Πώς να βελτιστοποιήσετε την απόδοση της θερμομόνωσης

Πώς να βελτιστοποιήσετε την απόδοση της θερμομόνωσης

Civiltech

Από τον Ηλία Ηγουμενίδη
Πολιτικό Μηχανικό
Πιστοποιημένο Σχεδιαστή Παθητικών Κτιρίων
igoublog.wordpress.com

Αποδίδει κτίριό σας όπως νομίζετε;

Υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις ότι τα κτίρια που έχουν μελετηθεί και αναβαθμιστεί ενεργειακά με βάση μοντέρνα ενεργειακά πρότυπα, στην πραγματικότητα καταναλώνουν 40% περισσότερη ενέργεια από την προβλεπόμενη και σε κάποιες περιπτώσεις μέχρι και 70% περισσότερη (τα ποσοστά αφορούν στο Ην. Βασίλειο). Δηλ. η θερμομονώσεις δεν αποδίδουν σύμφωνα με τα αναμενόμενα από τη μελέτη.

Υπάρχει η υποψία ότι κάτι αντίστοιχο συμβαίνει σε όλη την Ευρώπη, και βέβαια και στη χώρα μας.

Τί φταίει;

Γιατί άραγε υπάρχει αυτό το κενό μεταξύ μελέτης και πραγματικότητας; Ευθύνονται οι μελέτες, οι τεχνίτες ή τα υλικά άραγε;

Ο βασικός λόγος της αστοχίας δεν είναι τα υλικά ή οι μελέτες, παρά μάλλον τα συστηματικά λάθη στην κατασκευή. Ένα από αυτά είναι η θερμική παράκαμψη (thermal bypass)*.

*Διευκρινίζεται ότι όρος δεν θα πρέπει να συγχαίεται με τη θερμική παράκαμψη παροχής αέρα (bypass) των συστημάτων αερισμού με ανάκτηση θερμότητας

Τί είναι θερμική παράκαμψη;

Θερμική παράκαμψη είναι το φαινόμενο που συμβαίνει όταν η θερμική ροή παρακάμπτει την προβεπόμενη, σύμφωνα με τη μελέτη, οδό μετάδοσης δηλ. μέσω αγωγιμότητας ή ακτινοβολίας μεταξύ δύο περιοχών. Με απλά λόγια, όταν η μεταφορά θερμότητας γίνεται ανεξέλεγκτα μέσω του αέρα (συναγωγή) αντί ελεγχόμεμα μέσω της θερμομόνωσης. Αυτή η μετακίνηση του αέρα μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική αυξήση θερμικών απωλειών σε σχέση με τις αναμενόμενες.

Θερμική παράκαμψη συμβαίνει όταν υπάρχει ασυνέχεια στην αεροστεγανότητα του κτιρίου οπότε ο αέρας  μπορεί να κινηθεί (εισχωρήσει ή διαρρεύσει) ανεξέλεγκτα, είτε από τις εσωτερικές, είτε από τις εξωτερικές επιφάνειες του κελύφους. Επίσης, όταν υπάρχει κίνηση του αέρα μέσα στο επίπεδο της ίδιας της θερμομόνωσης. Η κίνηση αυτή του αέρα ονομάζεται βρόχος (convective loop)

Πόσες μορφές βρόχων υπάρχουν;

Υπάρχουν δύο μορφές βρόχων: Ο κλειστός βρόχος και ο ανοιχτός βρόχος.

Κλειστός βρόχος θερμικής παράκαμψης (closed loop bypass) συμβαίνει κυρίως μέσω φυσικής συναγωγής και παρατηρείται σε περιπτώσεις όπου η μάζα του αέρα παραμένει αμετάβλητη. Σ’ αυτές τις περιπτώσεις δεν υπάρχει εισροή ή εκροή αέρα, αλλά οι διαφορές θερμοκρασίας στα όρια της κατασκευής προκαλούν κίνηση και ανακύκλωση του αέρα σε βρόχο, όπως για παράδειγμα όταν σε διπλή τοιχοποιία οι πλάκες θερμομόνωσης δεν έρχονται σε επαφή με τον εσωτερικό τοίχο ή έχουν κενά μεταξύ τους.

Όταν η θερμομόνωση αφήνει κενά οι θερμικές απώλειες αυξάνονται δραματικά λόγω θερμικής παράκαμψης [ref: kore]
Όταν η θερμομόνωση αφήνει κενά οι θερμικές απώλειες αυξάνονται δραματικά λόγω θερμικής παράκαμψης [ref: kore]

Το φαινόμενο του κλειστού βρόχου μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές αστοχίες όσον αφορά τη σχεδιασμένη θερμική απόδοση. Σειρά μελετών έχει δείξει ότι ακόμη και μικρά διάκενα οδηγούν σε σημαντικότατες θερμικές απώλειες.

Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αντίσταση (U value) του τοίχου, τόσο μεγαλύτερη αναλογικά είναι η αρνητική επίπτωση της θερμικής παράκαμψης. Θερμικές απώλειες μέχρι και 160% μεγαλύτερες από τις θεωρητικά υπολογιζόμενες δεν είναι ασυνήθεις όταν υπάρχουν διάκενα στις θερμομονωτικές πλάκες του τοίχου ή της στέγης.

Ανοιχτός βρόχος θερμικής παράκαμψης (open loop bypass) συμβαίνει όταν η μάζα του αέρα αντικαθίσταται από εισερχόμενο ή εξερχόμενο αέρα μέσω διάκενων (αστοχιών) στην αεροστεγανότητα (εσωτερικά) ή ανεμοστεγανότητα (εξωτερικά) του κελύφους. Σ’ αυτή την περίπτωση υπάρχει κίνηση αέρα και συνεπώς θερμική ροή μεταξύ δύο περιοχών.

Το φαινόμενο του ανοιχτού βρόχου οφείλεται κατά κύριο λόγο στον αέρα που που εισχωρεί στο κέλυφος απ’την εξωτερική πλευρά λόγω ανεμοπίεσης.

Θερμικές απώλειες της τάξης του 40% μεγαλύτερες από τις υπολογιζόμενες είναι συνήθεις, αν και έχουν παρατηρηθεί ακραίες περιπτώσεις με απώλειες 660% μεγαλύτερες από τις υπολογιζόμενες λόγω αστοχίας ανεμοστεγανότητας του κελύφους.

Θερμική Παράκαμψη  (Thermal Bypass)
Θερμική Παράκαμψη (Thermal Bypass)

Η εισχώρηση αέρα με ταχύτητα 2,5m/s σε στέγη με θερμομόνωση πάχους 30εκ. μπορεί να προκαλέσει 35% μείωση της θερμικής απόδοσης της θερμομόνωσης. Γι’ αυτό το λόγο είναι σημαντικό να εξασφαλίζεται η αεροστεγανότητα και ανεμοστεγανότητα του κελύφους ακολουθώντας τις κατάλληλες πρακτικές ανάλογα με το είδος της κατασκευής.

Οι δύο μορφές του φαινομένου της θερμικής παράκαμψης (κλειστού και ανοιχτού βρόχου), συνήθως συμβαίνουν ταυτόχρονα.

Θερμικές απώλειες, υγρασία και μούχλα

Ο αέρας που υπάρχει το εσωτερικό των κτιρίων είναι φορτωμένος με υγρασία λόγω της δραστηριότητας εντός του κτιρίου: στέγνωμα ρούχων, μαγείρεμα, ανθρώπινη δραστηριότητα, εσωτερικά φυτά κλπ.

Το επίπεδο αεροστεγανότητας του κελύφους, συνήθως ταυτίζεται με το φράγμα υδρατμών του οποίου ο ρόλος είναι η παρεμπόδιση της εισχώρησης του εσωτερικού αέρα στο επίπεδο της μόνωσης και υγροποίησής του στα πιο ψυχρά σημεία προς το εξωτερικό του κελύφους.

Το φράγμα υδρατμών τοποθετείται στην εσωτερική/θερμή πλευρά της θερμομόνωσης. Ως φράγμα υδρατμών χρησιμοποιούνται υλικά μικρής ή μεταβλητής διαπνοής.

Όταν υπάρχουν διάκενα στο επίπεδο αεροστεγανότητας (άρα και στο φράγμα υδρατμών) αέρας από το εσωτερικό του κτιρίου εισχωρεί στη μόνωση ανεμπόδιστα μεταφέροντας μεγάλες ποσότητες υδρατμών οι οποίες το χειμώνα υγροποιούνται στα ψυχρότερα στρώματα (κοντά στο εξωτερικό του κελύφους).

Υγροποιήσεις και ανάπτυξη μούχλας στα ψυχρά στρώματα της στέγης [ref: bott roofing]
Υγροποιήσεις και ανάπτυξη μούχλας στα ψυχρά στρώματα της στέγης [ref: bott roofing]

Διάκενο ένος χιλιοστού και μήκους ενός μέτρου στο επίπεδο αεροστεγανότητας μπορεί να μεταφέρει περίπου 360γρ. υδρατμών την ημέρα μέσα στη μόνωση, τα οποία μπορεί να υγροποιηθούν επάνω στις ψυχρότερες επιφάνειες της ξυλείας και να οδηγήσουν σε ανάπτυξη μούχλας και υποβάθμιση (σάπισμα) των δοκών.

Τί πρέπει να γίνει τελικά;

Η γνώση της ύπαρξης των φαινομένων της θερμικής παράκαμψης είναι το πρώτο βήμα.

Μελετητές και τεχνίτες πρέπει να γνωρίζουν το μέγεθος των αρνητικών επιπτώσεων της θερμικής παράκαμψης στα κτίρια και τις τεράστιες αποκλίσεις της πραγματικής ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου σε σχέση με τη μελέτη. Και ακόμη περισσότερο για τον κίνδυνο υγροποιήσεων, ανάπτυξης μούχλας και ενδεχομένως της υποβάθμισης της κατασκευής η οποία μακροχρόνια μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε στατική ανεπάρκεια.

Είναι τότε πιο πιθανό να δίνεται η δέουσα προσοχή στη σωστή εφαρμογή της αεροστεγανότητας, ανεμοστεγανότητας αλλά και προσεκτικής τοποθέτηση της θερμομόνωσης χωρίς διάκενα, ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη δυνατή ενεργειακή απόδοση και ασφάλεια της κατασκευής.

Έχετε άλλες προτάσεις για βελτιστοποίηση της απόδοσης της θερμομόνωσης;

[Τα αριθμητικά δεδομένα είναι βασισμένα σε κείμενο του Mark Siddall “the impact of thermal bypass”]

Building Green Open Space 2019
B2Green
By B2Green.gr 19:19, 04/08/2019
Sto Therm

Rizakos
Calda Energy - Aermec
Knauf
NanoDomi
Energy In Buildings 2019 - Ashrae Hellenic Chapter
12th International Scientific Conference on Energy and Climate Change
ΟΙΚΟΔΟΜΗ EXPO 2019
14o ΣΥΝΕΔΡΙΟ «ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ»
B2Green.gr Εγγραφή Newsletter

Επίσημοι Υποστηρικτές Των:

Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών
Ashrae Hellenic Chapter
Ελληνικό Ινστιτούτο Παθητικού Κτιρίου
Association of Energy Engineers - Ελληνικό Παράρτημα
Institute of Zero Energy Buildings
Πανελλήνιος Σύλλογος Πιστοποιημένων Ενεργειακών Επιθεωρητών - ΠΣΥΠΕΝΕΠ
Πανελλήνιος Σύνδεσμος Εταιριών Μόνωσης - ΠΣΕΜ
Ένωση Βιομηχανιών Ηλιακής Ενέργειας - ΕΒΗΕ
Πανελλήνιος Σύνδεσμος Διογκωμένης Πολυστερίνης - ΠΑ.ΣΥ.ΔΙ.Π.
Πανελλήνια Ομοσπονδία Εμπόρων & Βιοτεχνών Υαλοπινάκων - ΠΟΕΒΥ
Σύνδεσμος Ελλήνων Κατασκευαστών Αλουμινίου - ΣΕΚΑ
Πανελλήνιος Σύνδεσμος Επιχειρήσεων Προστασίας Περιβάλλοντος - ΠΑΣΕΠΠΕ
ΠΟΒΑΣ
ΚΑΠΕ EnergyHUBforALL