii Źródło: Ecofys VI, 2006

40 Dlaczego termoizolacja? Rola termoizolacji 41 Termoizolacje jest najbardziej efektywnym sposobem, aby zwiększyć wydajność energetyczną budynku. Budynki wymagają ogromnych ilości energii termoizolacja wydaje się właściwym rozwiązaniem lecz jakie jest najlepsze podejście do kwestii ocieplania budynków?

41 42 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Zasada Trias Energetica pokazuje, jak należy radzić sobie z wykorzystaniem energii Trzy kroki do osiągnięcia Trias Energetica to: Po pierwsze, zmniejszyć popty na energię unikając strat energii i wprowadzając energooszczędne środki. Po drugie, sięgnąć po odnawialne źródła energii i odejść od nieodnawialnych paliw kopalnych. Po trzecie, energię z paliw kopalnych trzeba wytwarzać i wykorzystywać z maksymalną efektywnością. Efektywność energetyczna Energia odnawialna Paliwa kopalne Trias Energetica jest sposobem takiego postępowania z energią, by maksymalnie ją oszczędzać, zmniejszyć uzależnienie od niej i dać korzyści środowisku, a zarazem utrzymać komfort i postęp. Zastosowanie tej zasady wobec budynków oznacza, że odpowiednie ocieplenie jest warunkiem koniecznym powstania ekologicznego budynku. Źródło: World Energy Outlook. IEA, 2008

42 Dlaczego termoizolacja? Rola termoizolacji 43 Koncepcja Trias Energetica urzeczywistnia się na przykładzie domu pasywnego Zgodnie z przyjętą powszechnie definicją dom pasywny jest budynkiem bez tradycyjnej instalacji grzewczej i bez aktywnej instalacji chłodzącej. Posiada też bardzo skuteczną izolację i mechaniczną instalację wentylacyjną o wysokiej skuteczności odzyskiwania ciepła. (Komisja UE). Domy pasywne charakteryzują się bardzo małymi stratami ciepła. Jest to koncepcja zakładająca optymalizację komfortu w pomieszczeniach i kosztów budowy Oznacza to, że obniżenie kosztów eksploatacji dzięki brakowi aktywnej instalacji cieplnej/chłodzącej rekompensuje wyższe koszty materiałów budowlanych o wysokich parametrach użytkowych. Doskonale zaizolowany dom pasywny Co więcej, dzięki temu, że dom pasywny zużywa w okresie swego istnienia mniej energii, wywiera on mniejszy wpływ na środowisko i wymaga mniejszych wydatków na energię w trakcie jego użytkowania. Główną cechą domu pasywnego jest doskonale zaizolowana, hermetyczna powłoka zewnętrzna, połączona z wysoce sprawnym systemem odzyskiwania ciepła. Źródło: European Passive Houses (

43 44 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Doskonale izolowana powłoka domu niskoenergetycznego Dom normalny bez izolacji Dom niskoenergetyczny Szczeliny wokół drzwi 15 % Dach 25% Krytyczne połączenia nie tworzą mostków cieplnych Ściany Okna 10% 35% Powłoka Powłoka izolac. hermetyczna Podłoga 15% Zużycie energii: zwykle > 250 kwh/m 2 Zużycie energii < 15 kwh/m 2 a W domu pasywnym zużycie energii jest do 85% niższe niż w domu standardowym Źródło:

44 Zużycie energii KWh (m 2 x rok) Dlaczego termoizolacja? Rola termoizolacji 45 Zapotrzebowanie na energię domu pasywnego w porównaniu z innymi budynkami Jakość budynków w kategoriach energetycznych przed 1978 od 1984 od 1995 od 2002 Dom pasywny Ciepła woda Ogrzewanie Wentylacja Źródło:

45 46 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Termoizolacja daje ogromne możliwości przezwyciężenia problemów związanych ze zmianą klimatu i uzależnieniem od energii i rozwija konkurencyjność Problem Rozwiązanie Potencjał izolacji Szkody dla środowiska Mniejsza emisja CO2 Pełne wdrożenie dyrektywy EPBD może dać więcej, niż wymagania Protokołu z Kyoto (zmniejszenie emisji CO2 o minimum 160 mln t). Rosnące koszty Uzależnienie od dostaw energii Mniejsze zużycie energi Większa efektywność energetyczna zapewnia bezpieczeństwo dostaw energii Izolacja może ograniczyć zużycie 3,3 mln baryłek dziennie, 25 mld oszczędności rocznie do Mniejsze zużycie = mniejsze uzależnienie 40% energii finalnej trafia do budynków ROI of insulation [1 euro inwestycji = 7 euro zwrotu] Konkurencyjność Stworzenie od 280,000 Pieniądze zaoszczędzone na do innych sektorów do 450,000 miejsc pracy energii idą gospodarki Koszt pokrycia budynku izolacją z wełny mineralnej zwraca się w ciągu 4 do 8 lat (badania Ecofys) Źródło: IEA/AIE International Energy Agency; Ecofys Study; Eurima

46 Dlaczego termoizolacja? Termoizolacja a koncepcja zrównoważonego rozwoju Izolacja a ekologia 47 Co to jest zasada zrównoważonego rozwoju? Zasada zrównoważonego rozwoju oznacza zaspokajanie potrzeb obecnych pokoleń bez uszczerbku dla takich możliwości przyszłych pokoleń.* Trzy filary zrównoważonego rozwoju Środowisko Ludzie Gospodarka Koncepcja ta oznacza działania na wszystkich trzech płaszczyznach, poszukiwanie rozwiązań umożliwiających długofalowy rozwój, łączących rozwój gospodarczy z ochroną środowiska, umożliwiając zarazem zaspokajanie potrzeb społecznych. * Źródło: Our Common Future, raport Światowej Komisji ds. Środowiska i Rozwoju, ONZ, 1987.

47 48 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Jak wygląda nasza przyszłość? Na przestrzeni jednego roku, Ziemia posiada ograniczone możliwości odtworzenia zużytych przez nas zasobów oraz rozłożenia wytworzonych przez nas odpadów. Obecnie potrzebuje jednego roku i czterech miesięcy, aby tego dokonać. W praktyce więc oznacza to, że wyczerpujemy zasoby naturalne uniemożliwiając następnym pokoleniom korzystanie z nich. Ślad ekologiczny świata Ślad ekologiczny , Scenariusze Biznes jak zwykle Szybka redukcja oś y: liczba potrzebnych planet takich jak Ziemia, oś x: lata Umiarkowane prognozy ONZ przewidują, że przy obecnych trendach w połowie lat 30tych będziemy zużywali tyle zasobów, że Ziemia będzie potrzebowała dwóch lat na ich odnowienie. Oznacza to, że będziemy potrzebowali dwóch planet, aby zachować swój dotychczasowy styl życia. Źródło: Global Footprint Network

48 Ślad ekologiczny (hektarów na osobę) Dlaczego termoizolacja? Izolacja a ekologia 49 Co jest naszym celem? Wykres pokazuje korelację między Wskaźnikiem Rozwoju Społecznego (HDI) a tzw. śladem ekologicznym w różnych krajach. Ślad ekologiczny przedstawia ilość ziemi potrzebnej do zaspokojenia potrzeb danej populacji. Na przykład, większość krajów afrykańskich mieści się na lewo od progu wysokiego HDI (0,8), natomiast większość krajów europejskich znajduje się po jego prawej stronie. Widać jednak, że wyższemu poziomowi HDI towarzyszy wyższy poziom śladu ekologicznego. Ponad 3,5 mld ludzi, czyli mniej więcej 50% ludności Ziemi, żyje poniżej granicy wysokiego HDI. Sprawiedliwe byłoby dążenie do osiągnięcia wysokiego poziomu HDI przy zachowaniu odpowiedniego śladu ekologicznego, który wynosi 1,8 ha na osobę. 14 Afryka Azja-Pacyfik 12 Europa inne Ameryka Łac. 1 0 Bliski Wsch. / Azja Środkowa Europa UE 8 Ameryka Płn Wskaźnik Rozwoju Społ. ONZ (HDI) Próg rozwoju społecznego, według UNDP CEL Średnia globalna dostępnej wydajności biologicznej na osobę (nieuwzględniając gatunków dziko żyjących) Wszystkie kraje muszą się rozwijać, jednakże z uwzględnieniem naturalnych ograniczeń naszej planety. Źródło: Global Footprint Network

49 50 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Zasada zrównoważonego rozwoju leży w centrum zainteresowania działalności URSA Zrównoważony rozwój Produkty URSA Samo ocieplenie zewnętrznych ścian budynku zmniejszyłoby emisję CO 2 o tę samą ilość jak zasadzenie 212 drzew.* Możliwości stworzenia miejsc pracy Zwiększony komfort pomieszczeń Wyższy poziom życia Oszczędność energii dzięki efektywności energetycznej Opłacalność Większa konkurencyjność dzięki mniejszemu uzależnieniu od energii. Środowisko Ludzie Gospodarka URSA jako firma Surowe procedury kontrolne i przeciw zanieczysz Wysoki ods. materiałów z odzysku Stały rozwój pracowników Społeczna odpowiedzialno ść biznesu (CSR) Inwestycje w gospodarkę lokalną Źródło: Wyliczenia oparte są o dane pochodzące z portalu Dom położony jest we Francji. Kwadrat elewacji wyliczono jako 4 ściany mające 15m długości i 3m wysokości. Użyty produkt to panel z wełny szklanej o wartości współczynnika lambda 0,032.

50 Dlaczego termoizolacja? Fałszywe wyobrażenia na temat izolacji 51 Fałszywe wyobrażenia na temat termoizolacji Najbardziej rozpowszechnione fałszywe wyobrażenia i niepotrzebne obawy oraz propozycje ich obalenia

51 52 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Koszty i zwrot inwestycji w środki ocieplające 1. Termoizolacja jest za droga. Wymiana kotła grzewczego byłaby o wiele bardziej efektywna pod względem oszczędności energ ii, bo już pierwszego dnia widać, że zużywa się mniej paliwa. X fałsz Badania wykazują, że zastosowanie ocieplenia przynosi większe oszczędności i zmniejsza emisje bardziej, niż jakiekolwiek inne środki. Przykładowo, URSA GLASSWOOL pozwala zaoszczędzić 243 razy więcej energii pierwotnej, niż użyto do jej produkcji, transportu i utylizacji.* Każde euro wydane na ocieplenie może przynieść nawet siedem euro oszczędności.** Przykład z Niemiec: Dach dwuspadowy (120m2) > daje oszczędności rzędu kwh w ciągu 50 lat; w odniesieniu do 0,6 centa kosztów na litr oleju opałowego = ( /10)*0,6 = w ciągu 50lat > 455 rocznie*. * Badania Forschungszentrum Karlsruhe: Analiza produktu izolacyjnego wełny szklanej zastosowanej w dachu dwuspadowym pod kątem Analizy cyklu użytkowego, transportu i montażu. ** Źródło: Eurima

52 Dlaczego termoizolacja? Fałszywe wyobrażenia na temat izolacji 53 Termoizolacja a skraplanie pary wodnej 1. Lepsze ocieplenie może okazać się niekorz y s tne powodując skraplanie się pary w odnej w powietrzu (pogorszenie parametrów powietrza w pomieszczeniach) w budynku. X fałsz Należy odróżnić termoizolacja od wentylacji. Wentylacja odnosi się do obiegu powietrza, a termoizolacja do obiegu ciepła lub energii. Termoizolację zawsze należy połączyć z odpowiednim poziomem wentylacji pomieszczeń, aby umożliwić wymianę powietrza wewnątrz budynku. Nieprzepuszczalność i wentylacja nie stoją w sprzeczności, ale się uzupełniają. Powłoka budynku powinna być nieprzepuszczalna, aby uniemożliwić niepożądane przedostawanie się powietrza; powinna natomiast być połączona z odpowiednią wentylacją, która zapewni odpowiednią wymianę powietrza.

53 54 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Izolacja termiczna a izolacja akustyczna 1. Izolacji termicznej nie da się połączyć z izolacją akustyczną. X fałsz Jeden materiał może dysponować obiema właściwościami, np.: wełna szklana jest materiałem izolacyjnym, który chroni przed zimnem i gorącem, a równocześnie tłumi hałas.

54 Dlaczego termoizolacja? Fałszywe wyobrażenia na temat izolacji 55 Termoizolacja czy odnawialne źródła energii 1. Termoizolacja nie jest tak ważna, jak czyste lub odnawialne źródła energii. X fałsz Stosowanie termoizolacji nie stoi w sprzeczności z korzystaniem z odnawialnych źródeł. Tym niemniej, w pierwszej kolejności należy wykonać izolację (patrz Zasada Trias Energetica ). Dzięki izolacji termicznej można naprawdę efektywnie wykorzystywać odnawialne źródła energii. Dzięki niej unika się marnotrawstwa, a do uzyskania takiego samego wyniku końcowego potrzeba mniej energii.

55 56 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Poziom ocieplenia 1. Na dachu wystarczy położyć tylko niewielką izolację i zamiast niej zastosować w domu inne energooszczędne rozwiązania. X fałsz Badania wykazują, że ekonomiczne optimum zawsze uzyskuje się przy termoizolacji o wysokiej skuteczności. Ilość użytych materiałów izolacyjnych może zmieniać się w zależności od konkretnych warunków klimatycznych. W klimacie umiarkowanym zainstalowanie izolacji termicznej na dachu zawsze jest opłacalne. Ekonomiczne optimum osiąga się przy wartościach U pomiędzy 0,32 a 0,14 W/m2K ( ) Podobna sytuacja występuje w ciepłej strefie klimatycznej. Ekonomiczne optimum osiąga się tu przy wartościach U pomiędzy 0,50 a 0,20 W/m2K (...). W Europie Północnej izolowanie dachu jest opłacalne, gdy grubość powłoki izolacyjnej mieści się w optymalnym przedziale cm, co daje wartość U od 0,12 do 0,22 W/m 2 K.* * Ecofys, 2005

56 Dlaczego termoizolacja? Fałszywe wyobrażenia na temat izolacji 57 Termoizolacja w klimacie ciepłym 1. W moim kraju nie potrzebuję izolacji, bo tu nigdy nie jest zimno. X fałsz Nawet wtedy położenie termoizolacji jest opłacalne... W wielu krajach zużycie energii latem jest większe niż zimą (chłodzenie wymaga większej energii i jest bardziej kosztowne niż ogrzewanie). Izolacja termiczna chroni zarówno przed upałem, jak i przed zimnem. Przykład: w jednorodzinnym, nieocieplonym domu w Sewilli zainstalowano izolację termiczną na dachu i elewacji; dzięki temu do chłodzenia domu i utrzymania temperatury 25 C potrzeba teraz o 75% mniej energii.* Co więcej, latem izolacja daje też ochronę przed przegrzaniem. * Źródło: Ecofys VIII

57 58 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej

58 Ociepl swój dom, oszczędzaj pieniądze i pomóż środowisku Ocieplając swój dach dwuspadowy wełną szklaną, możesz zaoszczędzić 550 l oleju opałowego rocznie. Taka oszczędność energii to zmniejszenie emisji CO 2 o ponad tonę przez cały okres użytkowania dachu.

59 Dlaczego termoizolacja? Jesteś właścicielem domu Co to jest termoizolacja? Czy wiesz, że...? Termoizolacja pozwala: zaoszczędzić pieniądze, a także chronić naszą planetę

60 Co to jest termoizolacja? Spis treści 2.1 Cele szkolenia 2.2 Podstawowe zasady termoizolacji 2.3 Termoizolacja: kontekst i rodzaje 2.4 Zastosowanie w budownictwie 2.5 Znak CE

61 62 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Cele szkolenia Podstawy termoizolacji Po zapoznaniu się z tą częścią powinieneś znać podstawowe zasady termoizolacji... Przenikanie ciepła Izolacja termiczna Przewodzenie ciepła Opór cieplny Przenikalność cieplna izolacji akustycznej Pochłanianie dźwięku Izolacja akustyczna Przenikanie dźwięku oraz właściwości przeciwpożarowych materiałów izolacyjnych Reakcja na ogień Odporność ogniowa

62 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 63 Podstawy termoizolacji Przenikanie ciepła Przenikanie to przechodzenie ciepła z ciała ciepłego do zimniejszego. Z zasady, ciepło może przenikać na różne sposoby, takie jak: Przewodzenie rozchodzenie się ciepła przez ciała stałe lub płyny za pomocą bezpośredniego kontaktu pomiędzy cząsteczkami. Proces ten wyrównuje temperaturę ciała. Przenikanie ciepła przez materiały stałe, nieprzeźroczyste zachodzi tylko na zasadzie przewodzenia. Konwekcja rozchodzenie się ciepła poprzez poruszające się cząsteczki płynów lub gazów. Polega na przemieszczaniu się cząsteczek pomiędzy obszarami o różnej temperaturze. Przykłady: gotowanie na ogniu garnka z wodą, w pomieszczeniu ogrzane powietrze wznosi się, ochładza, a następnie opada. Ciepło Przepływ ciepła Zimno Obszar przecięcia = A Spirala chłodząca Promieniowanie (radiacja) rozchodzenie się ciepła za pomocą fal elektromagnetycznych lub poruszających się cząstek elementarnych. Przykłady: Słońce przenoszące ciepło za pomocą fal elektromagnetycznych; także kuchenki mikrofalowe wykorzystują promieniowanie. Ziemia Słońce

63 64 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Przenikanie ciepła a izolacja termiczna [1/2] Izolacja termiczna = zmniejszenie przenikania ciepła. Zwykłe materiały izolacyjne funkcjonują wg zasady zamykania cząstek powietrza w celu zmniejszenia konwekcji i przewodzenia ciepła*. Stopień takiej redukcji zależy od: Stopnia eliminacji ruchu powietrza (w dużych komórkach powietrza będą występować wewnętrzne prądy konwekcyjne, wiec lepsze są komórki mniejsze), Obecności jak najmniejszej ilości ciał stałych otaczających powietrze (duża zawartość powietrza jest lepsza, gdyż zmniejsza mostki cieplne w materiale); dlatego efektywne materiały izolacyjne posiadają niską gęstość. * Przenikania radiacyjnego unika się dzięki odbiciu na poziomie komórkowym.

64 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 65 Przenikanie ciepła a izolacja termiczna [2/2] S t o p i e ń, w j a k i m w ł a ś c i w o ś c i m a t e r i a ł u s ą o d p o w i e d n i e d o j e g o z a s t o s o w a n i a : Stabilność w spotykanych temperaturach Własności mechaniczne (np. wytrzymałość na obciążenia, ściśliwość) Długość okresu użytkowania (z powodu przebicia izolacji cieplnej, odporności na działanie wilgoci oraz odporności na rozkład spowodowany przez drobnoustroje). Najczęściej, materiały izolacyjne posiadają strukturę włóknistą (np. wełna szklana), komórkową (np. pianki z tworzyw) lub ziarnistą (np. perlit). Wełna szklana struktura włóknista XPS struktura komórkowa Perlit struktura ziarnista

65 66 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Jak mierzymy przenikanie ciepła? Przewodność cieplna/współczynnik lambda Obliczanie przenikania ciepła jest skomplikowane, dlatego do tego celu stosuje się przewodnictwo cieplne materiałów. Przewodnictwo cieplne to zdolność materiału do przewodzenia ciepła. Przewodnictwo cieplne mierzy się jako ilość ciepła wyrażoną w Watach (W) na godzinę (h) przechodzącą przez warstwę o grubości 1 metra i powierzchni 1 m 2 przy różnicy temperatury po obu stronach materiału wynoszącej jeden stopień. Oznacza się ją grecką literą λ (lambda) i oblicza wg następującego wzoru: W/mK Gdzie: W = ilość ciepła na godzinę. m = gr u b o ść. K = r ó ż ni c a t em p e r at u ry w stopniach Kelvina. Kelvin: jednostka temperatury oparta na stopniu Celsjusza; 0 st. Kelvina to najniższa możliwa temperatura (zero absolutne = -273,15 ); K = C + 273,15 Im mniejsza wartość λ, tym lepsze właściwości izolacyjne materiału.

66 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 67 Jak interpretować współczynnik lambda? Aby pojąć rząd wielkości współczynnika lambda, możemy skorzystać z poniższej tabeli: Material Lambda Stal (węglowa) Żelbet (beton / kruszywo kamienne 2400 kg/m3) Materiały budowlane ogólnego przeznaczenia Ściana z klinkieru Ściana z cegły silikatowej Szkło Beton (keramzytowy 1400 kg/m3) Woda 0.6 Szkło piankowe Wełna szklana Materiały izolacyjne Wełna kamienna Styropian (EPS) Styrodur (XPS) Pianka poliuretanowa (PUR/PIR) Aerożele Powietrze Powietrze Wartość λ typowych materiałów izolacyjnych wynosi około 0,03-0,06 W/m K.

67 68 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Ograniczanie transferu ciepła w materiałach: opór cieplny Opór cieplny to zdolność substancji do stawiania oporu przepływającemu przez nią ciepłu. Z reguły oznacza się go literą R. Wartość R zależy od współczynnika lambda materiału i jego grubości. R można obliczyć ze wzoru: R = d / λ [m 2 K/W] Gdzie: d = grubość materiału (w metrach) Ponieważ R=d/λ, to większa grubość lub niższy współczynnik daje wyższą wartość R. Im wyższa wartość R, tym lepsze właściwości izolacyjne materiału.

68 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 69 Ograniczanie transferu ciepła w materiałach: przenikalność cieplna Przenikalność cieplna: U Współczynnik przenikania ciepła to ilość ciepła przechodząca przez element budynku (np. ścianę zewnętrzną) z powodu różnic temperatury po jego obu stronach. Wartość U oblicza się ze wzoru: 2 U = 1/R T [W/m K] Gdzie: RT to wartość R wynikająca ze zsumowania poszczególnych współczynników R wszystkich składników przegrody budowlanej Im niższa wartość U, tym lepsza izolacyjność przegrody.

69 70 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Przenikalność cieplna / współczynnik U Wymagane lub zalecane wartości U będą różne dla poszczególnych typów budynków, ich wieku, itp. Z tego powodu podano wartości wysokie i niskie dla poszczególnych elementów konstrukcyjnych. Obecne wymagania dotyczące wartości U [W/m2K] Ściana Dach Podłoga Miasto Kraj niskie wysokie niskie wysokie niskie wysokie Bruksela BE Praga CZ Berlin DE Kopenhaga DK Madryt ES Paryż FR Ateny GR Budapeszt HU Dublin IR Rzym IT Amsterdam NL Warszawa PL Lizbona PT Sztokholm SE Londyn UK Źródło: EURIMA, information as per April 2007

70 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 71 Mostki termiczne Mostek cieplny wtworzy się, kiedy zetkną się materiały będące słabymi izolatorami ciepła (np. ściana z cegieł i beton), pozwalając w ten sposób na przepływ ciepła. Typowe skutki mostków cieplnych: Obniżenie temperatury powierzchni wewnętrznych; w najgorszym przypadku zawilgocenie elementów budynku. Utrata ciepła Znacznie większe straty ciepła. Jak eliminować mostki cieplne? Np. za pomocą dodatkowego elementu izolującego, tworząc tzw. termopodział. Ważne miejsca styku muszą spełniać zasady unikania mostków cieplnych Powłoka izolująca Powłoka szczelna

71 72 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Podsumowanie: główne parametry cieplne Pojęcie Symbol Wnioski Przewodność cieplna Opór cieplny Przenikalność cieplna Wartość λ Wartość R Wartość U Im niższa wartość λ, tym lepsza izolacyjność materiału Im wyższa wartość R, tym lepsza izolacja Im niższa wartość U, tym lepsza izolacja

72 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 73 Podsumowanie: izolacja termiczna Przenikanie ciepła to przechodzenie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o temperaturze niższej. Istnieją trzy sposoby przechodzenia ciepła: przewodzenie, konwekcja i promieniowanie. Izolacja termiczna oparta jest na unikaniu przenikania ciepła i na zasadzie zamykania powietrza celu zmniejszenia przewodzenia i konwekcji ciepła. Współczynnik przewodzenia ciepła λ charakteryzuje zdolność materiału do przewodzenia ciepła. Im niższa wartość λ, tym lepsza izolacyjność materiału. Opór cieplny (R): to zdolność substancji do stawiania oporu przepływowi przez nią ciepła. Im wyższa wartość R, tym lepsza izolacja. Współczynnik przenikania ciepła (U) charakteryzuje ilość ciepła przechodząca przez element budynku (np. ścianę zewnętrzną) z powodu różnic temperatury po jego obu stronach. Jest związany z wartością R. Im niższa wartość U, tym lepsza izolacja. Mostki cieplne: ścieżka dla ciepła tworząca się, kiedy zetkną się materiały będące słabymi izolatorami ciepła (np. powietrze zewnętrzne, ściana z cegieł i beton), pozwalając w ten sposób na przepływ ciepła. Najskuteczniejszym sposobem unikania mostków cieplnych jest termoizolacja.

73 74 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Cele szkolenia Podstawy termoizolacji Po zapoznaniu się z tą częścią powinieneś wiedzieć, co oznaczają podstawowe pojęcia odnoszące się do termoizolacji... Przenikanie ciepła Izolacja termiczna Przewodzenie ciepła Opór cieplny Przenikalność cieplna izolacji akustycznej Pochłanianie dźwięku Izolacja akustyczna Przenikanie dźwięku oraz właściwości przeciwpożarowych materiałów izolacyjnych Reakcja na ogień Odporność ogniowa

74 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 75 Podstawy izolacji akustycznej: zanieczyszczenie hałasem Zanieczyszczenie hałasem wewnątrz budynków zależy od obecności jego źródeł. Hałas może być powodowany przez: Źródła zewnętrzne (np. ruch uliczny), Źródła wewnętrzne (np. czynności wykonywane w innym pomieszczeniu, instalacje wewnątrz budynku, itp.) Pod względem dźwięków w budynku rozróżnia się dwa typy stref: Emitujące dźwięki lub głośne (np. kuchnia, salon, pokoje do słuchania muzyki, etc.), Odbierające dźwięki służące do wypoczynku, cichej nauki lub pracy (np. sypialnie, klasy w szkole, etc.) Deszcz i wiatr Samoloty Hałas z kanałów wentylacyjnych Hałas i drgania z urządzeń wentylacyjno - klimatyzacyjnych Głośne korytarze Wejście/Wyjście hałasu z kanałów wentylacyjnych Hałas przedostający się przez ściany i drzwi Hałas i wibracje pochodzące z ruchu ulicznego Hałas z placu zabaw Hałas przedostający się przez otwarte okna Hałas z kanałów wentylacyjnych Hałas z instalacji wodno - kanalizacyjnej

75 76 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Poziom głośności i komfort Poziomy głośności L (ciśnienia akustycznego Lp) i wartości ciśnienia akustycznego i natężenia dźwięku Przykład Poziom ciśnienia akustycznego Lp dbspl Ciśnienie akustyczne p N/m2 a Natężenie dźwięku I W/m2 Odrzutowiec, w odległości 50 m Próg bólu Próg dyskomfortu Pila łańcuchowa, w odległości 1 m Dyskoteka, 1 m od głośnika Ciężarówka, w odległości 10 m Przy ruchliwej drodze, odległość 5 m Odkurzacz, odległość 1 m Rozmowa, odległość 1 m Przeciętny dom Cicha biblioteka Cicha sypialnia nocą Tło w studiu TV Szelest liści Próg słyszalności

76 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 77 Poziom ciśnienia akustycznego (SPL) lub poziom głośności Lp to wielkość przedstawiona w skali logarytmicznej opisująca stosunek średniego kwadratu ciśnienia akustycznego rms(*) do tzw. ciśnienia referencyjnego. Wyrażana jest w decybelach (db). Decybele (db): miara poziomu ciśnienia akustycznego, gdzie 0 dbspl jest progiem słyszalności. Ciśnienie akustyczne to zaburzenie lokalnego ciśnienia ośrodka spowodowane falą dźwiękową. Jednostką ciśnienia akustycznego jest paskal (symbol: Pa). Często stosowana kalibracja to 1 paskal = 94 dbspl. Natężenie dźwięku to moc akustyczna (W) na jednostkę powierzchni. W systemie SI jednostką natężenia dźwięku jest W/m 2. Moc akustyczna to energia dźwięku na jednostkę czasu (J/s, W w systemie SI). Skala db jest skalą logarytmiczną. Ucho ludzkie odbiera redukcję hałasu o 10 decybeli jako wyciszenie o połowę wartości, np.: poziom 40dB odbierany jest jako połowa ciśnienia 50 db. Uwaga: średnia kwadratowa (skrót RMS lub rms) to statystyczna miara zmiennej wielkości. Szczególnie przydatna, kiedy zmiany są dodatnie i ujemne, np. w przypadku fal.

77 78 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Rozchodzenie się dźwięku W odniesieniu do budynków wyróżnia się dwa typy przenoszenia dźwięku: Propagacja powietrzna: przenoszenie, w którym dźwięk powoduje drgania konstrukcji pod wpływem powietrza: rozmowa, muzyka, itp. Typ ten obejmuje przechodzenie dźwięku do innych pomieszczeń oraz pogłos (odbijanie się dźwięku) w jednym pomieszczeniu. Propagacja powietrzna Propagacja udarowa: ma miejsce, kiedy źródłem dźwięku jest siła oddziałująca bezpośrednio na konstrukcje: upuszczenie przedmiotu, przesuwanie krzeseł, armatura sanitarna zamocowana do ścian czy podłogi, głośniki na ścianach, itp. Propagacja udarowa

78 Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 79 Podstawy izolacji akustycznej: absorpcja fal dźwiękowych Absorpcja: cześć fali dźwiękowej uderzającej w powierzchnię w pomieszczeniu zostanie odbita. Pozostała część zostanie pochłonięta. Absorpcja akustyczna: zdolność materiału do pochłaniania energii akustycznej (dźwięku) i jej przekazania na inne powierzchnie (np. podłoga ślepa). Parametry akustyczne pomieszczenia (np. poziom głośności, czas pogłosu) można poprawić stosując materiały izolujące akustycznie. Ma to duże znaczenie przy sufitach podwieszanych, podłogach pływających, ścianach w kinach czy salach koncertowych, studiach nagrań, itd.).

79 80 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Poprawa parametrów akustycznych pomieszczeń Poprawa jakości dźwięku. Redukcja poziomu hałasu. Fale odbite Fale bezpośrednie Dźwięk odbijany Dźwięk pochłaniany Współczynnik pochłaniania dźwięku = α α = energia pochłonięta energia początkowa gdy α = 0 absorpcja zerowa α = 1 absorpcja pełna

80 Współczynnik Co to jest termoizolacja? Podstawy termoizolacji 81 Pochłanianie dźwięku przez wełnę szklaną zależy od następujących parametrów: częstotliwość dźwięku grubość materiału obecność ewentualnych powłok gęstość izolacji ośrodek o wyższym ciśnieniu powietrza Przykład krzywej rozchodzenia się dźwięku Częst. Hz Absorpcji akustycznej używa się do zapewnienia odpowiedniego czasu pogłosu w pomieszczeniu (nie do izolacji między pomieszczeniami)

81 82 Podręcznik izolacji termicznej i akustycznej Sztywność dynamiczna + opór przepływu Właściwości materiału pod względem izolacyjności akustycznej określają dwa parametry: sztywność dynamiczna oraz opór przepływu powietrza. Sztywność dynamiczna: zdolność materiału do przewodzenia fal dźwiękowych [s =EqyN/d) w MN/m 3 ]. Związana z elastycznością materiału materiały o większej gęstości (a zatem sztywniejsze) lepiej przewodzą dźwięk (np. pukanie w drewniany panel powoduje większy hałas niż pukanie w płytę z wełny szklanej). Opór przepływu powietrza: opór przepływu powietrza [mierzony w KPa s/m 2 ] to zdolność materiału do pochłaniania dźwięku; parametr wskazuje ile powietrza przechodzi przez materiał przy danym przepływie objętościowym. Parametr związany jest z porowatością i grubością materiału komórkowego. Lekka wełna szklana (w rolkach) posiada idealne wartości* >5 KPa s/m 2 Ogólnie, grubszy materiał = lepsza izolacyjność akustyczna Uwaga: Dla idealnej izolacji wartość powinna znajdować się w przedziale od 5 do 10 KPa s/m 2. Nadmierne zwiększanie gęstości dla uzyskania wartości RS powyżej 5 kpa s/m 2 nie poprawia izolacji akustycznej ścian warstwowych. Powyżej 10 KPa s/m 2 dźwięk rozchodzi się jak w ciele stałym (za wysoka gęstość), poniżej 5 KPa s/m 2 pochłanianie nie jest wystarczające.