Energeticky úsporné riešenia striech od spoločnosti Bramac Ing. Branislav Audy, Bramac strešné systémy, spol. s r.o. ÚVOD V súčasnosti sa na prevádzku budov v EÚ minie až 40% všetkej vyrobenej energie. Podstatná časť tejto energie sa spotrebuje na vykurovanie a chladenie. Rast cien energii, ako aj celoeurópsky záujem o znižovanie energetickej náročnosti budov sú v súčasnosti hlavné dôvody prečo sa v oblasti výstavby objavujú nové, často zásadne iné prístupy ako v rokoch predošlých. Nemenej dôležitý je aj argument znižovania negatívneho vplyvu na životné prostredie, ktorý výroba energií potrebných na prevádzku budov so sebou prináša. Pre konečného zákazníka majiteľa domu prinášajú takéto riešenia určité zvýšenie vstupných investícií, zároveň ale významne znižujú prevádzkové náklady stavby na dlhé desaťročia. Strechy sa na tepelných stratách stavieb podieľajú asi 30%. Správnym prístupom k jej návrhu sa strecha môže stať nielen úspornejšou, ale aj miestom, ktoré energiu potrebnú na prevádzku vyrobí, a to dokonca ekologickým spôsobom. RAST CIEN ENERGIÍ V období rokov 2004 2012 došlo k rastu cien elektriny o 36,7% a plynu až o 95,1%. Ani v budúcnosti nie je predpoklad zmeny tohto trendu. POŢIADAVKY NA VÝSTAVBU SMERNICA 2010/31/EU Zdroj: Eurostat / SAŽP Požiadavka Európskej Únie na energetickú náročnosť budov postavených po roku 2018, resp. 2020 ukladá povinnosť stavebníkom, aby po tomto dátume všetky novopostavené budovy boli budovami s takmer nulovou spotrebou energie, čo by znamenalo, že ich potreba energií z vonkajších zdrojov by bola v priebehu roka takmer nulová.
MOŢNÉ PRÍSTUPY K SPLNENIU TÝCHTO POŢIADAVIEK Sú zrejme len dve možnosti ako sa k tomuto cieľu priblížiť. Ak by sme ponechali spôsob výstavby na súčasnej úrovni, museli by sme nové budovy vybaviť ohromným množstvom technológií, schopných získať energiu z obnoviteľných zdrojov. Prístup ktorý by bol ale drahý a návratnosť nereálna. Alebo stavať budovy maximálne úsporné a len ich malú energetickú náročnosť pokryť primerane veľkými zariadeniami na získanie energie z obnoviteľných zdrojov. ENERGETICKY ÚSPORNÉ RIEŠENIA ŠIKMÝCH STRIECH BRAMAC Bramac prináša materiálové aj technologické riešenia, ktoré umožňujú vytvoriť energeticky úspornú strechu, ktorá bude dodávať aj energiu potrebnú pre dom. 1. MATERIÁLOVÉ RIEŠENIA - Reflexné materiály a povrchy Inovatívnou technológiou prispievajúcou k zníženiu energetickej náročnosti striech sa ukazujú materiály, schopné reflexnými vlastnosťami redukovať prechod tepla strešným plášťom v zimnom, ale aj letnom období. 1.1. PROTEGON reflexná povrchová úprava Výhody - odráža tepelné žiarenie - zníženie teploty na povrchu škridle až o 10 C - eliminuje prehrievanie strechy v lete - znižuje nároky na chladenie Pre overenie vlastností povrchovej úpravy PROTEGON bola vykonaná skúška na modeli s použitím halogénových výbojok pre simuláciu ohrevu na povrchu skúmaných materiálov. Zariadením sa nahrievali povrchy rôznych typov krytín až do ustálenia, teplôt na povrchoch. Výsledné testy potvrdzujú významné zníženie povrchovej teploty na Protegone v porovnaní s bežnými povrchmi. Bramac Klasik s povrch. úpravou Protector Bramac Tegalit s povrch. pravou PROTEGON
1.2. Bramac CLIMA PLUS 2S reflexná poistná hydroizolácia Výhody - reflexná povrchová úprava výrazne redukuje šírenie tepelnej energie sálaním - odráža až 83% sálavého žiarenia - 2 samolepiace pásky zabezpečujú 100% vetrotesnosť - dlhodobá funkčnosť vďaka odolnosti reflexnej vrstvy voči oxidácii - zachováva si vysokú mieru difúzie vodných pár aj napriek pokovovanému povrchu Overenie reflexných schopností poistnej hydroizolácie (PHI) Bramac Clima Plus 2S v porovnaní s bežnou PHI sa vykonalo opäť na skúšobnom zariadení. Nahrievanie povrchov jednotlivých materiálov prebiehalo až do okamihu ustálenia, teplôt na oboch povrchoch. Teploty namerané na spodnej strane oboch hydroizolácií s rozdielom viac ako 20 C. Vďaka reflexnému odrazu sálavého žiarenia ostáva povrch Clima Plus 2S výrazne chladnejší, nedochádza tak k prehrievaniu konštrukcie pod PHI. Testy na reálnej streche Okrem testov na zmenšených modeloch sa uskutočňovali aj praktické simulácie na experimentálnej streche v Heusenstamme v Nemecku umožnili vyskúšať rôzne alternatívy strešných skladieb v podmienkach reálnej strechy. Na nasledujúcich obrázkoch je zobrazený priebeh povrchových teplôt v interiéri pre rôzne skladby strešnej konštrukcie v priebehu 24 hodín.
Sc08 Sc09 Sc09.5 Sc10 Sc09.5 Sc10 Sc11 Sc12 T CoolRoof COMFORT Control CoolRoof PERFORMANCE CoolRoof CoolRoof COMFORT PERFORMANCE CoolRoof COMFORT CoolRoof PREMIUMCoolRoof PERFORMANC Standard New Build Pre porovnanie sme vybrali 2 konkrétne strešné skladby: Layer 1 Riešenie strechy v súčasnosti pre novostavby s medzikrokvovou tepelnou izoláciou a štandardnou krytinou 2 Riešenie strechy novostavby R Bramac Protector IRR Bramac Protector IRR s nadkrokvovou Bramac Protector tepelnou IRR Bramac Protector IRR granit granit izoláciou, reflexnou granit krytinou granit Bramac Protector IRR Bramac Protector IRR Bramac Protector IRR 40 x 60 Bramac mm Classic STAR 40 granit x 60 mm 40 x 60 mm 40 x 60 mm a reflexnou granit PHI 20 mm 20 mm 20 mm granit 20 mm granit 20 mm 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 0,2 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 20 mm 40 x 60 mm 20 mm Použitím skladby [č.2] s reflexnou krytinou, reflexnou PHI a nadkrokvovou Underlay Bramac Clima 20 mm Bramac Uni Eco 2S (part of 20 Bramac mm Uni Eco 2S (part of 20 mm 20 mm Bramac Clima Plus 2S Plus izoláciou 2S 40 x sa 60 dosiahne mm insulation) výrazná redukciu 40 x 60 mm teploty insulation) na strane interiéru. 40 x 60 mm 40 x 60 mm BramacTherm PRO BramacTherm TOP BramacTherm BASIC no Underlay overlapped, Sd 0,2 Underlay Bramac Clima Bramac Uni Eco 2S (part Underlay overlapped, 50 Sd mm 0,2 0,026 m W/mK 140 mm 0,022 W/mK 180 mm 0,024 W/mK m Plus 2S insulation) no no no Pri porovnaní oboch prípadov strešnej skladby je vidno, že teplota na vnútornom povrchu strešného plášťa bola pri použití reflexných materiálov až o 6 C nižšia ako pri štandardnej skladbe. Aj celkové zvýšenie teploty v priebehu dňa je len minimálne cca. o 2 C v porovnaní s klasickou skladbou, kde došlo k zvýšeniu teploty až o cca. 5,5 C. Keďže sa zisťovalo správanie rôznych strešných materiálov, je vhodné ozrejmiť, že uvedené výsledky boli zaznamenané na experimentálnej streche bez strešných okien. Tieto by výsledné hodnoty výrazne skreslili, predovšetkým vplyvom nadmernej insolácie a prehriatia vnútorného priestoru. Okná, ak sa v streche nachádzajú vieme dodatočne tieniť, ale strecha samotná bude odolávať prehrievaniu len v takej miere ako dobre ju na tuto situáciu navrhneme. BramacTherm PRO 50 mm 0,026 W/mK no no no no no no no no fter Mineral wool Mineral wool Mineral wool Mineral wool 120 mm no no no erlay or t eaves) 120 mm no 120 mm no no no 0,035 W/mK 0,035 W/mK r 120 mm 120 mm 120 mm no 120 mm 120 mm 120 mm 120 mm 120/80 mm 0,035 W/mK 120/80 0,035 W/mK 120/80 0,035 W/mK 120/80 0,035 W/mK 120/80 mm 120/80 mm 120/80 mm 120/80 rd 12,5 mm Plaster board 12,5 mm Plaster board Wooden deck on rafter = ceiling Wooden deck on rafter = ceiling tween rafter no no 20 mm 20 mm Mineral wool Mineral wool no no 800 mm 800 mm 800 mm 800 mm Yes. Common VCL Bramac Membran 100 2S Bramac Membran 100 2S Bramac Membran 100 2S Al-profiles 27 mm no no no 800 mm 800 mm 800 mm 800 mm Yes. Common VCL Yes. Common VCL Yes. Common VCL Bramac Membran 100 2S Al-profiles 27 mm Al-profiles 27 mm Al-profiles 27 mm no 12,5 mm Plaster board 12,5 mm Plaster board 12,5 mm Plaster board 12,5 mm Plaster board 1 2
1.3 Nadkrokvové tepelné izolácie Bramac Therm Dôležitosť dobre tepelne izolovanej strechy si uvedomíme aj v zime pri pohľade na nasledovné prípady nekvalitného zateplenia, ktoré ale nie sú v praxi ojedinelé. Tepelné mosty transportujú drahú energiu až na povrch strechy, kde roztápajú sneh aj pri mínusových vonkajších teplotách. Ich šťastím je len to, že voľným okom sú viditeľné len občas a aj to jen okom odborným. Pozornosti bežného zákazníka tieto nedostatky zväčša uniknú. V súčasnosti platná teplotechnická norma STN 73 0540 Tepelná ochrana budov stanovuje hodnoty tepelných odporov striech po roku 2015 až na úrovni 9,9 m 2 K/W. Druh stavebnej konštrukcie Plochá a šikmá strecha so sklonom 45 Minimálna hodnota R min Tepelný odpor konštrukcie (m2k/w) Normalizovaná Odporúčaná Cieľová odporúčaná hodnota hodnota hodnota R N R r1 R r2 3,2 4,9 9,9 9,9 Kým v minulosti sa normové hodnoty tepelných odporov zvyšovali pozvoľne, tak v porovnaní s dnešnými hodnotami je toto navýšenie skokové - na dvojnásobok dnes platných požiadaviek. Nové požiadavky zároveň prinášajú technický problém, ako umiestniť do strechy tepelnú izoláciu s tak veľkým tepelným odporom bez toho, aby sme uberali z vnútorného priestoru, prípadne enormne zvyšovali hrúbku strešnej konštrukcie. V prípade nových normových požiadaviek sa bude jednať pri klasických minerálnych vlnách o vrstvy izolácií s hrúbkami 40 centimetrov. Možným riešením je použitie nadkrokvovej tepelnej izolácie Bramac Therm. Jej súčiniteľ tepelnej vodivosti λ je až o 40% lepší ako u minerálnych vĺn, čo umožňuje zachovať hrúbky tepelných izolácií približne na súčasných hodnotách 220 240 mm. Nadkrokvová tepelná izolácia Bramac Therm prináša aj rad iných výhod: - možnosť zachovania viditeľného krovu v interiéri - minimálny únik tepla cez krokvy (viď obrázky na predchádzajúcej strane)
- možnosť dodatočného zateplenia obývaných priestorov zvonku bez zásahu v interiéri - v zime zabraňuje úniku tepla a v lete prehrievaniu strechy - konštrukcia zabezpečuje dokonalú vetrotesnosť strechy, čím sa zabráni prieniku studeného vonkajšieho vzduchu do hĺbky konštrukcie - náhrada plného debnenia pre nízke sklony striech už od sklonu 12 - hrúbky až do 240 mm s odporom R = 10.4 m2k/w vyhovujúce aj očakávaným požiadavkám teplotechnickej normy Dosky Bramac Therm sú dodávané už aj s poistnou hydroizoláciou, čo umožňuje vykonanie troch pracovných činností v jednom kroku: - položenie tepelnej izolácie - vytvorenie debnenia na streche - montáž poistnej hydroizolačnej vrstvy Zlúčenie troch pracovných činností do jednej spolu s veľkou plochou izolačnej dosky (2,9 m 2 ) výrazne urýchľuje postup prác a zároveň šetrí aj náklady na montáž. Bramac Therm typy izolačných dosiek Pre rôzne aplikácie sú v sortimente 3 typy izolačných dosiek Bramac Therm. Bramac Therm PRO λ = 0,026 W/mK Hrúbka: 50 mm Použitie: Pre novostavby aj rekonštrukcie ako prídavná tepelná izolácia nad krokvami (ekvivalent. cca 8 cm minerálnej izolácie pod krokvy). Vhodné ako náhrada plného debnenia všade tam kde sú hlavne pri nízkych sklonoch kladené požiadavky na debnenie. Bramac Therm KOMPAKT λ = 0,024 0,025 W/mK Hrúbka: 50 240 mm Použitie: Predovšetkým pre rekonštrukcie v prípadoch, ak je pôvodná tep. izolácia nevyhovujúca z dôvodu nedostatočnej hrúbky. Strechy rodinných domov postavených pred 20 rokmi podľa vtedy platných noriem sú často zateplené 10-12 cm minerálnej vlny. Zateplenie strechy zo strany exteriéru si síce vyžaduje demontáž krytiny, ale práce je možné realizovať v priebehu niekoľkých dní bez obmedzenia činnosti v dome.
Bramac Therm TOP λ = 0,022 W/mK Hrúbka: 80 240 mm Použitie: Pre novostavby, kde je Bramac Therm hlavnou tepelnoizolačnou vrstvou. Položenie tepelnej izolácie až nad úroveň krokiev vytvára možnosť riešenia viditeľného krovu v interiéri. 2. TECHNOLOGICKÉ RIEŠENIA solárne a fotovoltické systémy V domácnostiach sa v súčasnosti viac ako 80% energie spotrebuje na vykurovanie a prípravu teplej vody. Inštalovanie zariadení na získavanie vlastnej energie z obnoviteľných zdrojov umožní zredukovať potrebu energií z vonkajších zdrojov. Ak vezmeme do úvahy využitie solárnej energie, strecha je veľmi vhodné miesto na inštaláciu týchto zariadení. Očakávaná podpora solárnych zariadení predpokladá ich inštaláciu už jen na strechy, prípadne fasády budov. Z pohľadu ich efektívnosti je práve šikmá strecha najlepšie miesto pre ich umiestnenie. Z hľadiska orientácie je južná poloha ideálna, ale aj východné, prípadne západné nasmerovanie nie je použiteľné. Optimálny sklon pre celoročné využitie je približne 35. Bramac má riešenia pre využitie solárnej energie na ohrev vody ale aj na výrobu elektrickej energie. 2.1 SOLÁRNE KOLEKTORY BRAMAC BSD Kolektory slúžia na prípravu teplej vody, určenej na spotrebu v domácnosti, prípadne na podporu vykurovania. Najrýchlejšia návratnosť celého systému je v prípade použitia len na prípravu TÚV, vzhľadom k tomu, že jej spotreba je v priebehu roka
stabilná a kolektory s relatívne malou plochou dokážu značnú časť roka úplne energeticky pokryť. Pre 4-člennú rodinu použitie solárneho kolektora s plochou 4 6 m2 ročne prinesie úsporu pri príprave teplej vody až do 70%, pričom práve v letnej polovici roka (apríl september) je to prakticky na 100%. Výhody kolektorov Bramac BSD - ohrev vody priamo zo slnka - integrácia do krytiny nenarúša celistvosť strešného plášťa - úspora energie pri príprave teplej vody až 70% - rýchla montáž - bezporuchová prevádzka počas celej životnosti - použitie už od sklonu 20 Montáž kolektorov Montáž je vzhľadom k ich konštrukcii tvorenej jedným celkom, rýchla a jednoduchá. Ideálnym riešením je ich montáž spolu s krytinou, je ale možné ich do strechy osadiť kedykoľvek. Lemovanie je prispôsobené všetkým škridlovým krytinám. Priamo na streche sa nespájajú žiadne hydraulické časti, a preto nie je počas celej prevádzky potrebná žiadna údržba. 2.2 FOTOVOLTICKÉ PANELY BRAMAC InDaX V poslednom období sa do popredia dostávajú aj technológie na priamu premenu slnečného žiarenia na elektrickú energiu fotovoltické panely. Súčasné odhady naznačujú, že do roku 2020 môže na Slovensku pribudnúť až 50 000 individuálnych inštalácií fotovoltiky na strechách domov. V sortimente Bramacu je možné nájsť klasické nadstrešné riešenia panelov, ale aj do krytiny integrované panely InDaX. Panely sa dodávajú s výkonom 250 255 Wp, pričom na 1 kw výkonu je potrebné uvažovať plochu približne 7 m2. Panely s výkonom 1kWp na ploche 7m2 panelov vyrobia v našich podmienkach priebehu roka až 1000 kwh elektrickej energie. Priemerná domácnosť na Slovensku ktorá minie ročne približne 3000 kwh elektriny by na jej výrobu na streche svojho domu potrebovala plochu len 21 m 2.
Bramac InDaX Medzi výhody systému InDaX patrí hlavne: - možnosť dokonalej integrácie do všetkých typov strešných škridiel - jednoduchá montáž - odolnosť panelov voči krúpom do veľkosti golfovej loptičky s rýchlosťou 120 km/h - testovaná tesnosť voči dažďu - životnosť viac ako 25 rokov - európsky produkt Umiestnenie fotovoltických panelov nad krytinou si vyžaduje ich bezpečné ukotvenie do nosnej konštrukcie pomocou vhodných kotviacich prvkov. Dôležité je ich vhodné dimenzovanie na účinky zaťaženia snehom a vetrom. Nadstešné FV panely Bramac
ZÁVER Ak sa pozrieme na strechu nielen ako na konštrukciu ktorá chráni dom proti dažďu a nepriazni počasia, ale aj z pohľadu dnešných nízkoenergetických trendov, je zrejmé, že strecha sa stáva miestom ktoré bude významne prispievať k energetickej hospodárnosti budov. Jednak svojou úspornou prevádzkou ale aj dodávkou energie pre ich potreby. Spoločnosť Bramac chce rozhodne prispieť k naplneniu týchto cieľov.