IZOLACIJA

Doc. dr Maja Todoroviü, dipl. inž. maš. Prof. dr Martin Bogner, dipl. inž. maš. Dr Nada Deniü, dipl. inž. tehn.

O IZOLACIJI

Ș

ETA, Beograd 2012.

Maja Todoroviü, docent Mašinskog fakulteta u Beogradu Martin Bogner, redovan profesor Mašinskog fakulteta u Beogradu Nada Deniü, nauþni savetnik Instituta za materijale Srbije O IZOLACIJI

Recenzenti Prof. dr Branislav Jaüimoviü, dipl. inž. maš. Prof. dr Mihailo Muravljov, dipl. inž. graÿ.

Izdavaþ ETA, MilanaRakiüa 4 11000 Beograd www.eta-beograd.rs

Glavni i odgovorni urednik Branka Bogner Tehniþki urednik Dario Bogner Slog Kvartet V Beograd Grafiþki dizajn Denis Vikiü Priprema i štampa Interklima-grafika, Kneza Miloša161 36210 Vrnjaþka Banja Tiraž 700 primeraka Štampanje završeno aprila 2012. godine

PREDGOVOR

Reþ izolacija je latinskog porekla, pa tako i naziv ove publikacije nosi znaþenje koje u slobodnom prevodu znaþi „o odeljivanju“ ili „o uklanjanju od dodira sa drugim“. Sam naziv je pomalo i ambiciozan jer može podrazumevati veliki broj informacija o takoÿe znatnom nizu materija koje se koriste u svrhu izolacije. Autori su, u prvom redu, mislili na toplotnu izolaciju u zgradarstvu i materijale koji se koriste za termoizolaciju mašinskih instalacija i opreme. Pri širenju koncepcije ove publikacije nije izostavljena hidroizolacija, zbog svog nepobitnog znaþaja u inženjerskoj praksi. Akcenat je stavljen na svojstva hidroizolacionih materijala i pravilno postavljanje prilikom projektovanja i izvoÿenja graÿevinskih elemenata, kao što su zidovi, krovovi, podovi i sliþno. U svom sadejstvu toplotna i hidroizolacija bitno utiþu na kvalitet i trajnost zgrade, kao i na postizanje uslova termiþkog komfora za boravak ljudi u zatvorenom prostoru. Zašto se u prvi plan postavljaju zgrade? U našim uslovima se u zgradama troši više od jedne treüine ukupno proizvedene energije, što je posledica neracionalne potrošnje i loše termiþke zaštite velikog dela graÿevinskog fonda. Poboljšanje stanja u sektoru zgradarstva je jedan od najvažnijih ciljeva Strategije Razvoja Republike Srbije i Nacionalnog Akcionog plana energetske efikasnosti. Smanjenje potrošnje energije u zgradama otvara moguünost održivog razvoja, proširenje graÿevinskog fonda novim zgradama bez proširenja postojeüih kapaciteta za proizvodnju energije. Kada je u pitanju termiþka zaštita zgrada, smanjenje energetskih potreba i minimiziranje toplotnih gubitaka prilikom proizvodnje, pretvaranja i distribucije energije, cilj je postiüi ekonomski optimalan nivo u izboru materijala i konstruktivnih rešenja kako za nove, tako i za postojeüe zgrade. Zakonom o planiranju i izgradnji (“Službeni glasnik RS” broj 72/2009), uvodi se obaveza izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada, koji üe biti sastavni deo tehniþke dokumentacije koja se prilaže uz zahtev za izdavanje upotrebne dozvole. Usvajanjem podzakonskih akata, Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada i Pravilnika o uslovima, sadržini i naþinu izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada („Službeni glasnik RS“ broj 61/2011) poboljšanje toplotne izolacije zgrada postaje i zakonska obaveza. Iz tog razloga je u ovoj publikaciji posveüena pažnja novopostavljenim zahtevima u pogledu termiþke zaštite zgrada, metodologije proraþuna i primene seta normi i standarda, ukljuþujuüi i odgovarajuüe primere. Autori su uþinili pomak u želji da se ova materija posebno osvetli i postavi na svoje mesto po važnosti. Taj aspekt je ispunjen u tri dela: prvo je obraÿena graÿevinska fizika objekta, kao podloga za projektovanje mašinskih instalacija, prvenstveno grejanja, ventilacije i klimatizacije; drugi deo predstavlja osvrt na toplotnu izolaciju mašinskih instalacija i opreme, u prvom redu postrojenja i instalacija daljinskog grejanja; treüi deo se odnosi na primenu hidroizolacije, prvenstve-

4

no svedenu na oblast zgradarstva. Napominje se korisnicima ove publikacije da je u njoj priloženo mnoštvo podataka o izolacionim materijalima. Za projektante su najinteresantnija higrotermiþka svojstva materijala, kao što su toplotna provodljivost i koeficijent difuzije vodene pare. Mnogi podaci su preuzeti iz literature, specifikacije proizvoÿaþa ili se odnose na vrednosti koje propisi nalažu. Neki od podataka su dobijeni merenjima koja su izvršili prireÿivaþi ove publikacije. U svakom sluþaju, preporuþuje se projektantima i izvoÿaþima radova da od isporuþioca, odnosno proizvoÿaþa, zatraže karakteristike materijala i izvore tih karakteristika, u zavisnosti od temperatura i naprezanja kojima su izloženi, gustine materijala, sadržaja vlage, i drugo. I za ovu publikciju su izdavaþu izašle u susret brojne radne organizacije koje se bave izolacionim materijalima u smislu proizvodnje, distribucije i izvoÿenja, svojom pretplatom i oglašavanjem. Na ovaj naþin smo bili u moguünosti da postignemo bolji kvalitet ove publikacije u grafiþkom smislu. Svim oglašavaþima, bez obzira na njihov udeo, izdavaþ i autori izražavaju veliku zahvalnost. Nažalost, kod nas se još uvek nije razvila svest o tome da se u ovakvim publikacijama preduzeüa oglase i sa opisom svojih proizvoda, usluga, opisom postupaka ugradnje i sliþno. Na taj naþin bi se dobila šira slika ove, ili neke druge oblasti tehnike. Pored brojnih sugestija, posebnu pomoü pri izradi ove publikacije su pružile sledeüe kolege: Srÿan Mišuriü, dipl. inž. arh. Oktavijan Popoviü, dipl. inž. maš. Tamara Bajc, dipl. inž. maš.

Prilog 4.1. Prevod i obrada EN 12831:2003 Poglavlje 2.8 i pregled teksta.

Sve dobronamerne i konstruktivne primedbe upuüene autorima üe biti razmotrene i ugraÿene u drugo izdanje ili publikacije sliþnog karaktera. Beograd – Kikinda – Pocking (Nemaþka) o Mladencima, leta Gospodnjeg 2012.

Autori

SADRŽAJ

PREDGOVOR / 3 1. UVOD I PITANJE ZAŠTO JE IZOLACIJA U ZGRADARSTVU TOLIKO VAŽNA / 11 1.1. Toplotne ili termodinamiþke karakteristike izolacionih materijala / 12 1.1.1. Toplotna provodljivost ILI kondukcija (Ȝ) / 12 1.1.2. Toplotna otpornost (R) / 14 1.1.3. Toplotna provodnost (C) / 14 1.1.4. Ukupna toplotna otpornost (RT) / 14 1.1.5. Prolaženje toplote (U) / 15 1.1.6. Zakljuþak / 16 1.2. Šta je problem kod stambenih zgrada – toplotna izolacija zidova / 16 1.2.1. Nedovoljna toplotna izolacija / 16 1.2.2. Problemi u realizaciji izolacije / 18 1.2.3. Bez toplotne izolacije / 20 1.2.4. Zakljuþak / 21 1.3. Izbor rešenja toplotne izolacije za komfor u letnjem periodu / 21 1.3.1. poreÿenje termoizolacionih materijala / 25 1.3.2. Zakljuþak / 26 1.4. Korišüenje toplotne inercije za bolji komfor i uštedu u grejanju / 26 1.4.1. Dve strane toplotne inercije u jednoj kuüi / 26 1.4.2. Prirodna toplotna inercija u graÿevinarstvu / 27 1.4.3. Prednosti kuüe sa toplotnom inercijom / 27 1.4.4. Toplotna inercija za uštedu u grejanju / 28 1.4.5. Zakljuþak / 28 1.5. O važnosti termiþke izolacije i izolacionim materijalima / 29 1.5.1. Osnov komfora i efikasnosti / 29 1.5.2. Materijali za termoizolaciju / 30 1.5.3. Uporedne karakteristike kamene i staklene mineralne vune / 38 1.6. Energetski efikasna izolacija od podruma do potkrovlja – penasti materijali / 41 1.7. Ploþe za utopljavanje objekata / 43 1.7.1. Sistemi termoizolacije graÿevinskih objekata / 44 1.7.2. Višeslojni – sendviþ zidovi / 44 1.7.3. Fasadni zidovi sa spoljašnjim slojevima za utopljavanje / 46 1.7.4. Utopljavanje sistemima sa mineralnom vunom / 47 1.7.5. Utopljavanje sistemima sa stiroporom / 48 1.8. Istine i zablude o staklenoj vuni / 52 1.8.1. Prednosti mineralne staklene vune u graÿevinarstvu / 53 1.8.2. Prednosti staklene vune kod troškova izgradnje / 56 2. GRAĈEVINSKA IZOLACIJA / 58 2.1. Uvod / 58 2.1.1. Termiþki parametri sredine / 58 2.1.2. Mera termiþke ugodnosti / 63 2.1.3. Unutrašnja projektna temperatura / 64 2.1.4. Model toplotne ravnoteže / 65 2.2. Prenos toplote transmisijom kroz omotaþ zgrade / 67 2.2.1. Koeficijent prolaza toplote U W/(m2 K) / 68 2.2.2 Koeficijent prelaza toplote Į W/(m2 K) / 69 2.2.3. Toplotna provodljivost Ȝ W/(m K) / 71 2.2.4. Koeficijenti prolaza toplote za transparentne površine / 72

6

2.2.5. Maksimalne dozvoljene vrednosti koeficijenata prolaza toplote / 74 2.3. Difuzija vodene pare / 74 2.3.1 Higrotermiþke karakteristike materijala / 76 2.3.2. Dozvoljena temperatura unutrašnje površine / 83 2.3.3. Dozvoljene vrednosti upijanja vlage – spoljni završni slojevi / 84 2.3.4. Dozvoljene vrednosti vlage usled difuzije i kondenzacije / 84 2.3.5. Proraþun difuzije vodene pare i proraþun isušenja / 85 2.4. Proraþun transmisionih gubitaka toplote / 86 2.4.1. Proraþun prema DIN 4701 iz 1959. / 86 2.4.2. Proraþun prema DIN 4701 iz 1983. / 88 2.4.3. Proraþun prema SRPS EN 12831:2003. / 90 2.4.4. Proraþun prema SRPS EN ISO 13789:2007. / 92 2.4.4.1 Specifiþni transmisioni gubitak toplote zgrade, H’T, W/(m2 K) / 94 2.5. Proraþun ventilacionih gubitaka toplote / 95 2.5.1 Ventilacioni gubici prema DIN 4701 / 96 2.5.2. Proraþun prema SRPS EN 12831:2007. / 98 2.5.3. Ventilacioni gubici prema SRPS EN ISO 13789:2007. / 100 2.5.4. Ukupni zapreminski gubici toplote unutar termiþkog omotaþa, qV [W/m3] / 101 2.5.5. Propustljivost za vazduh graÿevinskog elementa / 101 2.5.6. Nepropustljivost za vazduh zgrade ili dela zgrade / 101 2.6. Toplotni mostovi / 102 2.6.1. Toplotni mostovi i transmisioni toplotni gubici / 102 2.7. Metode proraþuna godišnje potrebne toplote za grejanje / 112 2.7.1. Metod stepen dana / 112 2.7.2. Proraþun metodom potpuno definisanog meseþnog modela / 116 2.8. Primeri proraþuna / 123 2.8.1. Uticaj debljine termiþke izolacije na koeficijent prolaza toplote / 123 2.8.1.1 Konstrukcija zida Tip 1 (slika P1): / 123 2.8.1.2. Konstrukcija zida Tip 2 (Slika P2): / 124 2.8.2. Uticaj izolacionog materijala na otpor prolazu toplote kroz zid / 124 2.8.3. Proraþun gubitaka toplote / 126 2.8.4. Proraþun godišnje potrebne toplote za grejanje / 130 2.8.4.1. Proraþun metodom stepen-dana / 131 2.8.4.1. Proraþun metodom potpuno definisanog meseþnog modela / 132 2.8.5. Primer elaborata energetske efikasnosti za zgrade / 135 3. TOPLOTNA IZOLACIJA OPREME / 151 3.1. Toplotni fluks i koeficijent provoÿenja toplote [22] / 151 3.1.1. Toplotni fluks / 151 3.1.2. Koeficijent provoÿenja toplote / 152 3.2. Stacionarno provoÿenje toplote bez izvora toplote / 154 3.2.1. Ravan zid (ravna ploþa) / 154 3.2.2. Višeslojni ravan zid sa paralelnim slojevima / 155 3.2.3. Beskonaþni šuplji cilinder / 156 3.2.4. Višeslojni zid beskonaþnog šupljeg cilindra / 157 3.2.5. Šuplja lopta / 157 3.2.6. Ravan zida sa promenljivim koeficijentom provoÿenja toplote / 158 3.3. Dimenzionisanje i vrednovanje izolacije grejanja i hlaÿenja prema SRPS U.J5.070:1975. / 160 3.4. Izolovanje cevovoda, armature i opreme / 183 3.5. Poliuretanski penasti materijali kao izolacioni materijali [25] / 185 3.5.1. Uvod / 185 3.5.2. Izolacije u termotehniþkim postrojenjima i instalacijama / 186 3.5.3. Karakteristike tvrdih poliuretanskih penastih materijala / 186 3.5.4. Toplotna izolacija / 191 3.6. Poliuretan kao izolacija i zaštita [26] / 192 3.6.1. Uvod / 192

O IZOLACIJI

3.6.2. Agresivnost gasova u tehnološkim procesima / 194 3.6.3. Poliuretan – izolacija i zaštita materijala / 196 3.6.3.1. Neekspandirani poliuretan / 196 3.6.3.2. Ekspandirajuüi poliuretan / 196 3.6.3.3. Meke poliuretanske ploþe / 197 3.6.3.4. Polutvrde poliuretanske pene / 197 3.6.3.5. Tvrde poliuretanske pene / 198 3.7. Dimenzionsanje izolacije za cevovode / 199 3.7.1. Uvod / 199 3.7.2. Nadzemno postavljeni cevovodi / 200 3.7.3. Cevovodi u poluprohodnim kanalima / 207 3.7.4. Cevovodi zaliveni u Lebit masu / 215 3.7.5. Predizolovani cevovodi / 225 3.7.6. Zakljuþak / 234 3.8. Kontrola kvaliteta izvedene toplotne izolacije [29] / 234 3.9. Ekonomska debljina izolacije [30] / 236 3.10.Termiþki proraþun cevovoda / 238 3.10.1. Osnovne raþunske zavisnosti [31] / 238 3.10.2. Metode termiþkog proraþuna / 243 3.10.3. Toplotni gubici i koeficijent efektivnosti / 246 3.10.4. Temperaturski pad predajnika toplote i odvoÿenje kondenzata / 247 3.10.5. Izbor debljine izolacionog sloja / 250 3.10.6. Proraþun dugaþkih parovoda / 251 4. HIDROIZOLACIJE U ZGRADARSTVU / 259 4.0. Uvod u hidroizolacije / 259 4.1. Hidroizolacioni materijali / 260 4.1.1. Definicija i zahtevi / 260 4.1.1.1. Opšti zahtevi / 260 4.1.1.2. Posebni zahtevi / 261 4.1.2. Podela hidroizolacionih materijala i sistema / 261 4.1.2.1. Podela materijala prema sirovinskoj osnovi / 261 4.1.2.2. Podela materijala prema konzistenciji / 262 4.1.2.3. Podela prema naþinu ugraÿivanja / 262 4.1.3. Materijali za hidroizolacione sisteme / 262 4.1.3.1. Ugljovodoniþni hidroizolacioni materijali / 262 4.1.3.1.1. Bitumenski i polimerbitumenski premazi, namazi i paste / 263 4.1.3.1.2. Bitumenske i polimerbitumenske trake / 263 4.1.3.1.3. Proizvodnja savremenih ugljovodoniþnih traka – membrana / 265 4.1.3.2. Metalne trake / 267 4.1.3.3. Sintetiþki hidroizolacioni materijali / 267 4.13.3.1. Sintetiþke i elastomerne trake / 267 4.1.3.3.2. Sintetiþki premazi, namazi i paste za izradu bezšavnih sistema / 268 4.1.3.3.3. Ekološka membrana od mekog polivinilhlorida (PVC-P) za hidroizolaciju ravnog krova / 268 4.1.3.4. Neorganski hidroizolacioni materijali / 270 4.13.4.1. Malterne kompozicije na bazi cementa / 270 4.1.3.4.2. Proizvodi na bazi bentonita / 271 4.1.4. Tehniþka regulativa – karakteristike, metode ispitivanja, primena materijala / 273 4.1.4.1. Tehniþka regulativa / 273 4.1.4.2. Postupak ocenjivanja usaglašenosti proizvoda / 277 4.1.4.3. Inostrana regulativa primenjiva u našim uslovima graÿenja / 279 4.1.5. Predlog sadržaja projekta hidroizolacije za nove i stare objekte (podzemne i krovne) / 280 4.1.5.1. Opšte odredbe / 280 4.1.5.2. Izbor materijala i sistema / 281 4.1.5.3. Tehniþki uslovi za kvalitet materijala i sistema / 281

7

8

4.1.5.4. Obrada detalja / 281 4.1.5.5. Zaštita hidroizolacije završna obrada / 281 4.1.5.6. Tehniþki uslovi izvoÿenja radova / 281 4.1.5.7. Predmer, predraþun za opisom radova / 281 4.1.5.8. Zaštita na radu / 281 4.1.5.9. Reference / 281 4.1.5.10. Održavanje objekta / 281 4.2. Hidroizolacije na donjim delovima zgrada / 282 4.2.1. Opšte / 282 4.2.2. Dejstvo vlage i vode na graÿevinske objekte / 283 4.2.2.1. Hidrološki pojmovi / 283 4.2.2.2. Geofiziþki pojmovi / 284 4.2.2.3. Hemijski uticaji / 285 4.2.3. Uzajamni odnos sadržane vode, sastava tla i karakteristike objekta / 286 4.2.4. Podela i vrste hidroizolacija prema upotrebljenom materijalu (veza sa taþkom materijali 4.1) / 288 4.2.4.1. Fleksibilne hidroizolacije / 288 4.2.4.2. Krute hidroizolacije na bazi cementnih malterskih kompozicija / 289 4.2.4.3. Kombinovane hidroizolacije / 290 4.2.5. Projektovanje i izvoÿenje hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom / 290 4.2.5.1. Hidroizolacija ukopanih delova zgrada bez podruma i sa podrumima / 290 4.2.5.1.1. Mesto ugraÿivanja hidroizolacije / 290 4.2.5.1.2. Fleksibilne hidroizolacije / 291 4.2.5.1.3. Krute hidroizolacije / 291 4.2.5.1.4. Principijelna rešenja mesta ugraÿivanja hidroizolacije / 292 4.2.6. Projektovanje i izvoÿenje hidroizolacije od vode pod pritiskom i ustavljene procedne vode / 294 4.2.6.1. Opšti zahtevi za projektovanje hidroizolacije / 294 4.2.6.2. Izbor i dimenzionisanje fleksibilne hidroizolacije protiv podzemne vode pod pritiskom / 295 4.2.6.2.1. Standardni sistemi hidroizolacije sa spoljnje strane – primeri prema DIN 18195 T6:2000. / 295 4.2.6.3. Izbor i dimenzionisanje hidroizolacije od ustavljene procedne vode / 297 4.2.6.3.1. Standardni sistem hidroizolacije sa spoljne strane – primeri prema DIN 18195 T6:2000. / 297 4.2.6.4. Hidroizolacija sa unutrašnje strane objekta saniranje od vode pod pritiskom / 298 4.2.7. Principijelno rešenje detalja u sastavu osnovne hidroizolacije objekta (DIN 18195 T8, T9) / 299 4.2.7.1. Zaptivanje prodora cevi / 299 4.2.7.2. Zaptivanje spojnice u hidroizolaciji na temeljnoj ploþi objekta / 300 4.2.8. Zaštita hidroizolacije ukopanih delova zgrada (DIN 18195 T10) / 304 4.2.8.1. Opšti podaci o zaštiti / 304 4.2.8.2. Izvoÿenje zaštitnih slojeva / 304 4.2.8.3. Zaštitne privremene mere / 305 4.2.9. Opšti zakljuþak / 305 4.3. Krovne hidroizolacije / 306 4.3.1. Pojam i definicija ravnog krova / 306 4.3.2. Vrste krovova / 307 4.3.2.1. Podela krovova prema provetravanju / 307 4.3.2.1.1. Neprovetravajuüi (neventilisani) jednoljuskasti krov, koji se sastoji od: / 307 4.3.2.1.2. Provetravajuüi (ventilislani) dvoljuskasti krov se sastoji od / 308 4.3.2.2. Podela krovova prema nagibu / 309 4.3.2.3. Podela krovova prema prohodnosti / 311 4.3.2.3.2. Neprohodni ravni krovovi / 311 4.3.3. Uticaj na krov / 311 4.3.3.1. Vlaga / 311 4.3.3.2. Temperatura / 312

O IZOLACIJI

4.3.3.3. Mehaniþki uticaji / 313 4.3.3.4. Posebni uticaji / 313 4.3.4. Funkcionalni slojevi ravnog krova / 314 4.3.4.1. Noseüa krovna konstrukcija / 314 4.3.4.1.1. Monolitne noseüe krovne konstrukcije / 314 4.3.4.1.2. Polumontažna noseüa krovna konstrukcija / 315 4.3.4.1.3. Montažna noseüa krovna konstrukcija / 315 4.3.4.2. Sloj za nagib / 315 4.3.4.3. Sloj za izjednaþavanje pristiska od difuzIone pare ispod parne brane ili ispod hidroizolacije / 315 4.3.4.4. Parna brana (parozatvarajuüi sloj) / 316 4.3.4.5. Toplotna izolacija ravnog krova / 316 4.3.4.5.1. Uvodne napomene / 316 4.3.4.5.2. Znaþaj ugraÿivanja toplotne izolacije / 316 4.3.4.5.3. Toplotnoizolacioni materijali za izvoÿenje ravnih krovova / 317 4.3.4.6. Sloj za izjednaþenje pritiska i/ili odvajajuüi sloj (ispod hidroizolacije) / 317 4.3.5. Projektovanje i izvoÿenje hidroizolacije ravnog krova / 318 4.3.5.1. Opšte o projektovanju ravnih krovova / 318 4.3.5.1.1. Sadržaj tipskog projekta ravnog krova / 318 4.3.5.2. Projektovanje ugljovodoniþnih krovnih pokrivaþa / 319 4.3.5.2.1. Opšta pravila izvoÿenja / 319 4.3.5.2.2. Ugljovodoniþne hidroizolacije / 320 4.3.5.2.3. Usvajanje hidroizolacionog sistema u zavisnosti od podloge / 320 4.3.5.2.4. Usvajanje nagiba krova za izvoÿenje ugljovodoniþnih hidroizolacija / 322 4.3.5.2.5. Orijentacija strana krova / 322 4.3.5.2.6. Usvajanje sastava hidroizolacije u zavisnosti od nagiba – dimenzionisanje sistema. / 323 4.3.5.3. Hidroizolacije ravnih krovova od sintetiþkih i elastomernih traka / 324 4.3.5.3.1. Karakteristike materijala / 324 4.3.5.3.2. Sistemi jednoslojnih hidroizolacija krovova i naþin primene sintetiþkih membrana / 326 4.3.5.4. Kombinovane hidroizolacije krovova od bitumenskih i sintetiþkih traka / 329 4.3.5.5. Bezšavne krovne hidroizolacije sa sintetiþkim premazima, namazima i pastama / 329 4.3.5.5.1. Opšte o materijalima za bezšavne hidroizolacije / 329 4.3.5.5.2 Primer izvoÿenja bezšavnog hidroizolacionog sistema na ravnim krovovima sa sintetiþkim poliuretanskim premazima (tipa Alsan 400 i 500) / 330 4.3.5.6. Zaštita hidroizolacije / 334 4.3.5.6.1. Opšte / 334 4.3.5.6.2. Laka površinska zaštita / 335 4.3.5.6.3. Teška površinska zaštita / 335 4.3.5.6.4. Vrsta zaštite odreÿena nagibom krova / 336 4.3.5.6.5. Primeri rešenja teške zaštite polimerbitumenske hidroizolacije ravnih krovova – terasa (Izvod iz Tehniþkih uputstava DTU 43.1-NF P84-204-1-1:2004) / 337 4.3.5.6.6. Primeri zaštite krovova – terasa na parking prostorima i rampama / 340 4.3.5.7. Krovni detalji / 342 4.3.5.7.1. Opšte / 342 4.3.5.7.2. Hidroizolacija nadzidka (završetak hidroizolacija na nazidku) / 343 4.3.5.7.3. Hidroizolacija završetka krova bez nazidka / 348 4.3.5.7.5. Prodori / 350 4.3.5.7.6. Obrada veze svetlosne kupole sa osnovnom (tekuüom) hidroizolacijom je prikazana na slici 4.71. / 353 4.3.5.7.7. Obrada dilatacionih spojnica / 353 4.3.5.8. Sanacija ravnih krovova / 354 4.3.5.8.1. Uopšte o trajnosti hidroizolacije ravnih krovova / 354 4.3.5.8.2. Propusti i greške kod projektovanja i izvoÿenja ravnih krovova / 356 4.3.5.8.3. Projektovanje sistema sanacije ravnih krovova / 357 4.3.5.9. Održavanje ravnih krovova / 358

9

10

4.3.5.9.1. Štetni uticaji i posledice tokom eksploatacije / 358 4.3.5.9.2. Održavanje i kontrola ravnih krovova / 359 4.4. Zaštita podnih konstrukcija i zidova od vlage i vode sa unutrašnje strane objekta / 360 4.4.1. Uvod / 360 4.4.2. Pojmovi i osnovni tipovi podnih konstrukcija / 361 4.4.3. Uticaj vode i vlage na podne konstrukcije / 363 4.4.3.1. Spoljni i unutrašnji uticaji / 363 4.4.3.2. Vrste podova kod kojih se izvodi hidroizolacija / 363 4.4.4. Projektovanje hidroizolacije podnih konstrukcija od vode i vlage / 365 4.4.4.1. Principi rešavanja hidroizolacije / 365 4.4.4.2. Mesto hidroizolacije i prateüih slojeva u podnoj konstrukciji / 367 4.4.4.3. Praktiþni primeri zaštitnih slojeva od vlage i vode / 368 4.4.4.3.1. Optimalni sistemi hidroizolacije / 368 4.4.4.3.2. Sloj za izjednaþavanje parnog pritiska / 370 4.4.4.3.3. Parna brana na osnovu proraþuna difuzije vodene pare ako se izvodi kao poseban sloj: / 370 4.4.4.4. Kontrola kvaliteta izvoÿenja / 370 4.5. Zaštita fasada / 370 4.5.1. Uvodno razmatranje / 370 4.5.2. Kategorizacija fasada postojeüih zgrada / 372 4.5.3. Karakteristike i stanje fasada / 372 4.5.3.1. Tradicionalne zidane fasade (konstrukcije) – I kategorija / 372 4.5.3.2. Fasade od prefabrikovanih betonskih elemenata – panela (II kategorija) / 373 4.5.3.2.1. Spojnice / 373 4.5.3.2.2. Materijali za zaptivanje / 376 4.5.3.2.3. Iskustva u kontroli kvaliteta zaptivnih spojnica „in situ“ pre izdavanja upotrebne dozvole / 378 4.5.3.2.4. Stanje fasada od prefabrikovanih betonskih elemenata / 378 4.5.3.2.5. Preporuke za revitalizaciju fasade od prefabrikovanih betonskih elemenata / 380 4.5.3.3. Savremene fasade (III kategorija) / 381 Prilog 4.1. SRKIZOL – Injekciona pasta na bazi Ssepiolita / 384 5. ENERGETSKI EFIKASNE ZGRADE / 393 5.1. Uvodna razmatranja / 393 5.1.1. Uvodne napomene / 393 5.1.2. Ušteda energije za grejanje i/ili hlaÿenje graÿevinskih objekata postiže se: / 393 5.1.3. Statistika energetske efikasnosti / 394 5.1.4. Energetski pasoš / 395 5.2. Energetski efikasno zgradarstvo u Evropi / 395 5.2.1. Koncepti i definicije / 395 5.2.2. Principi energetskih zahteva za stambene zgrade prema nemaþkoj uredbi EnEV (2009) / 396 5.3. Zelena gradnja / 398 5.3.1. Osnovni pojmovi / 398 5.3.2. Pametne zgrade / 398 6. PROPISI I STANDARDI / 401 6.1. Izvod iz evropskog standarda EN 12831:2003. Sistemi grejanja u zgradama – Metod za proraþun projektnih gubitaka toplote / 401 6.2. Pregled evropskih standarda za metodologiju proraþuna potrebne energije za grejanje i hlaÿenje u zgradama, iskazivanje energetskih performansi zgrada, i monitoring i verifikaciju energetskih performansi / 463 6.3. Propisi i standardi u oblasti hidroizolacije / 466 LITERATURA / 469 PRENUMERANTI / 472

O IZOLACIJI

11

1. UVOD I PITANJE ZAŠTO JE IZOLACIJA U ZGRADARSTVU TOLIKO VAŽNA

ýovek se od pamtiveka trudio da mu u hladnom vremenu bude toplo a kada je vreme pretoplo da mu bude prijatno i senovito. Te težnje su ostale do dana današnjeg u obliku pitanja i postizanja ugodnosti. Pa zašto je izolacija toliko važna? Jednostavno, ona je razlog ugodne sredine i od nje direktno zavisi grejanje ili klimatizacija radnih i životnih prostora. Na inženjerima i arhitektama je da projektuju takve objekte gde üe izolacija umereno uticati na cenu objekta, kao i kasnije na eksploataciju takvih objekata. Pre upuüivanja na termiþke proraþune koji su u direktnoj vazi sa izolacijom, iskoristiüese neki materijali koji veoma dobro upuüuju na odreÿenja pitanja i važnosti karakteristika izolacije i izvoÿenje izolaterskih radova. Ovi objavljeni materijali su unekoliko prilagoÿeni ovakvom štampanom materijalu. Uvodni deo se prevashodno odnosi na stambene i stambeno poslovne objekte, jer su tu i najveüi toplotni gubici (ili dobici kada je u pitanju hlaÿenje odnosno klimatizacija), a samim tim pomenute zgrade su ujedno i veliki potrošaþi energije. Potrošnju energije u zgradama potrebno je minimizirati na naþin tako da ne doÿe do narušavanja uslova komfora, što znaþi da je neophodno, tokom cele godine, održavati termiþke parametre unutrašnje sredine, kvalitet vazduha, potreban nivo osvetljenosti, dovoljnu koliþinu tople sanitarne vode. Tehniþki sistemi u zgradi, koji obezbeÿuju uslove komfora jesu porošaþi energije. Primenom razliþitih mera moguüe je poboljšati energetsku efikasnost, pri þemu treba voditi raþuna o finansijskim efektima primenjenih mera. Analiza stanja i moguünosti smanjenja potrošnje energije u Republici Srbiji prikazani su na slici 1.1 [1,2]. Zgrade 38%

Saobraćaj 28%

Industrija 34% Prema podacima za 2008. godinu

Saobraćaj 36%

Zgrade 19%

Industrija 45% Indikativni ciljevi za budućnost

Slika 1.1. Potrošnja energije u Republici Srbiji i ciljevi za buduünost

12

1. Uvod i pitanje zašto je izolacija u zgradarstvu toliko važna

Od ukupne potrošnje energije u zgradama 70 % se troši u domaüinsvima i stambenim zgradama, 18 % u komercijalnim, dok se u zgradama javne namene potroši oko 12 % energije [1,2]. Zgrade javne namene 12% Komercijalne zgrade 18%

Domaćinstva i stambene zgrade 70%

Slika 1.2. Struktura potrošnja energije u zgradama Nezaobilazni deo je i pitanje izolacije termiþke i procesne opreme i cevovoda. Takoÿe, neizbežna pozicija u razmišljanju, kada je u pitanju izolacija zgrada, je pitanje hidroizolacije. Pored termiþkog uticaja na objekt, hidroizolacija utiþe i na postojanosti i dugoveþnost objekta.

1.1. TOPLOTNE ILI TERMODINAMIýKE KARAKTERISTIKE IZOLACIONIH MATERIJALA 1.1.1. TOPLOTNA PROVODLJIVOST ILI KONDUKCIJA (Ȝ) Prenos toplote iz vazduha ka zidovima, podu ili krovu nastaje konvekcijom ili zraþenjem. Jednom kada doÿe do prenosa toplote do þvrstog metrijala, dalje prenošenje toplote nastaje uglavnom kondukcijom, mada, zavisno od materijala, konvekcija i radijacija nisu iskljuþene. Provodljivost toplote je, prema tome, svojstvo materijala koja direktno utiþe na toplotni fluks. Materijali koji se koriste za toplotnu izolaciju moraju imati niske vrednosti toplotne provodljivosti. Toplotno izolacioni materijali umanjuju gubitak ili toplotno optereüenje umanjujuüi provoÿenje toplote kroz njihovu supstancu. Potpuni efekat zavisi od vrste materijala koji se koristi i od njegove debljine. Fiziþko svojstvo koje meri sposobnost materijala da provodi toplotu se zove toplotna provodljivost ili kondukcija. Jedinica mere je W/(m K). ýesto se taj broj vidi na specifikacijama izolacionih materijala. Što je taj broj manji, to je materijal za toplotnu izolaciju bolji. Toplotna provodljivost je intezivno fiziþko svojstvo materijala; zavisi samo od samog materijala a ne od neþeg drugog (debljine, veliþine). Toplotnu provodljivost materijala nije jednostavno izmeriti. Obiþno postoji razlika izmeÿu rezultata merenja u laboratoriji, u idealnim uslovima, i onog što üete vi postiüi u svojoj kuüi, u manje idealnim uslovima. U tabeli 1.1 je lista uobiþajenih toplotno izolacionih materijala, i nekih od velikih graÿevinskih blokova kojima nije neophodna dodatna toplotna izolacija, sa podacima o njihovoj toplotnoj provodljivosti baziranoj na tvrdnjama njihovih proizvoÿaþa [5–12].

O IZOLACIJI

13

Tabela 1.1. Toplotna provodljivost razliþitih graÿevinskih komponenti Materijal Vazduh Stiropor razliþite gustine BASF Stiropor® EPS (15 kg/m²) BASF Neopor® EPS+C (15 kg/m²) BASF Stiropor® EPS (30 kg/m²) BASF Neopor® EPS+C (30 kg/m²) Austrotherm EPS® W 15 (15 kg/m²) Austrotherm EPS® W 30 (30 kg/m²) Tarolit EPS 50 (12 kg/m²) Tarolit EPS 200 (30 kg/m²) Stirodur BASF Stirodur® XPS Austrotherm XPS® TOP® 30 SF Staklena mineralna vuna ISOVER KL 35 (laboratorijska vrednost) ISOVER KL 35 (dizajnirana vrednost) Kamena mineralna vuna Opšta kamena mineralna vuna Drveno vlakno Tarolit Celuloza DÄMMSTATTs CI 040 Grÿevinski blokovi kojima ne treba dodatni sloj toplotne izolacije Wienerberger POROTHERM 38 S P+E (obiþni malter) Wienerberger POROTHERM 38 S P+E (izolacioni malter) Wienerberger POROTHERM 38 S P+E PLUS (obiþni malter) Wienerberger POROTHERM 38 S P+E PLUS (izolacioni malter) Opeka EUROTHERM 38 UT (obiþni malter) Opeka EUROTHERM 38 S (obiþni malter) Zorka KLIMABLOC 38 Nexe TB-38 (obiþni malter) Xella Ytong

Toplotna provodljivost W/(m K) 0,025 0,037 0,032 0,033 0,030 0,041 0,035 0,041 0,031 0,035 0,035 0,035 0,041 0,032 do 0,040 0,110 0,038 0,220 0,180 0,190 0,139 0,233 0,138 0,480 0,160 0,130

Najverovatnije da su navedeni brojevi u tabeli 1.1 dati u vreme proizvodnje. Kada koristite neki materijal u graÿevinarstvu, morate uzeti u obzir kako se toplotna provodljivost tog materijala menja tokom vremena. I uz to, mora se takoÿe uzeti u obzir sam kvalitet ugradnje datog materijala. Na kraju, toplotna provodljivost materijala može da varira zavisno od okolne temperature i od koliþine vlage u vazduhu i u samom materijalu. Velika prednost velikih graÿevinskih blokova, je da su njihove karakteristike stabilne kroz vreme i u razliþitim uslovima. Ovo se ne može reüi za stiropor ili mineralnu vunu.

14


1.1.2. TOPLOTNA OTPORNOST (R) Toplotna provodljivost omoguüava uporeÿenje materijala i njihove moguünosti provoÿenja toplote. U praksi, to nije dovoljno da bi se ocenio kvalitet datog rešenja toplotne izolacije. Debljina upotrebljenog materijala se mora uzeti u obzir.To je razlog za korišüenje druge mere zvane toplotna otpornost ili R-vrednost. To je jednostavno debljina upotrebljenog materijala podeljena sa toplotnom provodljivosti istog R = d/Ȝ, (m2 K)/W,

(1.1)

gde d je debljina. Na primer, 5 cm Austrotherm EPS® W 15, debljina þesto upotrebljena u kuüama u Srbiji, üe obezbediti R-vrednost od 0,05/0,041 = 1,22 (m² K)/W. Wienerberger POROTHERM 38 S P+E PLUS koji je 38 cm debljine üe dati R-vrednost od 0,38/0,139 = 273 (m² K)/W. Što je veüa R-vrednost, bolje je rešenje što se tiþe toplotne izolacije. Naravno, kada se ocenjuje toplotna otpornost celog zida, sve komponente zida moraju se uzeti u obzir a ne samo izolacioni sloj. 1.1.3. TOPLOTNA PROVODNOST (C) Kada se radi o toplotnoj izolaciji, toplotna otpornost daje suprotan pogled od toplotne provodljivosti: veüa toplotna otpornost je bolje, dok je manja toplotna provodljivost takoÿe povoljnija. Iz tog razloga, koristi se druga mera, zvana toplotna provodnost. Toplotna provodnost je jednostavno suprotna toplotnoj otpornosti: C = 1/R, W/(m²K).

(1.2)

ýesto se viÿa da je toplotna provodnost predstavljenu sa U vrednosti koja je definisana u taþki 1.1.5. To nije korektno jer je U vrednost karakteristika celog graÿevinskog elementa, koja osim provoÿenja toplote kroz slojeve materijala ukljuþuje i druge mehanizme razmene toplote. 1.1.4. UKUPNA TOPLOTNA OTPORNOST (RT) Kao što je veü pomenuto, kada se procenjuje rešenje date toplotne izolacije, sve komponente tog rešenja moraju biti uzete u obzir. Na primer, kod zida napravljenog od unutrašnje žbuke + giter blok + mineralna vuna + vazdušni prostor + opeka + fasadna žbuka, R-vrednost svake komponente mora biti uzeta u obzir. I dodatno, zbog razmene toplote izmeÿu zida i okolnog vazduha konvekcijom ili radijacijom, koeficijent prelaza toplote na unutrašnoj površini zida i spoljašnjoj površini istog takoÿe mora biti uzet u obzir. Ukupna toplotna otpornost obuhvata sve to. Ona predstavlja sumu svih toplotnih otpornosti svake pojedinaþne komponente graÿevinske konstruktivne sekcije, ukljuþujuüi površinsku toplotnu otpornost na obe strane date sekcije, dakle RT (m²K)/W. Površinska toplotna otpornost graÿevinske konstruktivne sekcije predstavlja otpornost na prelaz toplote konvekcijom i zraþenjem izmeÿu okolnog vazduha i pov-

O IZOLACIJI

15

šine te sekcije. Ona je suprotna od koeficijenta prelaza toplote konvekcijom za tu istu površinu. Ri predstavlja površinsku toplotnu otpornost na unutrašnjoj površini sekcije. Re predstavlja isti parametar za spoljašnju površinu sekcije. Ukupna toplotna otpornost RT graÿevinske konstruktivne sekcije, je suma od Ri, Re i svih toplotnih otpornosti komponenata koji þine deo te sekcije (slika 1.3). Neventilisan ili malo ventilisan sloj Unutra

Spolja

Ri

R1

R ...

Rx

Ra

Rx-1

Re

RT = Ri + R1 + R ... + Rx + Ra + Rx+1 + Re

Slika 1.3. Ukupna toplotna otpornost konstruktivne sekcije. To je suma svih površinskih toplotnih otpornosti i svih toplotnih otpornosti svake komponente graÿevinske konstruktivne sekcije (izvor Architecture et Climat, Université catholique de Louvain) 1.1.5. PROLAŽENJE TOPLOTE (U) Prolaženje toplote karakteriše se preko koeficijenta prolaženja toplote ili Uvrednosti i predstavlja koliþinu toplote, koja proÿe kroz konstruktivni element, izmeÿu unutrašnje i spoljašnje sredine, za jedinicu površine i pri jediniþnoj razlici temperatura. Jedinica mere je W/(m²K). Još se zove i površinski koeficijent prolaženja toplote. U-vrednost predstavlja reciproþnu vrednost sume otpora prelaza i provoÿenja toplote. U = 1 / RT, W/(m2K).

(1.3)

Jednostavno reþeno, U-vrednost ocenjuje energetsku efikasnost materijala kombinovanih u jednoj konstruktivnoj komponenti ili sekciji. Što je manja U-vrednost, bolje je rešenje u smislu toplotne izolacije i uštede energije. Ukupna toplotna otpornost i toplotni prenos se koriste u oceni i poreÿenju graÿevinskih konstruktivnih rešenja. Takoÿe se koriste u razliþitim graÿevinskim normama u celom svetu da bi se uspostavili prihvatljivi standardi za novogradnju. U tabeli 1.2 su prikazani standardi postavljeni Francuskim normama RT 2000 (Francuska ima sliþnu klimu kao Srbija) koji bi trebalo da budu primenjeni i u Srbiji za kvalitetnu novogradnju. Napomenimo da brojevi prikazani u tabeli 1.2 su minimalni le-

16


galno prihvatljivi za novogradnju u Francuskoj. Bolje od ovoga je uvek plus za komfor i uštedu energije. Tabela 1.2.Francuske norme RT 2000: minimalne vrednosti za toplotne performanse razliþitih konstruktivnih sekcija Konstruktivna sekcija

RT , (m²K)/W

U , W/(m²K)

Zidovi Podovi Plafoni Krov

2 do 3 2 do 3 4.5 do 5 4.5 do 6

0,5 do 0,33 0,5 do 0,33 0,22 do 0,2 0,22 do 0,17

1.1.6. ZAKLJUýAK Predstavljeni su glavni parametri koji se koriste pri oceni efikasnosti rešenja toplotne izolacije. Jasno je, da bi se ocenila toplotna izolacija kompletne konstuktivne komponente, svi njeni delovi moraju biti uzeti u obzir. Dalje, da bi ocenili energetsku efikasnost jedne cele kuüe, zidovi, podovi, plafoni, krov, prozori, svi njeni delovi se moraju uzeti u obzir. I zbog toga nema razloga platiti mnogo više na izolaciju zidova ako üete uštedeti na kupovini prozora i ugraditi loše u smislu toplotne izolacije. Svi delovi moraju biti usaglašeni. Posebno treba voditi raþuna o izbegavanju toplotnih mostova (delova koji nisu uopšte ili su loše izolovani) u izgradnji kuüe, da se ne bi umanjila ukupna karakteristika toplotne izolacije. Naš savet je, razmišljajte o kuüi kao jednom kompletnom sistemu i vodite raþuna o svim delovima radije nego da se usredsredite na izbor jednog materijala zbog njegove teoretske Ȝ-vrednosti. Bilo šta proizvoÿaþ kaže, kuüa je suma svih svojih delova. I što je najgore, loš izbor jedne komponente kuüe može imati veüi negativni uticaj nego svi pozitivni uticaji najboljih komponenti.

1.2. ŠTA JE PROBLEM KOD STAMBENIH ZGRADA – TOPLOTNA IZOLACIJA ZIDOVA Samo posmatrajuüi aktuelni kvalitet stambenih zgrada u Srbiji poþeüete da cenite ono što predstavlja pravi kvalitet gradnje. U ovom materijalu, daje se šta investitori, uobiþajeno, rade kada je u pitanju toplotna izolacija spoljašnjih zidova novih zgrada na atraktivnim i drugim lokacijama. Primeri koji se pokazuju su nasumice uzeti. Oni predstavljaju ono što üete najþešüe naüi gledajuüi oko sebe. 1.2.1. NEDOVOLJNA TOPLOTNA IZOLACIJA Najþešüe rešenje toplotne izolacije spoljašnjih zidova novih zgrada u Srbiji je sa 5 cm ekspandiranog polistirena (stiropora EPS). Koristi se ili u tzv. sendviþ zidu sa slojem opeke preko ili sa slojem lepka, mrežice i maltera koji se nanosi direktno na EPS (demit fasada). Može se prvenstveno diskutovati o pozitivnim i negativnim aspektima korišüenja stiropora kao toplotne izolacije zidova ali to nam nije namera ovde. Ukoliko

O IZOLACIJI

17

se propisno uradi, sa zadovoljavajuüom debljinom, stiropor kao sloj toplotne izolacije može obezbediti odliþne toplotne karakteristike.

Slika 1.4. Spoljašnja toplotna izolacija zgrade sa 5cm stiropora sa malterom preko (demit fasada) (Foto Lionel Mestre). Zid napravljen od klasiþnih opeka bloka (25x19x19 cm) sa 5 cm stiropora prekrivenim malterom i završnim slojem na obe strane ima U-vrednost izmeÿu 0,5 i 0,6 W/(m²K) (podrazumevajuüi pravilnu instalaciju i ne uzimajuüi u raþunicu toplotne mostove na balkonima). Prema srpskim normama (koje nisu promenjene od 1989) to je više nego dovoljno. Ali koliko su relevantne norme koje su usvojene pre 20 i više godina? Sve zemlje sa sliþnom klimom kao Srbija koje imaju naprednije energetske norme imaju po tom pitanju i jaþe zahteve (tabela 1.3). Njihove norme su bile ažurirane nekoliko puta da bi reflektovale stvarnu cenu energije danas i uticaj na okolinu. Tabela 1.3. Energetske norme u nekim zemljama Evrope-U vrednosti u W/(m2K) Srbija (novo) Srbija (staro) Rumunija Bugarska Maÿarska Francuska Slovenija Švajcarska

Zid 0,30 0,90 0,70 0,50 0,45 0,40 0,15 do 0,60 0,2 do 0,3

Krov 0,15 0,65 0,33 0,30 0,25 0,25 0,15 do 0,25 0,2 do 0,3

Pod 0,35 0,75 0,60 0,50 0,50 0,36 0,25 do 0,45 0,2 do 0,3

18


Da uporedimo, zid napravljen od Wienerberger POROTHERM 38 S P+E PLUS sa malterom i završnom masom na obe strane ima U vrednost od 0,35 W/(m² K). Opisan klasiþni zid ali sa 10 cm stiropora umesto 5 cm imao bi sliþnu U-vrednost. Znaþi da standardna aplikacija od 5 cm spoljne toplotne izolacije na zidove nedovoljna da bi obezbedila ugodan interijer sa niskoenergetskim zahtevima, a ujedno više ne zadovoljava novopostavljene kriterijume. 1.2.2. PROBLEMI U REALIZACIJI IZOLACIJE Ovo što je opisano u taþki 1.2.1. podrazumeva odliþnu realizaciju. Ništa iznenaÿujuüe, realizacije se uveliko razlikuju u kvalitetu. To nije lako uoþiti zato što, u veüini sluþajeva, neuredni detalji su sakriveni jednom kada se zgrada završi. Što se tiþe toplotne izolacije zidova, može se videti, na slici 1.2, da je standardna sa 5 cm stiropora. Za tu cenu po kvadratnom mestu, postoji prostor da se uradi mnogo bolje. Ali ovo svakako nije najšokantniji detalj. Zgrada je izgraÿena izmeÿu dve postojeüe starije zgrade. Tako da se pojavio problem pravilnog postavljanja spoljne toplotne izolacije sa strane gde se zgrada skoro dodiruje sa ove 2 postojeüe zgrade (slika 1.5).

Slika 1.5. Detalji spoljne toplotne izolacije na lokaciji gore. Levo: detalj rupe na levoj strani, desno: detalj neuredno postavljenog stiropora na desnoj strani (Fotografije Lionel Mestre).

O IZOLACIJI

19

Kao dopunu rešenja, izvoÿaþi radova su trpali nešto stiropora u prostor izmeÿu 2 zgrade na obe strane kako je gradnja napredovala. Onda, morali su da spoje taj stiropor sa fasadom. I došli su na ovu “predivnu“ ideju ilustrovanu na slici 1.5. Možete samo da zamislite posledice ove besmislice. Prelepi i veliki ventilisani toplotni most, voda koja se sliva niz fasadu i verovatno akumilira izmeÿu polistirena i giter blokova, strukturalno ošteüenje sa zamrzavanjem ili vlagom. Koliko dugo üe potrajati pre nego što posledice ovoga postanu pravi problem. Nažalost, nema moguünosti poboljšanja sve dok se stare zgrade ne sruše. I þak i onda, ko üe biti odgovoran da popravi ovaj nered? Izazov spojenih zgrada Gledajuüi okolo pažljivije, uoþili smo da je konekcija izmeÿu novih i starih zgrada koje se dodiruju uvek pravi izazov koji je veoma loše rešen. Izgleda da se rešenje sa trpanjem stiropora koristi sa više ili manje uspeha.

Slika 1.6. Detalji toplotne izolacije na spoju 2 zgrade koje se dodiruju: neuredan posao (Fotografije Lionel Mestre).

20


Napomenimo da je ta neuredna gomila izmeÿu, jedina toplotna izolacija zidova koje nova zgrada ima. U-vrednost te sekcije neüe sigurno biti dobra kao na drugim stranama [3]. Ovi primeri su uzeti na dobrim lokacijama gde je cena po kvadratnom metru zasigurno iznad 1500 € i neüe odgovarati glavnom projektu zgrade.

Slika 1.7. Za ove dve zgrade izgleda da je izvoÿaþ uspeo da uradi solidan posao samo da se ta toplotna izolacija iznenadno ne završava iznad najnižeg stana (Foto Lionel Mestre). Mora da postoji bolji naþin od ovoga. Jedan na koji smo odmah pomislili je oþigledno upotreba termo-bloka kao što je POROTHERM. Blok je sam po sebi izolacija, i nije potrebno dodati još jedan sloj. Samo se može ostaviti vazdušni prostor [3]. To bi elegantno i funkcionalno rešenje problema. Meÿutim, i u sluþaju korišüenja termo-blokova može biti grešaka u izgradnji ukoliko izvoÿaþ nije dobro upuüen u pravila ugradnje. Sama konstrukcija i geomerija blokova (oblik i žljebovi na bloku) se danas izvodi tako da je nepravilno postovljanje pri ugradnji svedeno na minimum. 1.2.3. BEZ TOPLOTNE IZOLACIJE Neki ljudi su u stvari našli sliþan naþin rešavanja ovog problema iako se ovaj ne preporuþuje: gradnja sa regularnim giter blokom, bez izolacije i bez fasade. Ovo je zasigurno najjeftinije rešenje sa aspekta investicionih troškova (slika 1.8). Korisnici stanova u takvoj zgradi mogu biti zadovoljni estetskim rešenjem, možda i cenom po kojoj su platili prostor. Nezadovoljstvo üe se javiti veü tokom prve godine eksploatacije, kada se budu sukcesivno pojavljivali problemi, kao što su: visoki ra-

O IZOLACIJI

21

þuni za grejanje i elektriþnu energiju, nekomforni uslovi tokom zime i leta, pojava vlage i buÿi u predelu konstrukcija sa toplotnim mostovima, itd.

Slika 1.8. Neizolovana fasada. Možda je to rešenje naspram neurednog stiropora: šta üe nam uopšte toplotna izolacija... Nije nam jasno da li postoji bilo kakva toplotna izolacija ispod prednje fasade, izgleda da je takoÿe nema (Foto Lionel Mestre). 1.2.4. ZAKLJUýAK Postavlja se pitanje da li je ovo najbolje što možemo da uradimo u 21 veku i da li je to najbolje što 2000 €/m² mogu kupiti. Zaista je depresivno videti ovakav loš kvalitet novoizgraÿenih zgrada po þitavom Beogradu i Srbiji. Ovakav naþin gradnje üe ostaviti skupo nasleÿe koje neüe biti lako za sanaciju. Troškovi grejanja i hlaÿenja ovakvih zgrada, troškovi održavanja, popravke i poboljšanja, i verovatno jednog dana, trošak kompletno nove izgradnje neüe biti niski. Takoÿe, bez odgovora ostaje pitanje kolika je cena utrošenog vremena stanara, koji kupe stan i osete loš komfor i razoþarenje, u saniranje posledica loše gradnje. Ipak, uz samo malo brige i više razmišljanja pri koncepciji zgrade i izboru materijala, samo malo više novca potrošenog pri realizaciji, mogle bi se napraviti mnogo bolje zgrade.

1.3. IZBOR REŠENJA TOPLOTNE IZOLACIJE ZA KOMFOR U LETNJEM PERIODU Uloga toplotne izolacije tokom zimskog perioda jeste da smanji odvoÿenje toplote iz grejanog prostora u okolinu (tj. da smanji toplotne gubitke kroz omotaþ zgra-

22


de) i da se postignu unutrašnje površinske temperature iznad taþke rose, kako bi se izbegla kondenzacija vlage. U letnjem periodu, toplotna izolacija je važna zbog postizanja toplotne stabilnosti, a to podrazumeva zaštitu konstruktivnih elemenata od velikih temperaturskih razlika, odnosno toplotnog naprezanja i postizanje ujednaþene temperature unutrašnjeg prostora (pre svega zaštita od prenosa toplote zraþenjem u unutrašnji prostor). Kada se razmatra komfor u letnjem periodu, materijali sa najboljom toplotnom izolacijom su oni koji odlažu prolaz toplote u unutrašnjost zgrade. Kašnjenje toplotnog fluksa je parametar koji odreÿuje tu karakteristiku. Ovaj parametar vezan je za toplotnu inerciju (C), toplotnu provodljivost (Ȝ) i debljinu materijala. Objasniüe se kako kašnjenje toplotnog fluksa utiþe na izbor izolacionih materijala u razliþitim delovima jedne zgrade.

U KOJIM DELOVIMA KUûE, KAŠNJENJE TOPLOTNOG FLUKSA MOŽE DA NAPRAVI RAZLIKU ? Ako se posmatra toplotna izolacija jedne kuüe, postoje u biti 3 dela: pod u prizemlju, zidovi i krov (izuzevši prozore koji nisu razmatrani u ovom materijalu). Prizemlje Toplotna izolacija prizemlja nije nikada izložena visokim temperaturama, þak ni u letnjem periodu, jer je temperatura zemlje priliþno konstantna. Prema tome, kašnjenje toplotnog fluksa nema bitnu ulogu. Zidovi Što se tiþe zidova, toplotna izolacija je obiþno postavljena povrh teškog graÿevinskog materijala kao što je beton ili opeka blokovi, i malo kašnjenje toplotnog fluksa samog izolacionog materijala je kompenzovano od strane jake toplotne inercije graÿevinskog materijala. To znaþi, ukoliko zidovi imaju toplotnu inerciju, kašnjenje toplotnog fluksa izolacionog materijala ne bi trebalo da postavlja problem. Ali ukoliko su zidovi napravljeni od laganih materijala, kao, na primer, što je laki beton, drvo ili paneli, njihovo malo kašnjenje toplotnog fluksa može dovesti do pregrevanja i neugodnosti u letnjem periodu. Krov Ostaje krov, gde üe termoizolacioni materijali biti izoženi najveüoj toploti u letnjem periodu, zbog direktne izloženosti suncu. Materijali koji se koriste za izgradnju krova, kao što je klasiþni crep, nemaju veliku toplotnu inerciju i ne pružaju dobru zaštitu od sunþeve toplote. Zbog toga kašnjenje toplotnog fluksa izolacionog materijala koji se koristi za izolaciju krova je od velike važnosti za komfor u letnjem periodu. Znaþi da za materijale sliþne toplotne provodljivosti (Ȝ) i iste debljine, bolje je odabrati one izolacione materijale koji imaju veüu toplotnu inerciju. Naravno, pored izbora termoizolacionog materijala, druge strategije üe pomoüi da se izbegne pregrevanje u letnjem periodu, kao što je ventilisani krov, hlad od vegetacije i barijere protiv sunþevog zraþenja

O IZOLACIJI

23

Kašnjenje toplotnog fluksa za komfor u letnjem periodu U najvrelijim letnjim danima, spoljašnja temperatura je podnošljiva ujutro, dostiže vrhunac u ranim popodnevnim satima i postaje neprijatna, i onda, postaje opet podnošljiva uveþe. Da bi se unutrašnja temperatura kuüe održala podnošljivom tokom celog dana, neophodno je zadržati prolazak toplote dovoljno dugo dok najvreliji deo dana ne proÿe. Drugim reþima, toplotna izolacija treba da ima kašnjenje toplotnog fluksa dovoljno dugo dok ne proÿu najvreliji sati. Koliko kašnjenje toplotnog fluksa je potrebno? Kašnjenje toplotnog fluksa od 1 do 2 sata, koje obiþno dobijete sa 10 cm staklene mineralne vune, neüe biti dovoljno da se izbegne prolaz vruüine u kuüu. Kašnjenje toplotnog fluksa od 8 do 10 sati, koje se dobije sa 20 cm celuloze ili drvenog vlakna, zaštitiüe unutrašnjost kuüe od velike vruüine, jer je vreme potrebno toplotnom talasu da proÿe kroz materijal dovoljno dugo da üe za to vreme spoljna temperatura veü opasti [12]. Odnos temperaturne amplitude Prigušenje vrhunca temperature dobijeno za dato kašnjenje toplotnog fluksa zove se odnos temperaturne amplitude (temperature amplitude ratio). Na primer, ako je vrhunac spoljne temperature 35°C, 90 % amplitudni ratio üe dati maksimalnu unutrašnju temperaturu od 31,5°C. Što je veüe kašnjenje toplotnog fluksa, veüi je amplitudni ratio. Dinamiþke karakteristike graÿevne konstrukcije Svaka promena uslova razmene toplote na graniþnim površinama graÿevinske konstrukcije (bilo promena temperature okoline, bilo promena intenziteta razmene toplote: vetar, sunþevo zraþenje) izazvaüe nestacionarnost u temperaturnoj raspodeli i u vrednosti toplotnog fluksa koji se razmenjuje na površini elementa. Dinamiþke karakteristike graÿevinske konstrukcije opisuju vremenski odgovor nekog graÿevinskog elementa na toplotnu promenu iz njegove okoline. Proraþun se sprovodi prema standardu SRPS EN ISO 13786. Svojstva koja odreÿuju dinamiþke karakteristike graÿevnog elementa su: toplotna provodljivost Ȝ, W/(m K), specifiþni toplotni kapacitet c, J/(kg K) i gustina materijala ȡ, (kg/m3). Veliþina koja povezuje ova svojstva je toplotna difuzivnost ili temperaturska provodljivost a, m2/s. Ova veliþina odreÿuje toplotnu inerciju objekta, odnosno definiše brzinu kojom objekat reaguje promenom svoje temperature po celoj zapremini na pobudu iz okoline. Relativno velike dnevne promene temperature spoljnog vazduha (ili ekvivalentne temperature za sluþaj delovanja i sunþevog zraþenja) karakteristiþne su za letnji period, tako da je u proraþunu to potrebno uzeti u obzir. Iz tog razloga se pred graÿevinski element postavlja dodatni zahtev – toplotna stabilnost elementa. Pod toplotnom stabilnošüu spoljnog graÿevinskog elementa podrazumeva se njegovo svojstvo oþuvanja relativno ustaljene temperature na svojoj unutrašnjoj površini tokomn periodiþnih promena temperature spoljnog vazduha, odnosno toplotnog fluksa

24


koji prolazi kroz posmstrani element. Ako spoljni elementi zgrade nemaju dovoljnu toplotnu stabilnost, temperatura vazduha u zgradi üe znatno varirati, u zavinosti od promene temperature okoline. U teoriji toplotne stabilnosti pretpostavka je da se temperatura spoljnog vazduha (odnosno ekvivalentna temperatura) i toplotni tok kroz površinu spoljnog graÿevinskog elementa menjaju (osciliraju) po zakonu kosinusoide. Promena temperature unutrašnje površine graÿevinskog elementa zahteva odreÿeno vremensko razdoblje koje je potrebno za transport toplote od spoljne površine. Zato se promena temperature spoljne površine graÿevinskog elementa neüe trenutno odraziti na temperaturu unutrašnje površine. “Temperaturski talas“ je naziv za vremensku periodiþnu oscilaciju temperature objekta. Razlika vrednosti izmeÿu trenutne temperature i srednje temperature vazduha (za razdoblje od 24 sata) zove se amplituda oscilacije temperature spoljnog vazduha. Oscilacije temperature spoljnog vazduha, odnosno ekvivalentne temperature, uzrokovaüe oscilacije toplotnog fluksa kroz spoljnu površinu graÿevinskog elementa Aq. Te üe oscilacije takoÿe imati oblik kosinusoide s razdobljem od 24 sata, ali üe imati odreÿeni vremenski pomak. Zbog toga üe se menjati i temperatura spoljne površine graÿevinskog elementa (po zakonu kosinusoide i sa razdobljem od 24 sata), ali s vremenskim pomakom faze oscilacija. Za zgradu je povoljno da je prigušenje temperaturnih oscilacija što veüe i da je što veüi fazni pomak. To osigurava vremenski ujednaþenu temperaturu unutrašnje površine prostorija u zgradi. Letnja stabilnost graÿevinskog elementa podrazumeva da do zagrevanja unutrašnjih prostorija dolazi što kasnije (kada na fasadi veü dolazi do pada temperature, u veþernjim satima). Za letnju stabilnost je tako povoljnije postavljanje toplotne izolacije sa spoljne strane (spreþava se zagrevanje masivnih elemenata konstrukcije i time je uslovljena akumulacija toplote). Provetravana fasada u smislu letnje toplotne stabilnosti ima prednosti u odnosu na klasiþne konstrukcije jer je montažna obloga, zbog sloja provetravanog vazduhom, odliþan izolator od Sunþevaog zraþenja tako da ne treba proraþunavati letnju stabilnost [13].

τ0

Ate

Slika 1.9 .Promena temperaturske oscilacije i kašnjenje toplotnog fluksa za graÿevinski element sa provetravanom fasadom [13]

O IZOLACIJI

25

τ0 τ0

At0

Ati

Slika 1.10 Promena temperaturske oscilacije i kašnjenje toplotnog fluksa za laku graÿevinsku konstrukciju [13] 1.3.1. POREĈENJE TERMOIZOLACIONIH MATERIJALA Buduüi da je kašnjenje toplotnog fluksa direktno povezano sa toplotnom inercijom termoizolacionih materijala, jasno je da, lagani izolacioni materijali nisu podobna zaštita u najtoplijim letnjim danima. Tabela 1.4. Uporeÿenje razliþitih izolacionih materijala

20 do 100

Kamena vuna 30 do 90

Staklena vuna 15 do 50

Ekspandirani polistiren 12 do 20

0,037

0,035 do 0,040

0,032 do 0,040

0,035 do 0,040

1946

850

850

1210

38,9 do 194,6

25,5 do 76,5

12,8 do 42,5

14,5 do 24,2

13

90

90

26

77 %

92 %

95 %

98 %

3,4

1,9

1,5

1

Celuloza Gustina ȡ, (kg/m3) Toplotna provodljivost Ȝ W/(m K) Specifiþna toplotni kapacitet c J/(kg K) Toplotna inercija Ci, kJ/(m3 K) Toplotna difuzija a, (m²/s) Odnos temperaturne amplitude 10 cm debljine Kašnjenje toplotnog fluksa za 10 cm debljine (u satima)

Uporeÿenja razliþitih termoizolacionih materijala vezanih za njihove karakteristike u letnjem periodu su date od strane proizvoÿaþa celuloze i treba ih uzeti u obzir þisto indikativno (izvor Thermofloc).

26


Najbolju zaštitu pružiüe debeli sloj (najmanje 20 cm) gustog izolacionog materijala kao što je celuloza ili drveno vlakno, materijali koji nisu þesto u upotrebi u Srbiji [12]. Najgoru zaštitu pružiüe polistiren (stiropor), uprkos þinjenici da ima najmanju toplotnu provodljivost, takoÿe ima i najmanju toplotnu inerciju. Kompromis se može postiüi koristeüi 20 cm debeo sloj kamene vune visoke gustine. 1.3.2. ZAKLJUýAK Pri izboru termoizolacionog materijala nije dovoljno razmatrati samo klasiþne parametre kao Ȝ ili U-vrednost. Kašnjenje toplotnog fluksa mora takoÿe biti uzeto u obzir, naroþito za krov. Ono üe odrediti sposobnost materijala da u letnjim danima spreþi prolazak spoljne toplote u unutrašnjost kuüe. Izbor najboljeg rešenja termoizolacionog materijala je, prema tome, kompromis izmeÿu male toplotne provodljivosti (Ȝ) i velike toplotne inercije (Ci ). Taj najbolji kompromis ostvariüe se sa celulozom, drvenim vlaknom ili kamenom vunom visoke gustine. Naravno, uvek možete kupiti klima ureÿaj odnosno hladnjak jer on samo hladi unutrašnji prostor, ali košta, troši struju, i ne obezbeÿuje zdravu unutrašnju klimu. Besmisleno je trošiti puno energije zimi za zagrevanje kuüe i isto toliko leti za hlaÿenje. Bolji dizajn kuüe i izbor boljih materijala može drastiþno umanjiti utrošak energije potrebne za grejanje zimi i izbeüi potrebu za ugradnjom klima ureÿaja za leto. Za komfor u letnjem periodu, bez upotrebe klima ureÿaja odnosno hladnjaka, važno je da su zidovi napravljeni od materijala sa velikom toplotnom inercijom i da je krov izolovan sa (najmanje 20 cm) debelim slojem materijala koji ima veliko kašnjenje toplotnog fluksa.

1.4. KORIŠûENJE TOPLOTNE INERCIJE ZA BOLJI KOMFOR I UŠTEDU U GREJANJU Toplotna inercija predstavlja sposobnost materijala da akumulira toplotu. Gradnja sa visokom toplotnom inercijom može obezbediti bolji komfor za manje novca od one koja ima manju toplotnu inerciju. Dato je objašnjenje kako da se iskoristi toplotna inercija u izgradnji i time poveüate unutrašnji komfor i kako da se uštedi na grejanju i hlaÿenju. 1.4.1. DVE STRANE TOPLOTNE INERCIJE U JEDNOJ KUûI Veüina graÿevinskih materijala ima neku vrstu toplotne inercije. Teški materijali kao što su opeka blokovi, cigla, kamen ili beton, imaju veliku toplotnu inerciju ali nisu veoma dobri za toplotnu izolaciju. Nasuprot tome, termoizolacioni materijali su dobri za toplotnu izolaciju ali imaju malu toplotnu inerciju. Toplotna inercija za akumulaciju toplote U dobro dizajniranoj kuüi, toplotna inercija teških materijala može biti iskorišüena za akumulaciju toplote. To znaþi da üe materijal akumulirati višak toplote u toku dana i osloboditi taj višak u vazduh kada temparatura opadne u toku noüi. Ovo može da izbalansira promene temperature, omoguüi bolji komfor u leto i smanji potrebu za grejanjem u hladnom periodu.

O IZOLACIJI

27

Toplotna inercija vezana za kašnjenje toplotnog fluksa Iako, termoizolacioni materijali imaju malu toplotnu inerciju, ta njihova toplotna inercija igra važnu ulogu u obezbeÿivanju komfora u letnjem periodu jer omoguüava kašnjenje toplotnog fluksa. Gde se nalazi toplotna inercija Zavisno od materijala koji se koriste za izgradnju, kuüa može imati više ili manje toplotne inercije. Drvene i montažne kuüe nemaju toplotnu inerciju (osim ako nije dodata na neki naþin). Kamene kuüe imaju znatnu toplotnu inerciju. Tradicionalni opeka blokovi su negde izmeÿu. Toplotna inercija nije vezana za to koliko je dobro izolovana jedna kuüa. Zato su najbolje one kuüe koje imaju kombinaciju visoke toplotne inercije i odliþne toplotne izolacije. 1.4.2. PRIRODNA TOPLOTNA INERCIJA U GRAĈEVINARSTVU Kod kuüa od þvrstog materijala, napravljenih od opeka blokova ili betona, sami zidovi obezbeÿuju neki nivo toplotne inercije. Da bi se iskoristila toplotna inercija zidova, toplotna izolacija mora biti postavljena na spoljašnjoj strani zidova. Ukoliko je toplotna izolacija postavljena sa unutrašnje strane, ona üe spreþiti svu razmenu toplote izmeÿu unutrašnjeg vazduha i zida. Jedan veoma interesantan materijal za izgradnju je široki opeka blok kao, na primer, Wienerberger POROTHERM. Interesantan je jer kombinuje dobru toplotnu izolaciju sa visokom toplotnom inercijom. Napravljen sa jednim materijalom, masivni zid od širokih opeka blokova, objedinjuje sve prednosti dobro izolovanog zida i sve prednosti zida sa visokom toplotnom inercijom. Dodatna toplotna masa Toplotna inercija može biti dodata u neki od unutrašnjih zidova ili podova. Toplotna inercija u tom sluþaju üe biti postignuta korišüenjem teških i gustih materijala kao što su glina, kamen, beton ili opeka. Kada se dodaju teški materijali u izgradnji iz razloga dobijanja toplotne inercije, to se zove toplotna masa. Ta toplotna masa treba biti dobro izložena suncu da bi akumulirala što više toplote. Cilj dodavanja toplotne mase u jednoj kuüi je akumulacija toplote od zraþenja sunca za vreme hladnih meseci i viška toplote unutar kuüe za vreme toplih meseci. Materijali dobri za toplotnu inerciju moraju imati nisku toplotnu efuziju i difuziju i visoku toplotnu inerciju. Razni metali, kao gvožÿe ili aluminijum, imaju veliku toplotnu inerciju ali takoÿe i visoku toplotnu efuziju i difuziju. To znaþi da mogu da akumuliraju mnogo toplote ali i da je otpuste veoma brzo. Da bi bila efikasna, toplotna masa mora akumulirati toplotu za vreme dana i otpustiti je lagano tokom noüi. 1.4.3. PREDNOSTI KUûE SA TOPLOTNOM INERCIJOM Toplotna inercija balansira varijacije u unutrašnjoj temperaturi Za vreme grejne sezone, graÿevinske komponente sa visokom toplotnom inercijom koje su u kontaktu sa unutrašnjim vazduhom üe polako absorbovati unutrašnju toplotu sve dok ne postignu sobnu temperaturu. Akumuliraüe tu toplotu i osloboditi je lagano þim sobna temperatura postane niža od temperature na njihovoj površini.

28


Isti mahanizam üe biti primenjen ukoliko doÿe do naglog zagrevanja prostorije (kuvanjem, boravkom više ljudi....). Taj višak toplote üe biti absorbovan i osloboÿen kasnije kada temperatura opadne. Ovaj aspekt toplotne inercije izjednaþava promene u unutrašnjoj toploti i omoguüava komforniju unutrašnju klimu. Zidovi su na dodir topli i temperatura je bolje izjednaþena u prostoru i vremenu. Toplotna inercija za bolji komfor u letnjem periodu Kamena kuüa možda nije toliko ugodna zimi ali leti þuva svežinu preko celog dana. Ovo je zbog toga što, kamenje, koje ima veoma lošu toplotnu provodljivost, ima visoku toplotnu inerciju; ono upija toplotu toliko da spoljašnja toplota i u najtoplijem delu dana ne može proüi u unutrašnjost kuüe. U modernom graÿevinarstvu, cilj je naüi kompromis izmeÿu dobre toplotne izolacije i visoke toplotne inercije. Materijali sa visokom toplotnom inercijom üe spreþiti toploti da uÿe u unutrašnjost kuüe tako što üe je abosrbovati u toku dana i otpustiti je za vreme noüi kada spoljašnja temperatura opadne. Ukoliko dovoljno toplote može biti osloboÿeno za vreme noüi, tako da temperatura graÿevinskog materijala ne poraste previše za vreme vruüih dana, svežina u kuüi može da se održi tokom celog leta. To je tajna starih kamenih kuüa. 1.4.4. TOPLOTNA INERCIJA ZA UŠTEDU U GREJANJU Za vreme grejne sezone, može se desiti da ima þesto sunþanih dana. Sunþeve zrake, iako temperatura vani može biti niska, su dobar izvor besplatne energije. Toplotna inercija može biti iskorišüena da primi besplatnu solarnu energiju i da je absorbuje. Ta energija može onda biti iskorišüena u toku dana kada više ne bude sunca. Ovo je jedan od principa pasivnih kuüa koji može dovesti do velike uštede na grejanju. Ovaj princip može biti primenjen na dobro postavljenoj termalnoj masi u dnevnoj sobi jedne kuüe. Takoÿe može biti primenjen sa dobro orjentisanim zidom napravljenim od graÿevinskog materijala sa visokom toplotnom inercijom. Akumuliranje slobodne energije za vreme dana (solarne energije, spoljne toplote) i njeno oslobaÿanje tokom noüi je rešenje za smanjenje dužine grejne sezone. Kada dani postanu topliji a noüi su još sveže, materijali sa visokom toplotnom inercijom üe akumulirati toplotu u toku dana i polako je osloboditi u toku noüi. 1.4.5. ZAKLJUýAK Kuüa bez toplotne inercije üe se brzo zagrejati ali üe se isto tako brzo i ohladiti. Da bi se održao komfor u takvoj kuüi neophodan je stalan izvor toplote, promene u unutrašnjoj temperaturi su znatno veüe. Nema naþina da se akumulira višak toplote za kasniju upotrebu. Leti, takva kuüa ne pruža zaštitu od visokih spoljnih temperatura i brzo postaje neugodna. Poznavanje principa toplotne inercije je kljuþni faktor u dizajnu boljih kuüa. Visoka toplotna inercija kombinovana sa dobrom toplotnom izolacijom omoguüava fantastiþan komfor tokom cele godine i obezbeÿuje uštedu na grejanju. Takoÿe ukida potrebu za klima ureÿajem preko leta što direktno utiþe na zdraviju unutrašnju kli-

O IZOLACIJI

29

mu i uštedu energije. Široki opeka blokovi, kao, na primer, Wienerberger POROTHERM, su perfektan graÿevinski materijal ukoliko želite slediti ove principe.

1.5. O VAŽNOSTI TERMIýKE IZOLACIJE I IZOLACIONIM MATERIJALIMA Pored krova nad glavom, optimalna temperatura unutrašnjeg prostora najznaþajnija je uloga naših objekata, i predstavlja nezaobilazni element gradnje. Termoizolacija objekata ima višestruki znaþaj: – komfor unutrašnjeg prostora – ne samo u smislu pružanja optimalne temperature, veü i umirivanja neprijatnih vazdušnih strujanja koja se inaþe javljaju zbog temperaturnih razlika (od fasadnog zida ka unutrašnjosti objekta i od poda ka plafonu), – trajna zaštita – nakon osnovnog ulaganja i ugradnje, na duži period vrši svoju ulogu, ne zahtevajuüi dodatne troškove održavanja, napajanja i sliþno, za razliku od sistema za klimatizaciju, – dvojaka uloga – zavisno od mesta na planeti gde se objekat nalazi, od godišnjeg doba ili doba dana, termoizolacija ga štiti od zime ili vruüine, a najþešüe od oba temperaturna ekstrema, dakle 24 þasa tokom cele godine, – energetska efikasnost – doprinosi smanjenju troškova za energiju, ali dodatno utiþe i na oþuvanje planete. Tokom nekoliko hiljada godina komfor je postizan uz pomoü dve grupe materijala koji su þinili þovekovo neposredno okruženje: visokoporozni materijali vegetativnog porekla (trska, slama, pletena trava, šaš, granje...) i materijali veüe gustine mineralnog porekla (zemlja/blato, glina, kamen, itd), ali i drvo. Toplotna zaštita objekata i danas se svodi na ove dve grupe materijala: visokoporozni materijali male gustine koji zadržavaju veliku koliþinu vazduha u malim komorama, i materijali veüe gustine koji ne dozvoljavaju strujanje vazduha i prodor vetra. Veü stari graditelji su kroz iskustvo uvideli da se najbolji rezultati postižu kombinacijom ovih materijala. Tavanice od trske i blata, ili kuüe od blata pomešanog sa seckanom slamom, prisutne su u graditeljstvu naroda na svim kontinentima osim Arktika, od juga Afrike do severa Evrope, od Australije do Severne Amerike (jedini izuzetak þini iglo severnoameriþih Eskima). Savremeni oblici ova dva sistema su: – sendviþ zid, fasada ili panel – kombinacija materijala velike gustine (opeka, beton, lim, staklo...) i visokoporozne nekonstruktivne ispune ili obloge sa iskljuþivo termoizolatorskom ulogom, – elementi za zidanje koji u sebi objedinjuju ove dve karakteristike (penobetoni, betoni sa ispunom od granula ekspandiranog polistirena i specijalnih aditiva, porozni ošupljeni opekarski proizvodi, itd). 1.5.1. OSNOV KOMFORA I EFIKASNOSTI Posebna pažnja üe se posvetiti savremenim proizvodima þija je iskljuþiva uloga toplotna izolacija prostora, kao i elementima za zidanje koji istovremeno vrše ulogu termoizolacije. Na tržištu, u svetu i kod nas, postoji veliki izbor visokokvalitetnih proizvoda koji mogu da odgovore na sve toplotne zahteve jednog projekta.

30


Na konaþan izbor termoizolacije utiþu isti faktori kao i kod svakog drugog graÿevinskog materijala: lokalni mikro i makro klimatski uslovi, tradicionalna rešenja i popularnost proizvoda, željeni nivo komfora, specifiþni zahtevi, i naravno – cena koju je investitor spreman da plati. Ipak, svakako je najvažnije da proizvod ispuni projektom predviÿen zadatak, što u savremenom graÿenju podrazumeva nešto širu listu zahteva: – niska termoprovodljivost – osnovna karakteristika termo materijala, – niska apsorpcija vode i vlage – s obzirom da je voda bolji provodnik nego vazduh, materijal natopljen vodom propušta znatno više toplote/hladnoüe nego suv pa proizvoÿaþi koriste hidrofobe koji umanjuju apsorpciju, – paropropusnost – jedna od izuzetno važnih karakteristika zahvaljujuüi kojoj se izbegava sakupljanje vlage u višeslojnoj fasadnoj konstrukciji, i samim tim, pad termiþkog otpora (paropropusnost slojeva treba da raste u pravcu od tople ka hladnoj strani zida, odnosno od unutrašnje ka spoljašnjoj), – vatrootpornost – izuzetno važan þinilac u savremenim objektima, pa negorivost termoizolacije predstavlja jedan od osnovnih zahteva kupca. Termoizolacija, pre rashladnih sistema, tehnologija i patenata, þini najvažniju komponentu toplotnog komfora prostora. Termoizolacija vrši istovremeno ono za šta su nam najþešüe potrebna dva aspolutno nezavisna sistema instalacija, pa i infrastukture. Jednom pravilno postavljena, vršiüe svoju ulogu bez obzira na dnevne, godišnje, vremenske, klimatske, energetske ili finansijske uslove tokom þitavog perioda eksploatacije. Može doüi do poveüanja cene energenata, do nestašice energije, kolapsa, kvara ili redovnih radova na instalacijama, može doüi do još drastiþnijih promena u globalnoj/lokalnoj klimi, do kašnjenja sa plaüanjem raþuna i iskljuþivanja elektriþne energije, ali efekat jednom postavljene termoizolacije je trajan bez obzira na sve moguüe situacije. Termoizolacija vrši svoju ulogu nezavisno od temperature – ona jednostavno spreþava razmenu spoljašnje i unutrašnje koliþine toplote. 1.5.2. MATERIJALI ZA TERMOIZOLACIJU Kada se govori o materijalima koji se koriste za termoizolaciju u savremenom graÿevinarstvu najzastupljeniji su proizvodi na bazi plute, otpadaka od prerade drveta, i dr, ali apsolutna dominacija pripada proizvodima naþinjenim na bazi polistirola i mineralnih vlakana. Proizvodi za termoizolaciju na bazi plute nisu potpuno istisnuti novim materijalima, naprotiv. Razvoj industrije, kao i napori za obezbeÿenjem zdravog þovekovog okruženja uþinili su da se pluta vraüa u komercijalnu upotrebu kao materijal za termoizolaciju na velika vrata. Materijali na bazi drvenih vlakana ili drvene vune proizvode se od sekundarnog drvenog materijala, pa meke ploþe imaju sliþnu zapreminsku masu, samo 200-400 kg/m³ a tvrde ploþe imaju 600 – 800 kg/m³. Koeficijent toplotne provodljivosti se kreüe od 0,052 do 0,060 W/(m K). Najpoznatiji proizvodi ove vrste na našem tržištu su Heraklit i Tarolit. Bez obzira na dobre izolacione sposobnosti ovog materijala (u kombinaciji sa polistirolom i polistirenom), nijedan proizvod ne ispunjava svoju ulogu ukoliko nije pravilno korišüen. Kod nas je pre šire primene demit fasada bila ustaljena loša praksa izolovanja betonskih serklaža ovakvim ploþama, preciznije, samo betonskih serklaža. Po-

O IZOLACIJI

31

Slika 1.11. Organski izolacioni materijali: ekspandirana pluta (leva) i pamuk (desno) stavljane su naknadno ili tokom izrade oplate, a spojnice, sve spojnice, u zidu od giter blokova (obiþno 20 cm) postajale su hladni mostovi. Proizvodi od lakih agregata na bazi ekspandirane gline daju moguünost da se izradom sloja lakog betona na bazi keramzita ili perlita istovremeno dobije i sloj za pad na ravnim krovovima, ali i dobar termoizolator. Za vertikalne površine odnosno fasadne zidove, primenjuje se perlit-malter napravljen od sitnozrnog perlita koji se, radi zaštite od vlage, isporuþuje u plastiþnim džakovima i, nanesen na zid, znaþajno poveüava njegova termoizolaciona svojstva. Perlit-malter zapreminske mase 500-800 kg/m³ ima koeficijent toplotne provodljivosti 0,11-0,23 W/(m K). Sliþna svojstva imaju gas-betonski i peno-betonski blokovi za zidanje koji su veü decenijama prisutni i na našem tržištu. Njihove prednosti su mala specifiþna gustina (veüe dimenzije i brza gradnja), precizna obrada (spajanje lepkom – spojnice ne postaju hladni mostovi) i odliþne termiþke karakteristike.

Slika 1.12 Celulozna vlakna (levo) i drvena vuna (desno)

32


Porozni glineni blokovi za zidanje vraüaju opeku na gradilišta širom Evrope, i šire. Ekspandiranjem gline i primenom novih tehnologija radi što preciznije izrade elemenata dobijaju se proizvodi veüih dimenzija ali manje mase, odliþnih termoizolacionih karakteristika. ýuveni proizvod kompanije Wienerberger – Porotherm, kod kog je postignut koeficijent prelaza toplote od 0,45 W/(m2 K). Toplotni mostovi Jedna od najozloglašenijih pojava na svakom objektu jesu hladni mostovi – mesto na fasadnom zidu gde postoji poluzaštiüena veza spoljašnje i unutrašnje temperature. U našoj praksi, hladni mostovi najþešüe se javljaju na mestima gde se u zidu od opekarskih proizvoda nalazi betonska konstrukcija – nadvratne i natprozorne grede, vertikalni i horizontalni serklaži, balkoni, krovni venac. Hladan vazduh lako prodire kroz beton stvarajuüi hladnu površinu u enterijeru na kojoj se zatim kondezuje para iz prostorije. Ovde se ubrzo pojavljuju fleke od vlage, a zatim i buÿ, što, pored narušavanja vizuelnog utiska enterijera, može dovesti do zaista ozbiljnih zdravstvenih problema za korisnike prostora. Zbog hladnih mostova se i na samoj fasadi takoÿe pojavljuju neugledne fleke, þak i onda kada postoji sloj termoizolacije, ali nepravilno postavljene – sa spojnicama, od maltera ili lepka izmeÿu ploþa, koje postaju hladni mostovi. Meÿutim, loša termoizolacija ugrožava i samu betonsku konstrukciju. Velike temperaturne razlike izazivaju velike dilatacije armature, a vlaga sakupljena na/u površinskom delu konstrukcije mrzne i ošteüuje zaštitni sloj što vremenom dovodi do korodiranja armature i slabljenja mehaniþkih osobina. Pažljivim projektovanjem i izvoÿenjem svih detalja krova i fasade, pravilno uklopljenom i postavljenom izolacijom naroþito na navedenim kritiþnim mestima, može se izbeüi pojava hladnih mostova. O znaþaju ovog problema govore i tekstovi mnogih kompanija, naroþito za panelne fasade, gde je posebno naglašeno da imaju kompletno razraÿena rešenja za izbegavanje pojave hladnih mostova.

Slika 1.13. Primer prolaza toplote kroz hladne mostove (šeme preuzete iz brošure Isover) [11]

O IZOLACIJI

33

Ekspandirani i ekstrudirani penoplasti Ekspandirani polistirol, poznatiji pod prvobitnim imenom stiropor, zahvaljujuüi relativno niskoj proizvodnoj ceni i odliþnim termiþkim karakteristikama, veoma je rasprostranjen na tržištu veü skoro pola veka. Ekspanzijom pri zagrevanju dobijaju se granule veliþine 0,5-15 mm, koje se zatim koriste kao termoizolacioni zasipi, kao ispuna (penopolistirolbeton), ali najveüim delom preraÿuju se u posebne proizvode bez korišüenja dodatnih veziva.

Slika 1.14. Ekspandirani polistiren (EPS - levo) i ekstrudirani polistiren (XPS – desno) Odlikuje se malom zapreminskom masom (15 – 30 kg/m³) i niskim koeficijentom toplotne provodljivosti 0,028-0,037 W/(m K). Standardne veliþine tabli stiropora su 50 x 100 cm a debljina je 2-20 cm, a moguüe su i veüe debljine (preciznije podatke o karakteristikama ovog materijala daje standard SRPS G.C7.202.) FIMA iz Mionice i MASTERPLAST iz Subotice su naši poznati proizvoÿaþi stiropora za graÿevinsku termoizolaciju. Oni posebno naglašavaju neophodnost ispunjavanja normi prilikom ugradnje stiropora – min 8 cm, uz pravilno postavljanje samih ploþa i zaštitnog fasadnog sloja, kako bi objekat zaista ispunjavao standarde komfora i energetske efikasnosti. Na osnovu primenjene tehnologije dobijaju se dve osnovne vrste proizvoda koji se suštinski razlikuju po svojim svojstvima: – ekspandirani penopolistirol (EPS) – uglavnom u vidu ploþa koje su formirane sinterovanjem granula pri povišenoj temperaturi, – ekstrudirani polistiren (XPS) – formira se mešanjem granula polistirena na visokim temperaturama uz naknadno uvoÿenje agensa za stvaranje pene. Za proizvodnju tabli EPS-a koristi se najsavremenija tehnologija kako bi bila postignuta velika gustina površinskog sloja, tj. niska termopropusnost i apsorpcija vode. Tako kvaliteno obraÿen polistirol može imati koeficijent toplotne provodljivosti od 0,027 do 0,040 W/(m K) i gustinu od 15 do 40 kg/m3.

34


Ploþe XPS-a procesom ekstrudiranja dobijaju ravnomernu strukturu koja se sastoji od sitnih, praktiþno u potpunosti zatvorenih üelija (pora). Termoprovodljivost ne prelazi 0,045 W/(m K) a apsorpcija vode 0,2 % zapremine. Zbog ovakvih karakteristika promena termoprovodljivosti u vlažnim uslovima nije veüa od 0,002 W/(m K) pa se XPS može koristiti bez dodatne hidroizolacije. Koeficijent paropropusnosti može biti manji od 0,02 mg/(m h Pa) što znaþi da istovremeno vrši i ulogu parne brane. Nakon 1.000 ciklusa zamrzavanja i otapanja promena termiþkog otpora ne prelazi 5 %, a zahvaljujuüi dodatku antipirena savremeni ekstrudirani penopolistiroli postižu karakteristike slabogorivosti i neširenja plamena po površini. Sve ovo doprinosi da se XPS može koristiti za: – izolaciju termiþkih mostova, – izolaciju temelja, zidova podruma i podzemnih objekata, – unutrašnju termoizolaciju zidova, – termoizolaciju fasada objekata mokrog tipa sa naknadnim nanošenjem maltera ili drugih obložnih materijala na termoizolacione ploþe, – termoizolaciju objekata sa unutrašnje strane naknadnom doradom suvim malterom, gips-kartonom, drvenim panelima i drugo, – izradu sendviþ panela, – termoizolaciju podova, – ugradnju termoizolacije kosih krovova, – ugradnju eksploatisanih krovova. Posebno mesto meÿu ovim proizvodima zauzimaju Neopor (EPS) i Styrodur C (XPS), þuvene robne marke kompanije BASF. Neopor je prepoznatljiv po karakteristiþnoj sivoj boji nastaloj zbog dodavanja ugljenika prilikom proizvodnje. Zahvaljujuüi ovakvom procesu proizvodnje, karakteristike ovog tipa EPS-a znaþajno su unapreÿene u odnosu na druge srodne proizvode. Penoplast betoni Penoplasti se odliþno pokazuju i prilikom saradnje sa drugim materijalima, naroþito cementom. Cement kao vezivno sredstvo ovim proizvodima daje visoke mehaniþke karakteristike dok penoplasti doprinose odliþnim termiþkim svojstvima koja se iskazuju u punom kapacitetu. Smesa posebnih veziva, kuglice od ekspandiranog odn. ekstrudiranog polistirena, i posebnih aditiva po kojima se izdvajaju najbolji proizvoÿaþi, može se koristiti kao malter, cementna košuljica, ravnajuüi sloj, itd, ili se pak od nje mogu proizvoditi elementi za zidanje. U kom god obliku dospela na gradilište, ona poseduje nekoliko znaþajnih karakteristika koje joj þesto donose prednost pri izboru: – mala zapreminska masa, – visoke mehaniþke karakteristike, – niski koeficijenti toplotne provodljivosti, – primena na svim mestima u konstrukciji (temeljne ploþe, podrumski zidovi, fasade, podovi, kosi i ravni krovovi...), – znatno unapreÿene protivpožarne karakteristike ekspandiranog polistirena.

O IZOLACIJI

35

Simprolit® [16] proizvode izmeÿu ostalog odlikuju i odliþne termiþke karakteristike (iz široke palete proizvoda na bazi Simprolita naroþito su istaknute SOP Simprolit® ploþe za utopljavanje objekata). Mineralne vune Mineralna vuna podrazumeva nekoliko proizvoda od mineralnih ili metalnih vlakana koji su zastupljeni u brodogradnji, infrastrukturnim sistemima, graÿevinarstvu (80 % svih ugraÿenih termoizolacionih materijala þine mineralne vune). U zavisnosti od vrste sirovine od koje se proizvodi, mineralna vuna može biti kamena, staklena, þeliþna, na bazi šljake. Zabunu da u ovu grupu ne spada i staklena vuna kod nas su uneli tvorci prvog standarda koji je razdvajao u dve vrste mineralne vune i staklenu vunu.

Slika 1.15. Staklena vuna (levo) i kamena vuna (desno) Kamena vuna Kamena vuna se dobija od dijabaza, bazalta, kreþnjaka, dolomita i dr. Vodeüi proizvoÿaþi koriste iskljuþivo prirodne stene što omoguüava visok kvalitet i dugotrajnost. Kamen se topi na 1600°C, magma se raspršava u vlakna od kojih se formiraju tvrde ili savitljive ploþe i rolne materijala debljine 3 – 6 cm i zapreminske mase 40 – 80 kg/m³. Vlakna mogu da se presuju u tvrde ploþe uz impregnaciju fenolnom smolom (ona na bazi karbamida je manje vodootporna). Pri strogom praüenju tehnološkog procesa proizvodnje dolazi do potpune neutralizacije i polikondenzacije fenola i ne treba brinuti o njegovom odvajanju (pritom se zapreminska masa uveüava do 150 – 200 kg/m³). U kombinaciji sa sintetiþkim (fenolnim) vezivima kamena vuna postiže odliþne karakteristike [6, 11]: – toplotna provodljivost – koeficijent toplotne provodljivosti 0,041 W/(m K) i zadovoljava zahteve standarda SRPS U.J5.600, – izvanredno niska higroskopnost – sadržaj vlage u normalnim uslovima eksploatacije þini do 0,5 % zapremine, uz to, mineralna vuna se obiþno impregnira silicij-organskim jedinjenjima ili specijalnim uljima zato što se þuvanje na gradilištu i montaža þesto dešavaju u vlažnim uslovima,

36


– visoka hemijska stabilnost – garantuje hemijski pasivnu sredinu i ne izaziva koroziju metala sa kojima je u kontaktu, – zvuþna izolacija zidova – snižava rizik pojave zvuþnih talasa unutar konstrukcija i tako poveüava izolaciju od vazdušnog šuma, – jednostavna ugradnja – meki proizvodi se lako režu nožem, a oni malo tvrÿi ruþnom testerom; lako prijanjanje i oblikovanje oko prozora, vrata i na ivicama površine zida, – neznatno skupljanje (ukljuþujuüi i skupljanje za vreme niskih temperatura) i oþuvanje sopstvene dimenzije u toku celokupnog perioda korišüenja objekta – ovo garantuje odsustvo termiþkih/hladnih mostova (koji bi se, u suprotnom, pojavili na spoju izolacionih ploþa, þak i onda kada veza ploþa nije žljebna), – higijena – ne privlaþi insekte i mikroorganizme zbog svog neogranskog porekla, – negorivost materijala – uz efikasno spreþavanje širenja vatre, pa se koristi i kao protivpožarna izolacija. Termoizolacioni proizvodi od mineralne vune (u poreÿenju sa drugim termoizolacionim materijalima) imaju najširu primenu u graÿevinarstvu: – u fasadnim sistemima sa termoizolacijom na spoljašnjoj strani zida mokrog tipa, – u svojstvu termoizolacionog sloja kod kaþenih/ventilacionih fasada, – kod spoljašnjih zidova sa termoizolacijom na unutrašnjoj strani zida, – kod spoljašnjih zidova sa termoizolacijom unutar zidova – slojevito postavljanje, troslojni (armirano) betonski i sendviþ-paneli sa metalnom oplatom, – u svojstvu baze mekih krovova (u rolnama ili namazima), – kod kosih krovova i mansardi, – u konstrukcijama tavanica i podova, naroþito podova iznad mrtve ploþe, i spajanje spoljnih zidova i tavanica. Svakako najpoznatiji proizvoÿaþ kamene vune svetskog renomea na našem tržištu jeste kompanija Knauf Insulation. Staklena vuna Staklena vuna se izraÿuje od silikatnog peska i recikliranog stakla. Na temperaturama od 1450°C dobijaju se staklena vlakna debljine (16-20 mkm) i 2-3 puta duža od mineralnih, zahvaljujuüi þemu proizvodi imaju veüu elastiþnost i þvrstoüu. Ova karakteristika posebne prednosti pokazuje kod termoizolovanja kosih krovova i ventilirajuüih fasada. Vlakna se zatim oblikuju u ploþe ili rolne u debljinama od 2 do 20 cm. Zavisno od potrebe, elementi mogu biti jednostrano ili dvostrano zaštiüeni alu-folijom ili specijalnim procesom. Termoprovodljivost je 0,03-0,0520 W/(m K), vlaknasta struktura dobro apsorbuje zvuk, ne sadrži korozione agense, nehigroskopna je, a zahvaljujuüi zaštiti protiv truljenja i odsustvu mirisa, spreþava pojavu štetoþina i buÿi u graÿevinskim objektima. Takoÿe je negorivi materijal i pod uticajem vatre ne emituje toksiþne i štetne supstance. Proizvodi od staklene vune imaju praktiþno istu primenu kao proizvodi od kamene vune. Meÿutim, stakleno vlakno je toliko mek i elastiþan materijal da se ovim proizvodima mogu oblagati neravne površine, a takoÿe se mogu koristiti u konstrukci-

O IZOLACIJI

37

jama bilo kog oblika i konfiguracije. Upravo ova karakteristika daje znaþajnu prednost staklenoj vuni naroþito kod termoizolacije tavanskih prostora radi osposobljavanja za boravak u njima, jer je staklenom vunom veoma jednostavno ušuškati sva ona problematiþna mesta, naroþito kod drvenih krovova (venþanice, badže, krovni prozori, uvale itd). Odliþne termoizolacione karakteristike staklene vune, mala zapreminska masa i njeno lako prilagoÿavanje svakoj šupljini koju treba izolovati uþinile su da se upravo ovaj materijal koristi prilikom izolacije þuvene komercijalne letelice proizvoÿaþa Airbus – A380. Pored izolacije krovnih konstrukcija, najizrazitija je prednost kod upotrebe staklene mineralne vune u sistemima kaþenih/ventilirajuüih fasada. Pri tome, termoizolacioni proizvodi od staklene vune imaju stabilan oblik, dobro trpe starenje, ne podležu deformacijama. Nomenklatura termoizolacionih proizvoda od staklene vune sadrži: podloge (meke ploþe), prošivene/izbušene podloge, polutvrde ploþe sa sintetiþkim vezivom, ploþe visoke tvrdoüe koje poseduju izdržljivost na velika optereüenja. Tvrde ploþe, obložene staklenim vlaknima su dobra zaštita od vetra. Po dužim stranama, ploþe mogu da se spajaju na pero i žleb, što obezbeÿuje pouzdani spoj bez zazora. Meki materijali od staklenih vlakana se po pravilu komprimuju u rolne. Zahvaljujuüi visokoj elastiþnosti oni se ispravljaju, zadržavajuüi prvobitnu zapreminu praktiþno odmah nakon što se raspakuju. U direktnom kontaktu sa staklenom vunom koja je 80-ih godina pravljena u Skoplju dolazilo je do nadražaja kože, oþiju i sluznice nosa i usta. Dodatno, bila je pakovana u džakove i naši projektanti su imali veoma loša iskustva sa takvim proizvodom. U meÿuvremenu, u svetu je tehnologija znaþajno uznapredovala ali naše tržište þesto nije spremno da þuje argumente, veü se radije drži starih navika (sliþan je sluþaj sa blokovima od ekspandirane gline – siporex). U svetu je raÿeno nekoliko obimnih studija koje su za cilj imale da ispitaju tvrdnje da se radi o potencijalno kancerogenom materijalu. Meÿutim, zdravstvene komisije su utvrdile da ne postoje apsolutno nikakvi dokazi zbog kojih bi ona bila stavljena na crnu listu i povuþena iz upotrebe. ýak ne postoji ni obaveza nošenja zaštitne opreme na radu tokom proizvodnje, transporta i ugradnje. Uostalom, na proizvodima najveüih proizvoÿaþa staklene vune stoji znak CE koji garantuje bezbednost za sve koji su u kontaktu sa staklenom mineralnom vunom. Jedan od najveüih svetskih prozvoÿaþa staklene vune koji je prisutan i na našem tržištu je kompanija Ursa. Ostali proizvodi za termoizolaciju objekata Pored osnovnih proizvoda od materijala sa niskom toplotnom provodljivošüu, graÿevinska industrija u ponudi ima još i obiman prateüi program koji zajedno sa njima þini kompletne sisteme za postizanje optimalnih uslova komfora ili visokih karakteristika energetske efikasnosti – pasivnih ili kuüa sa net-zero utroškom energije. Ovde spadaju razni sistemi i sredstva za postavljanje termoizolacije, malteri, lepkovi, potkonstrukcije, zatim zaptivne trake, rabic-mreže za ojaþavanje završnog fasadnog sloja preko termoizolacije, posebno dizajnirani ankeri i sredstva za njihovo þvrsto postavljanje uz neutralizaciju pojave hladnih mostova.

38


Zakljuþak Termoizolacija je jedan od osnovnih naþina za dobijanje potpunog komfora u nekom objektu. Poslednjih godina iscrpljivanje prirodnih resursa i porast cene energije dodatno istiþe znaþaj termoizolovanja prostora kao osnovnog naþina da se doÿe do zadovoljavajuüeg stepena energetske efikasnosti. Svaki odgovoran arhitekta, izvoÿaþ, i pre svega investitor (naroþito kada se istovremeno govori i o korisniku prostora) mora veliku pažnju posvetiti ovom delu izgradnje ili rekonstrukcije objekta. Ne treba da budu propisi ono što üe naterati sve uþesnike jednog projekta da primenjuju standarde preporuþene od strane struþnjaka. Prosta raþunica pokazuje da üe termoizolacija isplatiti sebe u prvih nekoliko godina, þak i ne uzimajuüi u obzir najcrnja predviÿanja u vezi sa cenom i moguünostima snabdevanja energijom veü za par decenija (što je ipak znatno manje od upotrebnog veka objekta). 1.5.3. UPOREDNE KARAKTERISTIKE KAMENE I STAKLENE MINERALNE VUNE Tehniþki uslovi i normativi kao i sve zahtevniji korisnici objekata, diktiraju upotrebu najkvalitetnijih graÿevinskih materijala u procesu graÿenja objekata. Naroþito je bitno da prostor u kome boravimo pruža odgovarajuüu toplotu i akustiþki komfor kao i sigurnost ɨd požara u isto vreme. Zato, još u fazi projektovanja, posebnu pažnju treba obratiti na izbor izolacionih materijala. Knauf Insulation [6] je kompanija koja pruža kvalitetna rešenja zahvaljujuüi vrhunskim svojstvima proizvoda, izolacionim materijalima od kamene i staklene mineralne vune. Iako na našem tržištu obe vrste materijala – vuna – postoje veü dugi niz godina, i dalje se javljaju nedoumice oko njihovih sliþnosti i razlika, podruþja primene, porekla. O materijalima I kamenɚ i staklena mineralna vuna spadaju u grupu mineralnih vuna – zbog svog mineralnog porekla: – kamena mineralna vuna nastaje od kamena vulkanskog porekla – dolomita, dijabaza i bazalta, – staklena mineralna vuna nastaje od staklene kvarcnog peska i recikliranog stakla. Proces proizvodnje je sliþan: sirovine se tope na visokim temperaturama, dobija se „lava“ koja se uz pomoü centrifugalnih toþkova ispreda u fina vlakna koja se talože u filc od koga, naknadnom obradom, nastaje finalni proizvod – ploþe kamene, odnosno rolne i ploþe staklene mineralne vune. Iz navedenih karakteristika materijala može se zakljuþiti da i kamena i staklena mineralna vuna pružaju: – toplotnu izolaciju, – vuþnu izolaciju, – protivpožarnu zaštitu, – dugoveþni su (koliko i životni vek objekta), – vodoodbojni a paropropusni ( prostorije “dišu“ ), – otporni na mikroorganizme i hemikalije, – potpuno su ekološki ispravni.

O IZOLACIJI

39

Tabela 1.5. Uporedne karakteristike materijala [6] – – – – – – – – – – – – –

Kamena mineralna vuna kratka vlakna veüe gustine proizvoda od 30 do 200 kg/m3 visoka þvrstoüa na pritisak Ȝ u granicma od 0,035 do 0,039 W/(m K) odliþan apsorber zvuþne energije negoriv materijal, klasa negorivosti A1 maksimalna radna temperatura 750°C veüa otpornost na požar visoka temperatura topljenja, preko 1000°C niža elastiþnost materijala niska zatezna þvrstoüa veoma otporna na eventualna mehaniþka ošteüenja prilikom rukovanja

– – – – – – – – – – – –

Staklena mineralna vuna dugaþka vlakna manje gustine proizvoda od 10 do 100 kg/m3 niža þvrstoüa na pritisak Ȝ u granicma od 0,032 do 0,044 W/(m K) odliþan apsorber zvuþne energije negoriv materijal, klasa negorivosti A1 maksimalna radna temperatura 230°C otpornost na požar niža taþka topljenja, oko 700°C visoka elastiþnost materijala visoka zatezna þvrstoüa otporna na eventualna mehaniþka ošteüenja prilikom rukovanja

Slika 1.16. Izgled vlakana kamene i staklene mineralne vune Kada je bolje koristiti kamenu mineralnu vunu? Visoki protivpožarni zahtevi Zbog svoje strukture i veoma visoke taþke topljenja (preko1000°C), kamena mineralna vuna je idealna kao zaštita od požara – funkcija protivpožarnog materijala je da zaštiti konstrukciju od urušavanja u sluþaju požara, kao i da omoguüi sigurnu evakuaciju ljudi iz objekta (na primer, spoljašnji i unutrašnji zidovi, þeliþne konstrukcije). Kamena mineralna vuna ne razvija plamen (najviša klasa negorivosti – A1), tako da spreþava širenje požara i ne emituje štetne gasove, koji su uzroþnici smrti u požarima u þak 89 % sluþajeva [21]!

40


Kamen

Staklo

Staklo

Kamen

0

1

2 Sati

3

4

Slika 1.17. Otpornost na topljenje dve vune u funkciji vremena

0

20

40

60 KPa

80

100

Slika 1.18. Mehaniþka otpornost dve vune na pritisak

Visoke radne temperature Kamena mineralna vuna ima veoma visoku radnu temperaturu (i do 750°C), što je þini idealnom toplotnom i protivpožarnom zaštitom na visokim temperaturama (u industrijskim postrojenjima, za izolaciju kotlova i cevi) Lake konstrukcije Zaštita od toplote u letnjem periodu (na primer, kosi krovovi sa linijskim nosaþima: grede i rogovi). Kada se razmatra komfor u letnjem periodu, najbolji termoizolacioni materijali su oni koji odlažu prolazak toplote iz spoljašnje sredine u unutrašnjost objekta, odnosno materijali sa velikom toplotnom inercijom. Toplotna inercija predstavlja koliþinu toplote koju materijal može da akumulira i proporcionalna je gustini materijala tj. veüa gustina materijala – veüa toplotna inercija. Velika pritisna þvrstoüa Ova karakteristika dolazi do izražaja na mestima koja trpe veliki pritisak (na primer, podovi i ravni krovovi). Zbog svoje strukture i velike gustine, kamena mineralna vuna üe poboljšati performanse poda i krova, ne gubeüi svojstvo toplotne i zvuþne izolacije. Ekološka ispravnost materijala I kamena i staklena mineralna vuna Knauf Insulation-a, poseduju sertifikate o neškodljivosti po zdravlje ljudi – EUCEB (European Certification Board for Mineral Wool Producers), koji predstavlja potvrdu nezavisnog tela kojom se garantuje da proizvodi od mineralne vune zadovoljavaju kriterijume za nekancerogene materijale. Rastuüa zabrinutost razvijenih zemalja zbog rasipanja energije i globalnog zagrevanja stavila je potrebu za štednjom energije u prvi plan. S obzirom da su zgrade identifikovane kao najveüi potrošaþi energije (40 % od ukupne potrošnje, a u Srbiji þak 38 % – slika 1.1), sve više se obraüa pažnja na njihov energetski bilans, kako pri izgradnji novih objekata, tako i u projektima renoviranja. Izolacija od kamene ili staklene mineralne vune je najisplativije i dugotrajno rešenje da se energija u zgradama štedi. Dobro izolovani zidovi, podovi i tavanice osiguravaju prijatnu temperaturu i leti i zimi, smanjuju potrebe za grejanjem i hlaÿenjem, þime potrošnju energije smanjujemo na minimum. Jednom ugraÿena izolacija je veþita ušteda – jer traje koliko i sam objekat.

O IZOLACIJI

41

1.6. ENERGETSKI EFIKASNA IZOLACIJA OD PODRUMA DO POTKROVLJA – PENASTI MATERIJALI Natproseþne stope rasta proizvodnje i prodaje tvrdih pena na bazi polistirena širom sveta zasnivaju se na sve široj primeni termoizolacionih materijala u graÿevinskom sektoru. Vlasnici starih i novih objekata u prilici su da pri renoviranju odnosno gradnji daju svoj doprinos energetskoj efikasnosti i zaštiti klime primenom dva proizvoda kompanije BASF [7, 8] – srebrnosivog materijala Neopor®, inovativne EPS sirovine za termoizolaciju, kao i ekološki podobnih zelenih XPS-ploþa Styrodur® C, koje ne sadrže gasove štetne za okolinu i tako pomažu smanjenju emisije ugljen-dioksida. Prednosti Neopora® U Evropi je u oblasti primene EPS-materijala dominantan graÿevinski sektor sa udelom od 74 % ukupne potrošnje ovih materijala, prvenstveno u termoizolaciji, ali i u inovativnoj gradnji. Danas su u ovim oblastima primene na raspolaganju usavršeni proizvodi po meri kupca. Primera radi, Neopor® (EPS – ekspandirani polistiren) þini osnovu na kojoj se zasniva nova generacija termoizolacionih materijala i predstavlja usavršenu verziju BASF-ovog klasika – Styropor®. Pene dobijene od Neopora® su srebrnosive jer sadrže grafit koji znatno poveüava termoizolacioni uþinak. Na taj naþin su pene od Neopora® nadmašile druge EPS-materijale, jer u poreÿenju sa njima pružaju izolaciju veüu za 20 % pri istoj debljini ploþa. To pomaže uštedi troškova grejanja, a sa ekološkog aspekta poveüava vrednost objekata u koje je materijal ugraÿen. Osim toga, pri proizvodnji termoizolacionih ploþa troši se 50 % manje sirovina, pri þemu kvalitet izolacije ostaje nepromenjen. Na taj naþin, Neopor® daje doprinos oþuvanju energetskih resursa. Neopor® se najþešüe primenjuje u oblaganju objekata sa spoljašnje strane. Neopor® po BASF receptu u Srbiji proizvodi nekoliko kompanija.

Neopor® – izolacioni granulat kompanije BASF (dole) i ekspandirane perle Neopora® (gore).

Styrodur® C – pogled izbliza na izolacioni materijal otporan na pritisak

Slika 1.19. Izgled izolacija Neopor i Styrodur

42


Tabela 1.6. Tehniþki podaci za Neopor® Kljuþne karakteristike Neopor® izolacionih materijala EPS 70 EPS 100 EPS 150

Standard

Svojstva

Jedinice

Legenda EN 13163

Toplotna provodljivost, ȜD

W/(mK)

-

0.031

0.030

0.030

EN 13163

Toplotna provodljivost, W/(mK) garantovana vrednost

-

0.032

0.031

0.031

Nemaþko nacionalno tehniþko odobrenje

Napon na sabijanje pri 10 % kompresije (pritikPa CS(10) 70 100 150 EN 826 sna þvrstoüa) Napon na istezanje upravno na površikPa TR 100 150 200 EN 1607 nu panela (zatezna þvrstoüa) Otpornost na savijanje kPa BS 115 150 200 EN 12089 Otpornost na smicanje kPa Ĳ 35 60 85 EN 12090 Dimenziona stabilnost % DS(70,-) 1 1 1 EN 1604 48 h, 70°C Deformaciono ponaša% DLT(1)5 5 5 EN 1605 nje 48 h, 20 kPa, 80°C Deformaciono ponaša% DLT(2)5 5 EN 1605 nje 168 h, 40 kPa, 70°C Faktor otpora difuziji 20-40 30-70 30-70 EN 12086 vodene pare Koeficijent linearne ter60-80 x 60-80 x 60-80 x K-1 DIN 53752 -6 -6 miþke deformacije 10 10 10-6 Gorivost EU E E E EN 13501-1 (klasa gorivosti) klasa Otpornost na dejstvo Otporan na vodu, na veüinu kiselina i alkalija, osetljiv na organske hemijskih supstanci rastvaraþe. Otporan na mikroorganizme. Ne truli, niti se raspada. Biološko ponašanje Hemijski neutralan, nerastvorljiv u vodi. Nisu poznati štetni efekti na zdravlje. Napomena: Tehniþki i fiziþki podaci dati u tabeli predstavljaju standardne vrednosti za izolacione materijale napravljene od Neopor®-a. Vrednosti i karakteristike se mogu razlikovati u zavisnosti od prerade. Neopor P nije vatrootporan.

Styrodur® C C, ekstrudirana þvrsta pena na bazi polistirena (XPS), više od 40 godina štiti kuüe od toplote, hladnoüe i vlage. Njegovom primenom produžava se trajanje objekata, poveüava im se vrednost i termiþki komfor koji znatno doprinosi zdravoj klimi stanovanja. Na primer, i kod ravnih krovova može se ostvariti nivo moderne termoizolacije uz manje troškove i zadovoljenje ekoloških standarda pasivne gradnje. U cilju adekvatne izolacije podruma i zaštite temelja od mraza, na raspolaganju su razliþite dugotrajne XPSploþe otporne na vlagu. Styrodur®

O IZOLACIJI

43

Kao zakljuþak može se istaüi da tvrde pene na bazi polistirena pružaju znaþajan doprinos u zaštiti klime. Zahvaljujuüi njima, danas je uz struþnu primenu termoizolacije pomoüu materijala na bazi EPS-a i XPS-a moguüe od starog objekta dobiti kuüu od tri litra (sa utroškom od tri litra ložnog ulja po kvadratnom metru stambene površine na godišnjem nivou).

1.7. PLOýE ZA UTOPLJAVANJE OBJEKATA Uvoÿenje u svakodnevnu graÿevinsku praksu razliþitih sistema termoizolacije objekata izazvano oštrim poskupljenjem energetskih resursa na svetskom tržištu i, kao rezultat toga, neophodnost znaþajnog umanjenja utroška energije tokom eksploatacije graÿevinskih objekata, realizuje se, po pravilu, primenom više ili manje efektivnih sistema umanjenja toplotnih gubitaka kroz spoljašnje zidove u zimskom periodu, dok se letnji period skoro i zanemaruje [4]. Pri tome, þesto se ne obraüa pažnja na þinjenicu da se opšti toplotni gubici graÿevinskog objekta javljaju kao rezultat pojedinaþnih gubitaka (kroz svaki graÿevinski elemenat pojedinaþno), koji u procentima od opštih toplotnih gubitaka neutopljenog objekta, u razliþitim klimatskim uslovima, iznose: kroz podove izmeÿu 5-10 %, kroz spoljašnje zidove izmeÿu 30-35 %, kroz podrumske, tavanske i krovne ploþe izmeÿu 15-20 %, kroz ventilaciju 15-20 % i kroz prozore od 35-40 %. Parcijalno rešavanje problema gubitaka toplote graÿevinskih objekata, zavisno od klimatskih uslova, izolacijom samo fasadnih zidova u svim sluþajevima donosi manju ukupnu uštedu energije u odnosu na moguüu. A podatak da je obim utroška elektroenergije na hlaÿenje prostorija u letnjem periodu skoro izazvao raspad sistema zbog vršnog optereüenja ravnog onom pri najhladnijim zimskim uslovima, gotovo da se i ne uzima u obzir! U savremenoj graÿevinskoj praksi termoizolacija objekata svodi se uglavnom (pored zamene fasadnih prozora sa jednostrukim staklima novim prozorima sa dobrim zaptivanjem i dvostrukim ili trostrukim termopan-staklima) i u najveüoj meri na utopljavanje fasadnih zidova objekata. U poslednje vreme, sve širu primenu imaju višeslojne fasadne konstrukcije, sastavljene iz noseüih delova (betonski zidovi, zidovi od opeke, penobetona, gasbetona) i termoizolacionih slojeva od materijala sa koeficijentom toploprovodljivosti manjem od 0,10 W/(m°C). Pri tome, þesto se ne vodi raþuna i o þinjenici da se kod izvoÿenja mnogoslojnih fasadnih konstrukcija dobija kompozitni presek heterogenih materijala, sa razliþitim fiziþko-mehaniþkim svojstvima: – razliþiti koeficijenati širenja i skupljanja , – razliþite þvrstoüe na pritisak i zatezanje, – razliþita atheziona svojstava, – razliþito ponašanje na sišuüe, sušeüe i abraziono dejstvo vetra, – razliþito ponašanje na dejstvo ultravioletnih zraka, – razliþite deformacije pri znaþajnim temperaturnim razlikama zidova koji se suþeljavaju pri istoj spoljnoj temperaturi vazduha, zavisno od njihove osunþanosti i boje završnog fasadnog premaza, – razliþite karakteristika starenja tokom eksploatacije svakog od kompozita ponaosob,

44


– razliþiti koeficijenti vazduhopropustljivosti i paropropustljivosti. Posebno treba istaüi da vazduhopropustljivost i paropropustljivost nisu samo fiziþko-mehaniþki uslovi kvaliteta, pa i dugoveþnosti fasadnih konstrukcija, veü su i kapitalno važan þinioc za štednju energije i stvaranje uslova za komforno stanovanje i boravak u takvim prostorima, jer ukoliko u objektima nije predviÿen sistem prinudne ventilacije u svim zatvorenim celinama, fasadne konstrukcije moraju posedovati dobru paropropustljivost. 1.7.1. SISTEMI TERMOIZOLACIJE GRAĈEVINSKIH OBJEKATA Svesno ili ne, u poslednje vreme se u sredstvima masovnih informacija, popularnoj, pa i struþnoj literaturi pojam termoizolacija zamenjuje pojmom utopljavanje graÿevinskih objekata i na taj naþin se zanemaruje veoma bitan zahtev da termoizolovan zid mora da štiti, ne samo od hladnoüe zimi, veü i od prekomerne toplote leti, a što danas, u uslovima globalnog otopljavanja, postaje imperativ. Nažalost, u takvu zamku lobija proizvoÿaþa raznih termoizolacionih sistema upadaju neretko i veoma kreativni stvaraoci i poznate arhitekte. Osim Simprolit® sistema i Durisol® sistema kao jedinstvenih jednoslojnih termoizolovanih paropropusnih fasadnih zidova na svetskom tržištu, svi ostali sistemi termoizolacije fasadnih zidova se svode na njihovo utopljavanje formiranjem dvoslojnih ili višeslojnih sistema. Pri tome su vrlo prisutne agresivne marketinške poruke raznih proizvoÿaþa tipa „spoljašnji zidovi od našeg materijala po svom koeficijentu toplotne provodljivosti zadovoljavaju termiþke zahteve Vašeg regiona“ i sliþno, koje zanemaruju osnovne zahteve graÿevinske fizike i koje manipulišu podacima dobijenim u laboratorijskim uslovima za materijal u potpuno suvom stanju, svesno zanemarujuüi toplotne gubitke ukupnog izidanog fasadnog zida (kao sto su termiþki mostovi na mestima horizontalnih i vertikalnih spojnica elemenata, otvori za prozore ili balkonska vrata na fasadi, vlažnost klimatskog podruþja u kojem se objekti grade, smanjena termoizolaciona sposobnost fasadnog zida za vreme isušivanje nakupljene vlage tokom godine i dr), usled þega se takvi zadovoljavajuüi zidovi neizostavno moraju dodatno izolovati. Takoÿe se þesto zaobilazi i elementarna þinjenica da, po definiciji, termoizolacija znaþi: ne samo izolacija od hladnoüe zimi, veü i od prekomerne toplote leti, a što je svakim danom sve znaþajnije, s obzirom na period globalnog otopljavanja u kojem se nalazimo. 1.7.2. VIŠESLOJNI – SENDVIý ZIDOVI Po težini posledica koje izaziva pre svega po zdravlje ljudi, ali i po materijalnim gubicima tokom eksploatacije objekata, primena sistema gradnje protivnih zahtevima graÿevinske fizike predstavljaju mnogo više od obiþnog prekršaja projektanta ili investitora, jer se njima ugrožavaju pokolenja, njihovo zdravstveno i materijalno blagostanje. Izgradnja mnogoslojnih fasadnih zidova na samom gradilištu pretpostavlja znatno više taktova u izvoÿenju radova, veüi broj specijalista za izvoÿenje svake pozicije ponaosob, dodatne troškove na sredstva veze (ankeri, tiplovi, potkonstrukcije),

O IZOLACIJI

45

na razne podloge i tehnološke posrednike (armaturne i rabic mreže za nošenje maltera, mreže od staklenih ili plastiþnih vlakana za prijem i nošenje lepkova, paropropusne a vodonepropusne folije tipa Tyvek ili, obrnuto, parnu branu za spreþavanje prodora pare u srednje slojeve konstrukcije i sliþno). Sve to, sa aspekta složenosti i brzine izvoÿenja radova, u sumarnom koštanju primenjenih materijala, te konaþno i u ukupnom koštanju ovakvih fasadnih konstrukcija jeste i razlog da je udeo troškova fasadnih konstrukcija i utopljenih krovnih konstrukcija kao „pete fasade“ u opštoj ceni koštanja dostigao nivo, zavisno od klimatskog podruþja, od 15 – 25 % ukupne cene koštanja graÿevinskih radova. U poslednje vreme, sve je masovnija primena ovakvih zidova koji, po preporukama trgovaca nekretninama garantuju visok kvalitet, pa otuda i visoka cena! Meÿutim, krilatica da „visoka cena ne garantuje i visok kvalitet“ upravo je primenljiva kod ovakvih tipova zidova, a rezultati su dijametralno suprotni, pa þak idu i do poražavajuüih. Najþešüe se sendviþ zidovi izvode sa unutrašnjim nosivim ili samonosivim zidom (betonski zidovi, blokovi od opeke, keramzitobetona, te penobetona ili gasbetona zapreminske težine iznad 800 kg/m3) i spoljašnjim slojem od fasadne ili malterisane opeke, a u srednjem sloju (izmeÿu spoljašnje obloge i unutrašnjeg zida – kao u sendviþu) postavljaju se efektivni ploþasti termoizolacioni materijali (mineralna vuna, ploþe ekspandiranog ili ekstrudiranog polistirena i sliþni izolacioni materijali). Zavisno od rešenja eliminacije vodene pare iz termoizolacionog sloja, primenjuju se dve varijante sendviþ zidova – sa vazdušnim slojem za odvoÿenje vodene pare iz konstrukcije debljine min. 40 mm postavljenim od termoizolacionog sloja ka spolja, ili pak sa parnom branom postavljenom ispred termoizolacionog sloja (ka unutrašnjosti objekta) ukoliko ne postoji sloj za provetravanje. Meÿutim, evidentna je þinjenica da se upravo kod ovakvih zidova javljaju najbrojniji nedostaci, poþev od projektovanja, preko izvoÿenja pa sve do eksploatacije objekata, a koji mogu dovesti i do drastiþnih posledica u vidu rušenja dela ili celih zidova ili zidnih panela (prema podacima Centralnog biroa nauþno-tehniþkih informacija ROSSTROY-a i Akademije komunalnog gazdovanja RF iz Moskve). Greške koje su utvrÿene posle havarija mogu se svrstati u nekoliko kategorija: – kod sluþajeva sendviþ zidova bez vazdušnog sloja za otparavanje sloja za utopljavanje, problematiþno je funkcionisanje paroizolacije izmeÿu unutrašnjeg dela sendviþ zida i sloja za utopljavanje, upravo zbog posledica montaže srednjeg sloja za utopljavanje koji se raznim ankerima priþvršüuje za unutrašnji zid (minimalno 4 ankera na m2) koji prosto izrešetaju paroizolaciju, koja kao takva ne vrši funkciju i para nesmetano prodire u sloj termoizolacije, tamo se kondenzuje i posle dvadesetak ciklusa zamrzavanja-otopljavanja degradira unutrašnji sloj termoizolacije (mineralna vuna formira grumene i pada na dno zida, a stiropor se posle desetak ciklusa potpunog zasiüenja deformiše, poveüava svoju gustinu smanjujuüi debljinu i preko 20 %, što se poslediþno odražava ne samo na gubitak njegove projektovane termoizolacione sposobnosti, veü se odražava i na zid u celini, u vidu pojave hladnih mostova, kondenza, vlage i buÿi na unutrašnjim zidovima),

46


– kod sendviþ zidova sa vazdušnim slojem za otparavanje sloja za utopljavanje debljine 10 – 30 mm u preko 90 % istraživanih sluþajeva taj sloj uopšte nije bio u funkciji, što je i izazvalo degradaciju zidova, a u desetinama sluþajeva i njihovo rušenje. Evidentirani razlozi što je projektovani sloj za otparavanje bio van funkcije bili su: upadanje u njega maltera kod zidanja spoljašnjeg sloja od opeke, njegovo pregraÿivanje ili potpuno zatvaranje usled deformacije unutrašnjeg sloja za utopljavanje, otklon ka unutra kod zidanja spoljašnjeg zida, pa sve do masovne pojave da u spoljašnjem delu zida od fasadne opeke ili opeke sa završnom obradom malterisanjem uopšte nisu ostavljeni otvori za provetravanje vazdušnog sloja za otparavanje! U sendviþ zidovima se po tehnologiji zahteva elastiþna veza izmeÿu unutrašnjeg (nosivog) sloja i spoljašnjeg obložnog zida od opeke, kako bi se spreþilo da spoljašnja obloga ispadne. Uobiþajeni naþin je da se na svakih 4-10 redova opeke u spojnicu postavi armatura Ø 6 mm i da se ona ankerima priþvrsti za unutrašnji nosivi sloj. Pored toga što ovakav našin izvoÿenja usložnjava izvoÿenje, on je i direktan uzrok neželjenih posledica, kako u u termotehniþkom smislu (kroz postavljene ankere dolazi do poveüanog toplotnog fluksa koji je nesrazmerno veliki u odnosu na presek kroz koji se odvija, što rezultuje poveüanim uþešüem taþkastih i linijskih toplotnih gubitaka, kondenzom i mokrom termoizolacijom), tako i u graÿevinskom (kondenz izaziva koroziju ankera i moždanika za vezu, što može da dovede i do urušavanja cele spoljne zidne obloge). Ovde treba napomenuti da su kod tipova zidova sa paroizolacijom od unutrašnjeg nosivog ka srednjem utopljavajuüem sloju, zbog prodora i ovih ankera kroz parnu branu, posledice još izraženije). Pojava termiþkih mostova u nivou meÿuspratnih ploþa je redovna pojava na koju se još redovnije žmuri, a opravdanja traže u raznim statistiþkim osrednjenjima i drugim matematiþkim bravurama bez uvažavanja osnovnih zakona fizike. Naime, kako je spoljašnji obložni sloj od fasadne opeke težak preko pola tone po dužnom metru fasade, a spolja omalterisani sloj od opeke i znatno teži, on neizostavno mora stabilno stajati na meÿuspratnoj ploþi, koja opet mora izlaüi na fasadu objekta. Da bi dokazali kako je ovakvo rešenje ispravno i sa aspekta graÿevinske fizike, inovatori su sraþunali i propisali da je dovoljno da se meÿuspratna ploþa ispreseca umecima od stiropora, te se na taj naþin usrednji toplotni gubitak i umanje termiþki mostovi?! Osnovna greška se sastoji u zanemarivanju zahteva da se svaka armatura meÿuspratne ploþe koja pada na preseþen deo ploþe umecima od stiropora mora provesti kroz preostali betonski presek, þime se neizostavno poveüava koncentracija armature u tom preseku, a time i do ekstremnog poveüanja toplotnog fluksa i, naravno, do pojave termiþkih mostova. 1.7.3. FASADNI ZIDOVI SA SPOLJAŠNJIM SLOJEVIMA ZA UTOPLJAVANJE Velika debljina zidova za posledicu ima, ne samo gubitak korisnog (prodajnog) prostora, veü i znatno poveüane koliþine i dimenzije betona i armature konstrukcije. Pored enormno velike debljine i, proporcionalno tome, težine ovakvih zidova, oni imaju i niz nedostataka gledano sa ekološke strane:

O IZOLACIJI

47

– sva isparenja iz objekta akumuliraju u srednjem sloju zida (odakle, kada preÿu maksimalno dozvoljenu koncentraciju, postaju i uzroþnikom raznih neprijatnih mirisa, gljiva, bakterija, alergija), – leti, u sluþaju da visoke temperature vazduha potraju, zbog veoma visokog toplotnog kapaciteta unutrašnjeg sloja, danju akumuliraju toplotu iz vazduha i noüu je otpuštaju u prostoriju. Akumuliranje dnevne toplote i njena emisija u prostoriju, u toku noünih þasova, spavanje u njima þini gotovo nemoguüim bez raznih klimatizera štetnih, kako po zdravlje, tako i zbog utrošaka energetskih resursa (još uvek je u svežem seüanju apel elektrodistribucije od ovog leta da se smanji upotreba kondicionera, zbog preoptereüenja distributivnog sistema ravnog onom u najhladnijem zimskom periodu – a globalno otopljenje je tek poþelo i velike vruüine su nam tek zakucale na vrata). Sveobuhvatan i struþan izbor optimalnog sistema termoizolacije objekata, kako sa ekološke, tako i sa tehniþke i ekonomske taþke gledišta, jedan je od najvažnijih zadataka projektanata i investitora. 1.7.4. UTOPLJAVANJE SISTEMIMA SA MINERALNOM VUNOM Utopljavanje sistemima sa mineralnom vunom zahteva da zidovi objekta koji se utopljavaju budu idealno ravni, (na primer, pri utopljavanju objekata mineralnom vunom neretko se potroši i 300 % više lepka na ravnanje postojeüih zidova nego što je normirano, jer mineralna vuna zahteva idealno ravnu podlogu), zahteva posebne mere zaštite na radu, jer mineralna vuna iritirajuüe deluje na organe vida i organe disanja radnika pri montaži. Sa druge strane, treba istaüi da je mineralna vuna male zapreminske gustine paropropusna, ali i da se, zbog nagle promene pritiska vodene pare ispod završnog sloja fasade nanešenog na mineralnu vunu, posebno zimi, formira koncentrovana vlaga koja se zadržava u sloju za utopljavanje. Kako samo 1 % viška vlažnosti u mineralnoj vuni za preko 20 % smanjuje njene termoizolacijske sposobnosti i isto toliko njenu dugoveþnost, jasni su razlozi zašto takve fasade posle desetak godina prskaju, a mineralna vuna sleže i otpada. Rešenje ovog problema postavljanjem parne brane ispred ovih utopljivaþa rešava jedan, ali stvara drugi, novi problem – zidovi prestaju da dišu i potreban je kompletan ventilacioni sistem za sve prostorije, što je opet primenjivo u administrativnim objektima i porodiþnim kuüama, ali je vrlo opasno kod objekata sa više stanova, zbog moguünosti prenošenja virusa kroz ventilacioni sistem. Opšte je poznato i starenje mineralne vune, usled prisustva zarobljene vlage ili oksidacionih procesa sa naizmeniþnim promenama vlažnosti sredine, pri þemu tokom vremena slepljena vlakna mineralne vune prelaze u igliþastu prašinu, na šta treba obratiti pažnju, posebno kod slojeva za utopljavanje mansardi i svuda tamo gde dolazi do direktnog kontakta životnog prostora i termoizolacije. Sposobnost materijala da posle odreÿenog vremena i pod odreÿenim klimatskim uslovima zadrži svoje prvobitne karakteristike definiše se kao njegova dugoveþnost. Dobra i neometana paropropustljivost, odsustvo kondenza, homogenost materijala i njegova unutrašnja struktura, karakteristike vezivnih sredstava samog

48


materijala, otpornost na visoke i niske temperature pri promenljivoj vlažnosti i dr. direktno utiþu na njegovu dugoveþnost. U Ruskoj Federaciji dugoveþnost mineralne vune definiše se: ne više od 15 godina. 1.7.5. UTOPLJAVANJE SISTEMIMA SA STIROPOROM Sa ploþama ekspandiranog ili ekstrudiranog polistirola situacija je još složenija – promena pritiska pare neizbežno izaziva ili kondenz, koji se posle vraüa u zid (izazivajuüi veü posle 7-10 godina gljivice i buÿ na spojevima zidova i plafona, pa prostorije u stanu poþnu da mirišu na vlažni podrum) ili pukotine na fasadi, kroz koje tokom vremena ulazi voda, što neretko dovodi do degradacije, pa i rušenja, ne samo sloja za utopljavanje, veü i þitavih zidnih panela. Kod ovog sistema utopljavanja, kao i kod utopljavanja mineralnom vunom, dolazi do formiranja parne brane na najnepovoljnijem mestu na izlazu pare iz konstrukcije. Mada je kondenz koji se pojavljuje izmeÿu završnog sloja fasade i stiropora u dozvoljenim granicama koje omoguüavaju njegovo isušivanje, višestruki ciklusi zamrzavanja-otopljavanja znatno smanjuju njegovu dugoveþnost. Pokušaj da se ovo izbegne postavljanjem paroizolacije pre termoizolacionog sloja u praksi je gotovo neizvodljiv, s obzirom da na paroizolaciju nije moguüe lepiti i nivelisati ploþe stiropora (lepak zahteva podlogu na koju üe prionuti i ostvariti potrebnu atheziju), veü se ploþe moraju iskljuþivo tiplovima priþvršþivati za zid, što opet dovodi do proboja parne brane i njenog stavljanja van funkcije. Kod utopljavanja fasadnih zidova stiroporom zanemaruje se þinjenica da temperatura na samoj površini zida, zavisno od orijentacije zida prema stranama sveta i izabranog kolorita fasade, može preüi i preko 800°C, što veoma nepovoljno utiþe na raznorodne sisteme za utopljavanje fasada, a vrlo þesto i na stabilnost primenjenih slojeva za utopljavanje. To je posebno izraženo kod utopljavanja fasada ekspandiranim polistirolom (stiroporom), koji pri temperaturi veüoj od 750°C poþinje da se stanjuje i da lapi, mrežica sa površinskim slojem lepka se odvaja od površine i posle par ciklusa zamrzavanja puca (sa poslediþnim propuštanjem atmosferilija u sloj za utopljavanje), a na spojevima sa protivpožarnim razdelnicama, po pravilu, pojavljuju se pukotine. U Ruskoj Federaciji dugoveþnost ploþa ekspandiranog polistirola (stiropora), u zavisnosti od mesta i naþina ugradnje, izloženosti temperaturnim promenama i agresivnosti vazdušne sredine, definiše se ne više od 12 godina. Posle tog perioda stiropor gubi od 15 – 20 % svojih termotehniþkih karakteristika, pa postoji opšta preporuka NIISF RAASN da projektanti u startu za preko 20 % uveüaju debljine projektovanih slojeva stiropora u odnosu na raþunski potrebne. Pojava ekološke neþistoüe zidova utopljenih stiroporom posledica je naglog poveüanja otpora prolasku vodene pare na prelasku izmeÿu osnovnog zida i stiropora, tako da para, prateüi toplotni fluks, sa sobom povlaþi štetne materije i mirise iz vazduha prostorije i sakuplja ih u srednjem sloju zida, akumulirajuüi ih daleko iznad nivoa dozvoljene koncentracije, a što direktno utiþe na pad higijensko-tehniþkog kvaliteta takvih zidova i od njih stvara potencijalnu opasnost po ekološko okruženje stanara.

O IZOLACIJI

49

Kao potvrda svega navedenog, ali i kao upozorenje buduüim korisnicima tako utopljenog stambenog prostora, tokom eksploatacije može da posluži i nalaz veštaka o razlozima degradacije sloja stiropora kod utopljavanja zidova škole u podmoskovlju i pre njenog tehniþkog prijema – isparenja laka za parket i masne boje za zidove kod završnih radova, izvoÿenih pri zatvorenim prozorima, jednostavno su izrešetali stiropor na mestima gde je postignuta znaþajna koncentracija tih isparenja u slojevima zidova. Konaþno, kod sistema utopljavanja objekata ploþama stiropora posebno je izražen problem ispunjavanja protivpožarnih zahteva. Rešenje da se ovakva vrsta termoizolatora zbog svoje gorivosti u konstrukcijama fasadnih i stepenišnih zidova zaštiüuje sa 3,0 cm rabic-cementnog maltera ne samo da nema nikakvog tehniþkog opravdanja i rezultata, veü i direktno umanjuje dugoveþnost tako izvedenog sistema. Naime, takva obloga je ispitivanjima pokazala svoju protivpožarnu efektivnost iskljuþivo kod konstrukcija kod kojih je mogla da primljenu temperaturu pri požarnom optereüenju (900-1100°C) prenese na podlogu na kojoj se nalazi, tj. kada postoji moguünost temperaturnog rastereüenja. Efekat je upravo obrnut – veü posle 10-tak minuta dejstva požarnog optereüenja na rabic-cementni malter, usled naglog porasta termo-dilatacionih naprezanja, dolazi do pucanja, odvajanja ovog sloja od podloge i njegovog, uz jak tresak, pada unutar peüi za ispitivanje. Kod podloge od stiropora i u sluþaju da je rabic mreza þeliþnim, a ne plastiþnim tiplovima priþvršüena za osnovni zid, veü kod temperature preko 600°C dolazi do samozapaljenja stiropora, þak i bez prisustva plamena. Stoga je u Ruskoj Federaciji u odnosu na navedeni sistem PP zaštite, imajuüi u vidu i da se nanošenjem debelog sloja maltera drastiþno poveüava moguünost kondenza ispod završnog sloja rabic-maltera i time direktno smanjuje efektivnost i dugoveþnost ovakvog sistema, data prednost primeni protivpožarnih razdelnica, koje spreþavaju prenošenje požara po fasadi. A o pojavi da je u nekim manjim sredinama za tehniþki prijem dovoljno da izvoÿaþ potpiše izjavu da je preko stiropora nanet sloj 3,0 cm rabic-maltera iako to nije sluþaj (pa þak i ako se golim okom vide spojevi ploþa stiropora na fasadi) te da je ista proglašena tabu-temom i ne treba pisati – o tome üe se pisati u izveštajima kriminalistiþke policije tek kada neko, nažalost, nastrada. Simprolit® sistem za utopljavanje postojeüih objekata i objekata u izgradnji Simprolit® jednoslojne SOP (D160) ploþe [16] su jedinstveno ekološko rešenje utopljavanja paropropusnih zidova od opeke i blokova tipa XELLA, Ytong, Siporex, Durisol i sliþno. Nesumnjivo je da je izgradnja objekata primenom Simprolit® blokova najekonomiþnije, najdugoveþnije i ekološki najopravdanije rešenje. Meÿutim, za sluþajeve gde to iz raznih razloga nije moguüe (armirano-betonski zidovi, postojeüi stari ili veü zapoþeti novi objekti u drugim sistemima i sliþno), Simprolit® sistem ima rešenje u vidu jednoslojnih Simprolit® SOP ploþa za utopljavanje, u potpunosti izraÿenih od Simprolit® smese.

50


Primenom Simprolit® blokova pri izgradnji objekta ili Simprolit® ploþa kod utopljavanja fasada dobija se ekološki životni prostor, savremeni dom ostaje komforan i bezopasan po zdravlje þoveka. Simprolit® SOP ploþe se primenjuju i za utopljavanje sokli objekata, stepenišnog negrejanog prostora, na uglovima objekata, oko otvora na fasadi za prozore i vrata i na ostalim mestima gde je potrebna poveüana vatrootpornost, þvrstoüa na udar, paropropusnost. Kao samostalni element u graÿevinarstvu, Simprolit® SOP ploþe se koriste i za protivpožarne pregrade (pregradni zid od Simprolit 2 x SOP5 ploþa na metalnoj potkonstrukciji u IMS-u Beograd i pregradni zid od SOP8 ploþa na drvenoj potkonstrukciji u Moskvi dobili su sertifikat na vatrootpornost EI120 – dejstvo požara od dva þasa, pri temperaturi od preko 1100°C), kao zidovi za liftovska okna izvedena u metalnoj konstrukciji, za ornamente fasada, montažne podne ploþe itd. Simprolit® ploþe ubedljivo su najþvršüe od svih konkurentnih proizvoda za utopljavanje. Novi proizvod Simprolit® sistema – Simprolit® SOP (D160) ploþe – jednoslojne ploþe saþinjene od Simprolit® mase zapreminske težine 160 kg/m3 koje, prema rezultatima ispitivanja u IMS-u, imaju koeficijent toplotne provodljivosti u suvom stanju Ȝ = 0,044 W/(m K), maksimalno zadovoljavaju termotehniþke i protivpožarne zahteve, ne upijaju vlagu i najdugoveþniji su termoizolacioni materijal po rezultatima ispitivanja u Ruskoj Federaciji. Posebno treba istaüi þinjenicu da njihova primena pri utopljavanju spoljašnji zidova izidanih od paropropusnog graÿevinskog materijala (opeke, gasbetona i sliþno) omoguüava da zidovi nastavljaju da „dišu“, te se znatno poveüava i dugoveþnost tako utopljenog zida. Naime, utopljavanje paropropusnih zidova Simprolit SOP (D160) ploþama kod takvih sistema omoguüava da se sva para koja uÿe iz prostorije u zid nesmetano evakuiše u spoljašnju sredinu, bez pojave kondenza ili vlaženja zidova, þime se znatno poveüava njihova dugoveþnost i obezbeÿuje ekološka podobnost stambenog prostora. Prednosti Simprolit® sistema za utopljavanje Paropropusna termoizolacija fasadnih zidova je osnovna pretpostavka i najekonomiþniji naþin poboljšanja ekoloških uslova stambenog prostora. Simprolit® sistem za utopljavanje postojeüih i objekata u izgradnji je homogen sistem istorodnih materijala sa svim prednostima koje iz toga proistiþu (iste dilatacije, ista kolorna osnova, bez pojava pukotina na spoju osnovnog utopljivaþa i protivpožarnih razdelnica itd.) i koji zadovoljava þitav spektar zahteva graÿevinske fizike, kao što su: termoizolacija, paropropusnost, otpornost na požar, otpornost na udar, þvrstoüa, otpornost na ekstremne atmosferske uticaje i ima najveüi vek trajanja (dugoveþnost) meÿu analozima. U poreÿenju sa široko rasprostranjenim višeslojnim panelima za utopljavanje objekata sa tzv. „efektivnim“ ploþama za utopljavanje (ploþe od stiropora, ploþe od mineralne vune i sliþno) utopljavanje Simprolit® sistemom ima više prednosti, kao što su:

O IZOLACIJI

51

– jednostavnost i brzina montaže – Simprolit® ploþe su, i po dimenzijama i po težini, veoma udobne za montažu – u njih se rupe za šešire tiplova frezenkuju bez teškoüa (što omoguüava da se tiplovi uopšte ne vide na površini ploþa), posle montaže se finim rendisanjem mogu dovesti u idalnu ravan, zbog sopstvene þvrstoüe i autostabilnosti ne zahtevaju da zidovi objekta koji se utopljavaju budu idealno ravni, – bezbednost pri radu – Simprolit® ploþe pri montaži ne zahtevaju posebne mere zaštite na radu, jer ne izazivaju nikakva štetna dejstva po organe vida i disanja radnika, – paropropusnost – zid utopljen Simprolit® sistemom diše, što u potpunosti zadovoljava sanitarno-higijenske uslove eksploatacije životnog prostora. Koeficijent otpora difuziji vodene pare ȝ = 2,5 dok kod 15-to gramskog stiropora ȝ = 36. – primenom Simprolit® ploþa SOP-D160 ne samo da je omoguüena mnogostruko veüa paropropusnost u odnosu na ekspandirane ili ekstrudirane polistirole (prema ispitivanjima u IMS-u Simprolit® ploþe SOP – D160 imaju veüu paropropustljivost više od 10 puta) veü je koeficijent termiþke provodljivosti u suvom stanju Ȝ = 0,044 W/(m K) skoro jednak odgovarajuüim koeficijentima stiropora Ȝ = 0,04 W/(m K), – postojanost pri eksploataciji – elementi Simprolit® sistema postojani su pri eksploataciji, ne upijaju vlagu, otporni su na biološku i hemijsku agresiju iz vazduha, nisi radioaktivni i nemaju kapacitet za zadržavanje radioaktivnosti, otporni su na ekstremno visoke i niske temperature, – dugoveþnost – sa aspekta graÿevinske fizike, sposobnost materijala da posle odreÿenog vremena i pod odreÿenim klimatskim uslovima zadrži svoje prvobitne karakteristike, definiše se kao njegova dugoveþnost. Dobra i neometana paropropustljivost, odsustvo kondenza, homogenost materijala i njegova unutrašnja struktura, karakteristike vezivnih sredstava samog materijala, otpornost na visoke i niske temperature pri promenljivoj važnosti i dr. direktno utiþu na njegovu dugoveþnost, – Simprolit® je, sa preko 100 ciklusa zamrzavanja i otapanja, pri izlaganju vlagi od 0 % do 100 % i dejstvu sunþeve radijacije i UV zraka, uspešno prošao ispitivanja dugoveþnosti na 50 godina (sa preko 100 ciklusa zamrzavanja-otopljavanja), a u toku su i ispitivanja na preko 100 godina, što za analoge predstavlja nedostižan rezultat (na primer, u Evropi je propisana dugoveþnost 25 godina) – þvrstoüa i otpornost na udar – Simprolit® sistem je ubedljivo najþvršüi sistem za utopljavanje fasada. Ova karakteristika je posebno važna kod utopljavanja objekta u podruþjima gde je grad þesta pojava, kod utopljavanja prizemlja objekata kao antivandalska obloga, na uglovima objekta, za utopljavanjae pasaža, garaža i drugo, – jednoslojne SOP (D350) ploþe sa visokom otpornošüu na pritisak od preko 3,5 t/m2, pri deformaciji manjoj od milimetar, bez konkurencije su kod utopljavanja podova hala, garaža, temeljnih ploþa, mostova, donjeg stroja puteva i pruga – vatrootpornost – Simprolit® SOP ploþe imaju sertifikovanu vatrootpornost preko 120 min (EI120), þak i pod uslovom da požar dejstvuje izvana na ceo objekat! Istiþe se primena ovih ploþa kod utopljavanja objekata od izuzetnog znaþaja (škole, bolnice, javne i komandne ustanove i sliþno).

52


1.8. ISTINE I ZABLUDE O STAKLENOJ VUNI Šta je u stvari kamena, šta staklena a šta mineralna vuna? Ovo pitanje se može pripisati autorima prvobitnog standarda SRPS U.J5.600 koji su napravili zasebne kategorije – mineralna i staklena vuna. Dakle, pod mineralnom vunom podrazumevamo: staklenu, kamenu i vunu na bazi šljake. Kod svih ovih proizvoda glavna sirovina je mineral kao što im i ime kaže: kod staklene vune to su kvarc (reciklirano staklo kao osnovna sirovina) i kreþnjak. Kod kamene vune sirovinu þine mineralne stene: bazalt, dolomit, dijabaz. Po evropskoj kategorizaciji treüi proizvod u kategoriji mineralnih vuna je vuna na bazi šljake (ostaci od sagorevanja mineralnih goriva u visokim peüima, na primer od koksa). Ovakva kategorizacija se može naüi na sajtovima svih velikih proizvodaþa mineralnih vuna u Evropi – Ursa, Isover, Knauf Insulation, Rockwool. Kao potvrda može poslužiti i kategorizacija na sajtu evropskog udruženja proizvodaþa termoizolacionih materijala – EURIMA, þiji su pomenuti proizvodaþi þlanovi [17]. U Srbiji postoji takoÿe asocijacija proizvodaþa minerlnih vuna MIVUS þiji su þlanovi: Ursa, Isover i Knauf Insulation. Druga stvar koja se svakodnevno sreüe kod nas na tržištu jeste zabluda u vezi sa rukovanjem i ugradnjom materijala od mineralne staklene vune, tj. da u direktnom kontaktu može doüi do nadražaja kože, oþiju i sluznice nosa i usta, i da je neophodna zaštitna oprema na radu tokom proizvodnje, transporta i ugradnje. Naime, još u staroj Jugoslaviji, proizvodila se i kamena i staklena vuna. Proces proizvodnje kamene vune bio je solidan i proizvodi su posedovali relativno dobre osnovne karakteristike. Meÿutim, staklena vuna se proizvodila do poþetka 80-ih godina prošlog veka u Skoplju, u obliku prošivenih jastuka i upakovane staklene vune u džakove – što je zbog kvaliteta tehnologije izgledalo kao pakovanje stakla u džakove. Ovakvi proizvodi su imali debela, oštra i neobraÿena vlakna, koja su pri ugradnji iritirala i zabijala se u kožu, ostavljala posekotine i iritirale sluznice. Takva staklena vuna ostala je u seüanju naših ljudi, þak i u privatnoj gradnji, a naroþito u seüanju projektanata koji takav proizvod nisu mogli nigde da iskoriste, ni što se tiþe postojanosti ni što se tiþe uticaja na zdravlje ljudi. Naše tržište dugo nakon toga nije bilo otvoreno za druge proizvode iste vrste, a u Evropi i svetu se u tehnologiji dobrano odmaklo, pa proizvodi od staklene vune postaju tradicionalno najkorišüeniji materijal na tim tržištima. Sve mineralne vune ostavljaju za sobom odreÿenu prašinu. To je karakteristika materijala (kao što je, na primer, karakteristika nekih hemikalija da iritiraju kožu) i zaštitna oprema je nešto što se preporuþuje, ali nije obavezno. Današnja proizvodnja materijala od mineralnih vlakana je toliko sofisticirana da je nivo prašenja sveden na minimum a u samu osnovu proizvoda dodaju se posebna ulja koja üe, i kada se desi lom vlakna materijala pri ugradnji, veüinu zadržati u samom ugradnom elementu koji može biti u obliku ploþe ili filca. Da nije tako, niko od velikih evropskih proizvodaþa ne bi dobio dozvolu za proizvodnju i CE znak na svojim proizvodima. Kod mineralne staklene vune vlakna su tanja, duža (20-25 cm), gusto isprepletena i elastiþna za razliku od vlakana kamene vune koja su debela, gruba, krupna i kraüa, a samim tim više podložna lomljenju i prašenju što je osnovni uzrok mehaniþke iritacije korisnika. Ovo naroþito važi za proizvode koji nisu dobro presovani. Sa druge strane, na srpskom sajtu proizvodaþa kamene vune Knauf Insulation, u

O IZOLACIJI

53

odeljku posveüenom zdravlju, možete pogledati šta se preporuþuje prilikom korišüenja proizvoda od kamene vune i kakvi su moguüi efekti pri korišcenju (svrab, eventualna iritacija gornjeg respiratornog trakta i oþiju: posle kontakta sa kamenom vunom izaüi na þist vazduh, isprati grlo i oþi sa dosta vode, itd.). Staklena vuna dakle ruši još jedan lažan mit o sebi. Inaþe, svi renomirani proizvoÿaþi materijala od mineralnih vlakana uglavnom poseduju oznaku kvaliteta RAL, koja se izdaje na nezavisnom Institutu za toksikologiju i radiologiju u Frankfurtu na Majni, i garantuje korisnicima da materijal nije štetan po zdravlje þoveka i okolinu, što je još jedan dokaz da nema panike prilikom korišüenja materijala od mineralne staklene vune. U školstvu i inženjerskoj praksi izgleda da se veoma malo polaže na edukaciju o materijalima i uglavnom se drži starih vrednosti koje je neko nekada propisao i to je amin. Ovo je donekle razumljivo s obzirom da je pre 30-40 godina ponuda materijala na tržištu bila drugaþija, ali je potpuno nerazumljivo da je želja za edukacijom i poznavanjem novih adekvatnih materijala veoma mala, a odbojnost prema prihvatanju novina i saveta nemerljiva. Ovo govorim iz iskustva u radu sa projektantima, izvoÿaþima, nadzornim organima i držanju prezentacija istim. Posebno je zabrinjavajuüa þinjenica da se u visokoškolskim ustanovama veoma mala pažnja posveüuje problematici materijala i njihove ugradnje i svodi se na minimum (ovakav problem proistiþe iz samog sistema nastave gde se ovi predmeti malo vrednuju, a profesionalni kadar koji drži ove predmete pokušava na sve naþine da digne nivo istih uz mnogo muke). U odreÿenim konstrukcijama kamena vuna ima jednostavnu ugradnju (velike ravne zidne površine, otvori pravilnih kvadratnih i pravouganoih oblika, itd). Meÿutim, mineralna staklena vuna je, kao elastiþniji i proizvod sa dužim vlaknima, prirodno predodreÿena da se lako prilagoÿava svim oblicima i površinama, da se lako seþe kao i da dobro prijanja uz konstrukciju i instalacije, što smanjuje moguünost toplotnh i zvuþnih mostova u odreÿenim sluþajevima. Kod kamene vune se ne bih složio da je to sluþaj, bar ne kod kod uzoraka koje sam imao priliku da vidim na našem tržištu, jer je ona dosta kruüi materijal, lomljiviji, i kraüih vlakana od staklene vune, tako da na samom gradilištu þesto postoji dosta poteškoca da se ugradi na odreÿenim mestima. Kao slikovit primer navodimo kose krovove (polaganje oko venþanice i izmeÿu rogova), zatim otvore za instalacije u zidu, prilagoÿavanje uz Alu-raster na ventilisanim fasadama sa zonskim provetravanjem radi spreþavanja provoÿenja toplote kroz njih. 1.8.1. PREDNOSTI MINERALNE STAKLENE VUNE U GRAĈEVINARSTVU Prednosti mineralne staklene vune u sistemu ventilisanih fasada 1. Koeficijent provodenja toplote (Ȝ = 0,033 – 0,040 W/(m2 K) – ista je vrednost i kod staklene i kod kamene vune). 2. Kompaktnost materijala – staklena mineralna vuna za sisteme ventilirajuüih fasada je gustine 24-35 kg/m3, a njena duga i isprepletana vlakna obezbeÿuju izuzetnu kompaktnost i postojanost u datim sistemima. U poreÿenju sa kamenom vunom koja se preporuþuje za provetravane fasade (od 50-100 kg/m3) ne postoji neka

54


izrazita razlika u kompaktnosti (naroþito za gustine od 30-35 kg/m3 – pandan vunama od 100 kg/m3), posebno kada se stavi stakleni voal na mineralnu staklenu vunu koji bi trebao da bude njen sastavni deo kada su u pitanju ventilisane fasade. Na našem tržištu se þesto mešaju pojmovi kompaktnosti i gustine i, što je poseban apsurd, uglavnom vlada mišljenje: što teže to bolje. Neispravnost ovakvog mišljenja možemo videti iz svakodnevnih primera: ronilaþko odelo mora biti izuzetno lako i prijatno za korisnika, a sa druge strane mora mu za neke ekstremne uslove obezbediti kvalitetnu termiþku zaštitu – da li ronilac roni u bundi? U tekstu M. Bogiüeviüa Gradite pametno – izolujte pametnije, navodi se da Airbuso-vi avioni izoluju mineralnom staklenom vunom zbog svoje lakoüe, termiþkih karakteristika i prilagodljivosti (teži materijal bi verovatno dodatno optereüivao letelicu, a nivo termiþke zaštite ostao bi isti). XPS je npr. takoÿe materijal male gustine (30-35 kg/m3), izuzetno kompaktan i otporan na pritisak, ali tvrdoüa materijala nema nikakvu ulogu u fasadnim sistemima jer materijali ne trpe nikakvo optereüenje, a od mehaniþkih uticaja ih štiti završna obloga od stakla, alu-bonda, kamena, lima... Kod nas je izrazita praksa da se veü u projektu, u sistemu ventilisane fasade predviÿaju materijali od 100-120 kg/m3 (þak i 200 kg/m3), što je apsolutno nepotrebno – dodatno optereüuje konstrukciju i poveüava troškove materijala i produžava rokove izgradnje. 3. Hidrofobnost – Materijali od mineralnih vlakana moraju biti dodatno obogaüeni hidrofobnim aditivima koji üe spreþavati prolaz atmosferske vlage izmeÿu vlakana proizvoda i time þuvati njegove termofiziþke osobine (ovim se obogaüuju i staklena i kamena vuna za ovu namenu). 4. Negorivost – materijali moraju da budu negorivi (i kamena i staklena vuna spadaju u klasu A1 gorivosti – tj. u negorive materijale!). 5. Eventualno kaširanje – zbog strujanja vazduha uglavnom je praksa da se materijali za ventilisane fasade kaširaju u procesu proizvodnje staklenim voalom, koji u sistemima provetravanih fasada spreþava prodor hladnog vazduha u vlakna mineralne staklene vune þime se postiže smanjenje njene efektivne debljine. Takoÿe, u velikoj meri spreþava i prodor atmosferske vlage u samu vunu (ovakvu moguünost imaju i staklena i kamena vuna). 6. Dodatna oprema (ankeri i tiplovi za priþvršüivanje) – staklena vuna, zbog svoje lakoüe i malog optereüenja konstrukcije, može da se kaþi plastiþnim tiplovima, dok kamena vuna uglavnom zbog svoje težine zahteva metalne, što dodatno poskupljuje konstrukciju. Staklena ili kamena vuna za kaþene/ventilirajuüe fasade...

Staklena vuna za ventilisane fasade: Kamena vuna za ventilisane fasade:

laka, kompaktna, izuzetan termoizolator, bolje se prilagoÿava konstrukciji, hidrofobna, negoriva, kaširana staklenim voalom, lakša manipulacija, brže postavljanje, manje optereüuje konstrukciju, dovoljni plastiþni tiplovi (manja cena), manja cena materijala – u zavisnosti od materijala od 10 -60 %.

teža, kompaktna, izuzetan termoizolator, slabije se prilagodava konstrukciji, hidrofobna, negoriva, kaširana staklenim voalom, teža manipulacija, sporije postavljanje, dosta optereüuje konstrukciju, potrebni metalni tiplovi (veüa cena), veüa cena materijala – u zavisnosti od materijala od 10 -60 %.

Kod spoljašnjih zidova sa termoizolacijom na unutrašnjoj strani zida staklena vuna je takoÿe idealan materijal, naroþito kada je završna unutrašnja obloga,

O IZOLACIJI

55

gips kartonska ploþa, lamperija, itd. Ovde se mineralna staklena vuna (u rolnama i/ili ploþama, proizvedena prema dimenzijama širine izmeÿu profila na koje se postavljaju gips-kartonske ploþe), lako razvuþe na odgovarajuüu visinu, i stoji bez ikakvih dodatnih ankera – samonosiva je, ukoliko se koriste preporuþeni odgovarajuüi materijali. Ovim se štedi vreme, materijal (nema škarta), a lakoüa ugradnje je oþigledna prednost (slika 1.20).

Slika 1.20. Toplotno izolacija kosog krova i spoljašnjih zidova sa unutrašnje strane (Ursa) Kod spoljašnjih zidova sa termoizolacijom unutar zidova-slojevito postavljanje važe iste prednosti kao i kod ventilisanih fasada. Primena staklene vune kod kosih krovova i mansardi ima prednosti koje ne pruža nijedan drugi materijal. Ona se za ovu namenu pakuje komprimovana u rolne. Kada se materijal odvije – on se vraüa na nazivnu debljinu. Rolna se razvije i vuna se seþe u obliku ploþa za postavljanje izmeÿu rogova. Širina na koju treba izrezati ploþu iz rolne je 1-2 cm šire nego što je razmak izmeÿu rogova. Ovako izrezana ploþa postavlja se izmeÿu rogova i upinje izmeÿu njih. Zbog karakteristike samonosivosti (velika dužina vlakana drži je kompaktnom), ploþa staklene vune sama stoji izmedu rogova. Sledeüa ploþa koja se postavlja tesno prijanja uz prethodnu i zbog elastiþnih vlakana ne uzrokuje toplotne mostove. Rolna se iskoristi do kraja tako da nema bacanja materijala. Za razliku od mineralne staklene vune, kamena vuna koju možemo naüi na našem tržištu nema ovakve osobine za postavku izmedu rogova kosog krova. Filcevi od kamene vune su kratkih vlakana, nedovoljno presovani da bi pri postavci izmedu

56


rogova zadržali svoj oblik. Ploþe od presovane vune su veü ozbiljnija priþa, ali zahtevaju ukrajanje na širinu roga, pri þemu dolazi do bacanja materijala, takoÿe, usled krutosti ne prijanjaju baš najbolje uz rogove pa je moguüa pojava toplotnih mostova a dodatno, osetno su skuplje od mineralne staklene vune za ovu namenu. Staklena i kamena vuna su odliþni materijali kod termoizolacije konstrukcija tavanica i podova i koriste se kao termo i zvuþni izolatori od zvuka udara, s tim što kamena ima šire podruþje upotrebe jer može da podnese veüi pritisak. Meÿutim, tvrdopresovane ploþe staklene vune, imaju nešto bolje karakteristike što se tiþe apsorpcije zvuka udara – dinamþki Jungov moduo elastiþnosti manji je od onog u kamenoj vuni, pa staklena ovde ima prednost. Primerena je za stambene i poslovne objekte (koji se najviše i grade) i optereüenja koja se tamo javljaju, tako da je i ovde u najmanju ruku adekvatan materijal za primenu. Druge prednosti mineralne staklene vune su sledeüe. 1. Zvuþna izolacija zidova – zbog svoje vlaknaste strukture predstavlja izuzetnu zvuþnu zaštitu, naroþito u sistemima gips-kartonskih pregradnih zidova, i dodatno se lako postavlja. 2. Negorivost materijala – mineralna staklena vuna je negoriv materijal kao i kamena vuna – klasa gorivosti A1, i spreþava dalje širenje požara.Kao takva se koristi u svim sistemima gde je tražena protivpožarnost, takoÿe kao i kamena vuna. 3. Tehniþka izolacija – mineralna staklena vuna je izuzetan materijal za oblaganje klima i vazdušnih kanala i cevovoda pare i tople vode. Zbog svoje lakoüe klima i vazdušne kanale malo optereüuje i lako se montira. Kamena vuna je imala malu prednost u oblasti industrije gde vladaju visoke temperature zbog više temperature taþke topljenja, pa se mogla koristiti za sisteme gde je kontaktna temperatura izmedu površine i vune veüa od 500 do 600 °C, medutim novi proizvod firme Isover-Ultimate (gde se posebno patentiranim hemijskim sastavom uspelo postiüi da se staklena vuna koristi i za industrijska postrojenja veoma visokih temperatura) pokazuje da i na tom polju staklena vuna parira. 1.8.2. PREDNOSTI STAKLENE VUNE KOD TROŠKOVA IZGRADNJE Treba napomenuti da je mineralna staklena vuna, gledajuüi sa stanovišta cene materijala, termofiziþkih karakteristika, uštede energije, emisije CO2 u atmosferu, cene prevoza i brzine ugradnje, materijal sa najboljim karakteristikama u poreÿenju sa drugim materijalima od mineralnih vlakana. Evo i zašto. Daje najbolji odnos cene i otpora prolazu toplote (kvaliteta) – cena koštanja, cena prevoza (zbog komprimacije stane mnogo više materijala u jednu zapreminu), brzina ugradnje (lako se seþe i prilagoÿava konstrukciji) i odsustvo otpada materijala utiþu na to da je mineralna staklena vuna najisplativiji vid izolacije od mineralnih vlakana, a sa druge strane ima vrhunska termoizolaciona svojstva. Daje najbolji odnos utrošene i ušteÿene energije i emisije CO2 u atmosferu pri njenoj proizvodnji i smanjenja emisije istog u životnom veku, tj. eksploataciji. Na primer: u lancu proizvodnje mineralna staklena vuna zahteva mnogo manju masu sirovine (manje se energije troši za njenu obradu) i u sebi sadrži 50 % recikliranog materijala, što smanjuje energiju i emisiju CO2 za njenu proizvodnju. U logistiþkom

O IZOLACIJI

57

lancu mnogo veüa koliþina mineralne staklene vune može da se preveze za razliku od tvrdih nekomprimabilnih materijala, što takoÿe utiþe na emisiju CO2 u atmosferu. U životnom ciklusu funkcionalne jedinice mineralne staklene vune dešava se sledeca ušteda: uštedi se 243 puta više energije (u proizvodnji, transportu i ugradnji) nego što je potrebno za proizvodnju iste. Na svaku jedinicu CO2 emitovanog u atmosferu prilikom proizvodnje, prevoza i ugradnje mineralne staklene vune, u njenom životnom ciklusu se 121 put više spreþi emisije CO2 u atmosferu na raþun uštede u proizvodnji toplotne i elektriþne energije... Daje najveüu uštedu u logistickom lancu, skladištenju i ugradnji – Više robe se može prevesti od jednom zato što mineralna vuna može da se komprimuje. Veüa koliþina materijala može da stane u istu jedinicu zapremine što smanjuje troškove skladištenja. Zbog lakoüe i jednostavnosti seþenja ugradnje štedi vreme a time i novac (izrazita prednost u odnosu na kruüe i teže materijale od mineralnih vlakana). Ovo su sve razlozi zbog kojih skreüe pažnja javnosti na koristi i važnost materijala od mineralne staklene vune. Sigurno da bi se sa boljom informisanošüu, otvorenošüu i poznavanjem materijala od mineralne staklene vune svih þinilaca u lancu izgradnje jednog objekta, troškovi i vreme ugradnje bili daleko manji.

58

2. Graÿevinska izolacija

2. GRAĈEVINSKA IZOLACIJA

2.1. UVOD Uloga graÿevinske izolacije pri projektovanju i graÿenju zgrada razliþite namene jeste da obezbedi odgovarajuüe unutrašnje parametre sredine (uslove komfora) uz minimalno korišüenje energije tehniþkih sistema u zgradi. Po pravilu, najveüa potrošnja energije u zgradi odnosi se na održavanje termiþkog komfora (preko 70 %), odnosno za održavanje termiþkih parametara sredine. Zbog toga se sukcesivno, iz godine u godinu, teži poboljšanju toplotne izolovanosti omotaþa zgrade, a u cilju smanjenja gubitaka toplote u zimskom, i dobitaka toplote u letnjem periodu. Dobro projektovana i izvedena toplotna izolacija svih graÿevinskih elemenata koji þine celinu je od izuzetnog znaþaja kada se teži poboljšanju energetske efikasnosti, održivom razvoju, kao i oþuvanju životne sredine. U ovom poglavlju üe biti reþi o graÿevinskoj fizici sa aspekta primene Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada i Pravilnika o uslovima, sadržini i naþinu izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada („Sl. glasnik RS“ br. 61/2011), uslovima koje je potrebno ispuniti kada je u pitanju termiþka zaštita novih i postojeüih zgrada, kao i primeni relevantnih standarda prilikom izvoÿenja proraþuna. Takoÿe üe biti razmatrani termiþki parametri sredine i date metode proraþuna gubitaka toplote, kao i metod proraþuna potrebne godišnje finalne energije za grejanje. 2.1.1. TERMIýKI PARAMETRI SREDINE Na odavanje toplote þoveka utiþu dve vrste parametara, a to su: Uticaj sredine – TERMIýKI PARAMETRI SREDINE – temperatura vazduha (șv), – temperatura okolnih površina (șpov), – realtivna vlažnost vazduha (‫ )׋‬i – brzina strujanja vazduha (w). Liþni (subjektivni) uticaji – stepen fiziþke aktivnosti, – odevenost, – zdravstveno stanje, – uzrast (starosna dob), – pol, – telesna težina, itd. Najznaþajniji liþni uticaji su stepen fiziþke aktivnosti i odevenost.

O IZOLACIJI

59

Temperatura vazduha utiþe na odavanje suve toplote konvekcijom, proporcionalno razlici temperatura tela i vazduha: Qkonv = ADu fcl Įc (șcl – șv),

(2.1)

gde su Qkonv – toplota koju þovek odaje konvekcijom, ADu – spoljna površina telesnog omotaþa (prema Dubois-u), fcl – stepen odevenosti koji predstavlja odnos površine odevenog tela prema površini nagog tela, – koeficijent prelaza toplote sa površine odeüe na vazduh, Įcl șcl – temperatura površine odeüe i – temperatura okolnog vazduha. șv Za þoveka proseþne visine (h = 1,73 m) i težine (m = 70 kg) vrednost spoljne površine telesnog omotaþa iznosi ADu = 1,8 m2. Odeüa utiþe na smanjenje odavanja toplote þoveka time što poveüava otpor provoÿenju toplote od tela ka okolini. Temperatura površine odeüe je niža od temperature tela, ali je površina razmene toplote (konvekcijom i zraþenjem) nešto veüa. Kada je koža prekrivena odeüom, onda se javlja složeni prenos toplote sa kože na spoljnu površinu odeüe, koji obuhvata unutrašnje procese zraþenja i kovekcije u sloju izeÿu kože i odeüe, kao i kondukciju kroz sloj odeüe. Zbog lakšeg definisanja ovog naþina prenosa toplote uvedena je bezdimenzionalna veliþina Rcl, kao odnos ukupnog otpora prolazu toplote sa površine kože do spoljne površine odeüe prema toplotnom otporu odeüe od 0,155 m2K/W. Jedinica ovog bezdimenzionalnog otpora prolazu toplote kroz odeüu je 1 clo = 0,155 m2K/W (jedan klo). U tablici 2.1 prikazane su neke vrednosti otpora prolazu toplote kroz odeüu Rcl i stepena odevenosti fcl za pojedine komplete odeüe. Tabela 2.1. Vrednosti toplotnog otpora odeüe i stepena odevenosti Vrsta odeüe Naga osoba Šorts Veoma laka odeüa (šorts, laka košulja – kratak rukav, lake pamuþne þarape i sandale) Laka radna odeüa (laki pamuþni donji veš, tanke pantalone, pamuþna košulja, pamuþne ili vunene þarape i lake cipele) Tipiþno poslovno odelo (Pamuþni donji veš, košulja, pantalone, sako, kravata, þarape i cipele) Tipiþno poslovno odelo sa lakim kaputom Teška vunena odeüa sa jaknom (polarna)

Rcl (clo) 0,0 0,1

fcl (-) 1,00 1,00

0,3-0,4

1,05

0,6

1,10

1,0

1,15

1,5 3,0-4,0

1,15 1,30-1,50

Na slici 2.1 prikazan je uticaj odevenosti na odavanje toplote þoveka i postizanje termiþke ravnoteže. Oþito je da se pri odreÿenoj fiziþkoj aktivnosti þoveka, stanje termiþke ravnoteže uspostavlja pri nižim temperaturama okoline ukoliko je þovek više odeven. Jedan deo toplote koji se odaje disanjem, takoÿe predstavlja suvu toplotu, koja se javlja kao posledica razlike temperatura izmeÿu izdahnutog i udahnutog vazdu-

60


ha. Ova koliþina toplote još zavisi od ventilacionog masenog protoka vazduha tokom disanja, i upravo je proprcionalna razlici temperatura i masenom protoku vazduha: 350 W Odavanje toplote

300 R [(m2 °C)/W]

250 0,4

0,3

0,2

0,1

0

200 150 100 50

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

Temperatura okoline [°C]

Slika 2.1. Odavanje toplote þoveka u zavisnosti od odevenosti i temperature vazduha Qsd = f (md , șiz , ștud).

(2.2)

Latentno odavanje toplote (vlage) þoveka odvija se putem disanja i znojenja. Disanjem, vodena para sa sluzokože disajnih organa prenosi se na udahnut vazduh, koji se u pluüima dodatno obogaüuje vodenom parom. Izdisanjem, vazdušna masa struji kroz respiratorni trakt, gde se odreÿena koliþina pare kondenzuje i vraüa telu. I pored toga, izdahnut vazduh je topliji i vlažniji od udahnutog. Prema tome, odata latentna toplota disanjem proporcionalna je razlici sadržaja vlage izdahnutog i udahnutog vazduha, kao i masenom protoku vazduha prilikom disanja: Qld = f (md , xiz , xud).

(2.3)

Prilikom znojenja se takoÿe odaje lantentna toplota. Jedan deo te toplote se odaje usled difuzije vodene pare kroz kožu i proporcionalan je razlici pritiska zasiüenja vodene pare na temperaturi kože i parcijalnog pritiska vodene pare u vazduhu: Qlz, dif = f (ps , pd).

(2.4)

Drugi deo latentne toplote koji se predaje vazduhu sa površine kože usled znojenja jeste toplota odata isparavnjem znoja. Ova veliþina zavisi od stepena fiziþke aktivnosti, odnosno unutrašnje produkcije toplote, temperature i vlažnosti okolnog vazduha. Kao mera fiziþke aktivnosti þoveka uvedena je jedinica met i ona odgovara odavanju toplote þoveka od 58,2 W/m2 površine tela. Proseþna površina kože odra-

O IZOLACIJI

61

slog þoveka iznosi 1,8 m2. U tabeli 2.2 prikazane su proseþne vrednosti odavanja toplote odraslog þoveka pri razliþitim aktivnostima. Tabela 2.2. Odavanje toplote þoveka Aktivnost spavanje sedenje hodanje brzinom 3,2 km/h hodanje brzinom 6,4 km/h kancelarijski rad spremanje kuüe plesanje košarka maksimalna (kratkotrajna)

Odavanje toplote met W 0,7 75 1,0 105 2,0 210 3,8 400 1,0 – 1,4 105 – 150 2,0 – 3,4 210 – 355 2,4 – 4,4 250 – 460 5,0 – 7,6 580 – 800 11,5 1200

Toplotu stvorenu metabolizmom þovek odaje okolini koristeüi više osnovnih mehanizama prenosa toplote. Suva (osetljiva) toplota predaje se uglavnom preko kože i odeüe konvekcijom i zraþenjem, a manjim delom kondukcijom i zagrevanjem vazduha u pluüima. Latentna (vlažna) toplota predaje se u pluüima i preko kože. Pri tome treba razlikovati da li je koža suva ili okvašena (oznojana). Temperatura okolnih površina (unutrašnje površine zidova, prozora, poda i tavanice) utiþe na razmenu toplote zraþenjem. Toplota razmenjena zraþenjem proporcionalna je razlici þetvrtih stepena apsolutne temperature tela i srednje vrednosti temperature okolnih površina: QR = Aef İ ı [(Ttela)4 – (To)4],

(2.5)

gde su Aef – efektivna površina zraþenja (m2), Aef = fef fcl fef ADu, fef – efektivni faktor zraþenja površine koji predstavlja odnos izmeÿu efektivne površine odeüe i ukupne spoljne površine odeüe, zavisi od položaja tela, İ – koeficijent emisije zraþenja spoljne površine odeüe, ı – Štefan-Bolcmanova konstanta, ı = 5,67 . 10-8 W/(m2 K4), Ttela – temperatura tela (K), To – temperatura okolnih površina (K). S aspekta uslova ugodnosti þoveka, najbolje je kada je zraþenje što ravnomernije u svim pravcima, tj. kada temperatura svih okolnih površina malo odstupa od srednje vrednosti. Meÿutim, u praksi je þest sluþaj da su pojedine površine u prostoriji razliþitih temperatura, pa se može dogoditi da þovek jednim delom tela prima toplotu zraþenjem, a drugim odaje (tzv. asimetriþno zraþenje). Ukoliko se þovek ne kreüe, asimetriþno zraþenje je vrlo neugodno. Na primer, kada þovek sedi jednom stranom okrenut peüi na unutrašnjem zidu, a drugom stranom ka termiþki loše izolovanom prozoru. Mada temperatura vazduha i temperatura okolnih površina utiþu na razliþite mehanizme odavanja toplote þoveka, s obzirom da se radi o istim fiziþkim veliþi-

62


nama, uvedena je operativna temperatura koja objedinjuje obe ove karakteristiþne temperature. șrez = A șv + B șo.

(2.6)

Razliþiti autori navode razliþite vrednosti konstanti A i B. Najþešüe se smatra da su sliþnog uticaja pa se usvaja A = B = 1/2. Generalni je stav da što je niža srednja temperatura okolnih površina, potrebna je viša temperatura vazduha (i obrnuto) za isti oseüaj ugodnosti. Najbolje je kada su obe karakteristiþne temperature približno jednake. Relativna vlažnost vazduha utiþe, pre svega, na odavanje latentne toplote. Odavanje latentne toplote þoveka proporcionalno je razlici parcijalnog pritiska zasiüenja za temperaturu površine tela i parcijalnog pritiska vodene pare u okolnom vazduhu. Naime, oubiþajeno se smatra da je vazduh u neposrednom dodiru sa površinom kože, usled znojenja þoveka, primio maksimalno moguüu koliþinu vodene pare, tj. da je zasiüen. 100 φ [%] 90

80

70

60

50

40 4

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

t [°C]

Slika 2.2. Maksimalno dozvoljene vrednosti relativne vlažnosti vazduha Uticaj relativne vlažnosti na oseüaj ugodnosti þoveka treba posmatrati u “sadejstvu” sa temperaturom vazduha. Pri visokim temperaturama visoka relativna vlažnost nije dobra jer onemoguüava odavanje latentne toplote (znojenjem) što je najvažniji naþin hlaÿenja tela pri visokom temperaturama okoline. Visoka relativna vlažnost vazduha nije dobra ni pri niskim temperaturama, jer izaziva vlaženje odeüe þime se smanjuje otpor provoÿenju toplote i poveüava odava-

O IZOLACIJI

63

nje toplote þoveka što nije ugodno pri niskim temperaturama okoline. Zbog toga se ograniþava maksimalno dozvoljena vrednost relativne vlažnosti u funkciji temperature okolnog vazduha (slika 2.2). Sa dijagrama se može uoþiti da je mnogo znaþajniji uticaj relativne vlažnosti pri višim temperaturama okoline, pa su tada dozvoljene niže vrednosti ĳ. Ni preniska vlažnost vazduha nije ugodna za þoveka jer može izazvati preterano sušenje (isušivanje) kože i naroþito sluzokože (oþiju i disajnih puteva). Zato se propisuje i minimalna dozvoljena vlažnost vazduha (30 %, a u poslednje vreme, zbog štednje energije, i 20 %). Smatra se da je u opsegu oubiþajenih temperatura vazduha, optimalna vlažnost vazduha za þoveka 50 %. Za zadovoljavajuüe uslove ugodnosti, granice relativne vlažnosti vazduha treba da budu: (30) 35 ĳ 65 (70) %. Brzina strujanja vazduha utiþe na prenos toplote konvekcijom i odavanje latentne toplote. Poveüanjem brzine kretanja vazduha raste koeficijent prelaza toplote, pa se time poveüava i koliþina toplote predata konvekcijom. Takoÿe, intenzivira se i odavanje latentne toplote jer se pri veüoj brzini vazduha pospešuje isparavanje sa kože time što se zasiüen vazduh koji je u dodiru s površinom kože brže odvodi a na njegovo mesto dolazi okolni suvlji vazduh. Veüe brzine vazduha mogu izazvati neprijatan oseüaj naroþito kada se radi o struji hladnog vazduha. Zbog toga se propisuju maksimalne brzine strujanja vazduha u zoni boravka ljudi (slika 2.3). Na dijagramu na slici 2.3 može se uoþiti da su dozvoljene brzine vrlo male, ali treba napomenuti da se radi o brzinama strujanja vazduha neposredno pored ljudi (u zoni njihovog boravka). Preporuþuje se da u komfornoj klimatizaciji ta brzina ne prelazi 0,25 m/s, dok se u industrijskoj klimatizaciji i brzina vazduha od 0,35 m/s smatra prihvatljivom. Dalje od zone boravka ljudi (na primer, na mestima ubacivanja vazduha u klimatizovani prostor) brzine strujanja vazduha mogu imati znatno veüe vrednosti. 2.1.2. MERA TERMIýKE UGODNOSTI Kada se govori o termiþkoj ugodnosti ljudi ne postoji adekvatan naþin da se ona deterministiþki odredi, veü se obiþno procenjuje na osnovu oseüaja veüeg broja ljudi. Istraživanja se odvijaju tako što se grupa ljudi izloži dejstvu nekih termiþkih uslova, i posle odreÿenog perioda aklimatizacije beleži se njihova reakcija i ocena ugodnosti boravka u tim uslovima. Kasnije se vrši statistiþka obrada tih podataka i zakljuþuje pri kojim uslovima sredine najveüi broj ljudi se ugodno oseüa. Ovaj metod daje dobre rezultate kada se varira jedan uticajni parametar (na primer, promena temperature: 18, 20, 22, 24oC). Meÿutim, problem je mnogo složeniji, jer na oseüaj ugodnosti deluje više parametara pri þemu je njihovo dejstvo interaktivno (meÿuzavisno). Bilo je mnogo pokušaja da se uvede jedna veliþina kao pokazatelj termiþkih uslova sredine: – kata broj; – efektivna temperatura “ET”; – standardna efektivna temperatura “SET”;

64


– operativna temperatura po vlažnom termometru “toh”; – indeks okvašenosti kože, itd., meÿutim bez mnogo uspeha, jer makakva bila relacija izmeÿu pojedinih relevantnih parametara (temperature vazduha, srednje temperature okolnih površina, vlažnosti i brzine strujanja vazduha, fiziþke aktivnosti i odevenosti): linearna, eksponencijalna, stepena, logaritamska,... uvek se kombinacijom ekstremnih vrednosti pojedinih parametara može dobiti idealan (umeren) opšti pokazatelj uslova termiþke ugodnosti. 0,5

0,4 a

Brzina vazduha [m/s]

riv

ič

an

0,3

j

rn

Go

r ag

k na

1983 0,2

Dopuštena oblast

1971/2 0,1

0 20

21

22

23

24

25

26

27

Temperatura sobnog vazduha [°C]

Slika 2.3. Maksimalne dozvoljene brzine strujanja vazduha u zoni boravka ljudi 2.1.3. UNUTRAŠNJA PROJEKTNA TEMPERATURA Unutrašnja projektna temperatura se odreÿuje prema nameni prostorija. Namena prostorije govori o tome kojom se aktivnosti bave ljudi u odreÿenoj prostoriji i kakva je njihova odevenost. Pod unutrašnjom projektnom temperaturom se obiþno podrazumeva temperatura vazduha merena u sredini prostorije na odreÿenoj visini od poda, praktiþno u zoni boravka ljudi (kod nas – na polovini visine). Termometar kojim se meri temperatura vazduha mora biti zaštiüen od uticaja zraþenja. Meÿutim, danas postoje tendencije da se unutrašnja projektna temperatura raþuna kao rezultujuüa temperatura – što više odgovara uslovima ugodnosti. Untrašnja projektna temperatura ima razliþite vrednosti za zimski i letnji period za istu prostoriju u zgradi. Tokom zimskog perioda (trajanja grejne sezone) odevenost ljudi je prilagoÿena spoljnim uslovima, a tokom boravka u zatvorenom prostoru uglavnom ima vrednost koja odgovara približno 1 clo. Za letnji period, kada je potrebno hlaÿenje pro-

O IZOLACIJI

65

stora, unutrašnja projektna temperatura ima višu vrednost, u odnosu na period grejanja, i takoÿe je prilagoÿena spoljnim uslovima i manjom odevenošüu koja se kreüe oko vrednosti od 0,5 clo. Za stambene i poslovne objekte uobiþajena vrednost unutrašnje projektne temperature za period grejanja i za naše klimatsko podneblje, kreüe se od 18 do 22oC. Na primer: – sobe, predsoblja, kuhinje, kancelarije șu = 20oC, – kupatila i WC-i șu = 22 – 24oC, – hodnici i stepeništa, þekaonice șu = 15 – 18oC, – magacini, arhive, ostave șu = 10 – 12oC. U literaturi i standardima postoje podaci i preporuke za izbor unutrašnje projektne temperature za prostorije raznih namena (bolnice, škole, vrtiüi, pozorišta, bioskopi, hoteli...). U posebno toplim letnjim danima, kada spoljna temperatura prelazi vrednosti o od 30 C i kada je þovek lako obuþen, sobna temperatura u opsegu 18-22 oC üe mu biti previše niska. Za letnji period vrednost unutrašnje projektne temperature kreüe se u opsegu od 22-27 oC, što je uslovljeno namenom prostorije, ali i kretanjem spoljne temperature vazduha. Na slici 2.4 prikazane su vrednosti dopuštene unutrašnje temperature u funkciji spoljne temperature vazduha [19], a na slici 2.5. je predstavljena zona ugodnosti u Molijerovom dijagramu za vlažan vazduh (prema ASHRAE) koja važi za lakši kancelarijski rad u sedeüem položaju i brzini strujanja vazduha manjoj od 0,2 m/s [19]. 28 27

Operativna srednja temperatura, °C

26 25 24 23 22 21 20

0

1 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Spoljna temperatura, °C

Slika 2.4. Granice unutrašnje temperature vazduha u prostoriji 2.1.4. MODEL TOPLOTNE RAVNOTEŽE Prema standardu SRPS EN ISO 7730 uvode se indeksi kojima se ocenjuje ugodnost boravka u prostoriji. PMV indeks (engl. Predicted Mean Vote) predviÿa kako üe grupa ljudi oceniti ugodnost boravka u prostoriji. Kod odreÿivanja PMV indeksa fiziološki odziv termoregulacionog sistema osobe povezan je sa statistiþkim vrednovanjem termiþke ugodnosti glasovima prikupljenim od najmanje 1300 ispitanika. Njegovo predviÿanje je relativno složen matematiþki postupak, koji se sprovo-

66


Vlažnost vazduha, x [(g H2O) / (kg suvog vazduha)]

35

5

10

15

20

%

%

20 %

40

30

0%

0 φ=1

40

%

60 Temperatura vazduha, t [°C]

30

25

% 70 % 80 % 90

0%

10 20

Leto

15

Zima Efektivna temperatura a)]

1

50 zduh va og

40 suv (kg kJ/

5

30 [ a, h pij

tal

0

En

Slika 2.5. Zona ugodnosti za boravak ljudi i efektivna temperatura di prema jednaþinama datim u pomenutom standardu. Jednostavniji naþin odreÿivanja PMV indeksa je oþitavanjem vrednosti iz tablica za relativnu vlažnost vazduha 50 % i razliþite temperature vazduha, brzine strujanja, nivoa fiziþke aktivnosti i odevenosti. Nivo ugodnosti vrednuje se na skali od 7 taþaka. Grupa ispitanika odreÿuje brojevima na skali prikazanoj na slici 2.6 a svoj subjektivan oseüaj termiþke ugodnosti. Osobe koje su se izjasnile brojevima ± 2 ili ± 3 spadaju u grupu nezadovoljnih stanjem u prostoriji. Kada je poznat PMV indeks, moguüe je odrediti PPD (engl. Predicted Percentage of Dissatisfied) indeks koji predviÿa procenat nezadovoljnih osoba u nekoj prostoriji. Odreÿuje se pomoüu jednostavnog matematiþkog izraza kao funkcija od PMV indeksa: PPD =100 í 95-e (0,03353 PMV 4 +0,2179 PMV 2) [%].

(2.7)

S obzirom da su PMV i PPD indeksi meÿusobno zavisni, moguüe je napraviti dijagram prikazan na slici 2.6 b. Pomoüu takvog dijagrama jednostavno se grafiþki odredi PPD indeks ako je veü poznat PMV indeks.

O IZOLACIJI

67

+3 Vruće

+2 Toplo

+2 Toplo

+1 Blago toplo

+1 Blago toplo

+0 Neutralno

+0 Neutralno

–1 Prohladno

–1 Prohladno

–2 Hladno

–2 Hladno

–3 Ledeno

–3 Ledeno

80 60 PPD [%]

+3 Vruće

40 30 20

10 8 6 5 –2,0 –0,5

–1,0 –0,5

0

0,5

1,0

1,5

2,0

PMV

Slika 2.6 a. Skala ugodnosti prema PMV indeksu

Slika 2.6 b. Meÿusobna zavisnost PMV i PPD indeksa

U tabeli 2.3 prikazane su razliþite kategorije termiþkog komfora prema kriterijumima PMV i PPD indeksa, kao i oblast osetne temperature tokom zimskog i letnjeg perioda. Tabela 2.3. Kriterijum ugodnosti prema PMV i PPD za standardne prostore Kategorija

A B C

Kriterijum ugodnosti PPD PMV [%] [–] <6 < 10 < 15

-0,2 < PMV< +0,2 -0,5 < PMV< +0,5 -0,7 < PMV< +0,7

Raspon osetne temperature Zima Leto (1,0 clo i 1,2 met) (0,5 clo i 1,2 met) [oC] [oC] 22 ± 1,0 24,5 ± 1,0 22 ± 2,0 24,5 ± 1,5 22 ± 3,0 24,5 ± 2,5

2.2. PRENOS TOPLOTE TRANSMISIJOM KROZ OMOTAý ZGRADE Prenos toplote transmisijom (ili samo transmisija) podrazumeva razmenu toplote kroz graÿevinski omotaþ zgrade mehanizmom prolaza toplote, koji se karakteriše preko koeficijenta prolaza (prolaženja) toplote U, W/(m2 K). Prolaz toplote obuhvata mehanizme provoÿenja i prelaza toplote. Provoÿenje toplote (ili kondukcija) je mehanizam razmene toplote kroz þvrste materije, prilikom þega je toplotni fluks usmeren od toplije ka hladnijoj strani. Karakteriše se preko toplotne provodljivosti Ȝ, W/(m K), koja predstavlja termo-fiziþku osobinu materijala (vrednosti za termoizolacione materijale su date u poglavlju 1). Prelaz (ili prelaženje) toplote je mehanizam prenosa toplote koji nastaje prilikom strujanja (konvekcije) nekog fluida preko þvrste površine. Pri tome se razlikuju dva sluþaja: kada toplota prelazi sa toplojeg fluida na hladniju þvrstu površinu i kada toplota prelazi sa toplije þvrste površine na hladniji fluid koji preko nje struji. Ovaj mehanizam razmene toplote se karakteriše preko koeficijenta prelaza toplote Į, W/(m2 K).

68


Transmisioni gubici kroz graÿevinski omotaþ prostorije (zid, pod, tavanica, prozor, vrata) raþunaju se preko jednaþine: QTRANS = QT = U A (șu – șsp),

(2.8)

kada je u pitanju jedna pregrada; transmisioni gubici za celu prostoriju su: n

QT

¦U i Ai (θu θ sp ), i 1

(2.9)

gde je n broj pregada posmatrane prostorije kojima se ona graniþi sa okolinom. Grafiþki prikaz prenosa toplote transmisijom (prolaz toplote) kroz jednoslojnu pregradu predstavljen je na αu θu slici 2.7. Prilikom proraþuna gubitaka toplote u zimskom λ periodu uvode se sledeüe pretpostavke. 1. Stacionarni uslovi prenosa toplote; Toplotni fluks – smatra se da spoljna projektna temperatura șsp vlada dovoljno dugo da se uspostavi stacionarθsp αs ni prenos toplote, – temperatura vazduha u prostoriji șu je uniforδ mna po celoj zapremini prostorije. 2. Jednodimenzioni prenos toplote; – smatra se da je toplotni fluks usmeren u pravcu maksimalnog gradijenta temperature, tj. njegov pravac je normalan na posmatranu pregradu. Slika 2.7. Transmisija 3. Sve fiziþke veliþine su konstantne; toplote kroz jednoslojni – smatra se da se fiziþke osobine materijala prespoljni zid grada (ȡ, Ȝ, c = const) ne menjaju u zavisnosti od temperature materijala, kao i da je materijal homogen, tako da u svakoj svojoj taþki ima nepromenljivu vrednost fiziþkih svojstava. 2.2.1. KOEFICIJENT PROLAZA TOPLOTE U W/(m2 K) Prolaz (prolaženje) toplote je kombinacija dva osnovna mehanizma prenosa toplote: prolaz = prelaz + provoÿenje + prelaz. Ukupan otpor prenosu toplote koji se javlja prilikom prolaza toplote sastoji se od: R = Ru + Rk + Rs,

(2.10)

gde su Ru – otpor prelazu toplote sa unutrašnjeg vazduha na unutrašnju površinu spoljnog zida, Rk – otpor provoÿenju toplote kroz zid i

O IZOLACIJI

69

Rs – otpor prelazu toplote sa spoljašnje površine zida na spoljni vazduh. R

1 U

1 δ 1 . αu λ α s

(2.11)

Koeficijent prolaza toplote za jednoslojnu pregradu: U

1 . 1 δ 1 αu λ α s

(2.12)

Koeficijent prolaza toplote za višeslojnu pregradu: U

1 . n δi 1 1 ¦ α u i 1 λi α s

SPOLJA

(2.13)

UNUTRA θu

Krečni malter

θsp

Cementni malter

Opeka

Izolacioni sloj

Slika 2.8. Temperatursko polje po popreþnom preseku višeslojnog spoljnog zida 2.2.2 KOEFICIJENT PRELAZA TOPLOTE Į W/(m2 K) Koliþina toplote koja se razmeni prelazom toplote je: Qk = Į A (șzid – șfluid). Koeficijent prelaza toplote zavisi od:

(2.14)

70


– – – –

temperaturskog polja, brzinskog polja, termo-fiziþkih svojstava fluida (Ȝ, Ȟ, ȡ, c, ȕ), geometrijskih faktora (oblika þvrste površine i naþina strujanja fluida preko nje) , – hrapavosti površine. Koeficijent prelaza toplote odreÿuje se preko Nuseltovog broja: – lokalna vrednost Nux = (Į x)/Ȝfluida, – srednja vrednost Nusr = (Į l)/Ȝfluida, gde su x i l karakteristiþne dužine za konkretne uslove i geometriju strujanja. Nu = K Rea Prb Grc,

(2.15)

gde su Re Pr Gr K, a, b, c

– Rejnoldsov broj, Re = (w l)/v, – Prandtlov broj, Pr = v/a, a = Ȝ/(cp ȡ), – Grashofov broj Gr = (ȕ g l3 ǻT) / v2 i – konstante koje se odreÿuju eksperimentalno za konkretne uslove strujanja. Na unutrašnjoj strani fasadnog zida preovlaÿuje prirodna konvekcija, pa

je: Nu = K Prb Grc = C Ran,

(2.16)

gde je Ra – Rejlijev broj. Vrednosti eksponenta n su u funkciji režima strujanja, pa je n =1/4 za laminarno i n =1/3 za turbulentno strujanje, dok vrednost konstante C zavisi od geometrije. U tehnici grejanja koriste se srednje vrednosti koeficijenata prelaza toplote – jedna vrednost važi za jednu stranu pregrade prostorije, a neka druga vrednost za drugu stranu. Pri tome se razlikuju sluþajevi u zavisnosti od položaja pregrade – da li je u pitanju horizontalna (pod, tavanica) ili vertikalna površina (zid, prozor, vrata), i usmerenosti toplotnog fluksa – da li je usmeren naviše ili naniže. U standardima za proraþun gubitaka toplote date su projektne vrednosti koeficijenata prelaza toplote za odreÿene sluþajeve, i mada se nazivaju koeficijentima prelaza toplote, oni ustvari obuhvataju dve komponente: komonentu usled prelaza toplote i komponentu usled razmene toplote zraþenjem. Na spoljašnjoj strani fasadnog zida se javlja: – mešovita konvekcija (prirodna + prinudna) u sluþajevima kada je brzina vetra manja od 3 m/s (w < 3 m/s). Tada je Nu = K Rea Prb rc, odnosno – prinudna konvekcija, kada je brzina vetra veüa od 3 m/s (w > 3 m/s). Tada je Nu = C Ren. Najþešüe se smatra da sa spoljašnje strane zgrade zbog uticaja vetra prevladava prinudna konvekcija. U literaturi, Kimura na osnovu merenja vršenih na fasadama zgrada daje izraz za Į u funkciji brzine vazduha i pri tome pravi razliku izmeÿu neporemeüene brzine vetra W i brzine vazduha u neposrednoj blizini fasade w. Za vetrom napadnute fasade (kada su vektor brzine vetra i normala na površinu fasad-

O IZOLACIJI

71

nog zida kolinearni): za W > 2 w = 0,25W, a za W 2 w = 0,5. Za vetrom nenapadnutne fasade w = 0,3 + 0,05 W. Koeficijent prelaza toplote je: (2.17) Įs = 3,5 + 5,6 w. Prilikom razmatranja mehanizma prenosa toplote konvekcijom u prostoriji, može se zakljuþiti da na unutrašnjoj strani omotaþa prostorije preovladava prirodna konvekcija. Postoji þitav niz izraza razliþitih autora koji su konstante izraza za Nuseltov broj odredili za karakteristiþnu geometriju i tip strujanja. U literaturi1 je analiziran þitav niz izraza raliþitih autora za uslove strujanja koji odgovaraju prirodnoj konvekciji sa horizontalne površine i došlo se do osrednjene vrednosti za Į pri prirodnoj konvekciji sa horizontalne površine, kada vektor toplotnog fluksa i sile zemljine teže zaklapaju ugao od 0o: Įh = 0,74 |tv – tz|0,29. (2.18) Za sluþaj prirodne konvekcije sa horizontalne površine, kada vektor toplotnog fluksa i sile zemljine teže zaklapaju ugao od 180o: Įh = 1,41 |tv – tz|0,326.

(2.19)

U literaturi2 je analiziran niz izraza za prirodnu konvekciju sa vertikalne površine što odgovara sluþaju konvekcije sa unutrašnje strane zidova i prozora. Ovde izabran je izraz Alamdari i Hammond-a koji važi za opseg 104 < Gr Pr < 1012 i koji je izveden za uslove koji najbliže odgovaraju razmeni toplote u grejanim i klimatizovanim prostorijama: Įv = {[1,5 (ǻt/h)1/4]6 + [1,23 (ǻt)1/3]6}1/6.

(2.20)

U tabeli 2.4 dat je pregled projektnih vrednosti koeficienata prelaza toplote. Tabela 2.4. Koeficijenti prelaza toplote Į W/(m2 K) Unutrašnji koeficient prelaza toplote Spoljni koeficijent prelaza toplote

Za zidove i unutrašnje prozore, kao i za podove i tavanice pri prelazu toplote odozdo naviše Za podove i tavanice pri prelazu toplote odozgo naniže Za spoljne prozore Pri srednjoj brzini vetra

6 12 25

Za sluþaj dodatnih viseüih fasada, kao i za ravan krov

11

8

2.2.3. TOPLOTNA PROVODLJIVOST Ȝ W/(m K) Toplotna provodljivost predstavlja termo-fiziþku karakteristiku materijala – to je svojstvo materijala i bitno se razlikuje za razliþite materijale, što je okvirno prikazano u tabeli 2.5, dok su u tabeli 2.12 data higrotermiþka svojstva graÿevinskih materijala. 1

Zimmerman, M.B.; Huang, Y.J.: A Joint US-China Demonstration Energy Efficient Office Building, Proc. 2000 ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, Pacific Grove, California, August 2000. 2 Živkoviü, B.; Koziü, Ĉ.; Varagiü, M.: Koeficijenti prelaza toplote sa horizontalnih površina u grejanim prostorijama, Zbornik radova 26. kongresa KGH, SMEITS, Beograd, 1995.

72


Tabela 2.5. Okvirne vrednosti toplotne provodljivosti za razliþite materijale Materijal Metal (aluminijum) Beton Opeka Drvo Toplotna izolacija

Ȝ W/(m K) 203 1 do 2 0,5 do 0,8 0,15 do 0,2 0,032 do 0,041

Koliko üe iznositi ukupan otpor provoÿenju toplote Rk zavisi od vrednosti toplotne provodljivosti i debljine sloja materijala kroz koji se toplota provodi į (cm). Ukupan koeficijent prolaza toplote U za višeslojnu pregradu je dat izrazom (2.13) i obuhvata prelaz toplote sa obe površine zida na vazduh i obrnuto, kao i provoÿenje toplote kroz zid. 2.2.4. KOEFICIJENTI PROLAZA TOPLOTE ZA TRANSPARENTNE POVRŠINE Koeficijenti prolaza toplote za prozore zavise od: – materijala rama prozora (drvo, aluminijum, plastika), – konstrukcije rama (prekid toplotnih mostova ili ne), – vrste ostakljenja (jednostruko, dvostruko, trostruko staklo, niskoemisiono staklo, razmak izmeÿu stakala, ispuna meÿuprostora...). Konkretne vrednosti koeficijenata prolaza toplote za prozore dobijaju se od proizvoÿaþa prozora, ali se za neke tipske prozore mogu naüi u priruþnicima. Sliþno važi i za vrata, kako spoljašnja, tako i za unutrašnja. Koeficijent prolaza toplote transparentnog graÿevinskog elementa (spoljna graÿevinska stolarija: spoljni prozori i balkonska vrata; krovni prozori), Uw, W/(m² K), odreÿuje se proraþunom, saglasno standardu SRPS EN ISO 10077-1: Uw

Ag u U g A f u U f lg uψ g Ag A f

. (2.21)

Proraþunske vrednosti Ug (staklo), Uf (okvir) i ȥg (faktor korekcije temperature – spoj staklo / okvir), navedene su u tabelama 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 i 2.10. Ove vrednosti se mogu odrediti i na sledeüi naþin: a) proraþunom, u skladu sa standardima SRPS EN ISO 10077-2 (okvir), SRPS EN 410 (staklo) i SRPS EN 673 (staklo), ili b) ispitivanjem prozora istog sastava i mera, u skladu sa važeüim standardima i propisima. Vrednosti Ug (staklo) i Uf (okvir) odnose se na koeficijent prolaza toplote bez uticaja toplotnog mosta. Toplotni mostovi u transparentnim graÿevinskim elementima se dodatno obraþunavaju i potiþu od: spoja staklo-staklo u termoizolacionom staklu (razliþita rešenja: aluminijumska spojnica, sintetiþka spojnica, specijalno termiþki poboljšana spojnica); spoja staklo-okvir; spoja okvir-graÿevinska konstrukcija (ugradnja).

O IZOLACIJI

73

Tabela 2.6. Toplotna svojstva transparentnih graÿevinskih elemenata – STAKLO Ug W/(m² K) 5,8 3,2 3,0 2,9 2,7 1,9 1,6 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 1,3 1,4

Tip stakla jednostruko, 6 mm 2-struko, prozirno, 6-8-6 mm 2-struko, prozirno, 4-12-4 mm 2-struko, prozirno, 6-12-6 mm 2-struko, prozirno, 6-16-6 mm 3-struko, prozirno, 6-12-6-12-6 mm 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (vazduh) 2-struko, niskoemisiono, 4-16-4 mm (vazduh) 2-struko, niskoemisiono, 4-15-4 mm (Ar) 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (Kr) 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (Xe) 3-struko, niskoemisiono, 4-8-4-8-4 mm (Kr) 3-struko, niskoemisiono, 4-8-4-8-4 mm (Xe) 2-struko, reflektujuüe, 6-15-6 mm (Ar) 2-struko, reflektujuüe, 6-12-4 mm (Ar)

g 0,83 0,71 0,71 0,71 0,72 0,63 0,63 0,61 0,61 0,62 0,62 0,48 0,48 0,25 – 0,48 0,27 – 0,44

Vrednosti koeficijenata prolaza toplote prozora bez termoizolacionog stakla („staklopaketi“) usvajaju se sa vrednostima: Uw = 3,5 W/(m2 K) (za prozore krilo na krilo); Uw = 5,0 W/(m2 K) (za prozore sa jednostrukim staklom). Tabela 2.7. Koeficijent prolaza toplote okvira – drveni okvir debljina df mm

30 50 70 90 110

Uf W/(m² K) meko drvo (500 kg/m³), Ȝ 0,13 W/(m K) 2,3 2,0 1,8 1,6 1,4

tvrdo drvo (700 kg/m³), Ȝ 0,18 W/(m K) 2,7 2,4 2,0 1,8 1,6

Tabela 2.8. Koeficijent prolaza toplote okvira – PVC-okvir Materijal

Tip okvira – profil

PVC-šuplji profili

2-komorni 3-komorni 5-komorni 6-komorni

Uf W/(m² K) 2,2 1,7 – 1,8 1,3 – 1,5 1,2 – 1,3

74


Tabela 2.9. Koeficijent prolaza toplote okvira – metalni okvir Vrsta metalnog okvira

Uf W/(m² K)

þeliþni, sa termiþkim prekidom þeliþni, bez termiþkog prekida aluminijumski, sa termiþkim prekidom aluminijumski, poboljšani specijalni sistemi profila za pasivne kuüe

4,0 6,0 2,8 – 3,5 1,4 – 1,5 0,7 – 0,8

Tabela 2.10. Koeficijenti korekcije – faktor korekcije temperature za toplotne mostove izmeÿu okvira i stakla

Drveni i PVC –okviri Metalni okviri, sa prekinutim toplotnim mostom Metalni okviri, bez prekinutog toplotnog mosta

Koeficijent korekcije, ȥg 2-struko i višestruko staklo, 2-struko i višestruko staklo, bez sloja za poboljšanje sa slojem za poboljšanje 0,04 0,06 0,06

0,08

0,00

0,02

2.2.5. MAKSIMALNE DOZVOLJENE VREDNOSTI KOEFICIJENATA PROLAZA TOPLOTE Novom regulativom se uvode graniþne vrednosti koeficijenata prolaza toplote graÿevinskih elemenata koje su korigovane u odnosu na standard SRPS U.J5.600. Snižene vrednosti doprinose smanjenju specifiþnog gubitka toplote (W/m2), rezultujuüi manjom instalisanom snagom postrojenja za grejanje (i manjim investicionim troškovima), kao i sniženjem ukupne godišnje potrebne energije za grejanje (i manjim eksploatacionim troškovima). Maksimalne vrednosti koeficijenta prolaza toplote Umax za elemente termiþkog omotaþa zgrade prikazane su u tabeli 2.11. Osim proraþuna U vrednosti, neohodno je uzeti u obzir uticaj toplotnih mostova za ceo termiþki omotaþ zgrade, kao i izvršiti proveru vrednosti specifiþnog transmisionog gubitaka toplote HƍT,max, W/(m2 K), u zavisnosti od faktora oblika zgrade, o þemu üe biti reþi u nastavku ovog poglavlja. Proraþuni U vrednosti i specifiþnog transmisionog gubitaka toplote kojima se proverava nivo termiþke izolovanosti zgrade sastavni su deo Elaborata EE koji se izraÿuje prema Pravilniku o energetskoj efikasnosti zgrada („Službeni glasnik RS“ broj 61/2011), a koji predstavlja deo projektne dokumentacije koja se prilaže radi izdavanja graÿevinske dozvole. Proraþunate vrednosti su, takoÿe, sastavni deo sertifikata o energetskim svojstvima zgrada (energetskog pasoša zgrade) koji predstavlja sastavni deo dokumentacije u postupku izdavanja upotrebne dozvole.

2.3. DIFUZIJA VODENE PARE Difuzija vodene pare izraþunava se za spoljne graÿevinske konstrukcije i konstrukcije koje se graniþe sa negrejanim prostorijama, osim za konstrukcije koje se

O IZOLACIJI

75

Tabela 2.11. Maksimalne vrednosti koeficijenta prolaza toplote Umax za elemente termiþkog omotaþa zgrade Graÿevinska konstrukcija 1. Spoljni zidovi i zidovi prema prostorijama koje se ne greju 2. Spoljni zidovi i zidovi prema prostorijama koje se ne greju– manje površine koje ukupno ne prelaze 10 % površine neprovidnog dela spoljnog zida i terase manje veliþine koje ukupno ne prelaze 5 % površine krova 3. Pod iznad negrejanog podruma, negrejane prostorije ili garaže… 4. Pod iznad spoljašnjeg vazduha 5. Zidovi i meÿuspratne konstrukcije izmeÿu grejanih prostorija razliþitih jedinica, razliþitih korisnika ili vlasnika 6. Zidovi koji se graniþe sa susednim zgradama 7. Spoljni zid prema terenu, plafon prema terenu i pod na terenu (ne važi za industrijske zgrade) 8. Meÿuetažna konstrukcija prema negrejanoj prostoriji ili iznad otvorenog prolaza, ravan i kosi krov iznad negrejane prostorije 9. Pod na tlu i pod iznad tla kod panelnog – podnog grejanja (radijaciono grejanje) 10. Lake spoljne vertikalne graÿevinske konstrukcije (ispod 150 kg/m2) 11. Prozori, balkonska vrata grejanih prostorija i grejane zimske bašte 12. Spoljna vrata 13. Krovni prozori 14. Stakleni krovovi, svetlarnici, izuzimajuüi zimske bašte, svetlosne kupole 15. Izlozi i izložbeni prostori 16. Staklene prizme 17. Podeoni zid izmeÿu dva grejana prostora na razliþitim temperaturama 18. Podeona tavanica izmeÿu dva grejana prostora na razliþitim temperaturama

Postojeüe zgrade Nove zgrade Umax W/(m2 K) Umax W/(m2 K) 0,50

0,30

0,70

0,60

0,50

0,35

0,50

0,30

0,90

0,90

0,70

0,50

0,50

0,35

0,30

0,20

0,50

0,30

0,30

0,20

1,80

1,80

1,60 1,50

1,60 1,50

1,50

1,50

1,80 1,60

1,80 1,60

1,20

0,90

0,90

0,70

neposredno graniþe sa terenom (pod na tlu, ukopani zidovi, ukopane tavanice). Sve graÿevinske konstrukcije zgrade moraju biti projektovane i izgraÿene na naþin da se vodena para u projektnim uslovima na njihovim površinama ne kondenzuje. Zgrada mora biti projektovana i izgraÿena na naþin da se kod namenskog korišüenja vodena para koja zbog difuzije prodire u graÿevinsku konstrukciju, ne kondenzuje. U sluþaju da doÿe do kondenzacije vodene pare u konstrukciji, ona se na-

76


kon raþunskog perioda isušivanja mora sasvim osloboditi iz graÿevinske konstrukcije. Vlaga koja se kondenzuje u konstrukciji ne sme dovesti do ošteüenja graÿevinskih materijala (na primer, korozija, pojava buÿi, mehaniþka ošteüenja izazvana smrzavanjem kondenzata, itd). Za izraþunavanje higrotermiþkih karakteristika graÿevinskih elemenata i konstrukcija, difuzije vodene pare, kondenzacije i isušenja, kao i opasnosti od površinske kondenzacije (orošavanje), primenjuje se standard SRPS EN ISO 13788, u opcijama: 1) složeni godišnji kumulativni proraþun; 2) Glaser-ov postupak. Ukoliko se proraþun vrši na osnovu Glaser-ovog postupka, koristi se metod proraþuna prema SRPS U.J5.520. 2.3.1 HIGROTERMIýKE KARAKTERISTIKE MATERIJALA Higrotermiþke karakteristike materijala usvajaju se prema tabelama datim u literaturi za graÿevinske materijale. U tabeli 2.12 date su higrotermiþke karakteristike graÿevinskih materijala koji su uobiþajeno u primeni. Tabela 2.12. Higrotermiþke osobine materijala koji se koriste za izradu konstruktivnih elemenata zgrada Gustina, Materijal

1.

Puna opeka (šupljikavost 0 do 15 %)

2.

Šuplji blokovi i i šuplja opeka (gustina zajedno sa otvorima) Porozna opeka Blokovi od elektrofilterskog pepela

3. 4.

5. 6.

7. 8.

Klinker opeka, puna klinker opeka, šuplja Silikatna puna opeka

Silikatna šuplja opeka (gustina zajedno sa otvorima) Porolit

ȡ kg/m3 I ZIDOVI

Specifiþni toplotni kapacitet c J/(kg K)

Toplotna Relativni provodlji- koeficijent vost, difuzije Ȝ vodene pare, W/(m K) ȝ

1 800 1 600 1 400 1 200 1 400 1 200 800

920 920 920 920 920 920 920

0,76 0,64 0,58 0,47 0,61 0,52 0,33

12 9 7 5 6 4 2,5

1 500

920

0,58

5

1 300 1 900 1 700 2 000 1 800 1 600 1 400 1 200 1 200

920 880 880 920 920 920 920 920 920

0,47 1,05 0,79 1,10 0.99 0.79 0,70 0,56 0,52

4 35 30 20 16 13 7 4 4

O IZOLACIJI

77

Tabela 2.12. (nastavak)

ȡ kg/m3 1 600 1 400 1 200 440 460 500 650 800 600 1 000 1 200 1 400 1 600 1 000 1 200 1 400 1 400 1 600 2 000

Specifiþni toplotni kapacitet c J/(kg K) 920 920 920 860 860 860 860 1 050 1 050 840 840 840 840 1 050 1 050 1 050 1 050 1 050 920

1 600

960

Gustina, Materijal

9.

Termo šljakablok (gustina zajedno sa otvorima)

10. Blokovi od porobetona

11. Blokovi od gas betona 12. Puni blokovi od lakog betona

13. Betonski blokovi sa otvorima u dva reda od lakog betona (gustina bez otvora) 14. Isto kao 13, otvori u tri reda (gustina bez otvora) 15. Zid od prirodnog kamena 16. Betonski šuplji blokovi sa otvorima u tri reda (gustina zajedno sa otvorima) 17. Porozna opeka 18. Kreþni malter 19. Podužni kreþni malter

20. Cementni malter Cementni estrih 21. Pigmentni fasadni malter 22. Cementni malter + lateks (sintetiþki dodaci) 23. Gipsani i kreþno gipsani malter Laki gipsani malter 24. Perlit malter Toplotnoizolacioni malter Gipsani malter na trsci Gipsani malter na rabic mreži

Toplotna Relativni provodlji- koeficijent vost, difuzije Ȝ vodene pare, W/(m K) ȝ 0,64 4 0,58 4 0,52 4 0,13 5 0,14 5 0,16 5 0,18 5 0,35 7 0,27 5 0,47 4 0,52 5 0,64 7 0,80 9 0,44 2 0,49 3 0,56 4 0,49 5 0,56 6 1,16 22 0,74

10

0,22-0,35 II MALTERI 1 600 1 700 1 800 1 900 2 100 2 200 1 850

1 050 1 050 1 050 1 050 1 050 1 050 1 050

0,81 0,85 0,87 0,99 1,40 1,40 0,70

10 15 20 25 30 30 15

1 900

1 050

0,70

30

1 500 1 000 500 600 1 000 1 200

920 920 1 050 920 920 920

0,70 0,47 0,13 0,19 0.47 0,58

9 4 4 6 3 4

78



Specifiþni toplotni Materijal kapacitet ȡ c 3 kg/m J/(kg K) III PRIRODNI KAMEN I ZEMLJA 2 600 do Granit, kristalasti škriljac 920 2 800 2 600 do Gusti kreþnjak, dolomit, mermer 920 2 850 Pešþar, amorfni kreþnjak 2 600 920 1 500 do Pesak i sitni šljunak 840 2 000 1 500 do Zaraslo zemljište, humus 840 2 000 IV PUNJENJA Pesak, suvi 1 800 840 Šljunak, suvi 1 700 840 Usitnjena opeka 800 840 Usitnjena pluta 50 840 Perlit, nasut 100 840 Keramzit, nasut 400 840 Piljevina 250 2 090 Nasuta zemlja (vlažna) 1 700 840 V BETONI Betoni sa kamenim agregatima 2 500 960 2 400 960 2 200 960 2 000 960 1 800 960 Keramzit beton 1 400 1 000 1 200 1 000 1 000 1 000 800 1 000 Pareni, gas betoni 800 1 050 600 1 050 500 1 050 400 1 050 Beton od usitnjene opeke 1 600 920 1 400 920 1 200 920 Šljakobeton 1 600 960 1 400 960 1 200 960 Gustina,

25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 38. 39.

40.

41.

42.

43.

Toplotna Relativni provodlji- koeficijent vost, difuzije Ȝ vodene pare, W/(m K) ȝ 3,5

65

2,3 do 3,5

65

1,7

50

1,2 do 1,7

15

1,5 do 2,6

50

0,58 0,81 0,41 0,04 0,05 0,22 0,09 2,1

1,4 1,5 1,3 1,1 1,3 1,3 1,2

2,33 2,04 1,51 1,16 0,93 0,58 0,47 0,38 0,29 0,29 0,23 0,19 0,14 0,76 0,58 0.47 0,76 0,58 0,47

90 60 30 22 15 10 6 4 3 7 5 3 2 6 4 3 5 4 3

O IZOLACIJI

79


Specifiþni toplotni Materijal kapacitet ȡ c 3 kg/m J/(kg K) VI MATERIJALI ZA OBLOGE 44. Azbestno-cementne ploþe nepresovane 1 800 960 presovane, uþvršüene parom 2 100 960 presovane, uþvršüene na vazdu2 100 960 hu porozne, uþvršüene parom 850 960 45. Gips-kartonske ploþe do 15 mm 900 840 do 18 mm 900 840 46. Pune gipsane ploþe 1 400 840 1 200 840 1 000 840 800 840 47. Gipsane ploþe sa punjenjem, otvorima ili porozne 600 840 48. Klinker ploþice 1 900 920 49. Ploþice od opeke 1 800 920 50. Fasadne ploþe, glazirane 1 800 920 51. Keramiþke ploþice zidne, glazirane 1 700 920 podne, neglazirane 2 300 920 52. Keramiþki mozaik – 50 mm x 50 mm – 16 % fugne – 20 mm x 20 mm – 21 % fugne 1 900 880 – 12 mm x 12 mm – 26 % fugne 53. Stakleni mozaik – 20 mm x 20 mm 2 300 840 – 20 % šupljina 54. Linoleum 1 200 1 880 55. Guma 1 000 1 470 2 500 960 56. Unapred izraÿeni betonski elementi 2 400 960 57. Laki betonski elementi 1 200 920 58. Ploþe od gustog kreþnjaka, dolo- 2 650 do mita i mermera 2 850 880 Ploþe od pešþara 2 600 880 59. Prozorsko staklo 2 500 840 60. Armirano staklo 2 600 840 61. Šuplji stakleni blokovi 1 100 840 62. Drvo Gustina,


0,35 0,41

20 50

0,41

20

0,21

5

0,21 0,23 0,70 0,58 0,47 0,35 0,29 1,05 0,79 0,92

12 8 12 8,5 6 4 3 100 20 300

0,87 1,28

200 200

0,99

140 100 90

0,70

150

0,19 0,16 2,33 2,04 0,47

500 10 000 90 70 10

2,33 2,33 0,81 0,44 0,44

65 50 10 000 100 000 4 000

80



Specifiþni toplotni Materijal kapacitet ȡ c 3 kg/m J/(kg K) 2 090 do hrast 700 do 800 2 510 smreka, bor 500 do 600 2 090 Vodootporne panelne ploþe 600 2 090 – teške, za spoljnje oblaganje 620 2 090 – lakše, za unutrašnje oblaganje 400 2 090 Vodootporne šper ploþe 660 2 090 – za unutrašnje oblaganje 550 2 090 Iverne ploþe – tvrde 1 000 1 880 – meke 400 2 090 300 2 090 200 2 090 Iverne ploþe, presovane 600 2 090 Ploþe od drvene vune (izolit, heraklit i sl.) – debljine 15 mm 550 2 010 – debljine 25 mm 500 1 670 – debljine 35 mm 450 1 670 – debljine 50 mm 400 1 670 Papirnate tapete 600 1 340 – peruüe 700 1 340 – plastiþne 700 1 250 Bitumen 1 100 1 050 Asfalt 2 100 1 050 – asfalt, 20 mm 1 900 1 050 Bitumenska lepenka 1 100 1 460 PVC, homogeni 1 400 960 PVC, na filcu 800 960 Vinil azbestne ploþe 950 960 Podne obloge – napeti tafting 250 1 230 – lepljeni tafting 270 1 230 – iglana lepljena 300 1 460 Daske za pod 520 1 670 Parket 700 1 670 Tvrde ploþe od drvenih vlakana 900 1 670 Polietilenske folije 1 000 1 250 PVC folija, meka 1 200 960 Gustina,

63.

64. 65.

66. 67.

68.

69. 70. 71. 72. 73. 74.

75. 76. 77. 78. 79.

Toplotna Relativni provodlji- koeficijent vost, difuzije Ȝ vodene pare, W/(m K) ȝ 0,21 0,14 0,12 0,13 0,08 0,14

40 do 60 70 60 60 30 100 60

0,12 0,058 0,052 0,047 0,099

17 6 3 2 60

0,140 0,099 0,093 0,081 0,15 0,15 0,20 0,17 0,70 0,70 0,19 0,23 0,12 0,16

11 8 6 5 5 10 3 000 1 200 2 500 2 000 2 000 10 000 3 000 1 000

0,070 0,081 0,090 0,140 0,21 0,19 0,19 0,19

1,5 10 10 15 15 70 80 000 42 000

O IZOLACIJI

81


ȡ kg/m3


900 950

1 460 1 460

0,19 0,19

100 000 150 000

1 000 1 100

1 460 1 460

0,19 0,19

140 000 2 000

1 100

1 460

0,17

10 000

1 100

1 460

0,19

14 000

1 200

1 460

0,19

14 000

1 200 1 600 1 300

960 960 1 000

0,19 0,26 0,23

20 000 300 000 100 000

1 500

1 000

0,30

80 000

1 200

1 040

0,30

100 000

1 900 2 800 1 800 VII METALI 7 800 7 200

880 820 960

0,99 2,90 0,35

40 120 50

Gustina, Materijal 80. Bitumenska traka sa uloškom aluminijske folije debljine 0,1 mm 0,2 mm 81. Bitumenske trake, varene, debljine 5 mm, sa aluminijskom folijom 0,2 mm 82. Krovna lepenka 83. Višeslojni bitumenski premaz, armiran u jednom sloju – 10 mm 84. Višeslojna bitumenska hidroizolacija debljine 13 do 16 mm Višeslojna bitumenska hidroizolacija na perforiranoj lepenki 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92.

PVC krovne trake, meke PIB (poliizobutil) trake CR (hloropren-kauþuk) trake CSM (hlorosulfidni polietilen) trake EPDM (etilen-propilen-kauþuk) trake Slemenjaci Ploþe od škriljaca Azbestno-cementne ploþe

93. ýelik 460 – liveni þelik 500 94. Aluminijumska folija 0,10 0,15 2 700 940 0,20 95. Bakarna folija 0,10 9 000 380 0,15 96. Olovo 11 500 130 97. Cink 7 100 390 VII TOPLOTNI IZOLATORI 14 840 23 840 30 840 98. Staklena vuna 60 840 80 840


53,5 46,5 203 380

600 000 600 000 700 000 800 000 700 000 800 000

35 110 0,038 0,034 0,032 0,032 0,034

1 1 1 1 1

82



ȡ kg/m3 30 80 100 160 180 145 120 160 800

Specifiþni toplotni kapacitet c J/(kg K) 840 840 840 840 840 840 1 670 1 670 1 260

350

1 470

0,098

3

400 600 550 800 1 400 1 500 1 180 1 400

1 670 1 670 1 465 1 465 1 590 1 090 1 000 960

0,12 0,13 0,14 0,24 0,19 0,23 0,19 0,21

38 40 5 10 50 000 50 000 8 000 16 000

15

1 260

0,041

25

20 25 30 20 25 30 40 60 30 40 50 15

1 260 1 260 1 260 1 260 1 260 1 260 1 260 1 260 1 380 1 380 1 260 1 260

0,041 0,041 0,041 0,041 0,041 0,041 0,041 0,041 0,035 0,035 0,041 0,040

35 40 45 40 50 60 35 40 40 50 200 3

33

1500

0,035

50

33

1500

0,035

120

33

1500

0,038

50

Gustina, Materijal

99. Kamena vuna

100. Staklena pena 101. Pluta, ekspandirana, impregnirana 102. Ploþe od prošivene trstike 103. Ploþe od presovane slame (stramit) 104. Prskani azbest 105. Beton sa dodatkom piljevine 106. Sintetiþke ploþe od višeslojnog poliestera 107. Ploþe od akrilne smole 108. PVMD i PVC ploþe 109. Polistirenske ploþe (u blokovima)

110. Polistiren, izraÿen u kalupima

111. Fenolne ploþe, rezane iz blokova 112. Poliuretanske ploþe, Izrezane iz blokova 113. PVC ploþe 114. Urea ploþe 115 Ekstrudirani polistiren (XPS) Do ukljuþujuüi debljine 80 mm sa glatkom površinom Do ukljuþujuüi debljine 80 mm sa brušenom površinom Iznad debeljino 80 mm sa glatkom površinom

Toplotna Relativni provodlji- koeficijent vost, difuzije Ȝ vodene pare, W/(m K) ȝ 0.038 1 0.034 1 0,033 1 0,037 1 0,039 1 0,056 10 000 0,041 10 0,044 22 0,046 2

O IZOLACIJI

83


ȡ kg/m3


33

1500

0,038

120

20 100 190

900 1600 2000

85 20 150 140 15 80 90

1800 840 1000 1100 1500 1500 1000

0,040 0,045 0,045 0,09-0,25 0,040 0,040 0,060 0,060 0,025 0,040 0,055

1 1 10 8-10 1 1 5 30 100 3

Gustina, Materijal Iznad debljine 80 mm sa brušenom površinom 116. Vuna ovce 117. Kokosova vlakna 118. Vlaknaste drvene ploþe 119. Toplotnoizolacioni malter 120. Celulozna vlakna 121. Pamuk 122. Perlitne ploþe 123. Duvano staklo 124. Poliuretanska pena 125. Perlitni nasip


Proraþuni fiziþkih veliþina i parametara kojima se proverava difuzija vodene pare graÿevinskog elementa sastavni su deo Elaborata EE koji se izraÿuje prema Pravilniku o energetskoj efikasnosti zgrada („Službeni glasnik RS“ broj 61/2011), a koji predstavlja deo projektne dokumentacije koja se prilaže radi izdavanja graževinske dozvole. Primer tehniþkog dela Elaborata EE za novu zgradu dat je na kraju ovog poglavlja. 2.3.2. DOZVOLJENA TEMPERATURA UNUTRAŠNJE POVRŠINE Dozvoljena temperatura unutrašnje površine spoljne graÿevinske konstrukcije na bilo kom mestu (i na mestima toplotnih mostova) mora da bude viša od temperature taþke rose, șs [oC], za date projektne uslove (temperatura i relativna vlažnost vazduha u prostoriji). Minimalna toplotna otpornost za spreþavanje orošavanja unutrašnje površine Rmin m2K/W graÿevinske konstrukcije izvan zone toplotnog mosta (osnovni deo graÿevinskog elementa) izraþunava se za uslove perioda grejanja (zimski period), na sledeüi naþin: Rmin t Rsi

θi θ e (Rsi Rse ), θi θ s

(2.22)

pri þemu je otpor prelazu toplote sa spoljne strane Rse = 0,04 m2 K/W, a vrednost otpora prelazu toplote sa unutrašnje strane Rsi se, zbog moguünosti pojave spreþenog strujanja vazduha (nameštaj, zakloni i sliþno) usvaja sa (najmanje) Rsi = 0,25 m2 K/W. Za transparentne graÿevinske elemente primenjuje se uobiþajena vrednost: Rsi = 0,17 m2 K/W. Na mestima toplotnih mostova za ocenu opasnosti od orošavanja merodavna je temperature taþke rose, șs [oC], odreÿena prema tabeli 2.13 pri vrednosti șsi,crit = șs.

84


Tabela 2.13. Temperature taþke rose, șs [oC], u zavisnosti od relativne vlažnosti vazduha, ĳi [%], i temperature vazduha și [oC] și [oC] 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10

șs [oC]

ĳi [%] 30 10,5 9,7 8,8 8,0 7,1 6,2 5,4 4,5 3,6 2,8 1,9 1,0 0,2 -0,6 -1,4 -2,2 -2,9 -3,7 -4,5 -5,2 -6,0

35 12,9 12,0 11,1 10,2 9,4 8,5 7,6 6,7 5,9 5,0 4,1 3,2 2,3 1,4 0,5 -0,3 -1,0 -1,9 -2,6 -3,4 -4,2

40 14,9 14,0 13,1 12,2 11,4 10,5 9,6 8,7 7,8 6,9 6,0 5,1 4,2 3,3 2,4 1,5 0,6 -0,1 -1,0 -1,8 -2,6

45 16,8 15,9 15,0 14,1 13,2 12,2 11,3 10,4 9,5 8,6 7,7 6,8 5,9 5,0 4,1 3,2 2,3 1,3 0,4 -0,4 -1,2

50 18,4 17,5 16,6 15,7 14,8 13,9 12,9 12,0 11,1 10,2 9,3 8,3 7,4 6,5 5,6 4,7 3,7 2,8 1,9 1,0 0,1

55 20,0 19,0 18,1 17,2 16,3 15,3 14,4 13,5 12,5 11,6 10,7 9,8 8,8 7,9 7,0 6,1 5,1 4,2 3,2 2,3 1,4

60 21,4 20,4 19,5 18,6 17,6 16,7 15,8 14,8 13,9 12,9 12,0 11,1 10,1 9,2 8,2 7,3 6,4 5,5 4,5 3,5 2,6

65 22,7 21,7 20,8 19,9 18,9 18,0 17,0 16,1 15,1 14,2 13,2 12,3 11,3 10,4 9,4 8,5 7,5 6,6 5,7 4,7 3,7

70 23,9 23,0 22,0 21,1 20,1 19,1 18,2 17,2 16,3 15,3 14,4 13,4 12,5 11,5 10,5 9,6 8,6 7,7 6,7 5,8 4,8

75 25,1 24,1 23,2 22,2 21,2 20,3 19,3 18,3 17,4 16,4 15,4 14,5 13,5 12,5 11,6 10,6 9,6 8,7 7,7 6,7 5,8

80 26,2 25,2 24,2 23,3 22,3 21,3 20,3 19,4 18,4 17,4 16,4 15,5 14,5 13,5 12,6 11,6 10,6 9,6 8,7 7,7 6,7

85 27,2 26,2 25,2 24,3 23,3 22,3 21,3 20,3 19,4 18,4 17,4 16,4 15,4 14,5 13,5 12,5 11,5 10,5 9,6 8,6 7,6

90 28,2 27,2 26,2 25,2 24,2 23,2 22,3 21,3 20,3 19,3 18,3 17,3 16,3 15,3 14,4 13,4 12,4 11,4 10,4 9,4 8,4

95 29,1 28,1 27,1 26,1 25,1 24,1 23,1 22,2 21,2 20,2 19,2 18,2 17,2 16,2 15,2 14,2 13,2 12,2 11,2 10,2 9,2

2.3.3. DOZVOLJENE VREDNOSTI UPIJANJA VLAGE – SPOLJNI ZAVRŠNI SLOJEVI Dozvoljene vrednosti upijanja vlage spoljašnjeg završnog sloja graÿevinske konstrukcije – zaštitno-dekorativnih nanosa debljine manje od 0,005 m, odreÿene preko vrednosti ekvivalentne debljine r [m], iznose: r = d 2, gde je d [m] debljina, a [–] relativni koeficijent difuzije vodene pare zaštitno-dekorativnog nanosa. 2.3.4. DOZVOLJENE VREDNOSTI VLAGE USLED DIFUZIJE I KONDENZACIJE Ukupna koliþina kondenzovane vlage ne sme preüi vrednost od 1 kg/m2 u opštem sluþaju; 0,5 kg/m2 ukoliko se kondenzacija dešava u slojevima – materijalima koji nemaju svojstvo kapilarnog upijanja odnosno oslobaÿanja vlage; u sluþaju kondenzacije u sloju drveta, najveüi dopušteni porast sadržaja vlage za 5 % u odnosu na poþetni maseni sadržaj vlage; u sluþaju kondenzacije u materijalima na bazi drveta, najveüi dopušteni porast sadržaja vlage iznosi 3 % u odnosu na poþetni maseni sadržaj vlage.

O IZOLACIJI

85

2.3.5. PRORAýUN DIFUZIJE VODENE PARE I PRORAýUN ISUŠENJA Za potrebe pojednostavljenog proraþuna (Glaser-ov postupak) usvajaju se sledeüe vrednosti: Za period kondenzacije: Zona A – obuhvata mesta za koja je spoljna projektna temperatura (period grejanja) iznosi do șsp = –15 oC, temperatura spoljnjeg vazduha za proraþun kondenzacije iznosi șe = –5 oC, relativna vlažnost spoljnog vazduha iznosi ĳe = 90%, relativna vlažnost i temperatura unutrašnjeg vazduha usvaja se prema projektnim uslovima s obzirom na namenu objekta / prostorije, ili sa vrednošüu ĳi = 55%, Zona B – obuhvata mesta za koja je spoljna projektna temperatura (period grejanja) niža od șsp = –15 oC, temperatura spoljnjeg vazduha iznosi șe = –10 oC, relativna vlažnost spoljnjeg iznosi ĳe = 90%, relativna vlažnost i temperatura unutrašnjeg vazduha usvaja se prema projektnim uslovima s obzirom na namenu objekta / prostorije, ili sa vrednošüu ĳi = 55%, trajanje perioda kondenzacije iznosi 60 dana. Za period isušenja: dozvoljeno trajanje isušenja iznosi 90 dana za mesta koja pripadaju Zoni A, a 60 dana za mesta koja pripadaju Zoni B. Temperature i relativne vlažnosti vazduha iznose și = șe = 18oC, ĳi = ĳe = 65 %. Za zgrade sa klimatizacijom ili sa veüim oslobaÿanjem vodene pare dozvoljeno vreme isušenja odreÿuje se na osnovu karakteristika procesa – unutrašnjih mikroklimatskih uslova , ali ne sme da bude duže od: 90 dana (u Zoni A), odnosno 60 dana (u Zoni B). p [Pa] Nema kondenzacije psa

1

2

3

Kondenzacija u ravni psa

2

1

3

Kondenzacija u zoni psa pi

1

2

3

pi pi pse pe

Sd2 Sd3

Sd1 ∑Sd

pse pe Sd2 Sd3

Sd1 ∑Sd

pse pe

Sd2 Sd3

Sd1 ∑Sd

sd [Pa]

Slika 2.9. Razliþiti sluþajevi pojave kondenzacije unutar graÿevinskog elementa Za utvrÿivanje pojave kondenzacije najpre je potrebno odrediti temperatursko polje unutar zida (u karakteristiþnim taþkama – na granici slojeva), a zatim raspodelu parcijalnih pritisaka vodene pare pe, kao i raspodelu pritisaka zasiüenja za datu tem-

86


peraturu pse po preseku zida. Na mestima gde parcijalni pritisak (prikazan crvenom linijom na slici 2.9) dostiže vrednosti pritiska zasiüenja (prikazan plavom linijom na slici 2.9), doüi üe do pojave kondenzacije. Kondenzacija se može javiti u ravni ili u zoni. Ukoliko po celom preseku zida parcijalni pritisak ne dostiže vrednost pritiska zasiüenja, kondenzacija se neüe javiti.

2.4. PRORAýUN TRANSMISIONIH GUBITAKA TOPLOTE U velikom broju zemalja postoje standardi i norme koji propisuju metode za proraþun gubitaka toplote, što podrazumeva njihovu obaveznu primenu. Kod nas ne postoji SRPS standard koji propisuje metodu za proraþun gubitaka toplote, pa je preporuka da se koristi neki svetski poznat standard; to je najþešüe DIN 4701. DIN 4701 ima staru i novu verziju. Godine 1975. je kod nas saþinjen predlog našeg standarda JUS M.E6.010 “Proraþun potrebne koliþine toplote za grejanje”, koji se bazirao na tada važeüem DIN 4701 standardu iz 1959. Meÿutim, taj standard nikada nije postao važeüi, jer se u to vreme oþekivalo objavljivanje novog DIN standarda, pa se težilo da se te izmene uvedu i u naš standard. Kada je konaþno objavljen novi DIN 4701 (što je usledilo tek 1983. umesto 1978.) izazvao je razliþita mišljenja i polemike u našoj tehniþkoj grupaciji. Tada je potpuno zaustavljen proces postavljanja zvaniþnog domaüeg standarda. 2.4.1. PRORAýUN PREMA DIN 4701 IZ 1959. Proraþun transmisionih gubitaka toplote: QTRANS = U A (șu – șsp),

(2.23)

QTRANS = UDODATNO = QTRANS (1 + Z).

(2.24)

Dodacima se obuhvata dejstvo onih faktora koji nisu uzeti u obzir pri proraþunu gubitaka toplote, a iskustvo je pokazalo da utiþu na potrebnu koliþinu toplote za grejanje. Ta koliþina toplote, koja se uzima u obzir preko dodatka, zapravo je procentualni deo transmisionih gubitaka toplote: QDODATNO= QTRANS Z.

(2.25)

Dodatak zbog prekida u zagrevanju Zu Ovaj dodatak ima smisla samo ukoliko postoji dnevni prekid u radu postrojenja centralnog grejanja. Taj prekid se obiþno dešava noüu, tako da dolazi do hlaÿenja prostorije (i zidova i vazduha) jer su gubici neprekidni. Zbog toga, da bi se po startu sledeüeg jutra ponovo dostigla unutrašnja projektna temperatura, potrebno je dovesti veüu koliþinu toplote nego što su trenutni gubici – zbog uzgrevanja. Dodatak Zu zavisi od: – dužine prekida u zagrevanju i – akumulacione sposobnosti prostorije (koja se ocenjuje na osnovu Krišerove vrednosti kD – koja predstavlja srednji koeficijent prolaza toplote za posmatranu prostoriju):

O IZOLACIJI

87

QT . (θu θ sp ) ¦ Ai

kD

(2.26)

Na slici 2.10 prikazana je zavisnost Zu od dužine trajanja prekida grejanja i vrednosti kD. 35 30

Sniženi noćni režim Prekid od 9 do 12 h Prekid od 12 do 16 h

Zu [%]

25 20 15 10 5 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

kD [W/(m2K)]

Slika 2.10 Vrednosti dodatka Zu Dodatak na uticaj hladnih okolnih površina Za Unutrašnje površine spoljnih zidova i prozora imaju nižu temperaturu od temperature vazduha u prostoriji, pa to izaziva oseüaj “hladnog zraþenja” (þovek odaje toplotu zraþenjem ka tim površinama, što stvara oseüaj nelagodnosti). Ovaj uticaj se kompenzuje na taj naþin što se dovodi veüa koliþina toplote za grejanje i povišava temperatura vazduha u prostoriji. Vrednost ovog dodatka se takoÿe daje u funkciji Krišerove vrednosti, pa se þesto spaja sa dodatkom Zu, iako ovi dodaci nemaju isti fiziþki smisao. Vrednosti za Za se daju tablearno ili grafiþki. U tabeli 2.14 date su vrednosti dodatka ZD. ZD = Zu + Za.

(2.27)

U novijim standardima nekih evropskih zemalja uticaj hladnih spoljnih površina se ne kompenzuje preko dodatka transmisijonim gubicima, veü se vrednosti koeficijenata prolaza toplote za spoljne površine uveüavaju. Smisao je isti, samo je naþin raþunanja razliþit. Dodatak na visinu prostorije Zh Kod prostorija þija je visina veüa od 4m javlja se stratifikacija – raslojavanje toplijih i hladnijih zona vazduha u prostoriji – topliji vazduh je lakši, tako da u višim zonama prostorije dolazi do pojave viših temperatura vazduha. Kao posledica se

88


javljaju: veüi gubici toplote u gornjoj zoni prostorije, veüa infiltracija vazduha i niža temperatura vazduha u zoni boravka ljudi. Za svaki metar visine prostorije iznad 4m dodaje se dodatak Zh =0,025 (na primer: ako je visina prostorije 7 m, onda je Zh = 0,075), pri þemu je maksimalna vrednost Zh,max = 0,2. Tabela 2.14. Vrednosti dodatka ZD Za kD W/(m2 K) 1. Neprekidan rad sa ograniþenjima u grejanju noüu 2. Prekid rada 9-12 h dnevno 3. Prekid rada 12-16 h dnevno

< 0,35

0,35-0,80 0,80-0,75

> 1,75

0,07

0,07

0,07

0,07

0,20 0,30

0,15 0,25

0,15 0,20

0,15 0,15

Dodatak na stranu sveta ZS Ovaj dodatak, na neki naþin, uzima u obzir utricaj Sunþevog zraþenja. Zidovi koji su þešüe osunþani su suvlji, pa je njihov koeficijent prolaza toplote manji od raþunskog, koji je raþunat za srednju vrednost vlažnosti graÿevinskih materijala. Obrnut je sluþaj za zidove koji su malo osunþani ili stalno u senci. Kao što mu i samo ime kaže, ovaj dodatak se usvaja prema orijentaciji prostorije ka nekoj strani sveta. Merodavna orijentacija prostorije se odreÿuje na sledeþi naþin: – jedan spoljni zid – orijentacija tog spoljnog zida, – dva susedna spoljna zida – orijentacija ugla u kome se suþeljavaju spoljni zidovi, – tri ili þetiri spoljna zida – usvaja se maksimalan dodatak, nezavisno od orijentacije. Tabela 2.15. Vrednosti dodatka ZS Orijentacija Jug, Jugo-istok, Jugo-zapad Istok, Zapad Sever, Severo-istok, Severo-zapad

ZS (-) – 0,05 0 + 0,05

2.4.2. PRORAýUN PREMA DIN 4701 IZ 1983. U osnovi, novi DIN 4701 iz 1983. je sliþan starom standardu, ali je dopunjen savremenim saznanjima koja su proistekla iz prakse, eksperimenata i primene raþunarske tehnike, koja je vremenom napredovala. Izvrešno je prilagoÿavanje savremenim arhitektonsko-graÿevinskim rešenjima zgrada i materijalima koji se u izgradnji koriste. DIN 4701 iz 1983. se primenjuje za standardne sluþajeve gradnje, dok su posebni sluþajevi izdvojeni, i za njih je data posebna metodologija, a to su: – prostorije koje se retko greju (povremeno se koriste), – prostorije veoma masivne konstrukcije, – hale velike visine, – staklene bašte.

O IZOLACIJI

89

Standardni (normalni) sluþajevi: standardni spoljni uslovi ĺ standardna pot. toplota (QN) ĺ ĺ standardni unutr. uslovi QTRANS = Ȉ UN A (șuN – șspN),

(2.28)

– standardni (nominalni) koeficijent prolaza toplote W/(m2 K), UN șuN, șspN – standardna unutrašnja, odnosno spoljna projektna temperatura (oC). Spoljna projektna temperatura je odreÿena prema novom kriterijumu: to je najniža dvodnevna srednja temperatura koja je u periodu od 20 godina 10 puta dostignuta ili podbaþena. Za gradove u Srbiji na ovaj naþin još nije odreÿena spoljna projektna temperatura. Još jedna novina je uvedena što se tiþe spoljne projektne temperature, a to je da ona, pored klimatskih karakteristika, zavisi i od akumulacione mase zgrade, pa se vrši korekcija: θ sp

θ spN 'θ s , gde je 'θ s

§ M – za laki tip gradnje ¨ ¨¦A s ©

§ M f¨ ¨¦A s ©

· ¸¸ i važi ¹

· 3 ¸¸ 600 kg/m 'θ s ¹

§ M – za srednje teški tip gradnje ¨ ¨¦A s © § M – za teški tip gradnje ¨ ¨¦A s ©

(2.29)

0qC,

· 3 ¸¸ 1400 kg/m 'θ s ¹

· 3 ¸¸ ! 1400 kg/m 'θ s ¹

2qC,

4qC.

Akumulaciona masa prostorije: M = Ȉ (0,5 mþ + 2,5 mD + mo)s + 1/2 Ȉ (0,5 mþ + 2,5 mD + mo)U,

(2.30)

mý – masa þelika, mD – masa drveta, mO – masa ostalih materijala. Odnos M/(Ȉ As) se raþuna za najnepovoljniju prostoriju u zgradi, sa maksimalno dva spoljna zida i usvaja se za celu zgradu. Standardna unutrašnja projektna temperatura obuhvata suvu temperaturu vazduha u prostoriji i uzima u obzir srednju temperaturu okolnih površina. Ovako definisana temperatura, nažalost ne može da se izmeri na objektu, veü se može samo proveriti raþunski. Vrednosti tuN date su tabelarno u zavisnosti od namene prostorija.

90


Za tipiþne negrejane prostorije date su preporuke za vrednosti unutrašnjih projektnih temperatura, dok se za netipiþne negrejane prostorije temperatura raþuna iz toplotnog bilansa prema izrazu: θx

¦ (U A θ )u ¦ (U A θ )s 0,36 Vx n θ s . ¦ (U A)u ¦ (U A)s 0,36 Vx n

(2.31)

Koeficijent prolaza toplote: UN = U + ǻUa + ǻUs, gde je ǻUa = f (U spoljašnjeg elementa > 1,6W/(m2 K) = 0,1 – 0,3 i ǻUa = f (propustljivost za Sunþevo zraþenje gv) = –0,35 gv. 2.4.3. PRORAýUN PREMA SRPS EN 12831:2003. Ukupni projektni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i), ĭi, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭi = ĭT,i + ĭV,i ,W,

(2.32)

gde su ĭT,i , W – projektni transmisioni toplotni gubici za grejanu prostoriju; ĭV,i , W – projektni ventilacioni toplotni gubici za grejanu prostoriju. Projektni transmisioni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i), ĭT,i, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭT,i = (HT, ie + HT, iue + HT,ig + HT, ij)(șint,i – șe), W,

(2.33)

gde su HT, ie W/K

– koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e) kroz omotaþ zgrade; HT, iue W/K – koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e) kroz negrejanu prostoriju (u); HT, ig W/K – koeficijent toplotnih gubitaka usled stacionarne transmisije iz grejane prostorije (i) ka tlu (g); HT, ij W/K – koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u susednu grejanu prostoriju (j), grejanu na znatno razliþitu temperaturu, tj., u susednu grejanu prostoriju u okviru jedne celine zgrade ili u grejanu prostoriju susedne celine iste zgrade; – unutrašnja projektna temperatura grejane prostorije; șint,i °C – spoljna projektna temperatura. șe °C Koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e), HT,ie, obavezan je za sve elemente zgrade i sve linijske toplotne mostove koji odvajaju grejanu prostoriju od spoljašnjeg okruženja, kao što su: zidovi, pod, plafon, vrata, prozori. HT,ie se raþuna na sledeüi naþin: HT, ie = Ȉ AkUkek + Ȉ Ȍlllel , W/K,

(2.34)

O IZOLACIJI

91

gde su Ak , m2 ek , el

– površina elementa (k) zgrade; – korekcioni faktori izloženosti koji uzimaju u obzir klimatske uticaje kao što su razliþita izolacija, apsorpcija vlage od strane elemenata zgrade, brzina vetra i temperatura, pod uslovom da ovi uticaji nisu veü bili uzeti u obzir pri odreÿivanju U-vrednosti (EN ISO 6946), Uk , W/(m2 K) – koeficijent prolaza toplote kroz element (k) zgrade, – dužina linijskog toplotnog mosta (l) izmeÿu unutrašnjosti i spoljašll , m njosti; Ȍl, W/(m K) – koeficijent linijske toplotne provodljivosti linijskih toplotnih mostova (l). Sledeüi pojednostavljeni metod se može koristiti za proraþun linijskih transmisionih toplotnih gubitaka: Ukc = Uk + Ütb, W/(m2 K),

(2.35)

gde su Ukc , W/(m2 K) – korigovani koeficijent prenošenja toplote elementa (k) zgrade, koji uzima u obzir linijske toplotne mostove, 2 Uk , W/(m K) – koeficijent prenošenja toplote elementa (k) zgrade i Ütb , W/(m2 K) – korekcioni faktor koji zavisi od vrste elementa zgrade i toplotnog mosta. Ako se izmeÿu grejane prostorije (i) i okoline (e) nalazi negrejana prostorija (u), koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije u spoljašnjost se raþuna na sledeüi naþin: HT, iue = Ȉk Ak Uk bu + Ȉl Ȍl ll bu , W/K,

(2.36)

gde je bu – faktor sniženja temperature koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature negrejane prostorije i spoljne projektne temperature. Faktor sniženja temperature, bu, može se odrediti trojako: a) ako je temperatura negrejane prostorije, șu, data ili izraþunata unutar projektnih uslova, bu se odreÿuje na sledeüi naþun: bu = (șint,i – șu)/(șint,i – șe);

(2.37)

b) ako je temperatura negrejane prostorije, șu, nepoznata, bu se odreÿuje na sledeüi naþin: bu = Hue/(Hiu + Hue),

(2.38)

gde je Hiu [W/K] – koeficijent toplotnih gubitaka iz grejane (i) u negrejanu prostoriju (u), koji uzima u obzir: • transmisione toplotne gubitke (iz grejane u negrejanu prostoriju); • ventilacione toplotne gubitke (protok vazduha iz grejane u negrejanu prostoriju);

92


Hue [W/K] – koeficijent toplotnih gubitaka iz negrejane prostorije (u) u okolinu (e) koji uzima u obzir: • transmisione toplotne gubitke (prema okolini i prema tlu); • ventilacione toplotne gubitke (izmeÿu negrejane prostorije i okoline); c) Pronaüi u nacionalnom aneksu ovog standarda vrednost faktora za svaki od navedenih sluþajeva. U nedostarku nacionalnog aneksa polazne vrednosti date su u poglavlju D.4.2. Vrednost toplotnih gubitaka kroz podove i zidove suterena, bilo da su direktno ili indirektno u kontaktu sa tlom, zavisi od nekoliko faktora. Oni ukljuþuju površinu i obim izložene podne konstrukcije, dubinu poda suterena ispod nivoa tla, kao i termiþka svojstva tla. Za potrebe ovog standarda vrednost toplotnih gubitaka kroz tlo može se izraþunati u skladu sa EN ISO 13370: – detaljnim postupkom; – pojednostavljenim postupkom, opisanim u nastavku. U ovom sluþaju toplotni gubici preko toplotnih mostova se ne uzimaju u obzir. Ekvivalentni koeficijent prolaza toplote kroz podne konstrukcije u dodiru sa tlom dat je relevantnim slikama i tabelama u standardu, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra, Bƍ. 2.4.4. PRORAýUN PREMA SRPS EN ISO 13789:2007. Ovaj standard primenjuje se za potrebe odreÿivanja potrebne godišnje toplote za grejanje, ali daje metodologiju odreÿivanja gubitaka toplote. Ukupan transmisioni gubitak kroz termiþki omotaþ sa raþuna tako što se prvo odredi koeficijent transmisionog gubitka, a on se zatim množi razlikom temperatura unutrašnjeg i spoljnog vazduha (u projektnim uslovima). Koeficijent transmisionog gubitka toplote zgrade (ili dela zgrade), HT, W/K, izraþunava se po obrascu: HT

¦ ( Fxi U i Ai ) HTB , i

(2.39)

gde su Fxi

– faktor korekcije temperature za i-ti graÿevinski element, koji se usvaja prema tabeli 2.16; 2 Ui, W/(m K) – koeficijent prolaza toplote i-tog graÿevinskog elementa, površine Ai , m2. Transmisioni toplotni gubitak zgrade (ili dela zgrade) usled uticaja toplotnih mostova u termiþkom omotaþu zgrade (ili dela zgrade) HTB, W/K, iznosi: HTB = ǻUTB A,

(2.40)

gde je A [m2] zbirna površina spoljnih graÿevinskih elemenata (termiþki omotaþ objekta – spoljne mere). Usvaja se vrednost ÜTB = 0,10 W/(m² K).

O IZOLACIJI

93

Tabela 2.16. Otpori prelazu toplote i korekcija temperature Toplotni protok ka spoljnjoj sredini, preko graÿevinskog elementa odreÿenog tipa

Otpor prelazu toplote, u m² K/W Rsi Rse Rsi + Rse

Faktor korekcije temperature, Fxi

Graÿevinski elementi koji se graniþe sa spoljnim vazduhom Spoljni zid neventilisan ventilisan Ravni krovovi: neventilisano ventilisano

0,13 0,13

0,04 0,13

0,17 0,26

1,0 1,0

0,10 0,10

0,04 0,10

0,14 0,20

1,0 1,0

Meÿuspratna konstrukcija iznad otvorenog prolaza: 0,17 0,04 0,21 1,0 neventilisano 0,17 0,17 0,34 1,0 ventilisano Kosi krovovi: 0,10 0,04 0,14 1,0 neventilisani ventilisani 0,10 0,10 0,20 1,0 Graÿevinski elementi koji se graniþe sa negrejanim prostorima Zid ka negrejanom prostoru 0,13 0,13 0,26 0,5 Meÿuspratna konstrukcija ka negrejanom 0,10 0,10 0,20 0,8 krovnom prostoru Meÿuspratna konstrukcija iznad negrejanog 0,17 0,17 0,34 0,5 prostora Zid ka negrejanoj zimskoj bašti (stakleniku), sa spoljnim zastakljenjem zimske bašte: 0,13 0,13 0,26 Jednostruko staklo, U > 2,5 W/(m² K) 0,7 Izolaciono staklo, U 2,5 W/(m² K) 0,6 Poboljšano staklo, U 1,6 W/(m² K) 0,5 Graÿevinski elementi u kontaktu sa tlom Zid u tlu, ili delimiþno ukopan 0,13 0,0 0,13 0,6 Pod na tlu 0,17 0,0 0,17 0,5 Meÿuspratna konstrukcija u tlu 0,10 0,0 0,10 0,6 Graÿevinski elementi izmeÿu dva grejana prostora razliþite temperature Zid izmeÿu zgrada, zid koji razdvaja prostore razliþitih korisnika, ili zid ka grejanom 0,13 0,08 0,21 0,8 stepeništu Meÿuspratna konstrukcija koja razdvaja 0,10 0,08 0,18 0,8 prostor izmeÿu razliþitih korisnika

Ukoliko je uticaj toplotnih mostova veü uzet u obzir pri proraþunu koeficijenta prolaza toplote U, graÿevinskog elementa, graniþna površina kroz koju se toplota prenosi A, kod uvažavanja uticaja toplotnog mosta može se umanjiti za površinu graÿevinskog elementa za koji je koeficijent prolaza toplote na taj naþin odreÿen. Transmisioni toplotni gubitak usled uticaja toplotnog mosta, HTB [W/K], tada iznosi:

94


HTB = ǻUTB Acor,

(2.41)

gde je Acor [m2] zbirna površina spoljnih graÿevinskih elemenata (spoljni omotaþ objekta), umanjena za površine graÿevinskih elemenata za koje su izraþunati koeficijenti prolaza toplote sa ukljuþenim toplotnim mostovima. 2.4.4.1 SPECIFIýNI TRANSMISIONI GUBITAK TOPLOTE ZGRADE, H’T, W/(m2 K) Specifiþni transmisioni gubitak toplote zgrade (ili dela zgrade), H’T , W/(m2 K), izraþunava se po obrascu: H T'

HT . A

(2.42)

Najveüi dopušteni specifiþni transmisioni toplotni gubitak kroz termiþki omotaþ zgrade, H’T, W/(m2 K), usvaja se prema tabeli 2.17. Tabela 2.17. Najveüe dopuštene vrednosti specifiþnih transmisionih gubitaka toplote, HƍT,max, W/(m2 K), u zavisnosti od faktora oblika zgrade (ili dela zgrade) Faktor oblika A/Ve (m-1)

Nestambene zgrade sa udelom transparentnih površina 30% i stambene zgrade HƍT , W/(m2 K)

Nestambene zgrade sa udelom transparentnih površina > 30% HƍT , W/(m2 K)

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 >1,05

1,05 0,80 0,68 0,60 0,55 0,51 0,49 0,47 0,45 0,44

1,55 1,15 0,95 0,83 0,75 0,69 0,65 0,62 0,59 0,58

Najveüi dopušteni specifiþni transmisioni toplotni gubitak kroz graniþnu površinu zgrade preko koje se toplota prenosi H’T, W/(m2 K), može se izraþunati uz korišüenje datih relacija: – za nestambene zgrade sa udelom transparentnih površina (prozori, balkonska vrata, krovni prozori, lanterne i sliþno) do (najviše) 30 % i za stambene zgrade, korišüenjem relacije: H’T = 0,30 + 0,15/(A/Ve), W/(m2 K), – za nestambene zgrade sa udelom transparentnih površina (prozori, balkonska vrata, krovni prozori, lanterne i sliþno) veüim od 30 %: H’T = 0,35 + 0,24/(A/Ve), W/(m2 K),

O IZOLACIJI

95

– za zgrade sa nižim temperaturama vazduha u grejnom periodu (industrijske, sportske, odnosno njihovi delovi, i sliþno): H’T = 0,53 + 0,10/(A/Ve), W/(m2 K). Opseg vrednosti A/Ve: 0,2 m-1 do 1,05 m-1!

2.5. PRORAýUN VENTILACIONIH GUBITAKA TOPLOTE Koliþina toplote potrebna da se vazduh, koji u prostoriju dospe infiltracijom, zagreje od spoljne temperature do unutrašnje predstavlja ventilacione gubitke toplote. Spoljni vazduh infiltracijom prodire u prostoriju kroz procepe (fuge) prozora i vrata i/ili kroz posebne otvore namenjene za prorodnu ventilaciju (provetravanje). Da bi se toplota prenela sa jednog tela na drugo potrebno je da postoji razlika temperatura (termiþka neravnoteža). Da bi došlo do strujanja vazduha potrebno je da postoji razlika pritisaka (mehaniþka neravnoteža). Razlika pritisaka može da proistekne iz dva uzroka: 1. DEJSTVO VETRA Zaustavni pritisak proporcionalan je kvadratu brzine vetra: pVET

Kp

w2 ρ , 2

(2.43)

gde su Kp – koeficijent pritiska, koji se odreÿuje eksperimentalno i zavisi od strujne slike oko zgrade, w – srednja brzina vetra i ȡ – srednja gustina vazduha. 2. RAZLIKA U GUSTINI VAZDUHA prouzrokovana razlikom temperatura unutrašnjeg i spoljnog vzduha Kako je ș u > ș s = ȡu < ȡ s, ,

(2.44)

sledi da je razlika pritisaka ǻp = h g ǻȡ.

(2.45)

Navedena dva uticaja, koja izazivaju mehaniþku neravnotežu, mogu se javiti istovremeno (slika 2.11), pri þemu njihovi uticaji mogu da se: – sabiraju (superponiraju) ili – potiru (da imaju suprotno dejastvo). Koliþina vazduha u jedinici vremena koja dospe u prostoriju iznosi: V

K ('p ) n , m3 /s, ,

(2.46)

96


gde su K – koeficijent strujanja – pokazuje koliþinu vazduha koja prodre u prostoriju pri razlici pritisaka od 1Pa, ¨p – razlika pritisaka izmeÿu vazduha u prostoriji i spoljnog vazduha, n – eksponent koji zavisi od vrste (režima) strujanja, i njegove vrednosti su: – n = 1 za turbulentno strujanje, – n = 0,5 za laminarno strujanje, – n = 2/3 za strujanje vazduha kroz procepe prozora i vrata. b)

a)

c)

+

+

+

+

Slika 2.11. Uticaji nastanka razlike pritisaka: a) usled razlike gustina vazduha, b) usled dejstva vetra i c) usled kombinovanog uticaja razlike gustina i dejstva vetra Potrebna koliþina toplote za zagrevanje vazduha koji je infiltracijom dospeo u prostoriju: QV

V ρ c p (θu θ sp ).

(2.47)

2.5.1 VENTILACIONI GUBICI PREMA DIN 4701 U praksi se ventilacioni gubuci toplote prema DIN 4701 raþunaju kao: QV

¦ (a l )s R H (θu θ sp ) Z E , s

(2.48)

gde je a – propustljivost procepa spoljnih prozora i vrata m3/(m h Pa2/3), l – dužina procepa [m], R – karakteristika prostorije [–], H – karakteristika zgrade [WhPa2/3/(m3K)], șu – temperatura unutrašnjeg vazduha [oC], șsp – spoljna projektna temperatura [oC], ZE – dodatak za prozore na uglu dva spoljna zida [–]. Propustljivost procepa pokazuje koliþinu vazduha u jedinici vremena koja prodre kroz procep dužine 1 m, pri razlici pritisaka od 1 Pa. Njegova vrednost zavisi od materijala okvira prozora i garantovanja zaptivenosti od strane proizvoÿaþa. Dužina procepa zavisi od konstrukcije vrata i prozora i raþuna se na sledeüi naþin: VRATA: l = 2a+2h (a – širina, h – visina), JEDNOKRILNI PROZOR: l = 2a+2h,

O IZOLACIJI

97

DVOKRILNI PROZOR: l = 2a+3h, TROKRILNI PROZOR: l = 2a+5h. Karakteristika prostorije zavisi od odnosa propustljivosti procepa kroz koje vazduh ulazi u prostoriju i propustljivosti procepa kroz koje vazduh izlazi iz prostorije. Na neki naþin R predstavlja faktor „produvavanja“ prostorije: R

1 ¦ (a l ) s

¦ ( a l )u

.

(2.49)

1

Tabela 2.18. Karakteristika prostorije R Prozori Drveni prozori i prozori od veštaþkih materijala ýelilni i metalni prozori Drveni prozori i prozori od veštaþkih materijala ýelilni i metalni prozori

Unutrašnja vrata As/Au nezaptivena <3 zaptivena < 1,5 nezaptivena <6 zaptivena < 2,5 nezaptivena od 3 do 9 zaptivena od 1,5 do 3 nezaptivena od 6 do 20 zaptivena od 2,5 do 6

R 0,9

0,7

Za stambene zgrade i tipiþne poslovne objekte R se kreüe u relativno uskim granicama, pa se ne raþuna za svaku prostoriju, veü se u zavisnosti od odnosa spoljnih i unutrašnjih prozora i vrata usvaja vrednost 0,7 ili 0,9. Karakteristika zgrade H u sebi sadrži brzinu vetra, koja je uzrok infiltraciji vazduha. Za razliku od spoljne projektne temperature, projektna brzina vetra nije propisana, pa se ostavlja projektantu da proceni koja brzina vetra je merodavna za proraþun. Brzina vetra se kreüe u granicama od 2 do 10 m/s. Prema DIN 4701 date su preporuke za izbor karakteristike zgrade u zavisnosti od: 1. Vetrovitosti predela (normalan ili vetrovit), 2. Položaja zgrade (zatvoren, otvoren ili izrazito otvoren) i 3. Tipa zgrade (zgrade u bloku ili pojedinaþna gradnja). Tabela 2.19. Karakteristika zgrade H, W h Pa2/3/(m3K) Predeo Normalni predeli Vetroviti predeli

Položaj zgrade Zaklonjen Otvoren Izrazito otvoren Zaklonjen Otvoren Izrazito otvoren

H, W h Pa2/3/(m3K) Blokovska gradnja Pojedinaþne zgrade 1,28 1,81 2,18 3,09 3,19 4,47 2,18 3,09 3,19 4,47 4,36 6,01

98


2.5.2. PRORAýUN PREMA SRPS EN 12831:2007. Projektni ventilacioni toplotni gubici, ĭV,i, za grejanu prostoriju (i) raþunaju se na sldeüi naþin: ĭV,i = HV,i (șint,i – șe), W,

(2.50)

gde je HV,i [W/K] – koeficijent projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka; șint,i [°C] – unutrašnja projektna temperatura grejane prostorije; șint,i [°C] – spoljna projektna temperatura. Koeficijent projektnih ventilacionih gubitaka, HV,i, grejane prostorije raþuna se na sledeüi naþin: H V ,i

Vi ρ c p , W/K,

(2.51)

gde je – zapreminski protok vazduha kroz grejanu prostoriju (i); Vi [m3/s] 3 ȡ [kg/m ] – gustina vazduha na unutrašnjoj temperaturi șint,i; cp [kJ/(kgK)] – specifiþni toplotni kapacitet vazduha na unutrašnjoj temperaturi șint,i. Pretpostavljajuüi veliþine ȡ i cp konstantnim, izraz za projektne ventilacione gubitke dobija izgled: H V ,i

0,34 Vi , W/K,

(2.52)

gde je protok sada izražen u kubnim metrima na sat (m3/h). Postupak proraþuna za odreÿivanje merodavnog protoka vazduha, direktno zavisi od razmatranog sluþaja, tj., da li je objekat sa ventilacionim sistemom ili bez ventilacionog sistema. Bez mehaniþkih ventilacionih sistema: U odsustvu mehaniþkih ventilacionih sistema, pretpostavljeno je da vazduh koji prestrujava u prostoriju kroz otvore i procepe ima termiþke karakteristike spoljašnjeg vazduha. Zbog toga su toplotni gubici proporcionalni razlici izmeÿu unutrašnje projektne temperature i temperature spoljašnjeg vazduha. Vrednost zapreminskog protoka vazduha koji infiltracijom prodire u grejane prostorije (i), a koja se koristi za proraþun koeficijenta projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka, jeste veüa vrednost od: – vrednosti zapreminskog protoka vazduha, Vinf,i koji infiltracijom prodire u prostoriju usled strujanja vazduha kroz otvore i procepe u termiþkom omotaþu zgrade, i – vrednosti zapreminskog protoka vazduha Vmin,i, potrebne da se zadovolje higijenski zahtevi:

O IZOLACIJI

Vi

99

max (Vinf,i , Vmin,i ), m3 /h.

(2.53)

Sa sistemom mehaniþke ventilacije: Ako mehaniþki ventilacioni sistem postoji, dovedena koliþina vazduha ne mora obavezno imati termiþke karakteristike spoljašnjeg vazduha, na primer: – kada se koristi toplota otpadnog vazduha; – kada se spoljašnji vazduh centralno predgreva; – kada se vazduh dovodi iz susednih prostorija. U ovim sluþajevima se uvodi faktor smanjenja temperature, koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature dovedenog vazduha i spoljne projektne temperature. U sistemima sa veüim protokom vazduha koji se odvodi u odnosu na koliþinu vazduha koji se ubacuje, ova razlika se nadoknaÿuje spoljnim vazduhom koji prestrujava kroz procepe i otvore u termiþkom omotaþu zgrade, što se takoÿe mora uzeti u obzir. Izraz za odreÿivanje zapreminskog protoka vazduha kroz grejanu prostoriju (i), koji se koristi za proraþun koeficijenta projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka, je sledeüi: Vi

Vinf,i Vsu ,i fV ,i Vmech,i inf,i , m3 /h,

(2.54)

gde je Vinf,i , m3/h

– zapreminski protok vazduha koji infiltracijom dospeva u grejanu prostoriju (i) 3 Vsu,i, m /h – zapreminski protok vazduha koji se dovodi u grejanu prostoriju (i) 3 Vmech,iinf,i, m /h – razlika odsisane i ubaþene koliþine vazduha u grejanu prostoriju fVi – faktor redukcije temperature, dat izrazom: fVi = (șint,i – șsu,i) / (șint,i – șe) șsu,i, °C – temperatura vazduha koji se dovodi u grejanu prostoriju (i), (bilo da se dovodi iz centralnog vazdušnog sistema grejanja, ili iz susedne grejane ili negrejane prostorije, ili iz spoljnog okruženja). Ako se primenjuje sistem korišüenja otpadne toplote, șsu,i može biti izraþunata iz stepena korisnosti sistema za korišüenje otpadne toplote. șsu,i može biti viša ili niža od unutrašnje temperature vazduha. Moguüe je primeniti pojednostavljen metod za odreÿivanje zapreminskog protoka vazduha. Zapreminski protok vazduha usled infiltracije, V inf,i, grejane prostorije (i), uzrokovan vetrom i efektima uzgonskog strujanja vazduha kroz omotaþ zgrade, može se izraþunati na sledeüi naþin: Vinf,i = 2Vi n50 ei İi, m3/h, gde je

(2.55)

100


n50 , h-1 – broj izmena vazduha, kao rezultat razlike pritisaka od 50 Pa izmeÿu spoljašnjosti i unutrašnjosti zgrade, kroz otvore u termiþkom omotaþu zgrade, na þas; – koeficijent zaklonjenosti; ei İi – faktor korekcije visine, koji uzima u obzir porast brzine vetra sa poveüanjem visine prostorije u odnosu na nivo tla. Višak izvuþenog vazduha u svim ventilacionim sistemima se zamenjuje spoljašnjim vazduhom koji prestrujava kroz omotaþ zgrade. Ako razlika protoka odsisnog i ubacnog vazduha nije drugaþije odreÿena, može se za þitavu zgradu izraþunati na sledeüi naþin: Vmech,iinf, i = max (Vex – Vsu , 0), m3/h,

(2.56)

gde je Vex, m3/h – protok odsisnog vazduha za þitavu zgradu; Vsu, m3/h – protok ubacnog vazduha za þitavu zgradu. U zgradama za stanovanje, protok dovedenog vazduha za þitavu zgradu þesto je podešen da bude jednak nuli. U poþetku, Vmech,iinf, i je odreÿen za þitavu zgradu. Zatim, raspodela protoka ovog spoljašnjeg vazduha na svaku prostoriju u zgradi, raþuna se na osnovu propustljivosti (zaptivenosti omotaþa zgrade i projektnih prirodnih otvora na zgradi) svake prostorije u proporciji sa propustljivošüu þitave zgrade. Ako nisu dostupne vrednosti termiþke propustljivosti, raspodela protoka spoljašnjeg vazduha može se izraþunati na pojednostavljen naþin srazmerno zapremini svake prostorije u odnosu na zapreminu zgrade: Vmech,iinf, i = Vmech,iinf (Vi/ ȈVi), m3/h,

(2.57)

gde je Vi – zapremina prostorije i. Ovaj izraz može biti korišüen na odgovarajuüi naþin za odreÿivanje protoka dovedenog vazduha za svaku prostoriju ako je dat samo protok dovedenog vazduha za celu zgradu. 2.5.3. VENTILACIONI GUBICI PREMA SRPS EN ISO 13789:2007. Sliþno kao kod proraþuna ukupnih transmisionih gubitaka toplote, i ovde se prvo pristupa proraþunu koeficijenta ventilacionog gubitka, koji se zatim množi razlikom temperatura unutrašnje i spoljašnje sredine. Koeficijent ventilacionog gubitka toplote zgrade (ili dela zgrade), HV [W/K], izraþunava se po obrascu: HV = ȡa cp V n, gde je V – zapremina grejanog prostora [m3]; n – broj izmena vazduha na þas [h-1] ȡa cp = 0,33 W h/(m3 K), (ȡa cp = 1200 J/(m3 K))

(2.58)

O IZOLACIJI

101

Tabela 2.20. Broj izmena vazduha na þas u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) – Stambene zgrade sa više stanova i prirodnom ventilacijom Izloženost fasade vetru Zaptivenost Otvoren položaj zgrade Umereno zaklonjen položaj Veoma zaklonjen položaj

Broj izmena vazduha n [h-1] Više od jedne fasade Loša Srednja Dobra 1,2 0,7 0,5 0,9 0,6 0,5 0,6 0,5 0,5

Broj izmena vazduha n [h-1] Samo jedna fasada Loša Srednja Dobra 1,0 0,6 0,5 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Tabela 2.21. Broj izmena vazduha na þas u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) – Pojedinaþne porodiþne kuüe sa prirodnom ventilacijom Zaptivenost Otvoren položaj zgrade Umereno zaklonjen položaj Veoma zaklonjen položaj

Broj izmena vazduha n [h-1] Loša Srednja Dobra 1,5 0,8 0,5 1,1 0,6 0,5 0,76 0,5 0,5

2.5.4. UKUPNI ZAPREMINSKI GUBICI TOPLOTE UNUTAR TERMIýKOG OMOTAýA, qV [W/m3] Ukupni zapreminski gubici toplote unutar termiþkog omotaþa, qV [W/m3], transmisioni i ventilacioni, izraþunavaju se po obrascu: qv

H T HV , W/m3 . Ve

(2.59)

2.5.5. PROPUSTLJIVOST ZA VAZDUH GRAĈEVINSKOG ELEMENTA Propustljivost za vazduh graÿevinskog elementa – pre svega spoljne graÿevinske stolarije, prozora i vrata, ispituje se u laboratorijskim uslovima saglasno standardu SRPS EN 1026:2008, sa klasifikacijom prema standardu SRPS EN 12207:2008. Prozori i vrata moraju imati vazdušnu propustljivost: u klasi 2 (važi za prozore i balkonska vrata, za ugradnju u zgradama spratnosti do tri sprata); u klasi 3 (važi za prozore i balkonska vrata, ugraÿene u trospratne ili višespratne zgrade, kao i za ulazna vrata). 2.5.6. NEPROPUSTLJIVOST ZA VAZDUH ZGRADE ILI DELA ZGRADE Nepropustljivost za vazduh zgrade ili dela zgrade mora da bude podesna za korišüenje zgrade (vazdušni komfor) i za, eventualno, vrstu sistema ventilacije koji

102


se primenjuje. Zgrade sa izbalansiranim ventilacionim sistemima (mehaniþko snabdevanje vazduhom i odvoÿenje vazduha) moraju da budu što je više moguüe nepropusne za vazduh: n50 ispod 1,0 h-1 (zgrade spratnosti veüe od 3 sprata) i ispod 2,0 (zgrade sa 3 sprata, i niže). Pored toga, mora se spreþiti svako pojedinaþno curenje iz strukture zgrade (ograniþavanje brzine strujanja vazduha u prostoriji – uslov komfora), kao i moguünost širenja polutanata (na primer, unutrašnji zidovi i podovi moraju da budu nepropusni odnosno dovoljno nepropusni za vazduh). Metod merenja vrednosti n50 odreÿen je standardom SRPS EN 13829 (odgovara i ISO 9972). Navedene graniþne vrednosti n50 odnose se na i mere se kao ukupna nepropustljivost za vazduh strukture zgrade (graÿevinska konstrukcija), pa se tokom merenja zatvorenim drže svi prozori, vrata i unutrašnji otvori, kao i ventili za dovod i odvod vazduha (elementi sistema za mehaniþku ventilaciju).

2.6. TOPLOTNI MOSTOVI Toplotni most je mesto smanjenog otpora prolazu toplote u odnosu na konstrukciju u kojoj se nalazi, odnosno mesto u termiþkom omotaþu na kome se javlja poveüani toplotni fluks. Pojava toplotnih mostova može znaþajno uticati na poveüanje transmisionih gubitaka toplote zgrade. U zavisnosti od toga šta prouzrokuje pojavu toplotnog mosta, razlikujemo: – konstruktivni toplotni most (promena vrste materijala u konstrukciji), – geometrijski toplotni most (promena oblika konstrukcije, na primer uglovi, žljebovi, ispupþenja...) Toplotni mostovi prouzrokuju poveüane gubitke toplote, pojavu kondenzacije na unutrašnjoj površini spoljnog zida, kao i unutar same konstrukcije. Posledice koje se javljaju zbog pojave toplotnih mostova su: ošteüenja konstrukcije usled pojave vlage i buÿi, mehaniþka ošteüenja materijala zida i toplotne izolacije usled pojave smrzavanja kondenzata, narušavanje mehaniþke stabilnosti konstrukcije. Proraþun toplotnih mostova moguüe je izvršiti na nekoliko naþina: – paušalnim dodatkom na koeficijent transmisionog gubitka toplote; – pojednostavljenim metodama prema SRPS EN ISO 14683:2008. (katalog), – detaljhnim proraþunom prema SRPS EN ISO 10211:2008. 2.6.1. TOPLOTNI MOSTOVI I TRANSMISIONI TOPLOTNI GUBICI Uticaj toplotnih mostova mora da bude što manji. Ovde se izdvojeno daje prikaz pojmova kojima su odreÿeni toplotni mostovi: Toplotni most je deo omotaþa zgrade gde se inaþe uniformna toplotna otpornost znaþajno menja usled: a) potpunog ili delimiþnog prodora u omotaþ zgrade materijala razliþite toplotne provodljivosti i/ili b) promene u debljini elementa i/ili c) razlike izmeÿu unutrašnje i spoljne površine, kao što se dešava na spojevima zid/pod/tavanica.

O IZOLACIJI

103

Linijski toplotni most je toplotni most unuformnog popreþnog preseka duž jedne od tri ortogonalne ose. Taþkasti toplotni most je toplotni most neuniformnog popreþnog preseka u bilo kom pravcu. 2-D geometrijski model je geometrijski model izveden iz detalja projekta zgrade, kao što je model za jednu od ortogonalnih osa, pri þemu se popreþni presek upravan na tu osu ne sme da menja unutar granica modela. 2-D geometrijski model se koristi u dvodimenzionalnim proraþunima. Linijski koeficijent prolaza toplote Ȍ, W/(m K), je toplotni fluks u stacionarnom stanju, ĭ [W], podeljen dužinom, l [m], i razlikom temperatura, ¨ș [K], izmeÿu okruženja sa obe strane toplotnog mosta; u opštem sluþaju proraþunava se u skladu sa SRPS EN ISO 10211, pri þemu taþnost softvera koji se koristi može da se kreüe u granicama ± 5 %. Potrebno je razlikovati: Ȍe, W/(m K) – eksterni (uzimaju se spoljne mere); Ȍi, W/(m K) – interni (uzimaju se unutrašnje mere); Ȍoi, W/(m K) – ukupni interni (uzimaju se ukupne unutrašnje mere). Linijski koeficijenti prolaza toplote se obiþno javljaju na: spojevima izmeÿu spoljnih elemenata (uglovi zidova, zid – tavanica, zid-krov, zid – pod); spojevima unutrašnjih (pregradnih) zidova sa spoljnim zidovima, tavanicama, krovovima; na spojevima unutrašnjih podova sa spoljnim zidovima; na stubovima u spoljnim zidovima; oko prozora i vrata. Taþnost podataka iz relevantnih kataloga toplotnih mostova iznosi ± 20 % (kao i taþnost proraþuna koji se vrše bez softvera); Taþnost podataka o tipiþnim (tipskim) vrednostima, koje su date tabelarno u standardu SRPS EN 14683 iznosi od 0 % do 50 %, jer primeri u katalozima imaju fiksne parametre (mere i primenjeni materijali). Taþkasti koeficijent prolaza toplote Ȥ, W/K, je toplotni fluks u stacionarnom stanju, ĭ [W], podeljen razlikom temperatura ¨ș, K, izmeÿu okruženja sa obe strane toplotnog mosta. Uticaj taþkastih toplotnih mostova se u najveüem broju sluþajeva može zanemariti; u suprotnom, proraþun se vrši u skladu sa standardom SRPS EN ISO 10211-1. Koeficijent transmisionog prolaza toplote HT, W/K, je toplotni fluks usled prenosa toplote kroz graÿevinsku strukturu zgrade podeljen razlikom temperatura sredina sa obe strane konstrukcije; raþuna se u skladu sa standardima SRPS EN 13790, SRPS EN 13370, SRPS EN 13789 i SRPS EN ISO 14683: HT = HD + Hg + HU + HA , W/K.

(2.60)

Direktni koeficijent transmisionog prolaza toplote HD, W/K, je toplotni protok usled prenosa toplote kroz omotaþ zgrade, po jedinici razlike temperatura; raþuna se u skladu sa standardom SRPS EN ISO 14683. Koeficijent transmisionog prolaza toplote kroz tlo, Hg, W/K, je toplotni protok usled prenosa toplote kroz omotaþ zgrade, po jedinici razlike temperatura; raþuna se u skladu sa standardom SRPS EN ISO 13370. Koeficijent transmisionog prolaza toplote kroz nekondicionirani prostor, HU, W/K, je toplotni protok usled prenosa toplote kroz nekondicionirani prostor, po jedinici razlike temperatura; raþuna se u skladu sa standardom SRPS EN ISO 13789.

104


Koeficijent transmisionog prolaza toplote ka susednoj (sa kojom se zgrada graniþi) zgradi, HA, W/K, je toplotni protok usled prenosa toplote izmeÿu dve zgrade, po jedinici razlike temperatura; raþuna se u skladu sa standardom SRPS EN ISO 13789. Vrednosti H (HD, Hg, HU, HA), se, saglasno standardu SRPS EN ISO 13790, proraþunavaju po jednaþini: H

ª º btr « ¦ Ai U i ¦ lk ψ k ¦ χ j » , W/K, k j ¬« i ¼»

(2.61)

gde je btr [–]

– faktor podešavanja, koji zavisi od razlike temperature sredina sa obe strane graÿevinskog elementa, 2 Ai [m ] – površina i-tog elementa omotaþa zgrade, 2 Ui [W/(m K)] – koeficijent prolaza toplote i-tog elementa omotaþa zgrade, lk [m] – dužina k-tog linijskog toplotnog mosta, Ȍk [W/(m K)] – linijski koeficijent prolaza toplote k-tog linijskog toplotnog mosta, Ȥj [W/ K] – taþkasti koeficijent prolaza toplote j-tog taþkastog toplotnog mosta. Transmisioni toplotni gubitak usled uticaja toplotnog mosta HTB, W/K, iznosi: HTB = Ȉ l ȥe, gde je l [m] ȥe, W/(m² K)

(2.62)

– dužina toplotnog mosta, – linijski koeficijent prolaza toplote na mestu toplotnog mosta, koji odgovara spoljnim merama graÿevinskog elementa.

Uticaj toplotnih mostova može se uvažiti primenom kataloga toplotnih mostova – prema tabeli 2.23 iz, uz poveüanje koeficijenata prolaza toplote za ÜTB = 0,05 W/(m² K), za ukupnu graniþnu površinu kroz koju se toplota prenosi. Ukoliko je uticaj toplotnih mostova veü uzet u obzir pri proraþunu koeficijenta prolaza toplote, U, graÿevinskog elementa, graniþna površina kroz koju se toplota prenosi, A, kod uvažavanja uticaja prema toplotnog mosta može se umanjiti za površinu graÿevinskog elementa za koji je koeficijent prolaza toplote na taj naþin odreÿen. Transmisioni toplotni gubitak usled uticaja toplotnog mosta, HTB [W/K], tada iznosi: HTB = ǻUTB A,

(2.63)

gde je A [m2] zbirna površina spoljnih graÿevinskih elemenata (spoljni omotaþ objekta), umanjena za površine graÿevinskih elemenata za koje su izraþunati koeficijenti prolaza toplote sa ukljuþenim toplotnim mostovima. Transmisioni toplotni gubitak termiþkog omotaþa zgrade, HT [W/K], iznosi: HT

¦ ( Fxi U i Ai ) HTB , i

gde je

(2.64)

O IZOLACIJI

105

– faktor korekcije temperature za i-ti graÿevinski element (tabela 2.22); Ui [ W/(m² K)] – koeficijent prolaza toplote i-tog graÿevinskog elementa, površine Ai [m2].

Fxi

Tabela 2.22. Faktori korekcije temperature, Fxi Toplotni protok ka spoljnjoj sredini, preko i-tog graÿevinskog elementa Spoljni zid, prozor Krov (kao granica sistema) Najviši (ceo) sprat (negrejani tavanski prostor) Zid izmeÿu zgrada (granica grejanih prostora) Zidovi i tavanice ka negrejanim prostorima Donja zona zgrade: – tavanice i zidovi ka negrejanom podrumu – podovi na tlu – površine grejanih podruma koje se graniþe sa tlom

Faktor korekcije temperature, Fxi 1 1 0,8 0,8 0,5 0,6

Tabela 2.23. Katalog toplotnih mostova – Zid

– Laki zid (ukljuþujuüi malter i drvene ploþe) – Izolacija – Meÿuspratna konstrukcija / Stub – Okvir KROVOVI (Roofs)

i,oi = 1,0

R1 L2D = 1,42

i,oi = 1,0

e = 1,2

e = 1,3

ψe = 0,55 ψoi = 0,70 ψi = 0,70

R2

ψe = 0,50 ψoi = 0,65 ψi = 0,65

L2D = 1,38

R3 L2D = 1,28

ψe = 0,40 ψoi = 0,55 ψi = 0,55

R4 L2D = 1,25

ψe = 0,30 ψoi = 0,50 ψi = 0,50

i,oi = 1,0

R5 L2D = 1,42

i,oi = 1,0

e = 1,2

0,17

e = 1,3

ψe = 0,55 ψoi = 0,70 ψi = 0,70

R6 L2D = 1,29

ψe = 0,40 ψoi = 0,55 ψi = 0,55

106



– Zid

– Laki zid (ukljuþujuüi malter i drvene ploþe) – Izolacija – Meÿuspratna konstrukcija / Stub – Okvir

e = 1,2

i,oi = 1,0

R9 R7 L2D

= 1,44

L2D = 0,84

ψe = 0,55 ψoi = 0,75 ψi = 0,75

R8 L2D = 1,28

i,oi = 1,0

e = 1,3

ψe = –0,05 ψoi = 0,15 ψi = 0,15

ψe = 0,35 ψoi = 0,55 ψi = 0,55

R10 L2D = 0,92

ψe = 0,00 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

i,oi = 1,0

R11 L2D = 0,93

i,oi = 1,0

e = 1,2

0,17

e = 1,3

ψe = 0,25 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

R12 L2D = 1,02

ψe = 0,10 ψoi = 0,30 ψi = 0,30

i = 1,0 0,6

B1 L2D = 1,57

1,0

i = 1,0

e, oi = 2,15

BALKONI (Balconies) i UGLOVI (Corners)

ψe = 0,85 ψoi = 0,85 ψi = 0,90

B2 L2D = 1,56

ψe = 0,80 ψoi = 0,80 ψi = 0,85

B3 L2D = 1,50

ψe = 0,75 ψoi = 0,75 ψi = 0,80

O IZOLACIJI

107


– Zid


i,oi = 1,0

C1 B4 L2D = 1,49

ψe = 0,70 ψoi = 0,70 ψi = 0,75

L2D = 0,84

i,oi = 1,0

e = 1,3

e = 1,3

ψe = –0,05 ψoi = 0,15 ψi = 0,15

C2 L2D = 0,79

ψe = –0,10 ψoi = 0,10 ψi = 0,10

e=1

i,oi = 1,3

e=1

i,oi = 1,3 C3 L2D = 0,79

C6 L2D = 0,77

ψe = –0,20 ψoi = 0,00 ψi = 0,00

ψe = 0,10 ψoi = –0,15 ψi = –0,15

C4 L2D = 0,81

C7 L2D = 0,83

ψe = –0,15 ψoi = 0,05 ψi = 0,05

ψe = 0,15 ψoi = –0,05 ψi = –0,05

C5 L2D = 0,71

C8 L2D = 0,82

ψe = 0,00 ψoi = –0,20 ψi = –0,20

ψe = 0,05 ψoi = –0,15 ψi = –0,15

108



– Zid


1,0

F1 L2D = 0,74

F4 L2D = 1,36

F7 L2D = 1,41

i = 1,0

e,oi = 2,0

i = 1,0

PODOVI (Floors)

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,05

ψe = 0,55 ψoi = 0,55 ψi = 0,60

ψe = 0,65 ψoi = 0,65 ψi = 0,70

F2

F3

= 1,76

ψe = 0,80 ψoi = 0,80 ψi = 0,90

F6

L2D = 1,33

ψe = 0,60 ψoi = 0,60 ψi = 0,65

L2D

F5

F8 L2D = 0,99

ψe = 0,20 ψoi = 0,20 ψi = 0,30

L2D = 1,50

L2D = 1,40

ψe = 0,75 ψoi = 0,75 ψi = 0,80

ψe = 0,65 ψoi = 0,65 ψi = 0,70

O IZOLACIJI

109


– Zid


1,0

IW1 L2D = 0,74

i = 1,0

e,oi = 2,15

i = 1,0

UNUTRAŠNjI ZIDOVI (Internal walls)

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,05

IW2 L2D = 1,26

ψe = 0,50 ψoi = 0,50 ψi = 0,55

IW3 L2D = 1,22

ψe = 0,50 ψoi = 0,50 ψi = 0,55

e,oi = 2,15

i = 1,0

e,oi = 2,15

i = 1,0

1,0

1,0 IW6 L2D = 0,79

IW4

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,05

L2D = 0,81

i = 1,0

1,0

i = 1,0

IW5 L2D = 0,74

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,05

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,05

STUBOVI (Pillars) e = 2,3 0,3 P2 L2D = 2,01 i,oi = 2,3 P1 L2D = 2,09

P4 L2D = 1,76

ψe = 1,30 ψoi = 1,30 ψi = 1,30

ψe = 1,90 ψoi = 1,90 ψi = 1,90

ψe = 1,20 ψoi = 1,20 ψi = 1,20

P3 L2D = 1,83

ψe = 1,05 ψoi = 1,05 ψi = 1,05

110



– Zid


OTVORI PROZORA I VRATA (Windows and doors openings) 0,1

0,2

0,3

e = 1,0

W3

i,oi = 1,0 W1 L2D = 0,36

W4 2D

L

= 0,41

W2

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,00

L2D = 1,00

W5

ψe = 0,05 ψoi = 0,05 ψi = 0,05

L2D = 0,40

ψe = 0,65 ψoi = 0,65 ψi = 0,65

ψe = 0,05 ψoi = 0,05 ψi = 0,05

L2D = 0,81

W6 L2D = 0,44

ψe = 0,45 ψoi = 0,45 ψi = 0,45

ψe = 0,10 ψoi = 0,10 ψi = 0,10

0,2

0,3

0,1

e = 1,0

W9

i,oi = 1,0 W7 L2D = 0,70

W10 L2D

= 0,39

ψe = 0,35 ψoi = 0,35 ψi = 0,35

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,00

W8 L2D = 0,95

W11 L2D = 0,36

L2D = 0,56 ψe = 0,30 ψoi = 0,30 ψi = 0,30

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,00

W12 L2D = 0,41

ψe = 0,20 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

ψe = 0,05 ψoi = 0,05 ψi = 0,05

OTVORI PROZORA I VRATA (Windows and doors openings) e = 1,0 0,3

0,1

0,2

W15

i,oi = 1,0 W13 L2D = 0,93

W16 L2D = 0,42

ψe = 0,60 ψoi = 0,60 ψi = 0,60

W14

ψe = 0,05 ψoi = 0,05 ψi = 0,05

W17

L2D = 1,02

L2D = 0,72

ψe = 0,65 ψoi = 0,65 ψi = 0,65

L2D = 0,35

ψe = 0,40 ψoi = 0,40 ψi = 0,40

W18 L2D = 0,57

ψe = 0,00 ψoi = 0,00 ψi = 0,00

ψe = 0,20 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

O IZOLACIJI

111


– Zid


GF2

ψe = 0,65 ψoi = 0,80 ψi = 0,80

e = 1,2

GF1

GF4

ψe = 0,50 ψoi = 0,35 ψi = 0,35

GF5

ψe = 0,60 ψoi = 0,75 ψi = 0,75

1,0

GF3

ψe = 0,55 ψoi = 0,70 ψi = 0,70

GF6

ψe = 0,45 ψoi = 0,60 ψi = 0,60

i,oi = ,0

1,0

i,oi = 1,0

e = 1,2

PODOVI U DODIRU SA TLOM (Ground floors)

ψe = 0,60 ψoi = 0,75 ψi = 0,75

i,oi = 1,0

e = 1,2

PODOVI U DODIRU SA TLOM (Ground floors)

1,0 GF7

ψe = –0,05 ψoi = 0,10 ψi = 0,10

GF8

ψe = 0,05 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

GF9

ψe = 0,75 ψoi = 0,95 ψi = 0,95

112



– Zid

GF10


GF11

ψe = 0,55 ψoi = 0,75 ψi = 0,75

GF12

ψe = 0,50 ψoi = 0,70 ψi = 0,70

GF14

ψe = 0,45 ψoi = 0,65 ψi = 0,65

GF15

ψe = –0,10 ψoi = 0,10 ψi = 0,10

e = 1,2

i,oi = 1,1

ψe = 0,65 ψoi = 0,85 ψi = 0,85

1,0 GF13

ψe = 0,60 ψoi = 0,80 ψi = 0,80

GF16

ψe = 0,00 ψoi = 0,20 ψi = 0,20

2.7. METODE PRORAýUNA GODIŠNJE POTREBNE TOPLOTE ZA GREJANJE 2.7.1. METOD STEPEN DANA Sam pojam stepen-dan, koji je kljuþni element ove metode, predstavlja, na neki naþin, pokazatelj kretanja spoljne temperature vazduha u nekom mestu tokom perioda grejanja. Ako sa q oznaþimo potrebnu koliþinu toplote za grejanje pri jediniþnoj temperaturskoj razlici (temperatura vazduha spolja i unutra), onda se može napisati:

O IZOLACIJI

q

113

QGUB θu θ s p

, W/K,

(2.65)

onda je potrebna koliþina toplote za grejanje po danima: Q1

q (θu θ s1 ) 24, Wh/dan,

Q2

q (θu θ s 2 ) 24, Wh/dan,

Q3

q (θu θ s 3 ) 24, Wh/dan,

... Qn

q (θu θ sn ) 24, Wh/dan,

(2.66)

pa je energija potrebna za ceo grejni period, odnosno celu grejnu sezonu: Z

Qg

¦ Qn n 1

Z

24 q ¦ (θu θ sn ), Wh/god. n 1

(2.67)

gde je Z – broj dana u grejnoj sezoni. Broj stepen-dana je: Z

SD

¦

(θu θ sn ),

(2.68)

n 1

pa izraz (2.67) ima oblik: Z

Qg

¦ Qn

24 q SD, Wh/god.

n 1

(2.69)

Ako se uvede pojam srednje temperature grejnog perioda șg, onda se broj stepen-dana može napisati u obliku: SD = Z (șu – șg),

(2.70)

Ako se dodatno usvoji (što je odgovara realnim uslovima i zadatku sistema za grejanje) da je temperatura vazduha u prostoriji – unutrašnja temperatura – konstantna vrednosti, onda se može napisati: Z

SD

Z θu ¦θ sn .

(2.71)

n 1

Ovde se uvodi još jedan pojam: temperatura grenice grejanje șgg, što predstavlja temperaturu spoljnog vazduha pri kojoj poþinje i pri kojoj se završava grejna sezona. Ako se ima u vidu da je grejna sezona ograniþena temperaturom grenice grejanja, onda se može napisati izraz za broj stepen dana u sledeüem obliku: Z

SD

Z (θu θ gg ) ¦ (θ gg θ sn ). n 1

(2.72)

114


Izraz (2.72) se koristi za praktiþno izraþunavanje broja SD, što je grafiþki prikazano na slici 2.12. Kada se raþuna broj stepen-dana, polazi se od sledeüih pretpostavki: – srednja unutrašnja temperatura vazduha u prostorijama iznosi tu = 19°C (u veüini prostorija je unutrašnja temperatura 20ºC, ali tu su i sporedne prostorije, þija je temperatura vazduha niža, pa se za proseþnu vrednost usvaja 19ºC); – temperatura granice grejanje iznosi șgg,= 12ºC. Ono što se razlikuje od mesta do mesta jeste: – tok spoljne temperature vazduha șs = șs (Ĳ), – srednja temperatura grejnog perioda șg i – dužina trajanja grejne sezone, odnosno broj dana u grejnoj sezoni Z. θ (°C) θ’u θs (τ)

A1

θ’gg A2 θ’g

X

XI

XII

Početak grejne sezone

I

II

III

IV

Meseci

Kraj grejne sezone

Slika 2.12. Grafiþki prikaz broja stepen-dana Proraþun godišnje potrošnje energije za grejanje metodom broja stepen-dana odreÿuje se na sledeüi naþin: Qg

24 QGUB SD y e, Wh/god, θu θ sp

(2.73)

gde su y – korekcioni faktor jednovremenosti, koji uzima u obzir þinjenicu da se svi nepovoljni uticaji (velika brzina vetra, visoka oblaþnost…) ne javljaju istovremeno, a pri proraþunu gubitaka toplote su uzeti u obzir (tabela 2.25),

O IZOLACIJI

115

e – korekcioni faktor koji uzima u obzir prekid u zagrevanju (smatra se da u toku 24 þasa dolazi do prekida u zagrevanju tokom noüi od oko 8 þasova), tako da postoji njegov uticaj na smanjenje potrošnje energije: e = et eb ,

(2.74)

gde je et – faktor temperaturskog ograniþenja, koji uzima u obzir ograniþeno zagrevanje tokom noüi kada se ne troši gorivo za grejanje. Noüni prekid u zagrevanju utiþe na sniženje unutrašnje temperature u odnosu na projektnu vrednost i izražava se na sledeüi naþin: et

θum θ g θu θ g

,

(2.75)

gde je șum – snižena unutrašnja temperatura tokom noüi. Meÿutim, raþunski je jako teško odrediti tum, jer ona zavisi od više uticajnih faktora, tako da se faktor et odreÿuje empirijski i usvaja se u zavisnosti od namene zgrade, odnosno dnevnog korišüenja postrojenja za grejanje u zgradi; eb – faktor eksploatacionog ograniþenja, koji uzima u obzir prekid u zagrevanju (ili ograniþeno zagrevanje) tokom vikenda, praznika, raspusta ili kolektivnog odmora, i sliþno. Tabela 2.24. Broj stepen-dana SD, broj dana Z i srednja temperatura șg za gradove u Srbiji MȿɋɌO Aleksinac Beograd Beþej Bor Valjevo Vranje Vršac Gornji Milanovac Divþibare Zajeþar Zlatibor Zrenjanin Jagodina Kikinda Kopaonik Kragujevac Kraljevo Kruševac

SD

Z

șg

2517 2520 2797 3100 2784 2675 2556 3078 3839 2880 3728 2748 2599 2763 5349 2610 2628 2654

176 175 184 200 192 182 180 208 243 192 239 182 178 183 311 180 180 183

5,7 5,6 4,8 4,5 5,5 5,3 5,8 5,2 4,2 5 4,4 4,9 5,4 4,9 2,8 5,5 5,4 5,5

MESTO Leskovac Požarevac Negotin Niš Novi Sad Panþevo Pirot Prokuplje Senta Smederevo Sombor Sremski Karlovci Sremska Mitrovica Užice ýaþak ûuprija Šabac Šid

SD

Z

șg

2625 2588 2818 2613 2679 2712 2610 2604 2824 2610 2850 2496 2738 3015 2755 2380 2588 2686

181 181 183 179 181 182 180 186 187 180 190 177 185 201 190 163 181 184

5,5 5,7 4,6 5,4 5,2 5,1 5,5 6 4,9 5,5 5 5,9 5,2 5 5,5 5,4 5,7 5,4

116


2.7.2. PRORAýUN METODOM POTPUNO DEFINISANOG MESEýNOG MODELA Godišnja potrebna toplota za grejanje, QH,nd se prema SRPS EN ISO 13790, za sisteme koji rade bez prekida u zagrevanju, raþuna po sledeüoj formuli: QH,nd = QH,ht – ȘH,gn QH,gn, kWh/a,

(2.76)

gde su QH,ht – Godišnja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote [kWh/a], ȘH,gn – Faktor iskorišüenja dobitaka toplote za period grejanja, QH,gn – Godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunþevog zraþenja [kWh/a]. Tabela 2.25. Koeficijent jednovremenosti Koeficijent y normalno vetroviti predeli i zaklonjen položaj normalno vetroviti predeli i otvoren položaj vetroviti predeli i zaklonjen položaj vetroviti predeli i otvoren položaj

vrednost 0,63 0,60 0,58 0,55

Tabela 2.26. Koeficijent temperaturskog ograniþenja et Vrsta zgrade Bolnice i zgrade sliþne namene Stambene zgrade sa grejanjem svih prostorija Stambene zgrade sa noünim ograniþenjem u zagrevanju, administrativne zgrade, trgovine i drugi sliþni objekti velikih akumulacionih sposobnosti u podruþjima umerene klime Administrativne zgrade sa manjon akumulacionom sposobnosti u podruþju oštre klime Škole sa jednom smenom nastave i velikom akumulacionom sposobnošüu Škole sa jednom smenom nastave i malom akumulacionom sposobnošüu

et 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75

Tabela 2.27. Koeficijent temperaturskog ograniþenja eb Vrsta zgrade

eb

Stalno grejani objekti (stambene zgrade, bolnice) Stambene zgrade sa noünim ograniþenjem u zagrevanju subotom, nedeljom i praznicima (kancelarije, administrativne zgrade, banke, trgovine i sli.) Škole

1,00 0,90 0,75

Specifiþna godišnja potrebna toplota za grejanje, QH,an predstavlja koliþnik godišnje potrebne toplote za grejanje i korisne površine zgrade:

O IZOLACIJI

QH ,an

117

QH ,nd Af

, kWh/(m 2 a),

(2.77)

gde je Af – korisna površina zgrade [m2]. Godišnja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote obuhvata toplotu koja je potrebna za nadoknadu transmisionih QT i ventilacionih gubitaka toplote Qv: QH,ht = QT + Qv, kWh/a.

(2.78)

Godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunþevog zraþenja: QH,gn = Qint + Qsol, kWh/a,

(2.79)

gde su Qint – godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote [kWh/a], Qsol – godišnja koliþina toplote koja potiþe od dobitaka usled Sunþevog zraþenja [kWh/a], pa se godišnja potrebna toplota za grejanje može izraziti na sledeüi naþin: QH,nd = (QT + Qv) – ȘH,gn (Qint + Qsol), kWh/a.

(2.80)

Godišnja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote raþuna se po formuli: QH,ht = (HT + Hv) 24 HDD 10–3, kWh/a,

(2.81)

gde su HT – koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K], – koeficijent ventilacionog gubitka toplote [W/K], HV HDD – broj stepen dana za lokaciju zgrade (HDD – Heating Degree Days – tabela 2.24). Koeficijent transmisionog gubitka toplote: HT = HD + Hg + HU + HA, W/K,

(2.82)

gde su HD – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa spoljnim vazduhomu; Hg – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa tlom; HU – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa negrejanim prostorom; HA – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa susednom zgradom.

118


Koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa spoljnim vazduhom raþuna se prema Proraþunu transmisionih gubitaka usled toplotnih mostova prema SRPS ISO 10211: HD

¦ Ai U i ¦ lk ψ k ¦ χ j , W/K, i

gde su Ai [m2] Ui [W/(m2 K)] lk [m] Ȍk [W/m K] sta, Ȥj [W/K]

k

j

(2.83)

– površina i-tog elementa omotaþa zgrade, – koeficijent prolaza toplote i-tog elementa omotaþa zgrade, – dužina k-tog linijskog toplotnog mosta, – linijski koeficijent prolaza toplote k-tog linijskog toplotnog mo-

– taþkasti koeficijent prolaza toplote j-tog taþkastog toplotnog mosta. Za proraþun se može koristiti i uprošüeni metod uticaja toplotnih mostova dat u ovom poglavlju (jednaþine 2.39 – 2.41 i korišüenjem tabele 2.16 za korekciju temperature). Srednja vrednost koeficijenta prolaza toplote za zgradu: HT H T' , W/(m 2 K), (2.84) Af gde su HT – koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K], Af – površina termiþkog omotaþa zgrade [m2]. Koeficijent ventilacionog gubitka toplote: HV

ρa c p

¦Vi ni , W/K,

(2.85)

i

gde su V – zapremina grejanog prostora [m3], n – broj izmena vazduha na þas [h-1], ȡa cp = 1200 J/m3K, – gustina vazduha [kg/m3], ȡa cp – specifiþni toplotni kapacitet vazduha pri konstantnom pritisku [J/kgK]. Broj izmena vazduha na þas se odreÿuje u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) prema tabelama 2.20 i 2.21. Faktor iskorišüenja dobitaka toplote za period grejanja raþuna se pomoüu sledeüe formule: η H , gn

1 γ HaH

a 1 1 γ H H

,

(2.86)

gde su ȖH – bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa, aH – bezdimenzioni numeriþki parametar koji zavisi od vrednosti vremenske konstante.

O IZOLACIJI

119

Bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa predstavlja odnos godišnje koliþine toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunþevog zraþenja i godišnje potrebne toplote za nadoknadu gubitaka toplote: QH , gn γH . (2.87) Q H , ht

Bezdimenzioni numeriþki parametar aH zavisi od vrednosti vremenske konstante Ĳ i raþuna se prema formuli: τ aH aH ,0 , (2.88) τ H ,0 gde je Ĳ – vremenska konstanta [h], i raþuna se kao odnos dinamiþkog toplotnog kapaciteta i zbira koeficijenata transmisionih i ventilacionih gubitaka toplote: Cm / 3600 τ , (2.89) H T HV Cm – dinamiþki toplotni kapacitet [J/K]. Proseþne vrednosti faktora iskorišüenja dobitaka toplote za period grejanja (za sezonski ili meseþni metod) se usvajaju prema tipu gradnje, prema sledeüim preporukama: ȘH,gn = 1,00 – teški tip gradnje; ȘH,gn = 0,98 – srednje-teški tip gradnje; ȘH,gn = 0,90 – laki tip gradnje. Godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunþevog zraþenja: QH,gn = Qint + Qsol, kWh/a.

(2.90)

Godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote predstavlja zbir dobitaka toplote od ljudi i elektriþnih ureÿaja (tabela 2.29) i raþuna se prema: Qint = Af (qp + qE), kWh/a,

(2.91)

gde su Af – korisna površina zgrade [m2], qp – dobici toplote od ljudi, qE – dobici toplote od elektriþnih ureÿaja. Godišnja koliþina toplote koja potiþe od dobitaka usled Sunþevog zraþenja: Qsol = Fsh Asol Isol Ĳsol , kWh/a, gde su

(2.92)

120


Fsh – faktor osenþenosti zgrade (iz tabela 2.30, 2.31 i 2.32): Fsh = Fhr Fov Ffin,

(2.93)

gde su Fhor , Fov , Ffin korekcioni faktori za 45° SGŠ prema tabelama 2.4, 2.5 i 2.6. Za staklene spoljne površine: Asol.gl = ggl (1 – FF) AW ,

(2.94)

gde su ggl – faktor propustljivosti Sunþevog zraþenja u zavisnosti od vrste stakla (tabela 2.6); FF – faktor rama; AW – površina prozora (graÿevinskog otvora). Tabela 2.28. Srednje meseþne temperature vazduha, srednje meseþne sume zraþenja i broj stepen dana za svaki mesec grejne sezone (SD=HDD)

HDD = 2520

Sunþevo zraþenje C I, Z J Srednja meseþna XOP (kWh/m2) (kWh/m2) (kWh/m2) (kWh/m2) temperatura (°C)

Mesec

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Zima

0,9

3,0

7,3

12,5

17,6

20,6

22,3

22,0

17,7

12,7

7,2

2,6

5,6

42,75 60,35 103,86 133,65 170,43 181,23 192,83 170,43 127,58 88,94 45,50 33,87

398

64,25 76,98 96,43 86,73 86,28 81,43 90,31 99,43 107,38 109,22 66,52 52,80

455

32,57 55,35 79,80 96,05 112,90 116,78 125,22 114,37 91,32 67,21 34,67 25,53

310

17,42 22,38 36,04 44,64 55,69 56,88 58,27 52,83 38,78 29,16 17,93 14,31

145

585

458

370

102

0

0

0

0

0

101

373

531

Za spoljne zidove: Asol,C = Įs,C Rs,C UC AC ,

(2.95)

– emisivnost spoljne površine zida (kratkotalasno zraþenje Sunca), Įs,C Įs,C = 0,6 – vrednost za svetlije boje fasade i mermer, Rs,C = 1/he – otpor prelazu toplote za spoljnu stranu zida [m2K/W],

O IZOLACIJI

121

Srednja vrednost otpora prelazu toplote za spoljnu stranu zida: Rs,C = 1/25 [m2 K / W] Isol Ĳsol [kWh/m2] – vrednosti date u tabeli 2.29.

Tip zgrade

1

2

3

4

5

6

7

8

Ulazni podaci

Stambena zgrada sa jednim stanom

Stambena zgrada sa više stanova

Poslovna zgrada

Zgrade namenjene obrazovanju

Bolnice

Restorani

Trgovinski centri

Sportski centri

Sale za sastanke i prezentacije

Industrijske zgrade

Skladišta

Unutrašnji bazeni

Tabela 2.29. Dobici toplote od ljudi i elektriþnih ureÿaja (prema SRPS EN ISO 13790)

Unutrašnja projektna temperatura za zimski period

20

20

20

20

22

20

20

18

20

18

18

28

°C

Unutrašnja projektna temperatura za letnji period

26

26

26

26

26

26

26

26

26

26

26

28

°C

Površina po osobi (zauzetost)

60

40

20

10

30

5

10

20

5

20

100

20

m2/per

Odavanje toplote po osobi

70

70

80

70

80

100

90

100

80

100 100

60

W/per

Odavanje toplote ljudi po jedinici površine

1,2

1,8

4,0

7,0

2,7

20

9,0

5,0

16

5,0

1,0

3,0

W/m2

Prisutnost tokom dana (proseþno meseþno)

12

12

6

4

16

3

4

6

3

6

6

4

h

30

20

10

30

30

30

10

20

20

6

60

kWh/m2

0,7

0,7

0,7

1,0

1,2

0,7

0,7

1,0

0,7

0,3

0,7

m3/(h m2)

Godišnja potrošnja elektriþne energije po jedinici 20 površine grejanog prostora Protok svežeg vazduha po jedinici površine grejanog 0,7 prostora

9) Ostale zgrade

Jedinica

Protok svežeg vazduha po osobi (obrok po osobi)

42

28

14

7

30

6

7

14

5

14

30

14

m3/(h per)

Toplota potrebna za pripremu STV po jedinici površine grejanog prostora

10

20

10

10

30

60

10

80

10

10

1,4

80

kWh/m2

Godišnja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom: QH,nd,interm = aH,red QH,nd , kWh/a, gde su

(2.96)

122


QH,nd,interm – godišnja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom [kWh/a], aH,red – bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju. Bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju raþuna se kao: aH ,red

§ τ H ,0 · 1 3¨ ¸ γ H (1 f H ,hr ), τ © ¹

(2.97)

gde je – odnos broja sati rada sistema za grejanje u toku nedelje prema ukupnom fH,hr broju sati u nedelji, – bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa i raþuna se po formuli (2.87), ȖH ĲH,0, Ĳ – vremenske konstante [h]. Tabela 2.30. Faktor osenþenosti zgrade usled okolnih objekata

Ugao [o] 0 10 20 30 40

Korekcioni faktor Fhor za 45o SGŠ J I,Z 1,00 1,00 0,97 0,95 0,85 0,82 0,62 0,70 0,46

0,61

S 1,00 1,00 0,98 0,94

α

0,90

Tabela 2.31. Faktor osenþenosti zgrade usled nastrešica

Ugao [o] 0 30 45 60

Korekcioni faktor Fov za 45o SGŠ J I,Z 1,00 1,00 0,90 0,89 0,74 0,76 0,50

0,58

Vertikalni presek

S 1,00 0,91 0,80

α

0,66

Tabela 2.32. Faktor osenþenosti zgrade usled vertikalnih ispusta na fasadi

Ugao [o] 0 30 45 60

Korekcioni faktor Ffin za 45o SGŠ J I,Z 1,00 1,00 0,94 0,92 0,84 0,84 0,72 0,75

Horizontalni presek

S 1,00 1,00 1,00 1,00

β

U tabeli 2.33. date su vrednosti maksimalno dozvoljene godišnje potrošnje toplote za grejanje za nove i postojeüe zgrade koje se rekonstruišu ili energetski saniraju.

O IZOLACIJI

123

Tabela 2.33. Dozvoljena godišnja potrošnja finalne energije – nove zgrade Vrsta objekta 1. stambene zgrade sa jednim stanom 2. stambene zgrade sa dva ili više stanova 3. upravne i poslovne zgrade 4. zgrade namenjene obrazovanju 5. zgrade namenjene zdravstvu i socijalnoj zaštiti 6. zgrade namenjene turizmu i ugostiteljstvu 7. zgrade namenjene sportu i rekreaciji 8. zgrade namenjene trgovini i uslužnim delatnostima 9. zgrade za druge namene koje koriste energiju ukljuþujuüi i mešovite namene

Nove zgrade QH,nd Postojeüe zgrade QH,nd kWh/(m2a) kWh/(m2a) 65 75 60 70 55 65 65 75 100

120

90 80

100 90

70

80

/

/

2.8. PRIMERI PRORAýUNA 2.8.1. UTICAJ DEBLJINE TERMIýKE IZOLACIJE NA KOEFICIJENT PROLAZA TOPLOTE Izraþunati uticaj promene debljine izolacionog sloja u fasadnom zidu na ukupni površinski koeficijent prolaženja toplote. Varirati sledeüe debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20 cm. Fasadni zid se sastoji iz sledeüih slojeva: 2.8.1.1 KONSTRUKCIJA ZIDA TIP 1 (SLIKA P1): a) b) c) d)

Cementni malter debljine d = 3 cm Izolacija (mineralna vuna) Puna opeka debljine d = 20 cm Kreþni malter debljine d = 2 cm

3

X

20 cm

2

Slika P1. Konstrukcija spoljašnjeg zida od opeke

3

X

20 cm

2

Slika P2. Konstrukcija spoljašnjeg zida

124


2.8.1.2. KONSTRUKCIJA ZIDA TIP 2 (SLIKA P2): a) Cementni malter debljine d = 3 cm b) Izolacija (ekstrudirani polistiren) c) Puni blokovi od lakog betona debljine d = 20 cm d) Kreþni malter debljine d = 2 cm Ukupni površinski koeficijent prolaženja toplote U, W/(m² K), za graÿevinski element jednostavne heterogenosti raþuna se, prema SRPS EN ISO 6946, prema sledeüoj formuli: 1 , dm Rsi ¦ Rse m λm

U

Koficijent prolaza toplote [W/(m2 K)]

gde su Rsi – unutrašnji otpor prelaženju toplote [m2 K/W], Rse – spoljašnji otpor prelaženju toplote [m2 K/W], dm – debljina m-tog sloja zida [m], Ȝm – toplotna provodljivost m-tog sloja zida [W/(m K)]. Promena koeficijenta prolaženja toplote U [W/(m² K)] za konstrukciju zida Tip 1, u funkciji od razliþitih debljina izolacije prikazana je na slici P3: 1,00 0,90 0,80 0,70

Koeficijent prolaza toplote Maks. vrednosti prema starom propisu Maks. vrednosti prema novom propisu

0,68

0,60

0,48

0,50 0,40

0,33

0,30

0,27

0,23

0,20

0,19

0,15

15 cm

20 cm

0,10 – 3 cm

5 cm

8 cm

10 cm

12 cm

Slika P3. Promena koeficijenta prolaženja toplote U, W/(m² K) za konstrukciju zida Tip 1, u funkciji od razliþitih debljina izolacije Promena koeficijenta prolaženja toplote U, W/(m² K) za konstrukciju zida Tip 2, u funkciji od razliþitih debljina izolacije prikazana je na slici P4: 2.8.2. UTICAJ IZOLACIONOG MATERIJALA NA OTPOR PROLAZU TOPLOTE KROZ ZID Izraþunati ukupni otpor prolaženju toplote kroz zid konstrukcije Tip 1 (slika P1), za razliþite vrste izolacije: staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna,

O IZOLACIJI

125

pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom. Varirati sledeüe debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20 cm. Ukupni otpor prolaženju toplote R, (m² K)/W, za graÿevinski element jednostavne heterogenosti raþuna se, prema sledeüoj formuli: Rsi ¦

R

m

dm Rse , λm

Koficijent prolaza toplote [W/(m2 K)]

gde su Rsi – unutrašnji otpor prelaženju toplote [m2 K/W], Rse – spoljašnji otpor prelaženju toplote [m2 K/W], dm – debljina m-tog sloja zida [m], Ȝm – toplotna provodljivost m-tog sloja zida [W/(m K)]. 1,00 0,90 0,80

0,83

Koeficijent prolaza toplote Maks. vrednosti prema starom propisu Maks. vrednosti prema novom propisu

0,70 0,60

0,59

0,50 0,41

0,40

0,34

0,30

0,29

0,20

0,24

0,19

15 cm

20 cm

0,10 – 3 cm

5 cm

8 cm

10 cm

12 cm

Slika P4. Promena koeficijenta prolaženja toplote U, W/(m² K) za konstrukciju zida Tip 2, u funkciji od razliþitih debljina izolacije UTICAJ IZOLACIONOG MATERIJALA NA KOEFICIJENT PROLAZA TOPLOTE KROZ ZID Izraþunati ukupni površinski koeficijent prolaženja toplote kroz zid konstrukcije Tip 1 (slika P1), za razliþite vrste izolacije: staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom. Varirati sledeüe debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20 cm.

126


Ukupni otpor prolazenju toplote (m2K/W)

7.0 ekspandirani polistiren sa grafitom staklena vuna kamena vuna i poliuretan ekstrudirani polistiren ekspandirani polistiren pluta

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0 3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Debljina (cm)

Slika P5. Ukupni otpor prolaženju toplote kroz zid konstrukcije Tip 1 u funkciji od razliþitih vrsta izolacionog materijala (staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom) i razliþitih debljina izolacije

Ukupni površinski koeficijent prolaženja toplote (m2K/W)

0.90 pluta 0.80

ekspandirani polistiren ekstrudirani polistiren

0.70

kamena vuna i poliuretan staklena vuna

0.60

ekspandirani polistiren sa grafitom 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Debljina (cm)

Slika P6. Ukupni površinski koeficijent prolaženja toplote kroz zid konstrukcije Tip 1 u funkciji od razliþitih vrsta izolacionog materijala (staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom) i razliþitih debljina izolacije

2.8.3. PRORAýUN GUBITAKA TOPLOTE Za prostoriju prikazanu na slici P7 i koeficijente prolaženja toplote za spoljni zid UZS = 0,85 W/(m2 K), prozor UPS = 1,5 W/(m2 K), i pod UP = 1,34 W/(m2 K), izraþunati gubitke toplote prema sledeüim standardima: a) DIN 4701 iz 1959.godine,

O IZOLACIJI

127

b) DIN 4701 iz 1983.godine. Smatrati da je prostorija okruzena prostorijama koje se greju, sa tri strane, spoljasnjim zidom koji je orijentisan prema jugu. Ispod poda prostorije je negrejani podrum, dok se iznad prostorije nalazi grejana prostorija. Ukupna meÿuspratna visina prostorije iznosi 3m, dok je visina prostorije od poda do tavanice 2,7 m. Proraþun raditi za spoljnu projektnu temperaturu –15°C, za podruþje Beograda. a) Prema DIN 4701 iz 1959.godine , gubici toplote za prostorju prikazanu na slici P7 raþunaju na sledeüi naþin. Dnevna soba

350

250

Spavaća soba

Spavaća soba

Hodnik

160 160

90 210

Slika P7. Deo osnove sprata Ukupni gubici toplote se raþunaju prema: QGT = QTRANS + QVENT + DODACI = QTRANS (1 + Z) + QVENT, gde su QTRANS – transmisioni gubici toplote, QVENT – ventilacioni gubici topote, Z – dodaci. Transmisoni gubici toplote za celu prostoriju raþunaju se prema: n

QTRANS

QT

¦U i Ai (θu θ sp ), i 1

gde su

s

128

Ui Ai șu șsp


– koeficijent prolaženja toplote i-te pregrade [W/m2K], – površina i-te pregrade[m2], – temperatura u prostoriji[°C], – spoljna projektna temperature[°C]. Ventilacioni gubici usled infiltracije vazduha, raþunaju se prema: Qvent

¦ (a l )s R H (θ u θ sp ) Z E , s

– propustljivost procepa spoljnih prozora i vrata [m3/(mhPa2/3)], – dužina procepa [m], – karakteristika prostorije [–], – karakteristika zgrade [WhPa2/3/(m3K)], – temperatura unutrašnjeg vazduha [°C], – spoljna projektna temperatura [°C], – dodatak za prozore na uglu dva spoljna zida [–]. Postupak proraþuna gubitaka toplote prema DIN4701 iz 1959. godine za prostoriju na slici P7 dat je u tabeli P1. a l R H șu șsp ZE

Tabela P1. prost.br.

PR.1

Soba

oznaka

dužina

visina

površina

m

m

m2

m2

m2

2.5

3

7.50

2.56

4.94

zs1

odbitak za raþun

str.sveta

J

tun(°C)=

20

U

ǻș

gubitak

axl

°C

W

0.85

35

147

ps1

2.56

2.56

1.50

35

134

p

8.75

8.75

1.34

14

164

Ȉ=

446

3.2

nizm (-)=

3.2

O (m)=

12

ZS=

-0.05

V (m3)=

23.63

QT=

512

W

A (m2)=

8.75

ZD=

0.2

ZE=

1

QV=

451

W

h (m)=

2.7

Z=

1.15

R=

0.9

q=

40.76

W/m3

¨t max=

35

kD=

0.255

H=

4.47

Q=

963

W

b) Prema DIN 4701 iz 1983. godine, gubici toplote za prostorju prikazanu na slici P7. raþunaju se na sledeüi naþin. Prema DIN 4701 iz 1983. godine, predviÿa se korektura spoljne projektne temperature u zavisnosti od akumulacione mase zgrade: θ sp

θ spN 'θ , gde je 'θ

§ M f¨ ¨¦A i ©

· ¸¸ . ¹

Razlikuju se tri tipa gradnje: laki, srednje i teški tip, pa se u zavisnosti od tipa gradnje dodaju sledeüe korekture.

O IZOLACIJI

129

Za laki tip gradnje: § M ¨¨ © ¦ Ai

· 2 ¸¸ ¢ 600 [kg/m ], 'θ ¹

0qC.

Za srednje teški tip gradnje: § M 600 ¢ ¨ ¨¦A i ©

· 2 ¸¸ ¢ 1400 [kg/m ], 'θ ¹

2qC.

Za teški tip gradnje: § M ¨¨ © ¦ Ai

· 2 ¸¸ ² 1400 [kg/m ], 'θ ¹

4qC.

Takoÿe, prema DIN 4701 iz 1983. godine, predviÿa se korektura stvarne vrednosti koeficijenata prolaženja toplote za spoljne zidove, prema sledeüem izrazu: Us = U + ǻUa + ǻUs , gde su ǻUa – korektura koja uzima u obzir uticaj zraþenja hladnih okolnih površina, ǻUs – korektura koja uzima u obzir sunþevo zraþenje kroz prozore; obuhvata iskljuþivo difuzno Sunþevo zraþenje koje se javlja u toku zimskih dana i zavisi samo od vrste prozorskih stakala, tj. od propustljivosti sunþevog zraþenja kroz staklo, ǻUa – za koeficijente prolaženja toplote U = 0 ÷ 1,5 W/(m2K) je jednaka ǻUa = 03 ǻUs = –0,35 gv W/(m2 K), za propustljivost gv = 0,61, za dvostruko nisko emisiono staklo, sa vazduhom izmeÿu dva stakla, korektura iznosi: ǻUs = –0,21 W/(m2 K). Pa je ukupni koeficijenat prolaženja toplote za spoljne zidove: Us = 0,85 + 0 – 0,21 = 0,64 W/(m2 K). Ventilacioni gubici toplote se, za prostorije samo sa prirodnom ventilacijom, za spratni tip zgrade, raþunaju prema: QINF,E = İEV Ȉ (a l)V Hh r (șu – șs), gde su İEV Hh r Ȉ (a l)V (șu – șs) 3

– – – – –

korekcioni faktor za napadnutu fasadu, za spratni tip zgrade, karakteristika zgrade, karakteristika prostorije, propustljivost procepa za napadnutu fasadu, razlika temperature unutrašnjeg vazduha (u prostoriji) i spoljašnjeg vazduha.

Tabela 5.XXIII, B. Todoroviü „Projektovanje postrojenja za centralno grejanje“, Mašinski fakultet Beograd, 2009.

130


Karakteristika zgrade: Hh = İh H, gde je İh korekcioni faktor za visinu zgrade, s obzirom da sa poveüanjem visine, brzina vetra raste i da su veüe uzgonske sile. Za zgrade do visine od 10 m ne uzima se u obzir sila uzgona. Standardna potrebna toplote za grejanje raþuna se prema: n

QN

¦ QT , j ξ j 1

n

¦ QV , j , j 1

gde je ȗ – faktor jednovremenosti ventilacionih gubitaka toplote Postupak proraþuna gubitaka toplote prema DIN4701 iz 1983. godine za prostoriju na slici P7 dat je u tabeli P2. Tabela P2. prost.br: oznaka

zs1

PR.1

Soba

dužina

visina

m 2,5

str.sveta

J

tun(°C)=

20

U

ǻș

gubitak

axl

°C

W

odbitak

m

površina m2

m2

za raþun m2

3

7,5

2,56

4,94

0,64

33

104

ps1

2,56

2,56

1,50

33

127

p

8,75

8,75

1,34

14

164

Ȉ=

395

3,2

nizm (-)=

3,2

V(m3)=

23,63

QT=

395

W

8,75

İh=

1

QV =

125

W

h (m)=

2,7

r=

0,9

q=

22,00

W/m3

¨t max=

33

H=

1,31

QN=

520

W

O (m)=

12

A (m2)=

ȗ=

kD=

1

0,240

2.8.4. PRORAýUN GODIŠNJE POTREBNE TOPLOTE ZA GREJANJE Za zgradu za koju je dat tehniþki opis potrebno je izraþunati godišnju potrebnu toplotu za grejanje (finalnu energiju za grejanje). Tehniþki opis zgrade i sistema: Zgrada koja se razmatra je stambeno-poslovna, ukupne korisne površine 1300m2, locirana je u centru Beograda. Sastoji se od garaže u podrumu, prizemlja sa dva lokala, pet spratova, sa ukupno 16 stanova i ravnog krova. To je novoprojektovana zgrada, dobrih termoizolacionih svojstava termiþkog omotaþa. Koeficijenti prolaženja toplote za spoljne zidove su 0,37 W/m2 K, dok su prozori proseþnog kvaliteta, sa koeficijentom prolaženja toplote 1,8 W/m2 K i propustljivošüu procepa a = 0,4 m3/(mhPa2/3). Projektom je predviÿen sistem jednocevnog grejanja, koji je

O IZOLACIJI

131

povezan na sistem daljinskog grejanja preko toplotne podstanice koja se nalazi u podrumu zgrade. Sistem klimatizacije þine lokalni klimatizacioni ureÿaji, koji su predviÿeni za 14 stanova, dok je u poslednja dva stana projektovan multi-split sistem sa više kanalskih, unutrašnjih jedinica koje su povezane sa spoljašnjom jedinicom, na krovu objekta, za svaki stan odvojeno. Ventilacija u stanovima se vrši prirodnim putem, provetravanjem. Priprema tople sanitarne vode vrši se u svakom stanu, elektriþnim bojlerima. Proraþun gubitaka toplote je uraÿen za spoljnu projektnu temperaturu za Beograd –12ºC. 2.8.4.1. PRORAýUN METODOM STEPEN-DANA SD = 2520 za Beograd QGUB = 92942 W za celu poslovno-stambenu zgradu, y = 0,6 normalno vetroviti predeli i otvoren položaj, et = 0,9 stambene zgrade sa noünim ograniþenjem u zagrevanju, administrativne zgrade, trgovine i drugi sliþni objekti velikih akumulacionih sposobnosti u podruþjima umerene klime, eb = 1 stambene zgrade, Af = 1300 m2 korisna površina zgrade. Qg

Qg

24 QGUB SD ye θu θ s p Qg Af

97916 1300

24 92942 2520 0,6 0,91 97916, kWh/god, 19 (12)

75, kWh/god.

Proraþun potrošnje energije za svaki mesec grejne sezone metodom stepen-dana: Meseþna potrošnja energije za oktobar: QgX

24 QGUB SD ye θu θ s p

24 92942101 0,6 0,91 3924, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za novembar: QgXI


24 92942 373 0,6 0,91 14493, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za decembar:

132



QgXII

24 92942 531 0,6 0,91 20632, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za januar: QgI


24 92942 585 0,6 0,91 22731, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za februar: QgII


24 92942 458 0,6 0,91 17796, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za mart: QgII


24 92942 370 0,6 0,91 14377, kWh/mes. 19 (12)

Meseþna potrošnja energije za april: QgII


24 92942102 0,6 0,91 3963, kWh/mes. 19 (12)

Odnosno, sabiranjem meseþnih potrošnja energije, dobija se ukupna godišnja potrošnja energije za grejanje, koja iznosi: I

Qg

¦ Qg i

97916, kWh/god.

i X

2.8.4.2. PRORAýUN METODOM POTPUNO DEFINISANOG MESEýNOG MODELA Godišnja potrebna toplota za grejanje, QH,nd se prema SRPS EN ISO 13790, za sisteme koji rade bez prekida u zagrevanju, raþuna po sledeüoj formuli: QH,nd = QH,ht – Șh,gn QH,gn, kWh/a. Specifiþna godišnja potrebna toplota za grejanje, QH,an predstavlja koliþnik godišnje potrebne toplote za grejanje i korisne površine zgrade: QH,an = QH,nd /Af , kWh/(m2 a), gde je Af – korisna površina zgrade [m2]. Godišnja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote obuhvata toplotu koja je potrebna za nadoknadu transmisionih QT i ventilacionih gubitaka toplote Qv: QH,ht = QT – Qv, kWh/a.

Specifična mesečna potrošnja energije za grejanje [W/(m2 K)]

O IZOLACIJI

133

20 Ukupna godišnja potrošnja energije za grejanje 75 kWh/m2

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Okt.

Nov.

Dec.

Jan.

Feb.

Mart

April

Slika P8. Specifiþna potrošnja energije za grejanje po mesecima izraþunata metodom SD Godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunþevog zraþenja: QH,gn = Qint – Qsol , kWh/a, gde su Qint – godišnja koliþina toplote koja potiþe od unutrašnjih dobitaka toplote [kWh/a], Qsol – godišnja koliþina toplote koja potiþe od dobitaka usled Sunþevog zraþenja [kWh/a], pa se godišnja potrebna toplota za grejanje može izraziti na sledeüi naþin: QH,nd = (QT + Qv) – ȘH,gn (Qint + Qsol), kWh/a. Godišnja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote raþuna se po formuli: QH,ht = (HT + HV) 24 HDD 10–3, gde su – koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K], HT HV – koeficijent ventilacionog gubitka toplote [W/K], HDD – broj stepen dana za lokaciju zgrade. Koeficijent transmisionog gubitka toplote: HT = HD + Hg + HU + HA , W/K, gde su HD – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa spoljnim vazduhomu, Hg – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa tlom,

134


HU – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa negrejanim prostorom, HA – koeficijent transmisionog gubitka toplote za površine u dodiru sa susednom zgradom. Raþunato sa razliþitim faktorima iskorišüenja dobitaka toplote za period grejanja, za svaki mesec. QH ,nd


QH ,an

Af

71655 1300

55, kWh/(m 2 god.)

20 Ukupna godišnja potrošnja energije za grejanje 55 kWh/m2

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Okt.

Nov.

Dec.

Jan.

Feb.

Mart

April

Slika P9. Specifiþna potrošnja energije za grejanje po mesecima izraþunata metodom potpuno definisanog meseþnog modela prema SRPS EN ISO 13790


Poreÿenje rezultata dobijenih metodom stepen-dana i metodom potpuno definisanog meseþnog modela prikazano je na dijagramu sa slike P.10. 20 18

Metod SD Metod PDMM

16 14 12 10 8 6 4 2 0 Okt.

Nov.

Dec.

Jan.

Feb.

Mart

April

Slika P.10. Uporedni prikaz specifiþne potrošnje energije za grejanje po mesecima izraþunate metodom stepen dana (SD) i metodom potpuno definisanog meseþnog modela prema SRPS EN ISO 13790 (PDMM)

O IZOLACIJI

135

2.8.5. PRIMER ELABORATA ENERGETSKE EFIKASNOSTI ZA ZGRADE OPŠTI PODACI O ZGRADI Tehniþki opis zgrade Predmet Elaborata energetske efikasnosti je stambeno-poslovna zgrada u Ulici Cvijiüevoj, u Beogradu, korisne površine 1300m2 (slika P11).

Slika P11: Situacija4 Lokacija zgrade je u širem centru Beograda, na uglu ulica Cvijiüeve i Jaše Prodanoviüa, postavljena kao ugaoni objekat, sa tri slobodne fasade, umereno izložena dominantnim beogradskim vetrovoima: košavi i severcu. Naspramni objekti ne spreþavaju insolaciju (dokazuje se analizom senke najmanje za karakteristiþne dane ravnodnevice i kratkodnevice). Zgrada je tokom letnjeg perioda u nižim etažama zaštiüena listopadnim drveüem od Sunþevog zgraþenja. U suterenu objekta (nivoi –2 i –1) su locirani: garaža, tehniþke prostorije, toplotna podstanica kao i ostave za stanove. Na prizemlju se nalaze lokali dok su na prvom, drugom, treüem, þetvrtom i petom spratu stambene jedinice. U prizemlju zgrade smešteni su lokali, dok se na pet etaža nalaze stanovi, dominantno orijentisani ka jugu i zapadu. Zgrada je projektovana u kompaktnoj formi, a toplotno zoniranje nije posebno naglašeno. Struktura zgrade je raÿena kao masivna sa noseüom horizontalnom i vertikalnom armiranobetonskom konstrukcijom i zidanim fasadnim ispunama. Fasada je zidana sa termoizolacijom i obzidana opekom. Ovakva struktura zgrade obezbeÿuje veliki toplotni kapacitet. Sve sobe u stanovima imaju prirodno osvetljenje i ventilaciju sa prozorima dimenzionisanim tako da zadovoljavaju minimume postavljene važeüim propisima i standardima. Sanitarni þvorovi se osvetljavaju veštaþki i imaju prirodnu ventilaciju (putem instaliranih kanala). 4

Situacija je potrebna zbog orijentacije prema stranama sveta i odnosa ka susedima.

136


Osnovni podaci o zgradi ZGRADA Namena zgrade* Vrsta zgrade** Mesto (lokacija): Vlasnik (investitor): Izvoÿaþ: Godina izgradnje: Godina rekonstrukcije/ energetske sanacije: Neto korisna površina grejanog dela zgrade [m2]:

nova

postojeüa Stambena Zgrada sa više stanova Beograd Petar Petroviü Izvoÿaþ d.o.o. 2011 1364

* U odnosu na podelu iz tabele 3.4.2.3.1 Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada ** 3 U odnosu na podelu iz þl.4, kao i tabele 6.5, 6.11a, 6.11b Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada, i þl.14 Pravilnika o uslovima, sadržini i naþinu izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada

Posebna optimizacija strukture zgrade i ventilacije nije raÿena u procesu projektovanja. Mada je, po dispoziciji i konceptu zgrade, moguüe korišüenje pasivnih i aktivnih solarnih sistema i geotermalnih potencijala, nije raÿena analiza njihove primene.

Slika P12: Model

Slika P13: Model

Energetska efikasnost ove zgrade obezbeÿena je kompaktnim oblikom (faktor oblika), projektovanom termoizolacijom termiþkom omotaþu zgrade kao i prozorima sa visokom termiþkom performansom i postavljenim zastorima. LOKACIJA I KLIMATSKI PODACI Klimatski podaci i položaj zgrade Klimatski podaci* Lokacija Broj stepen dana grejanja HDD Broj dana grejne sezone HD Srednja temperatura grejnog perioda șH,mn [oC] Unutrašnja projektna temperatura za zimski period șH,i [oC] Uticaj vetra** Položaj (izloženost vetru) Broj fasada izloženih vetru * Prema tabeli 6.3 i 6.9 iz Pravilnka o energetskoj efikasnosti zgrada ** Prema tabeli 3.4.2.1 iz Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada

Beograd 2520 175 5,6 20 Umereno zaklonjen više od jedne fasade

O IZOLACIJI

137

Podaci o broju stepen dana, srednjim meseþnim temperaturama spoljnog vazduha i srednjim meseþnim sumama Sunþevog zraþenja dati su u Tabeli 6.3 i Tabeli 6.9 Pravilnka o energetskoj efikasnosti zgrada. GRAĈEVINSKA FIZIKA Proraþun relevantnih pozicija5 Spoljni zidovi6 Sastav, ilustracija Num Oznaka Ilustracija položaja u zgradi

Površina [m2] Sastav sklopa

1 SZ

1064.1 Num d (cm) 1 2 3 4

Ventilisanost sklopa Parametri ventilisanosti

2 25 12 1

Opis Unutra Prelaz Produžni krečni malter Beton KnaufRock TF Cementni malter Prelaz Spolja

ro

co

la

mi

1800 2500 100 2100

1050 960 840 1050

0,87 2,33 0,035 1,4

20 90 1,3 30

Neventilisan -

* Ovde je prikazana ilustracija (veliþina, orijentacija i oprema crteža se može razlikovati)

5

Ovde su date samo pozicije koje su relevantne za prikazani primer Ukoliko ima više od jedne pozicije u okviru grupacije, u ovom sluþaju „Spoljni zidovi“, potrebno ih je sve prikazati i obraditi 6

138


Segmenti pozicije u odnosu na orijentaciju prema stranama sveta* Površina [m2] Ilustracija

Ka Severu

158.0

Ka Istoku

367.9

Ka Jugu

345.54

Ka Zapadu

194.64

* Podela izvršena zbog izraþunavanja solarnih dobitaka

O IZOLACIJI

139

Prolaz toplote i polje temperature Tabelarni prikaz

Num d (cm) 1 2 3 4

2 25 12 1

Opis Unutra Prelaz Produžni krečni malter Beton KnaufRock TF Cementni malter Prelaz Spolja Ukupno

Površinski koeficijenat prolaza toplote U [W/(m2K)]

La 0,87 2,13 0,035 1,4

R

dT

0,13 0,117 0,023 0,195 0,107 0,919 3,129 29,162 0,007 0,060 0,04 0,344

T 20 18,883 18,655 17,766 -11,696 -11,756 -12,1

3,76

0.27

* Ovde je prikazana ilustracija (veliþina, orijentacija i oprema crteža se može razlikovati)

Difuzija vodene pare i isušenje Tabelarni prikaz

Num d (cm) 1 2 3 4

Proraþun kondezacije** Vreme isušenja

2 25 12 1

Opis Unutra Prelaz Produžni krečni malter Beton KnaufRock TF Cementni malter Prelaz Spolja Ukupno

m

dT, de

20 90 1,3 30

C 870 C 154 C 710 22,946 C 047 C 265

T dt 20 19,130 18,976 18,250 4,645 4,712 6

dp’ 0,123 0,021 0,096 1,685 0,002 0,009

p’ 2,337 2,214 2,193 2,097 0,412 0,411

p i/e 1,285 1,270 0,379 0,379 0,361

0,401

NEMA kondezacije -

* Ovde je prikazana ilustracija (veliþina, orijentacija i oprema crteža se može razlikovati) ** U skladu sa poglavljem 3.3 Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada

Letnja stabilnost7 Minimum Zadovoljava 15 Da Faktor prigušenja amplitude oscilacije temperature Ȟ [–] 266.9 11.2 7 Da Faktor kašnjenja oscilacije temperature Ș [h]

1.1.1. Dilatacioni zidovi (ponoviti prethodnu proceduru) 1.1.1.1. Sastav, ilustracija 1.1.1.2. Prolaz toplote i temperature 1.1.1.3. Difuzija vodene pare i isušenje 1.1.1.4. Letnja stabilnost 1.1.2. Ravan krov iznad grejanog prostora (ponoviti prethodnu proceduru) 1.1.2.1. Sastav, ilustracija 1.1.2.2. Prolaz toplote i temperature 1.1.2.3. Difuzija vodene pare i isušenje 1.1.2.4. Letnja stabilnost

7

Prema poglavlju 3.2 Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada

140


1.1.3. Meÿuspratna konstrukcija iznad spoljnog prostora (ponoviti prethodnu proceduru) 1.1.3.1. Sastav, ilustracija 1.1.3.2. Prolaz toplote i temperature 1.1.3.3. Difuzija vodene pare i isušenje 1.1.3.4. Letnja stabilnost 1.1.4. Meÿuspratna konstrukcija iznad negrejanog prostora, tj. podruma (ponoviti prethodnu proceduru) 1.1.4.1. Sastav, ilustracija 1.1.4.2. Prolaz toplote i temperature 1.1.4.3. Difuzija vodene pare i isušenje 1.1.4.4. Letnja stabilnost Prozori i balkonska vrata Num Oznaka Ilustracija položaja u zgradi

Površina (m2) Opis Koficijenat prolaza toplote U [W/(m2K)]

1 PR

325.7 Aluminijumski ram sa poboljšanim termiþkim prekidom, niskoemisioni dvoslojni staklo paket 4+12+4, sa kriptonom 1.4

O IZOLACIJI

141

Segmenti pozicije u odnosu na orijentaciju prema stranama sveta* Površina [m2] Ilustracija

Ka Severu

23.0

Ka Istoku

75.28

Ka Jugu

97.38

Ka Zapadu

129.72

* Podela izvršena zbog izraþunavanja solarnih dobitaka

142


Pregled koeficijenata prolaza toplote kroz termiþki omotaþ zgrade8 Položaj

oznaka

Umax U [W/(m2K)] [W/(m2K)]

Ispunjeno DA / NE

Spoljni zidovi

SZ

0.29

0.30

DA

Zid na dilataciji

DZ

0.29

0.35

DA

Ravan krov iznad grejanog prostora

KR

0.15

0.15

DA

Meÿuspratna konstrukcija iznad spoljnog prostora

MO

0.18

0.20

DA

Meÿuspratna konstrukcija iznad negrejanog prostora (podruma)

PO

0.25

0.30

DA

Prozori, balkonska vrata grejanih prostorija

PR

1.40

1.50

DA

PODACI O TERMOTEHNIýKIM SISTEMIMA Izvod iz tehniþkog opisa Sistem grejanja Za sistem grejanja projektovan je jednocevni radijatorski sistem grejanja. Cevna mreža u toplotnoj podstanici izraÿena je od þeliþnih bešavnih cevi prema SRPS EN 10 220: 2005. Sistem grejanja je, preko toplotne podstanice, povezan na sistem daljinskog grejanja. Iz podstanice, sa razdelnika izlaze tri toplovodne grane, po jedna grana za svaki lokal i zajedniþka vertikala za stanove. Za svaku od 3 vertikale predviÿena je ugradnja kuglastih slavina (na razdelniku), a na povratnom sabirniku kosi regulacioni ventil odgovarajuüih dimenzija. Unutar stanova cevna mreža je izraÿena od plastificiranih bakarnih cevi odgovarajuüih dimenzija. Cevi se vode u podu uz zidove prostorija. Unutrašnje mreže stanova se prikljuþuju na zajedniþku vertikalu u ormariüu koji se nalaze na svakom spratu. Svaki stan je prikljuþen na zajedniþku vertikalu preko zapornog i regulacionog ventila. Za svaki stan je predviÿen razdelnik i sabirnik na koji su prikljuþeni strujni krugovi jednocevnog grejanja. U ormanu za grejanje predviÿeno je i postavljanje meraþa toplote – kalorimetra za svaki stan, dok su u toplotnoj podstanici na razdelniku odnosno sabirniku predviÿeni meraþi toplote za svaki lokal, što je u skladu sa ýlanom 13. Pravilnika o energetskoj efikasnosti. Hidrauliþko uravnoteženje instalacije vrši se postavljanjem regulacionih ventila na povratnim granama na sabirniku u odgovarajuüi položaj. Grejna tela su preko radijatorskih ventila za jednocevno grejanje sa termostatskim glavama, povezana na sistem, što je u skladu sa ýlanom 13. Pravilnika o energetskoj efikasnosti. Na svako grejno telo se na najvišoj taþki ugraÿuje odzraþna slavina, preko koje se vrši odzraþivanje grejnih tela, dok je na najnižim taþkama ugraÿena slavina za ispuštanje vode. Na delu prolaza cevovoda kroz negrejane prostorije u suterenu i vertikalnom šahtu cevni vodovi se nakon probnih ispitivanja izoluju termo-izolacionim materijalom. 8

Maksimalne vrednosti koeficijenta prolaza toplote koji su prikazani u tabeli odgovaraju vrednostima za nove zgrade datim u Tabeli 3.4.1.3. Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada

O IZOLACIJI

143

Regulacija sistema je centralna, promenom temperature razvodne i povratne vode u primarnom krugu, u skladu sa trenutnim gubicima toplote (Klizni dijagram u funkciji spoljne temperature) i lokalna: pomoüu termostatskih ventila na svakom grejnom telu. Cirkulacija vode u sekundarnom krugu je obezbeÿena pomoüu pumpi sa promenljivim brojem obrtaja, klase A, što je u skladu sa ýlanom 13. Pravilnika o energetskoj efikasnosti. Sistem klimatizacije Projektom je predviÿena klimatizacija stanova lokalnim klimatizacionim ureÿajima. Spoljne jedinice su predviÿene za ugradnju na zadnjoj (dvorišnoj fasadi) i krovu objekta. Unutrašnje jedinice su zidnog tipa. Kondenzat od unutrašnjih jedinica je predviÿen da se vodi plastiþnim cevima u zidu do spoljnih oluka. Upravljanje unutrašnjim jedinicama je preko daljinskih upravljaþa, koji se isporuþuju u kompletu sa samim ureÿajima. Sistem za pripremu STV Sistem za pripremu STV je centralni solarni sistem sa prinudnom cirkulacijom vode, koji se sastoji od solarnih kolektora i toplotno izolovanog rezervoara za vodu, sa dopunskim elektriþnim grejaþem, koji služi za pripremu STV u periodu kada solarni kolektori ne mogu da zadovolje potrebu potrošaþa za STV. Sistem kolektora je lociran na ravnom krovu objekta. Razvodna mreža STV je ugraÿena unutar termiþkog omotaþa zgrade, što je u skladu sa ýlanom 15. Pravilnika o energetskoj efikasnosti. Regulacija sistema se vrši pomoüu regulatora koji je povezan sa cirkulacionom pumpom i regulatora koji je povezan sa dopunskim izvorom toplote. Podaci o termotehniþkim sistemima u zgradi Sistem za grejanje (lokalni, etažni, centralni, daljinski) Toplotni izvor Sistem za pripremu STV (lokalni, centralni, daljinski) Toplotni izvor za STV Sistem za hlaÿenje (lokalni, etažni, centralni, daljinski) Izvor energije koji se koristi za hlaÿenje Ventilacija (prirodna, mehaniþka, mehaniþka sa rekuperacijom) Izvor energije za ventilaciju Vrsta i naþin korišüenja sistema sa obnovljivim izvorima Udeo OIE u potrebnoj toploti za grejanje i STV >%@

daljinski fosilno gorivo centralni Sunþevo zraþenje + elektriþna energija lokalni elektriþna energija prirodna Solarni sistem za pripremu STV 59

Gubici toplote Faktor oblika zgrade i udeo transparentnih površina Podaci o zgradi Neto površina grejanog dela zgrade Af >m2@ Zapremina grejanog dela zgrade Ve >m3@ Faktor oblika f0 >m-1@ Udeo transparentnih površina >%@

1364 3860 0,35 18

144


Transmisioni gubici toplote zgrade HT [W/K] Površinski transmisioni gubici HTS [W/K] Opis graÿ.elementa

U W/(m2K) 0,27 0,29 0,15 0,18 0,28 1,4

Oznaka

Spoljni zid Zid na dilataciji Ravan krov Pod ka spolj. prostoru Pod ka negr. podrumu Prozori i balk,vrata Ukupno

SZ DZ KR MO PO PR

A(m2)

Fx

U A Fx

1064,1 70 240,3 77,6 318,2 320 2090,2

1,0 0,8 1,0 1,0 0,5 1,0

287,31 16,24 36,05 13,97 44,55 448,00 846,11

HTS = 846,11 W/K Linijski transmisioni gubici HTB [W/K] HTB = 0,1 ȈA = 0,1 2090,2 HTB = 209,02 W/K Ukupni transmisioni gubici HT [W/K] HT = HTS + HTB = 846,11 + 209,02 = 1055,13 HT = 1055,13 W/K Specifiþni transmisioni gubitkak toplote zgrade H’T [W/(m2K)]*) HT’ = HT / A = 1055,13 / 2090,2 = 0,50 HT’ [W/(m2K)]

HT’max [W/(m2K)]*

0,50

0,68

Ispunjeno DA / NE DA

* Maksimalne dozvoljene vrednosti specifiþnog transmisionog gubitka toplote zgrede ili dela zgrade H’T [W/(m2K)] date su u tabeli 3.4.2.3.1. Pravilnka o energetskoj efikasnosti zgrada

Ventilacioni gubici toplote zgrade Hv [W/K] Hv = 0,33 V n = 0,33 Wh/m3K 3860 m3 0,5 h-1 = 636,9 W/K Zapremina grejanog prostora V [m3] Zaptivenost prozora Broj izmena vazduha n [h-1] Koeficijent ventilacionog gubitka [kW/K]

3860 Dobra 0,5 0,637

O IZOLACIJI

145

Ukupni gubici toplote Podaci o gubicima toplote

[kW]

Transmisioni gubici kroz netransparentni deo omotaþa zgrade

12,739

Transmisioni gubici kroz prozore i vrata

14,336

Ventilacioni gubici kroz prozore i vrata

20,380

Ukupni gubici toplote

47,455

Ulazni podaci za proraþun dobitaka toplote Orijentacija i površina pozicija A(m2)

SZ

KR

PR

Sever

158

23

Istok

367,9

75,28

Jug

345,54

97,38

Zapad

194,64

129,72

Horiz.

240,3

Ulazni podaci za proraþun dobitaka od Sunþevog zraþenja Faktor osenþenosti* Fsh

0,81

Faktor propustljivosti Sunþevog zraþenja za staklo g,gl

0,75

Faktor rama Ffr

0,12

Emisivnoist spoljne površine zidaa,sc

0,6

Otpor prelazu toplote za spoljnu stranu zida Rs,c

0,04

* Na osnovu tabele 6.6 iz Pravilnika o Energetskoj efikasnosti

Ulazni podaci za proraþun dobitaka toplote od unutrašnjih izvora*) Odavanje toplote ljudi Qlj >W/m2@

1,8

Dobitak od el. ureÿaja qel >kWh/m2@

5

Prisutnost tokom dana >h@

12

146


PODACI O SISTEMU GREJANJA I NAýINU REGULACIJE Podaci o sistemu grejanja Ureÿaj koji se koristi kao izvor (kotao, toplotna podastanica, toplotna pumpa)

Toplotna podstanica

Instalisani kapacitet [kW]

70

Efikasnost, stepen korisnosti [%]

56

Godina ugradnje

2011 Fosilno gorivo (daljinsko grejanje)

Energent Donja toplotna moü [kWh/kg] [kWh/m3]

-

Emisija CO2 [kg/a]

14 329 Podaci o naþinu regulacije

Automatska regulacija rada kotla/izvora (da / ne)

da

Centralna regulacija toplotnog uþinka (da / ne)

da

Lokalna regulacija toplotnog uþinka (da / ne)

da

Dnevni prekid u radu sistema (sati u danu)

8h

Nedeljni prekid u radu sistema (dana u nedelji)

0

Sezonski prekid u radu sistema (dana u sezoni)

0

Ukupno trajanje grejne sezone (þasova)

4200

Broj radnih sati tokom grejne sezone

2800

Proseþan broj osoba u zgradi

95

ENERGETSKE POTREBE ZGRADE Proraþun godišnje porebne finalne energije za grejanje Mesec

QH,ht

Qsol, gl

Qsol,c

Qsol

Qlj

Qel

Qint

QH,gn

QH,nd

Oct

5267

13512

571

14083

421

3250

3671

4971

296

Nov

19451

7575

322

7897

842

6500

7342

14935

4516

Dec

27690

5805

248

6053

870

6500

7370

13155

14535

Jan

30506

7221

308

7529

870

6500

7370

14601

15905

Feb

23884

10377

428

10805

786

6500

7286

17729

6154

Mar

19295

14173

610

14783

870

6500

7370

17280

2015

Apr

5319

15383

683

16066

421

3250

3671

5526

0

*) Odreÿuje se prema odeljku 3.4.2.3. Pravilnika o energetskoj efikasnosti.

O IZOLACIJI

147

14

35

12

30

10

25 kWh/m 2 a

kWh/m 2 mesec

Dijagram porebne toplote za grejanje po mesecima:

8 6

20 15

4

10

2

5 0

0

Okt

Nov

Dec

Jan

Feb

Mar

Godina

Apr

Godišnja porebna energija i energetski razred zgrade, prema Pravilniku o uslovima, sadržaju i postupku izdavanja sertifikata o energetkim svojstvima zgrada: Proraþun

QH,nd,rel, [%]

QH,nd [kWh/(m2a)]

56

33

A+

15

A

25

B

50

C

100

D E F G

C

150 200 250 > 250

*) Podaci za proraþun dobitaka toplote od unutrašnjeg izvora dati su u tabeli 6.5. Pravilnika o Energetskoj efikasnosti.

148


Fiziþke veliþine, oznake i jedinice Fiziþka veliþina

Oznaka

Jedinica

Energetski koeficijent ureÿaja / postrojenja

ep

-

Širina

b

m

Temperatura

ș

oC

Emisivnost, stepen emisivnosti

İ

-

Površina

A

m2

Korisna površina zgrade

AN

m2

Dužina

Ɛ

m

Linijski koeficijent prolaza toplote

ȥ

W/(m K)

Relativna vlažnost vazduha

ĳ

%

Broj izmena vazduha

n

h-1

Broj izmena vazduha pri razlici pritisaka od 50 Ra

n50

h-1

Masa

m

kg

Koeficijent taþkastog prolaza toplote

Ȥ

W/K

Gustina

ȡ

kg/m3

Debljina sloja

d

m

Specifiþni toplotni kapacitet

c

J/(kg K)

Štefan-Boltzman-ova konstanta (= 5,67 10-8)

ı

W/(m2 K4)

Temperatura, unutra (vazduh)

și

oC

Temperatura, unutrašnja površina

ș si

oC

Temperatura, spolja (vazduh)

șe

oC

Temperatura, spoljna površina

ș se

oC

¨ș , ¨T

K

f Rsi

-

Temperaturska provodnost

a

m2/s

Karakteristika toplotne (termiþke) provodnosti

L

W/K

Karakteristika toplotne provodnosti, osnovna

L0

W/K

Karakteristika toplotne provodnosti, 2D-proraþun

L 2D

W/K

Karakteristika toplotne provodnosti, 3D-proraþun

L 3D

W/K

Termodinamiþka temperatura (T = ș + 273,15)

T

K

Koeficijent transmisionih gubitaka toplote

HT

W/K

Koeficijent ventilacionih gubitaka toplote

HV

W/K

Zapremina, neto

V

m3

Zapremina, bruto

Ve

m3

Koeficijent prolaza toplote

U

W/(m2 K)

Razlika temperatura Temperaturski faktor (faktor temperature)

O IZOLACIJI

149

Fiziþka veliþina

Oznaka

Jedinica

Koeficijent prolaza toplote, prozor

UW

W/(m2 K)

Koeficijent prolaza toplote, okvir prozora

Uf

W/(m2 K)

Koeficijent prolaza toplote, zastakljenje

Ug

W/(m2 K)

Otpor prolazu toplote (= 1/U)

RT

m2 K/W

Otpor prolazu toplote, gornja graniþna vrednost

R’ T

m2 K/W

Otpor prolazu toplote, donja graniþna vrednost

R“T

m2 K/W

Toplotna otpornost vazdušnog sloja / prostora

Rg

m2 K/W

Toplotna otpornost negrejanog prostora

Ru

m2 K/W

Toplotna provodljivost

Ȝ

W/(m K)

Koliþina toplote

Q

JŁWsŁNm

Protok toplote (toplotni fluks)

ĭ

W

Specifiþni toplotni protok (specifiþni toplotni fluks)

q

W/m2

Koeficijent prelaza toplote

h

W/(m2 K)

Koeficijent prelaza toplote, unutrašnji

hi

W/(m2 K)

Koeficijent prelaza toplote, spoljni

he

W/(m2 K)

Otpor prelazu toplote, unutrašnji

Rsi

m2 K/W

Otpor prelazu toplote, spoljašnji

Rse

m2 K/W

t

s

Vreme

Pregled indeksa Indeks

Znaþenje

Poreklo znaþenja (engl.)

a

vazduh

air

an

godišnje

annual

B

bruto

c

karakteristiþno

characteristic

C

hlaÿenje

cooling

del

isporuþeno

delivered

e

spolja

external

el

elektriþna energija

electric

f

ventilator, okvir

fan, frame

g

tle, staklo

ground, glazing

h

þasovna

hourly

H

grejanje, grejano

heating, heated

i

unutrašnje

internal

j

nabrajanje

150


Indeks

Znaþenje

Poreklo znaþenja (engl.)

L

osvetljenje

lighting

ls

gubici

losses

m

meseþni

monthly

N

neto

net

P

snaga

power

s

solarni

solar

se

spoljašnja površina

external surface

sezonska

seasonal

sh

zasenþenje

shading

si

unutrašnja površina

internal surface

T

transmisija

transmission

tot

ukupno

total

u

negrejano

unheated

v

ventilisano

ventilated

V

ventilacija, zapremina

ventilation, volume

w

prozor

window

W

topla voda

hot water

x

dodatno

extra

seas

O IZOLACIJI

151

3. TOPLOTNA IZOLACIJA OPREME

3.1. TOPLOTNI FLUKS I KOEFICIJENT PROVOĈENJA TOPLOTE [22] 3.1.1. TOPLOTNI FLUKS Na osnovu poznatih zakona termodinamike nije moguüe odrediti prenošenje toplote kondukcijom. U ovom sluþaju je to dobitak ili gubitak toplote. U termodinamici se koristi hipoteza Furiea (J. Fourier) o prostiranju toplote kondukcijom. Prema toj hipotezi koliþina toplote įQ koja proÿe kroz izotermsku površinu dA u vremenu dĲ je proporcionalna gradijentu temperature na izotermsku površinu, površini i vremenu δQ

λ

wt dA dτ . wn

(3.1)

Eksperimentalno je utvrÿeno da je koeficijent proporcionalnosti Ȝ fiziþka veliþina materijala. Upravo on karakteriše sposobnost materijala da provodi toplotu i zove se koeficijent provoÿenja toplote. Znak „–“ dolazi od toga što je pozitivan gradijent od niže ka višoj ttemperaturi, a toplota se prenosti obrnuto gradijentu temperature. Koliþina toplote preneta u jedinici vremena se naziva toplotni fluks δ Q

λ

wt dA dτ . wn

(3.2)

Toplota preneta u jedinici vremena po jedinici površine se naziva specifiþni toplotni fluks. Po svojoj prirodi specifiþni toplotni fluks je vektorska veliþina. On se može napisati u obliku

G q

λ grad t

λ

wt G no wn

λt .

(3.3)

G Vektor q je upravan na normalu (n) izotermske površine, a njegov smer je u pravcu sniženja temperature. Intenzitet vektora q iznosi G wt q λ . wn

(3.4)

152

3. Toplotna izolacija opreme

Mnogobrojni eksperimenti su potvrdili hipotezu J. Furiea. Ako se toplotni fluks menja po posmatranoj površini onda se izražava u obliku Q

q dA λ

wt dA. wn

(3.5)

Prema tome, ukupna predata koliþina toplote u vremenu, prema (3.1), üe biti Q

λ

wt dA dτ . wn

(3.6)

Koliþina toplote koja se prenese kroz elementarnu površinu, a nalazi se pod uglom ĳ prema površini, biüe projektovaϕ na na ort nĺ. ϕ Meÿutim u praksi se pri proraþunu izolacije najþešüe uzima da je gubitak ili dobitak toplote pod pravim uglom na podA dAl vršinu. Takoÿe se smatra da je koeficijent provoÿenja Ȝ nezavisan od promene temSlika 3.1 perature (3.5, 3.6) u veüini sluþajeva, ili se on nalazi u temperaturskim oblastima u kojima se izolacija nalazi i gde nema uticaja temperatura na promenu vrednosti koeficijenta provoÿenja toplote. U praksi meÿutima ima i sluþajeva kada se koeficijent provoÿenja toplote menja u osetnim granicama. Takve karakteristike imaju poliuretanske izolacije i izolacije na bazi ovakvih sirovina. n

l

3.1.2. KOEFICIJENT PROVOĈENJA TOPLOTE Toplotna provodljivost je jedno od znaþajnih svojstava materijala. Ona je zavisna od vrste i strukture materijala, temperature i agregatnog stanja. Odavno postoje merene i tabulisane vrednosti koeficijenta provoÿenja toplote za veliki broj materijala. Njegovu prirodu (suštinu) otkriva mikroskopsko posmatranje termiþke konduktivnosti, kao jednog neravnotežnog toplotnog stanja supstance. Mikroskopsko odreÿivanje koeficijenta provoÿenja toplote bazirano je na merenju neophodnog vremena za uspostavljanje termiþke ravnoteže. Potrebno vreme za uspostavljanje termiþke ravnoteže zove se vreme relaksacije. Makroskopski koeficijent provoÿenja toplote proraþunava se prema Fourieovom zakonu tj. λ

q . wt wn

(3.7)

Maksimalni koeficijent provoÿenja toplote, koji je dosada izmeren, iznosi Ȝ = 12200 W/(m K) za kristal bakra na T = 20,8 K, dok je minimalna vrednost dobijena za pare hloroforma i iznosi Ȝ = 0,0066 W/(m K).

O IZOLACIJI

153

Organski gasovi i pare Amorfni izolacioni materijali Ulja Neorganski gasovi i pare Organske tečnosti Neorganske tečnosti Neorganski vodeni rastvori Organski vodeni rastvori Praškasti materijali Nesagorivi materijali Kristali Tečni metali Tehničke legure metala Čisti metali 0,0015

0,015

0,15

1,5

15

150

1500

λ W/(m K)

Slika 3.2. Veliþina koeficijenta provoÿenja toplote razliþitih materijala Na slici 3.2 prikazana je zavisnost. koeficijenta provoÿenja toplote od vrste materijala. ýesto se u praktiþnim problemima uzima linearna zavisnost koeficijenta provoÿenja toplote od temperature, odnosno Ȝ = Ȝ0 (1 ± b t),

(3.8)

gde je Ȝ0 – koeficijent provoÿenja toplote na standardnoj temperaturi to, a b – konstanta dobijena eksperimentalnim putem. Ako se koeficijent Ȝ ne menja linearno sa temperaturom, onda se njegova srednja vrednost u intervalu temperatura t1 i t2 odreÿuje prema izrazu t

λ

1 2 λ dt . t2 t1 t³

(3.9)

1

Šupljikavi i rastresiti materijali, kao što su pesak, vuna, vlaknasti materijali i drugi, izmeÿu þvrstih delova imaju u šupljinama gasove (vazduh, poliuretan i drugi). Ovakvi materijali nisu homogeni. Zbog velike razlike izmeÿu koeficijenata provoÿenja toplote za þvrsta tela i gasove, koeficijent provoÿenja toplote se znatno smanjuje. Koeficijent Ȝ biüe utoliko manji, ukoliko ima više šupljina i ukoliko su šupljine sitnije i ravnomernije rasporeÿene. Koeficijent provoÿenja toplote kod šupljikavih i rastresitih materijala znatno zavisi od gustine materijala, i sa smanjenjem gustine on opada. Vlažnost poveüava koeficijent provoÿenja toplote poroznih materijala. To se objašnjava kapilarnim kretanjem vode unutar pora u materijalu.

154


Šupljikavi (porozni) i rastresiti materijali zbog malog koeficijenta provoÿenja toplote Ȝ < 2 W/(mK), primenjuju se kao toplotni izolatori. 1,2

λ W/(m K)

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0

1000

2000

ρ kg/m3

Slika 3.3 Na sl. 3.3 data je zavisnost koeficijenta Ȝ od gustine za neke graÿevinske materijale prema J. Cammereru. Na vrlo niskim temperaturama pojavljuje se tzv. superprovodnost materijala. I pored toga što je teorija dala dragocene podatke o uticaju pojedinih faktora na koeficijent provoÿenja toplote, dosadašnji matematiþki modeli ne omoguüuju proraþun koeficijenta Ȝ dovoljno blizak eksperimentalnim podacima. Zbog toga se koeficijent provoÿenja toplote najþešüe dobija iz eksperimentalnih rezultata, koji su sreÿeni u tabele ili dijagrame.

3.2. STACIONARNO PROVOĈENJE TOPLOTE BEZ IZVORA TOPLOTE 3.2.1. RAVAN ZID (RAVNA PLOýA) Zid koji ima dve beskonaþne dimenzije i stranice paralelne meÿu sobom naziva se ravan zid. Ako je kod takvog tela koeficijent Ȝ = const., jednaþina temperaturskog polja svodi se na oblik d 2t dx 2

0.

(3.10)

Integral jednaþine (3.10) glasi t = C1x + C2. Prema slici 3.4 graniþni uslovi biüe

(3.11)

O IZOLACIJI

155

za x = x1 t = t1, t x = x2 t = t2. Iz graniþnih uslova i jednaþine (3.11) konstante su C1

t1 t2 x1 x2

C2

x2t1 x1t2 , δ

t1

t t 1 2, δ

dt arc tg ––– dx t2

t

x

(3.12)

gde je į = x2 – x1 – debljina zida. Sada je temperatura t

Oþigledno je prema jednaþini (3.11) i (3.13) da je promena temperature po debljini zida linearna funkcija. Specifiþni toplotni fluks biüe q

§ dt · λ ¨ ¸ © dx ¹

λ (t1 t2 ) δ

δ

x1

x2t1 x1t2 x (t1 t2 ) . (3.13) δ δ

x

x2

Slika 3.4. Jednoslojni zid

t1 t2 . δ λ

(3.14)

Veliþina į/Ȝ analogno Ohmovom zakonu naziva se termiþkim otporom. 3.2.2. VIŠESLOJNI RAVAN ZID SA PARALELNIM SLOJEVIMA Analogno Ohmovom zakonu, kod višeslojnog ravnog zida otpori toplotnom fluksu upravnom na slojeve se sabiraju. Toplotni fluks je konstantan za sve slojeve pa se može napisati prema slici 3.5 za pojedine slojeve δ3 δ1 δ2 q t1 t2 , q t2 t3 , q t3 t4 . λ1 λ2 λ3 Sabiranjem izraza (3.15) dobiüe se q

δ1

δ2

δ3

λ1

λ2

λ3

t1 t2

t3

(3.15)

t4

Slika 3.5. Višeslojni zid

t1 t4 . δ1 δ 2 δ 3 λ1 λ2 λ3

Za zid od n paralelnih slojeva, specifiþni toplotni fluks iznosi

(3.16)

156


q

t1 tn 1 . n δi ¦λ i 1 i

(3.17)

3.2.3. BESKONAýNI ŠUPLJI CILINDER Kada temperatura ne zavisi od polarnog ugla ĳ i koordinate z, onda jednaþina temperaturskog polja ima oblik d 2 t 1 dt dr 2 r dr

0.

(3.18)

Zamenom dt/dr = p dobija se dp p dr r

0.

(3.19)

odnosno r dp + p dr = d (pr) = 0.

(3.20)

Odavde je integral dt r dr

pr

C1.

(3.21)

Daljom integracijom jednaþine (3.21) jednaþina temperaturskog polja glasi t = C1 ln r + C2,

(3.22)

graniþni uslovi (prve vrste) prema slici 3.6 su r = r1 r = r2

t = t1, t = t2.

Iz graniþnih uslova, konstante C1 i C2 biüe C1

t1 t2 , C2 r2 ln r1

t2 ln r2 t2 ln r1 . r2 ln r1

(3.23)

Sada jednaþina za temperaturu beskonaþnog šupljeg cilindra glasi t

1 [(t t ) ln r t1 ln r2 t2 ln r1 ]. r2 2 1 ln r1

(3.24)

O IZOLACIJI

157

Iz (3.24) jasno je da je promena temperature po debljini cilindriþnog zida logaritamska kriva (slika 3.6). Specifiþni toplotni fluks biüe q

λ

t1 t2 r 1 ln 2 2πλ r1

dt dr

t1 t2 . d2 1 ln 2πλ d1

(3.25)

Ako je šuplji cilindar dužine L (m) i ako se zanemari uticaj krajeva cilindra na toplotni fluks, onda je ukupan toplotni fluks Q

L q.

r1

t1

r2

t2

Slika 3.6. Šuplji cilinder (cev)

3.2.4. VIŠESLOJNI ZID BESKONAýNOG ŠUPLJEG CILINDRA Specifiþni toplotni fluks za beskonaþni višeslojni šuplji cilinder, þiji su slojevi koncentriþni krugovi, analogno izrazu (3.17) biüe q

t1 tn 1 . di 1 1 ¦ 2πλ ln d i 1 n

(3.26)

Odnosno, ukupni toplotni fluks Q

L q.

3.2.5. ŠUPLJA LOPTA Za šuplju loptu þija temperatura ne zavisi od polarnih koordinata ĳ i ȥ diferencijalna jednaþina temperaturnog polja svodi se na oblik d 2 t 2 dt dr 2 r dr

0.

(3.27)

Smenom dt/dr = p dobija se r2 dp + p (2r dr) = d (r2 p) = 0.

(3.28)

Integracijom (3.28) dobiüe se r2p = C1,

(3.29)

158


odnosno p

dt dr

C1 r2

.

(3.30)

Daljom integracijom dobija se C t 1 C2 . r

(3.31)

Graniþni uslovi za šuplju loptu unutrašnjeg polupreþnika r1 i spoljašnjeg r2 su (prve vrste) t = t1, t = t2.

r = r1 r = r2

(3.32)

Zamenom graniþnih uslova u (3.31) konstante su t2 t1 t1 t2 r1 r2 C1 i C2 . 1 1 1 1 r1 r2 r1 r2

(3.33)

Sada je temperatura šuplje lopte t

ª t1 t2 t2 t1 º ». 1 1 «¬ r r1 r2 ¼ r1 r2 1

(3.34)

Toplotni fluks šuplje lopte iznosi Q

4r 2πλ

dt dr

§ C · 4r 2πλ ¨ 21 ¸ © r ¹

t1 t2 , 1 ª1 1 º « » 2πλ ¬ D1 D2 ¼

(3.35)

gde je D1 = 2 r1 i D2 = 2 r2. Za višeslojnu šuplju loptu, þiji su slojevi koncentriþne šuplje lopte, toplotni fluks biüe, analogno izrazu (3.26) Q

t1 tn 1 . n ª º 1 1 1 ¦ 2πλ « D D » i ¬ i i 1 ¼ 1

(3.36)

3.2.6. RAVAN ZIDA SA PROMENLJIVIM KOEFICIJENTOM PROVOĈENJA TOPLOTE Dosadašnja analiza o temperaturi tela i toplotnom fluksu izvedena je pod pretpostavkom da je Ȝ = const. Za jedan broj materijala, u odreÿenim temperaturskim in-

O IZOLACIJI

159

tervalima, mora se uzeti zavisnost koeficijenta provoÿenja toplote od temperature. Najþešüe se uzima da je koeficijent provoÿenja toplote linearna funkcija temperature pa je analogno (3.8) koeficijent Ȝ = Ȝ0 (1 ± b t). Specifiþni toplotni fluks za ravan zid, zamenom izraza za koeficijent Ȝ, glasiüe q

λ0 (1 r bt )

dt . dx

(3.37)

Razdvajanjem promenljivih i integracijom jednaþine (3.37) od x = 0 do x = į u intervalu temperatura t1 i t2 biüe q δ

t t § λ0 ¨1 r b 1 2 2 ©

· ¸ (t1 t2 ). ¹

(3.38)

Izraz Ȝ0 [1 ± b (t1 + t2)/2] predstavlja srednju vrednost koeficijenta provoÿenja toplote za dati temperaturski interval t

λm

1 1 λ dt t1 t2 t³ 2

t t § λ0 ¨1 r b 1 2 2 ©

· ¸. ¹

(3.39)

Sada se specifiþni toplotni fluks može napisati u obliku q

t1 t2 . δ λm

(3.40)

Izraz (3.40) analogan je sa izrazom (3.14), dobijenim za konstantan koeficijent provoÿenja toplote, samo je u (3.40) uzeta srednja vrednost koeficijenta Ȝ. Kod cilindriþnih i loptastih tela izrazi za specifiþni toplotni fluks, kada koeficijent provoÿenja toplote linearno zavisi od temperature po obliku potpuno je analogan sa izrazima (3.25) i (3.35) respektivno. Potrebno je samo konstantni koeficijent provoÿenja toplote zameniti sa srednjim koeficijentom provoÿenja toplote prema izrazu (3.39) za dati interval temperatura. Integracijom jednaþine (3.37) u granicama od x = 0 do ma koje koordinate dobija se izraz za temperaturu u funkciji od koordinate 2

t

1 2 q x §1 · ¨ t1 ¸ . b λ0 b ©b ¹

(3.41)

Iz poslednjeg izraza oþigledno je da se temperatura po debljini zida ne menja linearno. Karakter promene temperature odreÿen je parametrom ± b. Temperatura za šuplji cilindar beskonaþne dužine, analogno (3.41), biüe

160


d2 d1 1 §1 · ¨ t1 ¸ . b π λ0 b ©b ¹ 2

t

q ln

(3.42)

Ova teorijska razmatranja u potpunosti imaju primenu, izmeÿu ostalog, na izolovanu opremu. Kada se govori o višeslojnim ravnim zidovima, direktna primena je u proraþunima toplotnih gubitaka i dobitaka. Ovo se izvodi u prvom redu pri proraþunu i dimenzionisanju sistema za grejanje, ventilaciju i klimatizaciju, kao i u proraþunima hlaÿenja kada su u pitanju hladnjaþe, rashladne komore i sliþno. Višeslojni zidovi kod šupljih cilindara su praktiþno primenjeni kod cevovoda, dok se proraþun kod šuplje lopte svodi na izolovane sferne rezervoare, sferna danca i drugo.

3.3. DIMENZIONISANJE I VREDNOVANJE IZOLACIJE GREJANJA I HLAĈENJA PREMA SRPS U.J5.070:1975. Ovaj standard je dosta star od vremena njegovog donošenja, ali ima praktiþnu upotrebnu vrednost. Može da se dogodi da, u periodu dok knjiga ne bude izašla iz štampe, ovaj standard bude povuþen jer se u Srbiji u poslednje dve godine veoma intenzivno radi na usvajanju EN kao domaüih standarda. U svakom sluþaju njegova primena kao tehniþkog teksta može ostati u praktiþnoj upotrebi.

1. PREDMET STANDARDA 1.1. Ovaj standard propisuje naþine za dimenzionisanje toplotnih izolacija sa stanovišta ekonomskih zahteva, propisa u pogledu najviše dozvoljene temperature i tehnoloških zahteva u pogledu kondenzacije vlage na površini izolovanih objekata, dozvoljenog pada temperature i sl. 1.2. Toplotni izolacioni materijal u smislu ovog standarda je svaki materijal koji ulazi u konstrukciju sa cilijem da joj ostvari traženi toplotni otpor. Standard odreÿuje: – metode proraþuna gubitaka toplote i debljine izolacije za stacionarni prelaz toplote i prirodno hlaÿenje, – naþin primopredaje izolacija, – garancije, – metode ispitivanja. Sve postavke ovog standarda vrede kako za toplotnu, tako i za rashladnu tehniiku. Gde postoje razlike, to je izriþito navedeno. Pojmovi, veliþine i oznake, koji se koriste u ovom standardu, definisani su u standardima SRPS A.A1.020, SRPS A.A1.021, SRPS A.A1.040, SRPS U.J5.010 i SRPS U.J5.020.

2. METODE PRORAýUNA TOPLOTNIH IZOLACIJA 2.1. PRORAýUN TOKA GUBITAKA TOPLOTE Ovim standardom obuhvaüena su tri vida gubitaka toplote: provoÿenjem, prelazom i zraþenjem. Za proraþun toka gubitaka toplote upotrebljavaju se formule iz ovog standarda. One su ujedno merodavne u spornim sluþajevima. Ove formule vrede pod pretpostavkom da su

O IZOLACIJI

161

ivliþne, odnosno graniþne površine promatranih izolacija na konstrukcijama potpuno zaštiüene od gubitaka. Veliþine i jedinice u ovom standardu definisane su u standardima SRPS U.J5.010 i SRPS U. J5.020.

2.1.1. Gubici toplote provoÿenjem Gubici toplote provoÿenjem odreÿuju se iz sledeüih formula za ravni zid:

Q λ

t1 t0 A (W), δ

(1)

za cilindriþnu cev:

Qc

λ

2π (t1 t0 )l t δ ln 1 ri

(W),

(2)

za kuglu:

Qk

λ

4π (ti tc ) re ri δ

(W).

ri

re

Simboli u ovim formulama znaþe A – površine izolacije ravnog zida, u m2, l – dužina izolacije u cevi, u m, Q – ukupni toplotni gubitak izolovanog ravnog zida, u W, Qe – ukupni toplotni tok gubitka izlovane cevi, W, Qk – ukupni toplotni tok gubitka izolovasne kugle, W, ri – polupreþnik na unutrašnjoj strani izolacije, sl. 1, re – polupreþniik na spoljeoj strani izolacije, sl. 1, ti – temperatura na unutrašnjoj strani izolacije, K (°C), te – temperatura na spoljašnoj strani izolacije, K (°C), į – debljina izolacije, u m, Ȝ – koeficijent toplotne provodijivosti u W/(m K).

(3)

Slika 1.

Koeficijent toplotne provodijivosti Ȝ u napred navedenim formulama uzima se iz dijagrama ovog koeficijenta u zavisnosti od temperature. Ovaj dijagram mora biti sastavni deo uverenja (atesta) za navedeni materijali, ispitan po standardima SRPS UJ5.040 za kuglu, SRPS U.J5.042 za cilindar ili SRPS U.A2.020 za ravnu površinu. Uzima se vrednost koja odgovara aritmetiþkoj srednjoj vrednosti temperature, na unutrašnjoj i spoljnoj površini izolacije. Ova vrednost uveüava se za faktor sigurnosti, koji je za graÿevinske materijale i podruþje primane u graÿevinarstvu i rashladnoj tehnici dat u standardu SRPS U.A2.020. U ostalim granama tehniþke okolnosti oscilovanja su previše specifiþne da bi se mogle istandairdi-

162


zovati i predstavljaju u okviru garancije rizik proizvoÿaþa materijala. Proizvoÿaþ materijala je dužan da o svom materijalu dostavi potpune podatke. Za potrebe projektovanja uzima se ovaj faktor za podruþje srednjiih temperatura iznad + 5°C i ispod – 100 C prema standardima SRPS U.J5.040 i SRPS U.J5.042.

2.12. Gubici toplote prelazom i zraþenjem Ukupni gubici taplote nastali putem oba vida prelazom i zraþenjem, obuhvaüeni su poluempirijskim formulama: za cevi:

Įe = 9,42 + 0,218 (te – tz) W/(m2 K),

(5)

za ravne zidove:

Įe = 9,77 + 0,047 (te – to) W/(m2 K),

(6)

za hladnjaþe:

Įe = 9,3 W/(m2 K),

(7)

Simboli u ovim formulama znaþe: Įe – koeficijent prelaza toplote na spoljašnjoj strani izolacije, to – temperatura spoljašnjeg vazduha, u °C. Upotreba ovih približnih formula zadovoljava s obzirom na to da je udeo otpora prolazu toplote prelazom mali u odnosu na otpor prolazu toplote provoÿenjem, te je ukupna greška zanemarljiva. Koeficijenti prelaza toplote veoma zavise od lokalnih prilika, temperature zidova, lokalnog prinudnog strujanja, geometrijskih odnosa i drugih okolnosti. Zbog toga se za izolovane površine u kojim se propisuje temperatura površine izolovanog objekta (gde postoji opasnost od opekotina, rošenja i sl.) raþuna sa 0,8 puta manjom vrednošüu. Time je ujedno uzet u obzir i faktor sigurnosti raþuna i izvedbe (vidi formulu 9). Unutrašnji koeficijent prelaza toplote uzima se za proraþun izolacije kao Įi = , osim ako nije drugaþije odreÿeno u posebnim sluþajevima. Gubici prolazom toplote raþunaju se po formuli:

Q = Įc · A (tc – to) (W),

(8)

osim za propisanu temperaturu površine izolacije kada se uzima

Q = 0,8 Įe · A (tc – to) (W).

(9)

2.13. Dodaci na proraþunate gubitke Nagle promene geometrijskih oblika stvaraju tehnološke teškoüe pri gradnji izolacije. Stoga se pri proraþunu gubitaka moraju uraþunati dodaci na ventile, prirubnice, meme prigušnice i sliþne armature. Ovi dodaci su u prilogu broj 1.

O IZOLACIJI

163

3. PRORAýUN DEBLJINE IZOLACIJE 3.1. TEHNOLOŠKI ZAHTEVI 3.1.1. Zaštita od opeklina Prema propisima, najviša dozvoljena temperatura površine izolacije sme iznositi 60°C, ako postoji moguünost nenamernog sluþajnog dodira od strane osoblja. U tom sluþaju izraþunaju se gubici po formuli (9). Koeficijent ac izraþunava se po formuli (5) ili (6). Kao temperatura okoline u ovom sluþaju uzima se temperatura od 25°C. Za toplotni gubitak izraþunat na ovaj naþin odreÿuje se odgovarajuüa debljina izolacije za odabrani materijal, probanjem prema formuli (1), (2), (3) ili (4), zavisno od geometrijskog oblika izolovane površine. Ukoliko zadani uslovi (to = 25°C) ne odgovaraju stvarnom stanju, ili je prenos spreþen više no što je to raþunski uzeto u obzir, može se dogoditi da temperatura na površini izolacije bude veüa od dozvoljene. Takoÿe se može dogoditi da debljina izolacije dobije takve razmere da zaposedne manipulativni prostor u celini. U tom sluþaju raþuna se ekonomska izolacija, a temperatura površine osigurava se odgovarajuüim štitovima po principu prikazanom na sl. 2 za cevovod, i sl. 3 za ravan zid.

4 1 1 2 3

30

2

4

3 6

7

5

Slika 3. 1. izolacija ravnog zida; 2. limeni plašt (peüi); 3. distantni komad štitnika; 4. štitnik. Štitnici deluju termosifonski i Slika 2. 1. cev; 2 držaþi plašta izolacije; 3 njihov usisni donji otvor treba da doseže u izolacija; 4 plašt izolacije; 5 držaþi štitnika; podruþje u kojem vazduh nije nikada topliji 6 štitnici; 7 distantni komad štitnika od + 30°C 60

3.12. Ohlaÿenje medija Tehnološki propisi i higijenski zahtevi traže odreÿeno stanje medija na kraju njihovog transportnog puta, ili za odreÿeno vreme po uskladištenju. S obzirom na taþnost potrebnu pri ovim raþunima dovoljno je za sve monofazne medije (gasove, pregrejane pare, teþnosti) zanemariti poveüanje entalpije, koja potiþe od promene pritiska i volumena.

3.121. Ohlaÿenje medija pri transportu kroz cev Ohlaÿenje monofaznog medija pri transportu kroz cev proizilazi iz formule:

164


ln

'tui 'tiz

K λ l, G cp

ǻt = ti – tc,

(10) (11)

gde je ǻtui – razlika temperature na unutrašnjoj i spoljašnjoj površini izolacije na poþetku osmatranog izolovanog cevovoda, u °C, ǻtiz – razlika temperature na unutrašnjoj i spoljašnjoj površini izolacije na kraju osmatranog izolovanog cevovoda, u °C, K – faktor geometrije preseka cevi, G – protok medija kroz cev, cp – specifiþna toplota medija pri srednjem pritisku cevi, 1 – dužina izolirane cevi u m. Faktor K ima znaþenje: za okrugle cevi:

K

2π , ri δ ln ri

(12)

za vod þetvrtastog preseka:

K

2 (a b 2δ ), δ

(13)

gde je a, b – stranice kanala þetvrtastog preseka u m, į – debljina izolacije u m.

3.122. Ohlaÿenje jednofaznog medija pri mirovanju u izolovanoj posudi raþuna se po formuli: ln

't p 'tσ

λK τ , M cp

(14)

gde je ǻtp – razlika temperature na unutrašnjoj i spoljašnjoj strani izolacije u trenutku poþetka hlaÿenja u °C, (K), ǻtı – razlika temperature na unutrašnjoj i spoljašnjoj strani azolacije u vremenu proteklom nakon poþetka hlaÿenja, u °C, (K), M – masa medija koji se hladi, u kg, ı – proteklo vreme, u s, cp – specifiþna toplota u J/(kg K). ǻt se raþuna po formuli (11), a K se raþuna po formulama (12) i (13).

3.123. Debljina izolacije za zaštitu od rošenja Raþuna se prema formulama (1), (2), (3), (4) i (8) tako da temperatura na površini izolacije bude viša od rosišta okoline. Ova debljina se može odrediti iz dijagrama prikazanog na sl. 4.

165

7 6 9 8 12 1 16 1 0 20 4 18 30 2 5 50 40 70 90 60 80 Δt 100 °C

0,

10

0, kcal 0, 08 /m 05 hg rd 0 0, ,04 0 λ 3

t0, °C

5°

C

O IZOLACIJI

200 mm 400 m m 200 100 50 25

40

150

30

70 60 50 40 30

80

20

φ 90 %

∞ 100 Ø

10

50

0 1

2

3 4 5

10

20 25

Slika 4. [1 kcal/(m2 h grad) = 1,163 W/(m K)] to ĳ ǻt Ȝ Ø

Oznake na slici imaju sledeüa znaþenja: – temperatura okoline (ordinata) °C, – relativna vlaga okoline, – razlika temperature površine i temperature okoline, °C, – koeficijent toplotne provodljivosti, – preþnik izolovane cevi (Ø = znaþi ravan zid).

°C

0

166


3.2. EKONOMSKI ZAHTEVI 3.21. OPŠTE POSTAVKE Investicioni troškovi rastu sa poveüanjem debljine izolacije, a sa njima rastu i anuiteti njihovog otplaüivanja. Gubici toplote opadaju sa porastom debljine izolacije, te i godišnji troškovi, koje ovi gubici izazivaju, takoÿe padaju. Zbir Din/m. god anuiteta za investicije i godišnjih troškova gubitaka toplote predstavljaju ukupne godišnje troškove i taj zbir 500 dobija za odreÿene debljine izolacije najnižu vrednost, kako se to vidi iz slike 5. C Ova debljina je ekonomski optimalna debljina 400 izolacije. Oznake na slici imaju sledeüe znaþenje: 300 C – ukupni godišnji troškovi, u din/m, god., A Qg – godišnji gubici toplote, u din/m, god., 200 A – anuiteti, u din/m, god., į – debljina izolacije, u mm. Qg Minimum krivulje ukupnih troškova najþešüe 100 nije oštro izražen, pa se u praksi odabere odgovarajuüa manja modularna debljina izolacije. (Modularna jediniδ ca izolacije je 1 cm.) Pri tome ukupni troškovi nesmeju 0 100 mm 40 60 80 odstupati od minimalnih za više od 2,5 %. U formularu ponude po ovom standardu moraju se navesti proraSlika 5. þunski minimum debljine izolacije i minimalni godišnji troškovi, zatim odabrana debljina izolacije i odgovarajuüi troškovi i % povišenja stvarnih troškova u odnosu na minimalne (vidi prilog 2). Pri veoma taþnim proraþunima treba uzeti u obzir i sve sekundarne okolnosti, kao što su: eventualni porast cena primarne energije, eventualna revalorizacija kredita, poveüanje cene konaþnog proizvoda zbog gubitka toplote (za glavne parne vodove faktor gubitka dat je u tabeli 1) i poveüanje graÿevinskih troškova. U pogonima s prekidima raþuna se sa stvarnim trajanjem rada u h/god. Za ovakve pogone debljina izolacije poveüava se zavisno od broja i trajanja obustava u toku godine. Ako je radni period dnevno 8 sati ili veüi, a period mirovanja 16 sati ili manji, i ako je godišnje trajanje najmanje 18000 sati, raþuna se kao da je pogon trajan.

Tabela 1. Proseþna vrednost faktora gubitaka Kondenzacioni pogon Pogon protiv pritiska 2 bar 4 bar 6 bar

1,6 2,0 1,8 1,6

3.22. Odreÿivanje ekonomski optimalne debljine izolacije Ekonomska debljina odreÿuje se proraþunavanjem anuiteta i troškova gubitaka u smislu t. 3.1. ovog standarda na osnovu kojih se odreÿuje ekonomski optimalna debljina izola-

O IZOLACIJI

167

cije izradom dijagrama prema sl. 5. U izuzetnim sluþajevima, gde se anuiteti i gubici mogu taþno odrediti kao funkcija debljine izolacije, moüi üe se analitiþki odrediti minimumom zbira ovih funkcija. Po pravilu, to üe se morati odrediti probanjem. Uslovi pod kojima mogu biti dobijeni investicioni krediti veoma su razliþiti, što može dovesti do nemoguünosti da se uporeÿuju debljine izolacije u razliþitim ponudama. Ako naruþilac ne navede anuitete u zahitevu ponude, radi dobijanja komparativnih moguünosti, odreÿuju se, u smislu ovog standarda, jedinstveni anuiteti. Za toplotne izolacije, izuzev u rashladnoj tehnici, propisuju se jedinstveni raþunski anuiteti

į = 20 %, a u rashladnoj tehnici jedinstveni raþunski anuiteti

į = 7 %. Ovi tehniþki raþunski anuiteti ne mogu biti uzeti kao argument dokazivanja vrednosti osnovnih sredstava. Oni su diktirani iskljuþivo tehniþko-ekonomskim i konstrukcionim uslovima. Ukoliko naruþilac da svoj podatak o anuitetima, taj mora biti jednak u svim zahtevima ponude.

3.221. Specifiþne okolnosti u rashladnoj tehnici Specifiþne okolnosti koje se pojavljuju u podruþju rashladne tehnike su sledeüe: – cena rashladnog postrojenja raste u skokovima, a ne kontinuirano; – za hladnjaþe, koje služe smrzavanju robe, a ne njenom skladištenju, udeo gubitka kroz izolaciju manje je znaþajan sa ekonomskog stanovišta; – tehnološki momenti (zaštita objekata, zaštita hlaÿenih namirnica od sušenja, pojava difuzije vlage) dominantni su kod problema toplotne zaštite hladnjaþa.

3.222. Smernice za debljinu izolacije u hladnjaþama Ukoliko investitor ne da potrebne elemente za proraþun ekonomske debljine izolacija, debljine izolacija odreÿuju se prema formuli: δ

λ 0, 035

(0, 08 0, 004 t )

(m).

Nezavisno od izmerenih vrednosti koeficijenta toplotne provodljivosti penastih plastiþnih materijala njegova raþunska vrednost ne srne biti manja od Ȝ = 0,04 W/(m K). Za koeficijent toplotne provodljivosti (Ȝ) izolacionog materijala ne srne se ni kod ostalih materijala uzeti laboratorijska vrednost izmerena za izolacioni materijal u suvom stanju. Zbog difuzije vlage kroz izolaciju hladnjaþe nastaju i za ispravno izvedene izolacije drugaþiji ravnotežni uslovi, te laboratorijske vrednosti iz tog razloga treba poveüati prema podacima proizvoÿaþa izolacionog materijala. Tako dobijena vrednost množi se onda sa faktorima tehnološke nesavršenosti (fuge, nesavršenosti izvedbe, geometrijske teškoüe i sl.).

4. GARANCIJE 4.1. OSNOVNA GARANCIJA Za isporuþene koliþine materijala kao garancija vredi laboratorijski mereni koeficijent toplinske vodljivosti u suvom stanju. Za izvedene homogene izolacije garantuje se koeficijent toplotne provodljivosti, a za izvedene izolacije od razliþitog materijala ekvivalentni koeficijent toplotne provodljivosti. Kao element garancije koristi se pogonski koeficijent toplot-

168


ne provodljivosti. On se dobija iz laboratorijskog koeficijenta toplotne provodljivosti množenjem faktorom rizika veüim od 1, prema iskustvu, tehnološkoj opremljenosti, vrsti izvedbe i geometrijskim uslovima, a na temelju podataka proizvoÿaþa izolacionog materijala.

4.2. TEHNOLOŠKE GARANCIJE Za tehnološke garancije moraju se garantovati iznosi onih veliþina koje su sadržane u tim garancijama (npr. ohlaÿene na odreÿenoj dužini pri odreÿenom protoku kroz cev, ili poveüanja sadržaja þvrste faze u rastvoru nakon odreÿenog vremena, ili nastajanju rose uz relativnu vlagu za odreÿeni % veüu od ugovorene i sl.). Ove veliþine su takoÿe zavisne od koeficijenta toplotne provodljivosti i debljine izolacije i mogu se dati jedino u vezi sa ovim dvema veliþinama. Tehnološke garancije se teže mogu proveriti, jer se prilikom ispitivanja teško mogu uspostaviti pretpostavljeni odnosi, a neke veliþine se i raþunski mogu sasvim grubo odrediti, tako da ne odgovaraju dovoljno taþno situaciji prilikom merenja. To su u prvom redu koeficijenti prelaza toplote unutar cevi, koji su zavisni od temperature, brzine strujanja, agregatnog stanja, pritiska i drugih osobina medija u cevi. Na spoljnoj površini ove koeficijente odreÿuju temperatura i brzima strujanja vazduha, kao i temperature i osobine površina okolnih predmeta (drugih cevovoda, posuda, zidova, zgrada itd.), a na otvorenom prostoru još i padavine, sunce i sliþno. Ako se radi o cevovodima sa ugraÿenim armaturama, i njihovi se gubici moraju uzeti u raþun. Zbog ovakvih uslova tehnološke garancije, za padove temperatura do 2°C za teþnosti i do 10°C za gasove i paru, ne mogu biti predmet garancije po ovom standardu. Dozvoljena odstupanja od garantovanih padova temperatura iznad ovih vrednosti iznose 20 %.

4.3. OSTALE GARANCIJE ZA MATERIJAL Pored toplotne provodljivosti materijal mora ispuniti i druge uslove, da bi predstavljao dobru toplotnu izolaciju i to u pogledu mase, þvrstoüe, elastiþnosti, postojanosti oblika i dimenzija, otpornosti prema temperaturi i vlazi. Isporuke u tom smislu moraju biti snabdevene atestom izolacionog materijala. Garancije u tom smislu daju se na odreÿeno vreme, ali ne manje od dve godine. Ako kroz to vreme materijal izgubi napred navedena svojstva, to se mora odraziti na iznosu pogonskog koeficijenta toplotne provodljivosti. Ako do promene ovog koeficijenta iznad raþunske vrednosti t. 3.222 u odreÿenom vremenu nije došlo i ako se spolja ne primeüuju nikakve promene koje govore o gubitku garantovanih svojstava, smatra se da je garancija u tom pogledu ispunjena.

4.31. Gustoüa Kada je važno da se gustoüa definiše (npr. pri montaži rastresitih izolacija ili pri kupovini po masi), ona mora da uÿe u garanciju za pune materijale. Proseþna razlika gustoüe srne iznositi ±5 % od garantovanog iznosa. Za rastresite materijale u kojih se izolacija vrši ispunom, mora se garantovati jednolikost ispune s tolerancijom u % razlike na više i na manje od garantovane gustoüe. Za ove materijale gustoüa za proveru garancije meri se pod pritiskom od 100 kg/m2.

4.32. Specifiþna toplota Specifiþna toplota kao garancija dolazi u obzir pri radu sa prekidima za procenu akumulacije u izolaciji. Uz garantovanu specifiþnu toplotu obavezno se garantuju i tolerancije.

O IZOLACIJI

169

4.33. Otpornost prema pritisku Izolacija mora izdržati samo pritisak kojim üe biti izložena u pogonu kao što su: normalne vibracije, dilataoije, naslanjanje lestvi, hodanje po izolaciji i sl. Gde to izolacija sama po sebi ne izdrži, a oþekuje se, mogu se ugovoriti posebni þvrsti plaštevi. Za kruta tela (opeke, žlebove, segmente) garantuje se þvrstoüa pri sobnoj temperaturi, ako ugovorom nije drugaþije oznaþeno. Izolacije od elastiþnog materijala (npr. pluta) ocenjuju se u pogledu optereüenosti prema procentualnoj trajnoj deformaciji u odnosu na prvobitnu visinu u smeru delovanja ugovorenog pritiska posle njegovog delovanja kroz 24 sata. Ova deformaoija i njene tolerancije moraju se ugovoriti.

4.34. TRAJNOST OBLIKA Izolacija mora sadržati trajan oblik utoliko, ukoliko je to u vezi sa oþuvanjem toplotno-izolacionih svojstava. Tako, na primer, zbog vibracija može nastati sleganje izolacionog materijala. Neke savremene plastiþne izolacije smanjuju kroz izvesno vreme svoj volumen pa se moraju ugraÿivati odležane ili veštaþke strane, ili se nekako drugaþije moraju smanjiti uticaji fuga (npr. konstruktivno). Garancija se daje u obliku trajnosti linearnih dimenzija (za ploþe) ili kao zapreminska masa (za rastresiti materijal).

4.35. GRANIýNA TEMPERATURA PRI UPOTREBI Izolacioni materijal pod delovanjem temperature kojoj je u ugovorenom stanju izložen, ne sme promeniti þvrstoüu, volumen i strukturu u tolikoj meri da to umanji njegovo izolaciono dejstvo. Mnogi organski materijali izgledaju neposredno posle opita kao da su neošteüeni, a ošteüenja inicirana prilikom opita povišenja temperature pokažu se tek posle dužeg vremena. Graniþna temperatura takvih materijala može se stoga odrediti samo višemeseþnim opažanjima posle podvrgavanja povišenoj temperaturi. Za materijale za peüi ocenjuje se prvenstveno þvrstoüa. Kod cevovoda materijal se ne sme odvojiti od cevi. Materijal ne sme pod delovanjem te temperature sagorevati, sinterovati ili se topiti. Niske temperature ne smeju ga razoriti.

4.36. HEMIJSKI UTICAJI Izolacija ne sme oštetiti ili razoriti predmet koji izoluje ili materijal unutar njega. U pogonu ili van pogona izolacija mora biti otporna prema atmosferskim uticajima. Za nepoznate uticaje u hemijskim tvornicama, izvoÿaþ se može ograditi pri davanju garancija.

4.37. GARANCIJE ZA IZOLACIJE U RASHLADNOJ TEHNICI 4.371. Prelaz mirisa na hlaÿene namirnice Izolacioni materijal za hlaÿenje ne srne sadržati isparljive aromate (npr. smolu s naftalinom, fenol i sl.) i ne sme navlažen imati nikakav miris (npr. na trulež).

4.372. Nastajanje truleži U uslovima upotrebe na materijalu od koga je izolacija ne sme doüi do pojave gljivice i truljenja.

170


4.373. Koeficijent otpora difuziji Koeficijent otpora difuziji mora biti poznat i zagarantovan i mora biti na pravom mestu izvedena adekvatna parna barijera u skladu sa ovim koeficijentom, debljinom izolacije, njenom toplotnom provodljivošüu, kao i sa istim ovim osobinama drugih sastavnih delova zida u objektu.

4.374. Kapilarno usisavanje Zaštita od kapilarnog usisavanja mora biti garantovana.

4.375. Bujanje Pod delovanjem vlage, izolacije u rashladnoj tehnici ne smeju bubriti niti se nadimati.

5. LABORATORIJSKA I POGONSKA ISPITIVANJA TOPLOTNIH GUBITAKA Laboratorijskim ispitivanjem ustanovljavaju se garrntovana svojstva izolacionog materijala. Ova ispitivanja biüe provedena pri isporuci materijala kao ulazna kontrola. Izvoÿaþ može, na vlastiti rizik, odustati od ulazne kontrole, osim ako se pogonska ispitivanja ne daju izvršiti. Pogonska ispitivanja merodavna su za kontrolu uspešno provedenih izolacionih radova i kontrolu upotrebljenog materijala istovremeno, te je njihova primena obavezna kao provera datih garancija, gde god nema tehniþkih prepreka za provoÿenje ovih mera.

5.01. METODE LABORATORIJSKIH ISPITIVANJA Laboratorijska merenja koeficijenta toplotne provodljdvosti vrše se po standardima SRPS U.A2.020, SRPS U.J5.052 ili SRPS U.J5.040. Odabere se po pravilu ona standardna metoda ispitivanja za koju geometrijski oblik izolacije najbliže odgovara geometrijskom obliku u predviÿenoj primeni. Rezultati laboratorijskih merenja biüe po pravilu povoljniji od rezultata pogonskih merenja. Zbog toga u ugovoru, odnosno tehniþkoj dokumentaciji mora obavezno biti navedena brojþana vrednost faktora gubitaka (tzv. faktora razlika; vidi taþku 4.1 ovog standarda). Materijal za izradu uzoraka za ispitivanje odabira se po statistiþkim metodama. Ukoliko se ne postigne sporazum o tome ko üe uzimati uzorke, uzorci se uzimaju u prisustvu izvoÿaþa, isporuþioca, ili üe ih uzimati organizacija koja vrši ispitivanja.

5.02. METODE POGONSKIH MERENJA Pogonska merenja vrše se po standardima SRPS U.J5.052. Za odreÿivanje mernih mesta merodavna je sporazumno odreÿena organizacija.

5.03. KOEFICIJENT DIFUZIJE Koeficijent difuzije vodene pare odreÿuje se mernom metodom po standardu SRPS UJ5.024. Izbor uzoraka za ispitivanje vrši se prema taþki 5.1.

5.04. GUSTOûA 5.041. Gustoüa þvrstih tela Gustoüa þvrstih izolacionih materijala odreÿuje se merenjem komada u obliku kocke ili kvadra i vaganjem tih istih komada. Gustoüa se odreÿuje u suvom stanju. Suvo stanje po-

O IZOLACIJI

171

stiže se za higroskopne materijale zagrevanjem na temperaturi nižoj za 5K (5°C) od gornje dozvoljene temperature upotrebe, ali najviše 378 K (105°C). Uzorak se zatim ohladi u eksikatoru na temperaturi okoline. Postupak se ponavlja do konstantnog iznosa gustoüe.

5.042. Gustoüa praškastih materijala Volumen praškastog materijala odreÿuje se u baždarenoj menzuri unutarnjeg preþnika 100 mm i visine 200 mm. Posle punjenja, menzura se trese 5 minuta i doda toliko materijala da površina na kraju vremena trešenja stoji na oznaci 1000 cm3. Dalji postupak je kao t. 5.041.

5.043. Gustoüa vlaknastih materijala Vlaknastim izolacionim materijalom ispuni se cilindar unutarnjeg preþnika 300 mm i visine 300 mm. Za ispunu odmeri se 1000 g dugovlaknastog materijala ili 1500 g kratkovlaknastog materijala. Materijal u posudi optereti se klipom preþnika koji odgovara (dobro klizi) unutarnjem preþniku posude mase 7,1 kg. Za odreÿivanje volumena koristi se visina uzorka u ovako stisnutom stanju. Dugovlaknasti materijal je onaj kod kojeg 90 % vlakna ima debljinu veüu od 10 mkm.

5.044. Gustoüa prefabrikovane blazine (dušeka) Od prefabrikovanih blazina izreže se komad kvadratne baze 0,5 m × 0,5 m i optereti ploþom iste veliþine, mase 25 kg. Dobijena visina uzima se u raþun volumena.

5.05. SPECIFIýNA TOPLOTA Srednja specifiþna toplota odreÿuje se po standardu SRPS U.J5.050. Uzimaju se najmanje tri uzorka po jednoj isporuci. Ako se izmerene vrednosti meÿusobno razlikuju za više od 5 %, uzimaju se dalji uzorci. Ukoliko se 40 % ispitivanih uzoraka razlikuje više od 5 % od ugovorene vrednosti, postupa se prema odredbama taþke 6.

5.06 PRITISNA ýVRSTOûA Priitisna þvrstoüa ispituje se na krutim izolacionim materijalima. Kruti izolacioni materijali, u smislu ovog standarda, su materijali koji se pri odreÿenom pritisku lome ili naprsnu. Podatak se daje kao pritisna þvrstoüa. Za svaki materijal i uslove primene posebno se odreÿuje dopušteni eksploatacionli pritisak.

5.07. ýVRSTOûA PRI DEFORMACIJI Podatak o þvrstoüi pri deformaciji daje se kao pritisak u Pa (kp/m2), pri kojem materijal smanji svoju prvobitnu visinu za 5 %. Uzorci treba da imaju mere 100 mm × 100 mm × 50 mm, pri þemu sve površine moraju biti dobijene rezanjem. Osnovice moraju biti planparalelne, a boþne strane upravne na njih. Rezultati ispitivanja daju se u obliku tabele ili dijagrama zavisnosti kontrakcije u % od pritiska u kp/m2. Epruvete vlaknastih materijala moraju se posle poþetka ispitivanja opteretiti silom od 5 kp. Pod svakim pritiskom materijal se drži 24 sata. Opit se obustavlja kad se pojavi boþno istiskivanje otrgnutog materijala.

5.08. ýVRSTOûA PRI POVIŠENOJ TEMPERATURI Uzorak preþnika i visine 50 mm izloži se pritisku u cevi elektriþno zagrejane peüi izmeÿu dva vatrostalna žiga. Na svakoj temperaturi provode se najmanje tri opita. Brzina porasta temperature mora se navesti.

172


5.09. POŽARNE OSOBINE Požarne osobine ispituju se po standardima SRPS U.J1.040. SRPS U.J1.060 i SRPS U.J1.090. Podaci za izolacioni materijal u pogledu požarnih osobina obavezno se daju uz ponudu izolacionog materijala ili radova sa njima.

5.10. NAJVIŠA DOZVOLJENA TEMPERATURA PRI UPOTREBI 5.101. Materijali za izolaciju na visokim temperaturama Za ove materijale najviša dozvoljena temperatura pri upotrebi odreÿuje se u okviru ispitivanja pod t. 5.08.

5.102. Vlaknasti materijali Za vlaknaste materijale, ispitivanje najviše dozvoljene temperature pri upotrebi vrši se tako što se u porculansku posudu od oko 200 cm3 sadržine i 100 mm visine, oko 55 mm preþnika, sa rupom na dnu za prolaz termoelemenata, natisne tolika koliþina vlakana da uz pritisak od 100 kp/m2 bude postignuta visina najmanje 60 mm. Ako se natiskivanjem na napred navedeni naþin ne postiže dovoljno visoka ili dovoljno jednolika gustoüa, natiskivanje se vrši i sa drugaþijim pritiskom, s tim da konaþni pritisak sa kojom uzorak ulazi u peü odgovara napred navedenom iznosu. Pritisak se realizuje preko klipa koji glatko prolazi kroz porculansku posudu i koji silu pritiska dobija preko odgovarajuüeg nosaþa otpornog prema temperaturi. Ovaj nosaþ seže u podruþje izvan povišene temperature i omoguüuje postavljanje tega u potrebnoj meri da se ostvari traženi pritisak. Porast temperatura u peüi treba da iznosi 5°C/min. Ovako pripremljen uzorak stavi se u vertikalnu mufolnu peü. Posle postizanja željene temperature, ova se održava dva sata i onda se ustanovljuje da li je došlo do sniženja visine, odnosno smanjenja volumena. Gornjom granicom temperature pri upotrebi vlaknastih materijala smatra se ona temperatura na kojoj se na napred opisani naþin volumen uzorka nije smanjio za više od 5 %. Za merenje temperature nije merodavan termoelement peüi, nego termoelement provuþen kroz otvor u dnu porculanske posude tako da mu se vrh nalazi približno u sredini ose ispitivanog materijala. Ako se sumnja da je u uzorku došlo do šupljina usled mestimiþnog podleganja vlakana uticaju temperature, pa smanjenje visine ne predstavlja više meru smanjenja volumena, to se mora konstatovati vizuelno prilikom vaÿenja ohlaÿenog uzorka. Tada se ispituje na nižim temperaturama i manjim kontrakcijama volumena sve dok ne išþezne pojava šupljina.

5.103. Ostali materijali Za ostale materijale uzorci se podvrgavaju povišenim temperaturama i kod tih temperatura se proveravaju svojstva važna za upotrebu (toplotna provodljivost, elastiþnost, þvrstoüa, postojanost i sl.). Kao najviša dozvoljena temperaturi pri upotrebi, uzima se ona najniža temperatura na kojoj ma i jedno od važnih svojstava više nije oþuvano. (Boja, najþešüe, neüe biti važno svojstvo.)

5.11. Kapilarno usisivanje Ova osobina ispituje se na materijalu za izolacije u rashladnoj tehnici. Prizma proizvoljne veliþine, ali najmanje 10 × 5 cm, položi se na površinu vode tako da je dodiruje po celoj jednoj ravni. Kao mera za kapilarno usisavanje služi visina za koju se popela voda u kapilarima za nedelju dana.

O IZOLACIJI

173

5.12. OTPORNOST PROTIV PLESNI U posudu s vodom, ispunjenu staklenim štapiüima do iznad nivoa vode, stavi se komad materijala koji lako plesnivi (slama, platno), materijal koji teško plesnivi (treset, pergament) i materijala koji se ispituje. Posuda se dobro zatvori, stavi na tamno mesto i posmatra þetiri nedelje. Ako ispitivani materijal za nekoliko dana jako zaplesnivi, nije za izolaciju. Ako samo mestimiþno nastane film plesni koji se ne širi tokom razdoblja posmatranja, materijal je upotrebljiv kao izolacija. Za hladnjaþe dolazi u obzir samo materijal na kojem se u opitnom intervalu vremena ne primeti plesan.

6. USLOVI ISPORUKE MATERIJALA I IZVRŠENJA RADOVA TOPLOTNIH IZOLACIJA 6.1. PODLOGE ZA PONUDE Podloge za ponude moraju sadržati sledeüe standardne podatke: – raþunski anuiteti u % (vidi taþku 3.21), – raþunski godišnji broj sati pogona, u h/god., – podatke o predmetu izolacije, za cevi – preþnik, dužina, broj lukova, posuda, armatura, odvojak, prirubnica; za posude – preþnik, visina cilindriþnog dela, broj i preþnik prikljuþaka, ulaznih otvora, broj i vrstu oslonca (po potrebi s nacrtom); za prostorije – dimenzije (dužina, širina, visina); funkcija (spoljmi izgled, krov, podrum); broj i dimenzije otvora i proraþunska cena jedinice toplote u mediju; podatke o mediju i okolini – vrsta i temperatura medija, temperatura i relativna vlaga okoline, prisustvo agresivnih para, moguünost þestog polivanja vodom, snaga vetra. Podatke o vrsti izolacije (ukoliko se ne prepušta ponuÿaþu) – izolovanje materijalom (opekom, ispunom gajtanima, blazinama, ploþama itd.); podatke o spoljnoj zaštiti – tvrdi plašt – vrsta, debljina, bandaži, limeni plašt – standard za lim, materijal, zaštita pocinkovanjem, premazom itd., plašt od lepenke, boje i oznake spoljnjeg plašta; podatke o garanciji – laboratorijski koeficijent toplinske vrednosti; – pogonski koeficijent prolaza toplote; – gustoüa nabijanja ispune; – dodatni gubici zbog konstrukcionih elemenata; – trajanje garancije (naj manje dve godine); podatke o terminu – rok poþetka radova (obaveze naruþioca da stavi gradilište na raspolaganje); – rok završetka radova (obaveza izvoÿaþa, vezana za rok poþetka radova sa jasnim odredbama u pogledu mere i sankcija, ako naruþilac ne izvrši svoje obaveze u pogledu roka); ostalo – posebni uslovi prema ovom standardu.

174


Svim zainteresovanim podnosiocima ponude moraju biti dostavljene podloge na podjednak naþin. Za izradu ovih podloga investitor može angažovati bilo koju ovlašüenu organizaciju koja je registrovana za ispitivanje toplotnih izolacija. Termin predaje ponuda ne može biti kraüi od 14 dana po oglašavanju. Sve ponude otvaraju se istovremeno u prisustvu ponuÿaþa. Ponuda za pojedine pozicije podnosi se na obrascu, prilog br. 2. Naruþilac nije obavezan da usvoji najjeftiniju ponudu.

6.2. MERE I TOLERANCIJE ZA ISPORUKU MATERIJALA 6.21. Jedinice mere u isporuci materijala Za materijal u rasutom stanju (prah, zrnca, pahuljice) mera je masa, a jedinica je 1 kg. Za vlaknasti materijal (npr. staklena vuna, mineralna vuna i sl., ali ne prefabriikata) mera je masa, a jedinica je 1 kg. Ploþe, segmenti, pust, sag i sl. mera je površina odreÿene debljine, a jedinica mere je 2 1m . Opeka, presovani, liveni i sliþni prefabrikati, oblici za ventile, prirubnice itd. jedinica mere je komad. Žlebnjaci, prema odreÿenom unutarnjem i spoljašnjem preþniku mera je dužina, a jedinica je 1 m. Pletenice sa naznaþenim materijalom, dimenzijama preseka, masom po jedinici dužine i, po potrebi, daljim elementima specifikacije (tehnologija izrade) mera je dužina, a jedinica je 1 m. Pomoüni materijal i pribor (lim, limene polupreraÿevine, bandaži i sl.) prema u trgovini uobiþajenim merama i jedinicama.

6.22. Tolerancije pri isporuci materijala Pri isporuci materijala u rasutom stanju, koji se obraþunava prema masi, može se pošiljka odbiti, ako sadržaj vlage na mestu isporuke kod prodavca iznosi više od 17,5 % ili na mestu upotrebe 22 % ili više. Izuzetak iz ove mere su sirova dijatometrijska zemlja, tufovi i ostali izolacioni materijali (takoÿe i u mlevenom stanju) ako inaþe nisu tvorniþki obraÿeni. Za komadne isporuke, tolerancija za linearne dimenzije sme iznositi po pravilu ±2 %, ali ne više od ±2 mm. Komadna isporuka se može odbiti ako sadrži više od 15 % loma. Za jastuke debljine do 50 mm tolerancija debljine ± 10 %, a preko te debljine ± 5 mm. Za obiþan pust i sliþno, tolerancija iznosi ± 5 %, ali najmanje ± 1 mm. Dužina vlaknastih materijala i filca ne srne biti manja od nazivne, a širina sme odstupiti za najviše ± 2 %, ali najmanje ± 6,2 mm. Pri merenju debljine treba opteretiti uzorak, kako je to predviÿeno u t. 5.044. Za pletenice je tolerancija za debljinu ± 10 %, ali najmanje ±2 mm. Dužina pletenice srne biti manja od nazivne dužine. Kao garanciju, obavezno je navesti najširi i najniži iznos mase po jedinici dužine, koji se meÿusobno smeju razlikovati najviše za 10 %. Ovaj podatak meri se na komadima dužine od 10 m. Pri isporuci u kojoj je jedinica 1 m, 1 m2 ili 1 m3 smanjuje se deklarisana isporuþena koliþina za onoliko za koliko je mera ispod tolerancije prema ovom standardu. Ako je linearna mera ispod 6 %, ali najmanje 6 mm preko tolerancije, isporuka se može odbiti.

O IZOLACIJI

175

6.23. Tolerancije pri izvoÿenju radova Vrednost radova izražava se veliþinom izolovane površine na koju se odnose jediniþne cene po m2 površine. Za izolaciju sa spoljne strane izolirana površina je površina izolacije. Za izolaciju sa unutrašnje strane je izolovana površina jednaka površini zatvorenog prostora, posude i sliþno, pre izolovanja. Za cevovode i druga sliþna cilindriþna tela može se obim radova izraziti u metrima dužine objekta. Naruþena debljina izolacije kontroliše se, po pravilu, probom na nasumice odabranim mestima. Tolerancija debljine je ±3 %, ali ne manje od 2 mm. Ako izvedena debljina prekoraþuje toleranciju u odnosu na naruþenu, zaokružuje se za 5 mm na niže i u obim radova ulazi ovakva smanjena debljina izolacije. Dozvoljena tolerancija proverava se, bilo merenjem obima ili direktnim merenjem, ubadanjem odgovarajuüeg merila u izolaciju. Krovna lepenka i ostali materijali za prekrivanje izolacije ne uraþunavaju se u debljinu, ukoliko nisu sastavni deo konstrukcije potrebne da se izolacija ne raspadne (kao što je sluþaj npr. pri ispuni limenog plašta). Za tela sa nepravilnom površinom (npr. kotlovi sa sekundarnim vazduhom ili kotlovi sa plamenikom) za obraþun se uzima srednja debljina izolacije. Za obraþun izolacije cevi služi i obraþunska površina koja se odreÿuje na osnovu spoljnjeg preþnika cevi, debljine izolacije i dužine cevi. Za uobiþajene izvedbe dužina se meri preko prirubnica do njihove sredine. Ventili, odvojci, oštre merne prigušniice i sliþno ne uraþunavaju se u dužinu. Njihove izolacije obraþunavaju se posebno. Za lukove se meri dužina sa spoljne strane izolovanog luka. Za ravna tela ili izboþene površine mere se ukupne dimenzije. Neizolovani delovi površine oduzimaju se samo ako su veüi od 0,5 m2. Ako se te površine odvojeno izoluju kasnije, ovaj posao mora se obraþunati posebno. Najvažniji sluþajevi merenja dimenzija dati su u prilogu br. 3.

6.3. Garancije Davanje garancije i provera garantovanih elemenata vršii se prema taþki 4. i 5. Ukoliko je naruþilac ujedno i kooperant na poslu (pomoüna radna snaga, dobava materijala, skela i sl.), potrebne su posebne garancije s njegove strane. Tehniþke garancije i ispitivanja garantovanih elemenata obavezni su. Svaka od ugovorenih strana ima pravo zahtevati da njen predstavnik prisustvuje proveravanju garantovanih elemenata. Proveru vrši ovlašüena organizacija.

6.4. TEHNIýKO-EKONOMSKI ZAHTEVI 6.41. KONAýNI OBRAýUN Konaþni obraþun isporuþenog materijala i izvršenog rada moraju izvršiti zajedniþki obe ugovorene strane odmah po završetku celokupnog posla. Kod dužih prekida, obraþuni se moraju izvršiti za delimiþno izvršene obaveze. Ugovorom se mora predvideti vrednost delimiþno ispunjenih obaveza za koje se obraþun vrši, odnosno dužina prekida za koje se obraþun vrši bez obzira na obim izvršenja ugovornih obaveza. Pri isporuci materijala sve linearne mere kontrolišu se na gradilištu, a sve mase kako na gradilištu, tako i na skladištu dobavljaþa. Obim izvršenih radova odreÿuje se na gradilištu.

6.42. CENE Prilikom isporuka materijala, u cenu ne sme biti uraþunat povraüaj ambalaže. Ambalaža koja se može upotrebiti više puta, obraþunava se posebno i mora se vratiti u roku od 30 dana po prijemu robe.

176


Povraüaj ambalaže ide na teret dobavljaþa. U roku od 30 dana po prijemu ambalaže dobavljaþ mora priznati naruþiocu 2/3 cene zaraþunate za ambalažu. Prilikom izvršenja radova, cena je zavisna od naruþene debljine izolacije pri ugovorenoj izvedbi, ukljuþujuüi tu i dodatne troškove, kao i dodatke za otežavajuüe uslove rada. Postavljanje skela ne srne se posebno specificirati u ovim troškovima i ono mora biti obuhvaüeno u ceni izolacije. Ako cene izolacija ne ukljuþuju pomoünu radnu snagu koju daje naruþilac, ugovorom se mora odrediti brojni odnos radne snage izvoÿaþa i pomoüne radne snage naruþioca. Ako se na zahtev naruþioca mora raditi prekovremeno, nedeljom, na državne praznike ili pod otežavajuüim uslovima, u smislu normativnih akata radne organizacije izvoÿaþa, izvodi iz ovih akata‚ moraju bitti priloženi ugovoru. Za prekid rada po nalogu naruþioca, mora se ugovorom predvideti i obešteüenje troškova prouzrokovanih prekidom. Ovo obešteüenje odnosi se na izgubljeno radno vreme u dolasku i povratku, uskladištenje i osiguranje materijala i alata, transportne troškove i sliþno. Odluku o prekidu rada može doneti rukovodilac gradilišta ili pogona, koji je za to odreÿen od strane naruþioca. Nalog za obustavu rada mora se dati pismeno. Cene za radove bez isporuke materijala moraju se ugovoriti po jedinici površine izolacije, po tekuüem metru izolovanog cevovoda ili paušalno, odnosno na sat, u kom sluþaju mora postojati dokument o obaveznom satnom uþinku, kao i o penalima u sluþaju njegovog neispunjenja. Za plaüanje na sat ugovorom se moraju predvideti režijski dodaci.

6.43. OBAVEZE NARUýIOCA NA GRADILIŠTU Sve površine koje treba izolovati naruþilac mora staviti na raspolaganje u takvom stanju da nije potrebno izvršiti nikakve prethodne radove za postavljanje izolacije. Grupe neravnina, ostaci grube mehaniþke obrade, zaptivni materijal, stari malter i graÿevinski otpadak, moraju se ukloniti. Ako to tehnološki postupak nanošenja izolacije traži, naruþilac mora osigurati grejanje parnih i toplovodnih postrojenja koja se izoluju. Rashladna postrojenja moraju biti potpuno suva pre izolovanja. Sa materijalom i opremom, koje na raspoloženje stavlja naruþilac, mora se sa pažnjom postupati. Ugovorom se moraju predvideti klauzule za sluþaj ošteüenja. Naruþilac mora postaviti eventualno potrebne konstrukcije za osiguranje priþvršüenja izolacija. Naruþilac mora osigurati osvetljenje, vodu i gorivo u blizini radnih mesta gradilišta. Ova udaljenost mora se ugovorom precizirati. Naruþilac mora staviti na raspolaganje odgovarajuüi zatvoreni prostor za boravak radnika i smeštaj materijala i alata. Deo ovih prostorija namenjen boravku radnika mora imati grejanje i sanitarne prostorije. Alternativno, može izvoÿaþ postaviti svoju provizornu zgradu na gradilištu. U tom sluþaju mora mu se staviti na raspolaganje prostor u blizini gradilišta koji ima prikljuþak na instalacije. Udaljenost i lokacija moraju se precizirati ugovorom.

6.44. OBAVEZE IZVOĈAýA Izvoÿaþ je obavezan da se pridržava specifiþnih uslova na gradilištu naruþioca, ako takvi uslovi postoje. Izvoÿaþ mora posle završetka radova oþistiti gradilište i njegovu neposrednu okolinu od otpadaka i materijala koje je naneo ili njihovo nanošenje prouzrokovao. Pod ovim radovima ne podrazumevaju se posledice popravki i þišüenja koje se nisu dale izbeüi (npr. probijanje zidova, ošteüenja boja i sl.). Izvoÿaþ mora obavezno voditi dnevnik rada u koji se moraju zapisivati samo podaci važni za kontrolu izvršenja ugovornih obaveza, a posebno elementi za obraþun, koji se po završetku rada ne mogu neposredno merenjem ustanoviti (þistoüa površina koje treba izolirati, zahtevi za prekovremeni rad, ako je to ugovorom

O IZOLACIJI

177

predviÿeno i sl.). Dnevnik rada potpisuje rukovodilac gradilišta i nadzorni organ naruþioca, ili lica koja oni ovlaste u dnevniku, zajedno sa trajanjem ovlašüenja ili specifikacijom radova za koje su ovlašüeni.

6.45. PROVERA GARANT OVAN IH ELEMENATA Izvoÿaþ mora besplatno ukloniti sve pronaÿene tehniþke nedostatke u smislu garancija ili izvršiti ponovni rad. Trajanje garancije je 3 meseca po prijemu materijala, odnosno 2 godine po završetku radova. Za eventualne popravke garancija za popravljene delove traje ponovo 2 godine, raþunato od dana završetka popravki. Ako se izvoÿaþ ne odazove pozivu za ustanovljenje tehniþkih nedostataka i ako ne otkloni ustanovljene tehniþke neispravnosti u dogovorenom razumnom roku, naruþilac može otkloniti pronaÿene nedostatke na teret izvoÿaþa. Garancija za nedostatke otpada u sluþaju elementarnih nepogoda ili tehniþkih havarija koje nisu prouzrokovane nekvalitetno izvedenom izolacijom ili ako je izvoÿaþ pismeno odbio da preuzme tu garanciju, a naruþilac je to odbijanje prihvatio. Ako izvoÿaþ ne ispuni tehniþke garancije u pogledu toplotne provodljiivostii, prema taþ. 4, ukljuþivši tu i predviÿene tolerancije, dužan je platiti penale, ako to prekoraþenje iznosi do 10 % za isporuku materijala i do 15 % za radove, prema tabeli 2.

Tabela 2. Za prekoraþenje od 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10 % 11 % 12 % 13 % 14 % 15 %

Oduzima se od ukupnog iznosa raþuna 0,3 % 0,8 % 1,4 % 2,2 % 3,0 % 4,5 % 6,7 % 9,0 % 12,0 % 15,0 % 18,0 % 21,0 % 24,0 % 27,0 % 30,0 %

Ako procenti prekoraþenja garancije, navedeni u prethodnom stavu, za isporuku materijala i izvršenje radova prekoraþe 10, odnosno 15 % ili ako se ustanove drugi nedostaci, kao nedovoljna þvrstoüa, nedovoljna gustoüa ili nedovoljna trajnost u smislu ovog standarda, naruþilac može po vlastitom izboru odluþiti da li üe zahtevati sniženje troškova ili üe zahtevati novu isporuku materijala, odnosno novu izradu izolacije. Troškove merenja preko ugovorenih, odnosno, ovim standardom predviÿenih, a potrebnih da se obim i iznos prekoraþenja garancija ustanovi, plaüa naruþilac ako proverene vrednosti odgovaraju garantovanim. U suprotnom sluþaju, plaüa izvoÿaþ. Vrstu i obim merenja odreÿuje strana koja ova merenja zahteva, na predlog organizacija ovlašüenih za ovu vrstu posla.

178


Ako se nedostaci i nakon popravke, odnosno nove isporuke, ne otklone, naruþilac može odustati od ugovora i zahtevati uklanjanje izolacije. Ukoliko se u roku od 2 meseca izvoÿaþ ne odazove ovakvom zahtevu, naruþilac može narediti uklanjanje ove izolacije na teret izvoÿaþa.

6.46. IZVRŠENJE Izvršenje radova ili isporuka materijala moraju se obaviti u ugovorenim rokovima. Rokovi vrede uz uslov da ne nastupe izvanredne, nepredviÿene okolnosti kod izvoÿaþa ili kod naruþioca. Ovakvim okolnostima smatraju se sluþajevi više sile, obustave rada, otkazi isporuke materijala bez vlastite krivice, državne administrativne mere i sl. Uticaj smrzavanja, koje se nije dalo spreþiti, smatra se takoÿe višom silom. U sluþajevima više sile mogu obe strane odstupati od ugovora, ako se na taj naþin rok isporuke produži za 6 meseci ili više. Ako rok završetka radova, odnosno isporuke, ne bude održan iz nekih drugih uzroka koji su zavisni od naruþioca (npr. nestavljanje gradilišta blagovremeno na raspolaganje), rokovi se produžuju za isto toliko vremena. Ukoliko ovo zakašnjenje traje duže od 3 meseca, izvoÿaþ može otkazati ugovor ili zahtevati priznanje povišenja troškova rada i materijala, koje mora dokazati. Ukoliko se naruþilac i izvoÿaþ ne mogu složiti o ceni, moraju sporazumno odrediti komisiju za veštaþenje i uslove njenog plaüanja. Ako do zakašnjenja završetka radova doÿe krivicom izvoÿaþa, naruþilac može zahtevati ugovorom predviÿene penale i odreÿivanje novog naknadnog roka. Ukoliko i ovaj rok ne bude održan, naruþilac ima pravo raskida ugovora i obešteüenja za nastale troškove, izuzev izgubljene dobiti, kao i na ugovorene penale. Pri tome isporuþeni, a neupotrebljeni materijal ostaje vlasništvo izvoÿaþa, ali može poslužiti za obešteüenje naruþioca, ukoliko je ovaj sa tim sporazuman. Prenos vlasništva u tom sluþaju mora izvoÿaþ pismeno potvrditi. Kontrola izvršenja radova po obimu vrši se prema prilogu br. 3.

6.47. OSIGURANJA Sva osiguranja za transport, nesreüe, požar, provalne kraÿe i jemstvo idu na teret izvoÿaþa. Obaveza osiguranja izvoÿaþa traje do priznanja izvršenog opsega radova.

6.48. PATENTI Izvoÿaþ snosi punu odgovornost za jemstvo da u okviru isporuþenog materijala i izvršenih radova nije povreÿeno niþije pravo patenta ili kakva druga zaštita.

Veza sa drugim standardima SRPS A.A1.020 SRPS A.A1.021 SRPS A.A1.040 SRPS U.A2.020 SRPS UJ1.040 SRPS UJ1.060 SRPS U.J1.090 SRPS U.J5.020

– Veliþine i jedinice, nazivi oznake i definicije veliþina – Veliþine i jedinice, nazivi, oznake i definicije specifiþne težine pod raznim uslovima – Veliþine i jedinice, nazivi oznake i definicije jedinica. Opšta grupa – Odreÿivanje koeficijenta provodi jivosti toplote metodom grejne ploþe – Upaljivaþi graÿevinskih materijala – Odreÿivanje brzine širenja požara – Ispitivanje otpornosti zidova protiv požara. – Tehniþka termodinamika. Veliþine, simboli, jedinice.

O IZOLACIJI

179

PRILOZI Prilog broj 1. Dodatni gubici zbog ugradnje armatura i ostalih elemenata u izolovane cevovode Prilog broj 2. Obrazac za podnošenje ponude za jednu poziciju Prilog broj 3. Mere dimenzija izolovanih površina PRILOG BR. 1. DODATNI GUBICI ZBOG UGRADNJE ARMATURA I OSTALIH ELEMENATA U IZOLOVANE CEVOVODE Dodaci za ventile i zasune Ovi dodaci prikazni su u donjoj tabeli u ekvivalentnoj dužini izolovamog cevovoda. U njih nisu ukljuþeni dodaci za pripadajuüe prirubnice. Ovi dodaci su izraþunati za proseþni kvalitet toplotne izolacije Ȝ100 = 0,08 W/(m K); Ȝ400 = 0,105 W/(m K). Stepen izolovanosti ugraÿenog ventila ili zasuna Ekvivalentna dužina izolovane Za unutarnji cevi u (m) preþnik cevi kod temperature (mm) cevi 100 °C Ekvivalentna dužina izolovane Za unutarnji cevi u (m) preþnik cevi kod temperature (mm) cevi 400 °C

% neizolovane površine unutar prostorija u okolini 100 % 33 % 25 % 100 % 33 % 25 % 100

6

3

2,5

15

6

4,5

500

9

4

3,0

19

7

6

100

16

6

5,0

22

8

6

500

26

10

7,5

32

11

8,5

Ako se stvarni podaci razlikuju od podataka za koje je data gornja tabela, treba se služiti kod drugaþijih vrednosti sa proporcionalno promenjenim brojevima, a kod drugaþijih vrednosti za temperature, preþnike i izolovane površine linearnim interpolacijama. – Dodaci za parove prirubnica Za 100 % neizolirane površine dodatak iznosi 1/3 dodatka za ventile istog promera. Za izolovane površine – za izolaciju preko prirubnice, bez dodatka – za izolacionu kapu 1 m dužine cevi. – Za vešanje cevi: unutar prostorija: 15 % gubitka toplote cevi bez ugraÿenih elemenata u okolini: 25 % gubitka toplote cevi bez ugraÿenih elemenata.

180


PRILOG BR. 2. OBRAZAC ZA PODNOŠENJE PONUDE ZA JEDNU POZICIJU Izvoÿaþ – Isporuþilac:*

Mesto __________ Datum ________ Ponuda broj ___________

Naruþilac:

Gradilište __________ Železniþka stanica ________ Udaljenost od puta 1. reda ___________

Približni (neobavezni) opseg isporuke ______ m2 Objekat ________ Kolena: _________ Prirubnica ________ Lukova ________ Podnica _____

Unutrašnja temperatura ti = _________ °C U zgradi – Na otvorenom* Temperatura okoline te = _________ °C Preþnik cevi, posuda dt = _________ m strop, pod, zikd*

Garancija za izvedbu od Pogonski koeficijent toplotne vodljivosti Srednja temperatura Gustoüa Jediniþne cene Za površine A Za cevi

Materijal ** °C kg/m3

Din/m2 Din/m2 Din/m2 cm

Ao A

Godišnje trajanje pogona Anuiteti h/god = % Materijal Proraþun cena za razne materijale i debljine Gubitak toplote Cena Cena Anuiteti UkupDebljina d gubitka gotove izolacije ni godišnji (mm) izolacije troškovi na sat na godinu Din/m god Din/m* Din/m god Din/m god Din/m2 Din/m2 Din/m2 Din/m2 god god god

Dodatne cene po jedinici armature Koleno Luk Prirubnica …. …. ….

* Ako nešto ne odgovara treba precrtati. ** W/m, za cevi W/m2, za druge površine

Podnica ….

Raþva ….

…. ….

Din/kom.

O IZOLACIJI

181

PRILOG BR. 3. MERE DIMENZIJA IZOLOVANIH POVRŠINA 1. Ravna cev 7. O × L = Opseg × dužina Preko spojnih prirubnica meri se skroz Ugraÿeni aparati posebno 2. Luk ili koleno 8. U × L; L – preko spoljne izvodnice 3. Umeci izmeÿu lukova 9. Lo < 0,5 Raþuna se kao jedan od lukova

Razdelnici U × L + þeone površine Odvojke meriti posebno (kao pod 5)

Ovalne þeone površine F=R·r·ʌ Prirubnica i krajnja prirubnica U×L Kod limenih kapa: uz dodatak boþnih površina. Ako se limene kape sastoje iz više nego dva dela ili imaju prodora ili odvojke, uraþunava se dodatni limeni rad 4. Više cevi u jednoj izolaciji 10. ýetvrtasti kanali Cevi se raþunaju kao pojedinaþno izoU × L, inaþe, kao od 1. do 5. lovane 11. Kape za ventile i sl. 5. Odvojci U 1 × L1 + U 2 × L 2 U 1 × L1 + U 2 × L 2 U tvrdom plastu, bez dodatka. Kod limenih kapa: dodatak za þeone poU limenom plastu – dodatak za limarvršine ske radove 6. Levci i levkasti lukovi 12. Podnice Um × L R2 ʌ Um = srednji opseg 13. Unutarnja izolacija Um = ʌ/2 (D1 + D2) L1 + L2 Napomene: a) Iseþci ispod 0,5 m2 ne oduzimaju se b) Ako se na prodorima kroz zidove stavljaju štitnici, .svaki od njih raþuna se i kao 0,5 m izolirane cevi c) ýeone površine do promera od 0,8 m raþunaju se kao da su pune.

182


L 9.

1. L

L L3

L

2. L1

10.

L2

11.

3.

L2

L0

4. L1

L2

2S

R

L

1/21/2

Dm

D

D1

6.

R

R

5.

12.

D2 13.

7.

L2

L1

L

8.

r

R

Unutrašnja strana L = L1 + L2

O IZOLACIJI

183

3.4. IZOLOVANJE CEVOVODA, ARMATURE I OPREME Sa ekonomske taþke gledišta manjkavo je štedeti na toplotnoj zaštiti cevovoda, armature i oprema kada je u pitanju vodena para, topla i vrela voda, rashladni mediju i drugi topli ili hladni tehnološki mediji. Posebno treba dobro izolovati armaturu i prirubnice. Po nekim izvorima toplotni gubitak neizolovane prirubnice je isti kao i pribliþno 8 m izolovanog cevovoda istog nazivno otvora [23]. Kao proverena podloga može se za izbor debljine izolacije za cevovode, kanale i opremu koristiti tabela 3.1. Kao izolacioni materijal je primenjena mineralna vuna. Date vrednosti mogu neznatno odstupati usled vremenskih uslova, i u posebnim sluþajevima treba proveriti ekonomiþnost izolacije odnosno debljine izolacije. Za odreÿivanje toplotnih gubitaka može poslužiti tabela 3.2 u kojoj se nalaze neki izolacioni materijali koji se možda retko upotrebljavaju. Meÿutim niz literaturnih podataka upuüuje na razliþite vrednosti izolacionih materijala [24]. Ali treba voditi raþuna da stvarni toplotni gubitak usled „toplotnih mostova“ može nekada biti veüi od proraþunskog. Pri utvrÿivanju garancije za neku izolaciju može se poüi od razliþitih uslova. Ovi moraju biti takvi da ispitivanje završene izolacije bude nedvosmisleno. Pomoüu meraþa protoka toplote meri se toplotni gubitak na proizvoljnom mestu neke izolacije. Na taj naþin se za dati sluþaj može ustanoviti najveüi toplotni gubitak koji ni na kom mestu izolacije ne može biti prekoraþen. Uobiþajena orijentaciona vrednost, na primer, za gubitak toplote u cevovodima pregrejane vodene pare iznosi od 170 do 200 W/m2, a gubici toplote za cevovode sa zasiüenom vodenom parom i vrelom i toplom vodom su niži. Korisnije je umesto toplotnog gubitka kao garancije dati vrednosti toplotne provodljivosti jer je ista nezavisna od navedenih odnosa. Pod srednjom toplotnom provodljivošüu Ȝm izvedene izolacije podrazumeva se ona koja se merenjem toplotnog protoka u vezi sa temperaturom površine takoÿe može jednostavno naknadno kontrolisati. Nasuprot tome, neupotrebljiv je ranije mnogo korišüen podatak razlike temperature izolacije i okoline jer je odreÿivanje istog nemoguüe usled neobuhvatljive strujne i temperaturske raspodele. Pri dimenzionisanju debljine izolacije teži se najpovoljnijoj vrednosti sa ekonomske taþke gledišta. Ona je ostvarena u tom sluþaju, ako suma amortizacije i održavanja izvedene izolacije i nastali novþani iznos usled toplotnog gubitka kod ove izolacije þine najmanju vrednost. Nije na odmet spomenuti poznatu tehniþku preporuku, da je najbolje ako proizvoÿaþ daje egzaktne podatke o svom proizvodu. U ovom sluþaju je to podatak o gustini izolacije, koeficijentu provodljivosti, sposobnosti upijanja vlage i sliþno. Na taj naþin se može sa više preciznosti odrediti kvalitet toplotne izolacije.

Spoljni preþnik, mm 30 38 44,5 57 70 83 89 102 108 133 159 191 216 241 267 292 318 343 368 394 419 470 521 Rezervoari Kanali

100 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 60 60 60 60 70 70 70 70 70 80 80 80 80

125 40 40 40 40 50 50 50 50 60 60 60 60 70 70 70 70 70 80 80 80 80 80 90 90

150 40 40 50 50 50 50 60 60 60 70 70 70 70 70 80 80 80 80 90 90 90 90 100 100

175 40 50 50 50 50 60 60 60 70 70 70 70 80 80 80 90 90 90 90 90 100 100 100 100

200 50 50 50 60 60 60 70 70 70 70 80 80 80 90 90 90 100 100 100 100 110 110 110 110

Temperatura strujuüeg medija, °C 225 250 275 300 320 350 50 50 60 60 70 70 50 60 60 60 70 70 60 60 60 70 70 80 80 80 70 70 60 60 90 80 80 70 70 60 90 100 80 80 70 70 70 80 80 90 90 100 70 80 90 90 100 110 80 80 90 100 100 110 80 90 100 100 110 120 80 90 100 110 110 120 90 100 100 110 120 130 90 100 110 110 120 130 90 100 110 120 130 140 100 110 110 120 130 140 100 110 120 130 140 150 100 110 120 130 140 150 110 110 120 140 150 160 110 120 130 140 150 160 110 120 130 140 160 170 120 130 140 150 160 170 120 130 140 150 160 170 180 120 130 150 160 170 120 130 150 160 170 180 375 70 80 80 90 100 100 110 110 120 120 130 140 140 150 150 160 160 170 170 180 180 190 190 190

400 80 80 90 100 100 100 110 120 130 140 140 150 150 160 160 170 170 180 180 190 190 200 200 200

450 90 100 100 110 110 120 130 140 150 150 160 170 170 180 180 190 200 220 200 210 210 210 220 220

500 100 110 110 120 130 140 150 150 160 170 180 180 190 200 200 210 220 220 220 230 230 240 240 240

550 110 110 120 130 140 150 150 160 170 180 180 190 200 210 220 230 240 240 240 240 240 240 240 260

Spoljni preþnik, mm 30 38 44,5 57 70 83 89 102 108 133 159 191 216 241 267 292 318 343 368 394 419 470 521 Rezervoari Kanali

Tabela 3.1. Ekonomiþna debljina izolacionih jastuka od mineralne vune; spoljašnja temperatura 20°C; debljina izolacije u mm

184 3. Toplotna izolacija opreme

O IZOLACIJI

185

Tabela 3.2. Koeficijent provoÿenja toplote Ȝ, W/(mK), izolacionih materijala Red. br. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

12. 13. 14. 15. 16. 17.

18. 19.

Materijal

Gustina kg/m3

Plutane ploþe 119 Plutane ploþe 155 impregnirane 48 Plutana zrna 1–2 mm Plutana zrna 45 3–5 mm Tresetne ploþe 210 Drveni filc 330 Piljevina sušena 215 Slamna vlakna 140 Svilena pletenica 174 Dijatomejska 450–840 zemlja Dijatomejska 350 zemlja za ispunu (u prahu) Šljakina vuna 180–200 Staklena vuna 186 Staklena vuna 219 nabijena Azbest malo 383 nabijen Azbestni file, 420 savitljiv Azbestno 1930 presovane ploþe nesavitljive Penasta šljaka 360 visokih peüi Ugljena šljaka 700

0 0,0356 0,041

Koeficijent provoÿenja toplote Ȝ, W/(mK) pri srednjoj temperaturi u °C 20 50 100 200 0,0377 0,041 0,043 0,0454 0,0337

300

0,0419

0,0384 0,050 0,0698 0,0454 0,0454

0,0523 0,0523 0,0721 0,050

0,0558

0,0547 0,072– 0,170 0,0604

0,0604 0,074– 0,172 0,0767

0,080– 0,176 0,0907

0,086– 0,180

0,0349 0,0349

0,0442 0,0430

0,0488 0,0547 0,050

0,0640 0,0790 0,0663

0,0802 0,1070

0,1116

0,1151

0,1186

0,0849 0,641

0,1105 0,1512

0,1628

Date vrednosti u tabeli su srednje vrednosti raznih ispitivanja.

3.5. POLIURETANSKI PENASTI MATERIJALI KAO IZOLACIONI MATERIJALI [25] 3.5.1. UVOD Energije je sve manje, i sve je skuplja. Iako su otkriveni neki novi energetski izvori, kao što su Sunþeva i geotermalna energija, u narednim godinama energije neüe biti neograniþeno. Ušteda toplotne energije izolacijom može se smatrati jednim od glavnih uslova i zadataka moderne i napredne graÿevinske i mašinske tehnike. Mnogi su þak skloni da okarakterišu dobru izolaciju kao „novi izvor energije“.

186


Dobra izolacija nema samo cilj da smanji troškove grejanja, veü i da pomogne u rešavanju problema u oblasti procesnog mašinstva, kao što su: – neophodno održavanje temperature nekog fluida na zadatoj vrednosti, – potreba da se izbegne kondenzacija vodene pare, – spreþavanje opasnosti od povreda radnika pri rukovanju opremom i instalacijama. 3.5.2. IZOLACIJE U TERMOTEHNIýKIM POSTROJENJIMA I INSTALACIJAMA Poslednjih trideset godina je napredak u oblasti plastiþnih masa veoma veliki. Oblasti primene se proširuju iz dana u dan, razvoj je sve intenzivniji a iskustva sve bogatija. Meÿu najkorisnije i najraznovrsnije proizvode u ovoj oblasti spadaju poliuretani, koji su za relativno kratko vreme praktiþne primene doživeli ogroman razvoj. Za veüinu ljudi poliuretani su meke plastiþne pene. Oni ovu penu vide ili u obliku sunÿera, ili je oseüaju u delovima nameštaja. Meÿutim, tvrda poliuretanska pena, koja je obiþno „skrivena“ od pogleda, sve više se primenjuje u industriji i graÿevinarstvu, zahvaljujuüi svojim izuzetnim karakteristikama, kao što su: – mala specifiþna gustina materijala i odliþne mehaniþke karakteristike; – najniži koeficijent provoÿenja toplote u odnosu na druge materijale koji se koriste u iste svrhe; – moguünost proizvodnje „na licu mesta“; – dobra dimenziona stabilnost; – velika otpornost na provoÿenje i apsorpciju vode; – postojanost na niskim i visokim temperaturama; – svojstvo samogasivosti. S obzirom na postignute rezultate, treba verovati da tek poþinje era tvrdih poliuretanskih pena i izolacionih sistema zasnovanih na ulivanju i ekspanziji izolacionog materijala. 3.5.3. KARAKTERISTIKE TVRDIH POLIURETANSKIH PENASTIH MATERIJALA Tvrda poliuretanska pena se ubraja u duroplastiþne materijale, što znaþi da ovi materijali imaju veliku specifiþnu gustinu mrežaste strukture i da nisu topljivi. Ovu mrežastu strukturu karakteriše zatvorenost strukturnih üelija i krutost. Prednosti tvrdog poliuretana su pogodne mehaniþke karakteristike pri maloj specifiþnoj gustini, praüene dobrom izolacionom sposobnošüu kako na niskim tako i na visokim temperaturama, zatim dobra hemijska otpornost i intenzivno lepljenje pri ispenjavanju. Ove karakteristike tvrde pene omoguüuju veliku i raznoliku primenu. Struktura – sitnoüelijasta; 90–95 % zapremine predstavljaju zatvorene üelije; Gustina pri slobodnom rastu od 30 do 60 kg/m3; Otpornost na pritisak – pri gustini od: 30 kg/m3 – 1470,9 Pa, 60 kg/m3 – 3922,6 Pa, 100 kg/m3 – 98066,5 Pa.

O IZOLACIJI

187

Postojanost na niskim temperaturama – pri gustini od preko 30 kg/m3 do –40°C (233 K), a preko 80 kg/m3 do –200°C (73 K). Postojanost na visokim temperaturama – trajno temperatursko optereüenje od 100 do 120°C (373 – 393 K); Skupljanje – za gustinu preko 30 kg/m3 i 30°C do 0,3 % zapreminski; Toplotna provodljivost – zavisna od temperature; Koeficijent toplotnog širenja – 50 10–6 m/°C; Faktor difuzione otpornosti na paru pri gustini od 40 do 60 kg/m3 (0,05 – 1)10–6 m; Sposobnost gorenja – prema ASTM – 59 T – samogasivost; ývrstoüa prianjanja – na metal i anorganske materijale dobra do vrlo dobra; na plastomere – razliþita. Hemijska otpornost: velika postojanost na sve hemikalije koje su u upotrebi. Postojanost na svetlo – postepeno samobojenje u smeÿu boju, sa pojavom krtosti na površini. Elektriþne karakteristike – mali faktor dielektriþnog gubitka i konstanta dielektriciteta od približno 1. Zahvaljujuüi zatvorenoj üelijastoj strukturi (oko 95 % zatvorenih üelija), toplotna provodljivost ovih pena je toliko niska, da za sada ne postoji nijedan bolji izolacioni materijal ni za izolaciju na visokim, niti na niskim temperaturama. Vrednost koeficijenta toplotne provodijivosti ovih pena za sveže ispenjeni materijal iznosi od 0,016 do 0,020 W/(m K) i raste do maksimum 0,029, dok je raþunski koeficijent provoÿenja toplote za tvrdu poliuretansku penu 0,036 W/(m K). Ovako male vrednosti koeficijenta provoÿenja toplote omoguüuje veliki udeo zatvorenih üelija. U üelijama se nalazi aktivator F 11 (CF Cl3 – monoflortrihlormetan), koji daje tvrdoj poliuretanskoj peni ove dobre izolacione sposobnosti. Sledeüe uporeÿenje treba da još uoþljivije objasni toplotne izolacione sposobnosti poliuretanske pene. Na primer, 1 cm tvrde poliuretanske pene odgovara: – 2 cm plute. – 5–8 cm drveta, – 12–25 cm zida, – 40–80 cm betona. Presudan parametar koji utiþe na mehaniþke karakteristike je gustina. Poveüanjem gustine postižu se poboljšanja mehaniþkih karakteristike tvrde poliuretanske pene. Tvrde poliuretanske pene imaju postojanu formu u temperaturskom podruþju od –200 do 120°C. Ako se, na primer, želi hladiti na temperaturi od –50°C, potrebno je upotrebiti materijal þija je gustina minimum 35 kg/m3. Da bi poliuretanska pena bila stabilna na temperaturama ispod 0°C, potrebno je da þvrstoüa na pritisak u svim pravcima iznosi minimum 980,66 Pa. Gornja temperaturska granica može se pogodnim premazima, odnosno nanošenjem slojeva pogodnog materijala, pomaüi naviše, što je posebno znaþajno za izolaciju cevovoda za toplu vodu. Osim toga, razvijena je i jedna termostabilna pena, na bazi izocijanurata, þija je postojanost na visokim temperaturama do 180°C. Ono što predstavlja problem kod ove pene je suzbijanje pojave krtosti u iviþnim zonama. Skupljanje pene iznosi

188


maksimum do 0,3 % zapreminski, i to ne predstvlja neku veliku vrednost, ali se ona ipak mora uzeti u obzir prilikom dimenzionisanja odreÿenih profila. Difuzioni otpor na prodor vodene pare je priliþan, ali ne i preveliki. O ovoj okolnosti treba voditi raþuna tamo gde izmeÿu unutrašnjeg i spoljašnjeg zida postoji velika temperaturska razlika (na primer, pri izolaciji rezervoara za skladištenje amonijaka, frižidera za duboko hlaÿenje). U ovakvim sluþajevima posle izvesnog vremena dolazi do pojave kondenzata, što se može izbeüi umetanjem pregradnog sloja. Kao posledica veoma male moüi upijanja, tvrde poliuretanske pene su postojane na truljenje i skupljanje usled vlage. Poseban problem predstavlja postizanje otpornosti na gorenje. Stoga se pristupilo razvijanju tipa pene u koju se pored trihloretil fosfata dodaje i fosfor modificirani poliol. O postojanosti ovih tvrdih pena, može se reüi sledeüe. Profili izraÿeni od sistema tvrdih pena podležu starenju pri direktnom delovanju svetlosti; površina požuti, ali se pri tom ne javljaju nikakvi znaci smanjenja mehaniþkih karakteristika. Profili, odnosno oblikovani komadi izraÿeni od tvrde pene, mogu biti dovedeni u kontakt s uljima, mastima, razreÿemm kiselinama i bazama, a da se pri tome ne smanje njihove upotrebne vrednosti. Meÿutim u kontaktu s aromatskim i halogeniziranim ugljovodonicima, ketonima, esterima i jako polarnim rastvorima, dolazi do pojave bubrenja. Prerada i obrada Tvrde pene se mogu preraÿivati postupkom livenja, prskanja i froting (frothing) metodom. Postupak livenja se sastoji u sledeüem. Sistemi koji se upotrebljavaju za ovu metodu su tako podešeni, da se još tekuüa reakciona smeša posle završnog postupka mešanja izliva u kalup, koji treba svojim reakcionim punjenjem ispuniti, i koja po isteku vremena stvrdnjavanja (u zavisnosti od recepture) ispunjava kalup i stvrdnjava se. Ravnomerno rasporeÿivanje smeše u tzv. periodu starta moguüe je bez ikakvih teškoüa. Mešanje i izlivanje smeše u kalup je moguüe izvršiti sve dok pojava lake kremaste konzistencije ne najavi poþetak pretvaranja smeše u penu. Proces stvaranja pene je egzotermni proces. Ova toplota je potrebna radi isparavanja ekspandirajuüeg agensa (R11) i na taj naþin omoguüavanja odvijanja procesa penjenja. Pena u slobodnom prostoru raste ravnomerno i neometano. Za postizanje veüih debljina pene mogu se pripremiti sistemi po principu „nalivanja“. U tom sluþaju se novi sloj može uliti tek pošto prethodni dobije þvrstu i nelepljivu površinu. Efekat meÿusobnog prianjanja ovako izlivene površine, odnosno slojeva, veoma je dobar. Sistemi za livenje mogu se peniti i pod pritiskom. Reakciona smeša se uliva u zatvoreni kalup sa izvesnim viškom. Ovim postupkom mogu se dobiti veüe zapreminske mase no pri slobodnom rastu. Livenje se može vršiti ruþno i mašinski. Postupak prskanja – priprema sistema za tvrdu penu postupkom prskanja – vrši se iskljuþivo mašinski. Ovi sistemi imaju vrlo kratko reakciono vreme, da bi se na taj naþin izbeglo curenje reakcione smeše sa zidova i tavanice. Smeša, koja ima sposobnost ispenjavanja posle napuštanja komore za mešanje, se raspršuje i nanosi na površine koje njome treba pokriti, odnosno obložiti. Ponovljenim postupkom nanošenja prskanjem mogu se dobiti debljine zidova do 20 i više santimetara. Meÿusobno prianjanje pojedinaþnih slojeva nanetih prskanjem je veoma dobro, tj. kohezione sile su izvanredno velike. Na vertikalnim i viseüim površinama, u jednom radnom

O IZOLACIJI

189

postupku, ne bi trebalo nanositi smešu u sloju debljem od 10 do 20 mm. Na taj naþin bi se omoguüilo dobijanje vrlo ujednaþenog sloja. Uslov za uspešan proces penjenja je da temperatura osnovnog materijala (na koji se pena nanosi) iznosi najmanje 10 do 15°C. Froting metoda – metoda raspenjavanja – dozvoljava samo mašinsku obradu. Sistemi tvrde pene, koji se preraÿuju ovom metodom, sadrže pored reakcionog medijuma R11 (taþke kljuþanja 126,8°C) i mali deo medija R12 (taþke kljuþanja – 29,8°C) koji se u reakcionu smešu dodaje pod pritiskom. Prilikom izlaska smeše iz mešaþke glave dolazi do momentalnog isparavanja reakcionog medija s najnižom taþkom kljuþanja. Pri tome se postiže ispenjavanje materijala na trostruku zapreminu. Zbog reakcione toplote, isparava preostali reakcioni medij R11 sa višom taþkom kljuþanja i reakciona smeša ispenjava na konaþnu zapreminu. Ova metoda je pogodna za popunjavanje velikih zapremina i omoguüava kontinuirano preslojavanje još sveže ispenjenih slojeva. Naponski pritisci u peni, koji se javljaju pri ovako prinudnom penjenju, kao i pojave veüe zapreminske mase materijala u iviþnim zonama, niži su no pri postupku livenja ili „nalivanja“. Primena tvrdih pena 1. U graÿevinarstvu – izrada „sendviþ“ elemenata, koji se proizvode na postrojenjima, kontinuiranim naþinom rada. Sendviþ elementi imaju na popreþnom preseku ploþa razliþitu raspodelu materijala. U unutrašnjosti ploþe postiže se gustina približno od 50 do 60 kg/m3, a u iviþnim zonama, zbog primene pokrivnih slojeva od drugog materijala, kao što su aluminijum, plastiþna folija, karton, bituminizirani karton, azbestno-cementne ploþe, kao i drugi materijali, gustina je od 400 do 500 kg/m3. 2. Popunjavanje praznina i rascepa u zidovima tvrdim penama ili poliuretanskim masama za livenje. Vrata i prozori se mogu serijski proizvoditi od tvrdih poliuretanskih pena, što predstavlja uštedu vremena za šalovanje. Za pokrivni sloj se mogu upotrebiti razliþiti materijali, a da bi se dobile veüe þvrstoüe, može se izvršiti i armiranje. 3. Izrada profilisanih elemenata; smeša za penjenje se uliva mašinski u prethodno obraÿeni kalup ili konstrukciju od metala, epoksidnih smola odnosno livenih smola od poliestera. Kalupi se prethodno zagreju na 50°C. 4. U industriji nameštaja – školjke za fotelje, stranice delova nameštaja, pa þak i þitave konstrukcije za pojedine delove nameštaja. 5. U industriji izolacionih materijala – u industriji rashladnih ureÿaja izraÿuju se profilisani artikli i elementi za popunjavanje praznih prostora radi izolacije, na primer, u frižiderima za domaüinstvo, hladnjacima za duboko hlaÿenje, hladnjaþama, transportnim hladnjaþama, termosima i drugoj kampopremi. 6. Tehniþka izolacija – polutke izolacionih cevi za izolaciju cevovoda prethodno obložene košuljicom od materijala koji spreþava difuziju ili prodiranje vodene pare. Izolacija kolena, fazonskih komada te armature, može se izvesti tako da se najpre izvrši njihovo obavijanje izolacionim materijalom a zatim njihovo ukopavanje. Jedan veoma produktivan postupak visokopritisne izolacije rezervoara, krovova, konstrukcionih elemenata i drugog obuhvata primenu poliuretanske pene meto-

190


dom prskanja. Pomoüu odgovarajuüe mašine za penjenje vrši se raspršivanje jednog brzo reaktivnog poliuretanskog sistema. Uslovi koji moraju biti ispunjeni za primenu ovog postupka na otvorenom su suva podloga i temperatura okoline od najmanje 12 do 15°C. Svi ovi sistemi se mogu pripremiti da budu samogasivi, tj. da se pri pojavi vatre gase sami. Njihovo prianjanje za veüinu osnovnog materijala je veoma dobro. Ovi sistemi se mogu upotrebljavati i u drugim oblastima. U oblasti pomorstva se mogu izolovati i stabilizovati magacinski prostori, brodovi–hladnjaþe, rezervoari za teþnosti, pregradni zidovi i konstrukcije na palubama. U livnicama se tvrda pena upotrebljava za popunjavanje livaþkih kalupa, a pri livenju u pesku za pojaþavanje pešþanog kalupa pre livenja. U transportu – za opremanje lakih vozla, autobusa, transportnih sredstava za vazdušni i vodeni saobraüaj. Ovde tvrda pena ima funkciju termoizolacione zaštite i pri tome stabilizuje posmatrani objekt. U tom smislu je i primena tvrde pene u izradi sportske opreme, kao što su daske za jedrenje i sliþno. Pri pakovanju robe vrše se stvaranje pene oko robe koja se nalazi u polietilenskoj vreüi. Na taj naþin se dobija omotaþ koji odgovara oblicima zapakovane robe. U tu svrhu razvijena je elastiþno podešena pena, poznata pod nazivom „penasti materijal za punjenje“. Za pakovanje porcelana i robe od stakla upotrebljava se laki penasti materijal za punjenje, gustine oko 10 kg/m3, dok teža roba zahteva veüe gustine pene. Konstrukcione poliuretanske pene Takozvane strukturne ili þvrste integralne pene predstavljaju specijalno razvijene penaste materijale koji se pripremaju penjenjem u gotove oblike. Pri tome se dobija laminirani proizvod, sliþan sendviþ–konstrukcijama, koji se odlikuje poroznim jezgrom od pene i masivnom furniranom oblogom. Površinska zona i ovih profilisanih struktura odlikuje se sledeüim karakteristikama koje im osiguravaju strukturni penasti materijali: – odliþan kvalitet površine, – velika otpornost na stvaranje ogrebotina, – veoma velika mehaniþka tvrdoüa i otpornost. Karakteristike penastog materijala odreÿuju korišüene sirovine i sendviþ– struktura. Debljina spoljne obloge i raspodela mase materijala zavise od formulacije i tehnoloških faktora. Gustina mase profilisanih konstrukcija se kreüe u granicama od 100 do 180 kg/m3. Strukturni penasti materijali omoguüavaju oblikovanje veoma komplikovanih površina. Moguüe je izolovati i glatke profile, kao i bilo kakve strukturne površine. Tehniþke karakteristike su veoma dobre, te se materijali mogu primenjivati u temperaturskom podruþju od –200 do 80°C. Toplotno-izolaciona svojstva ovih penastih materijala u poreÿenju sa drugim materijalma iste jaþine je znatno povoljnija. Mehaniþke karakteristike postaju odliþne, jer se veüom gustinom u površinskoj zoni profilisanih struktura postižu veoma velike jaþine. Veü prema formulaciji i gustini, þvrstoüa na pritisak leži u granicama od 98066 do 98100 Pa, udarna žilavost na savijanje izmeÿu 1470 i 14710 Pa, a otpornost na smicanje izmeÿu 98066 i 196133 Pa.

O IZOLACIJI

191

Hemijske karakteristike penastih strukturnih materijala omoguüuju njihovu otpornost na vodu, ulja, masti razreÿenih kiselina i baza. U kontaktu sa odreÿenim organskim rastvorima, kao što su esteri, ketoni, halogenirani i aromatski ugljovodonici, dolazi do bubrenja. Apsorpcija vode je ispod 2 % po zapremini. Prerada Strukturne pene se mogu preraditi pomoüu mašina za penjenje poliuretanskih materijala. Kalupi se moraju konstruisati i izraditi tako da odgovaraju materijalu. Pogodni materijali za izradu kalupa su poliuretanske smole i razni metali. Pošto je kvalitet površine kalupa od presudnog znaþaja, konstrukciji se mora posvetiti naroþita pažnja. U praksi se pena proizvodi u liniji kalupa, koji su izraÿeni u seriji od željenog broja komada. Za male serije, kalupi i nosaþi kalupa se postavljaju kružno oko mašine za livenje pene i to tako da leže u oscilacionom preþniku mešaþke glave mašine. Za veüe serije, kalupi se postavljaju na okrugle i ovalne radne stolove, a zatim pokreüu tako da mešaþka glava mašine može izvršiti svoj zadatak. Ovi ureÿaji rade uglavnom prema programiranim lanþanim postupcima, pri þemu se vrše sledeüe radne operacije: – prethodno zagrevanje kalupa, – nanošenje pogodnog sredstva za odvajanje, – stavljanje potrebnih uþvršüenja (armature), – punjenje kalupa smešom, – operacija penjenja i oþvršüavanja (sazrevanja), – otvaranje kalupa i vaÿenje gotovog proizvoda, – þišüenje kalupa. Boja gotovih proizvoda je od žute do smeÿe. Materijal ima tendenciju da žuti, no pri tome se mehaniþka svojstva ne menjaju. Bojenje sirovina je moguüe samo veoma tamnim tonovima, te se zbog toga završna obrada sastoji u lakiranju. U tu svrhu su se pokazali veoma pogodni dvoslojni premazi, osnovni i završni, i to od poliuretanskog laka. Veoma je produktivan i moderan reakcioni postupak kombinovanog prskanja i livenja. Njime se može skratiti vreme þekanja izrade gotovog proizvoda na približno 3 minuta. Za ovaj postupak su potrebne mašine visokog uþinka. 3.5.4. TOPLOTNA IZOLACIJA Kao što je poznato iz niza termotehniþkih disciplina, izolacija direktno pospešuje ili utiþe na povoljno odvijanje procesa, odnosno smanjuje gubitke, te na taj naþin vrši direktnu uštedu energije. Toplotnom izolacijom se, na primer, postižu sledeüi efekti. – Toplotnom izolacijom kotlova i cevovoda za transport vrelih fluida, smanjuju se toplotni gubici, što predstavlja direktnu uštedu goriva. Na ovaj naþin se smanjuju naprezanja u materijalu koja bi mogla nastati zbog prekomernog i neujednaþenog hlaÿenja. Izolacijom parovoda spreþava se kondenzacija pare, pa se i tu postiže ušteda, kao i u bilo kom drugom vidu pri transportu toplih fluida. – Temperatura transportovanih fluida se održava konstantnom.

192


– Toplotnom izolacijom parnih mašina spreþava se hlaÿenje pare, što obezbeÿuje odreÿeno radno stanje i najpovoljniji stepen korisnosti mašine. – Toplotnom izolacijom ureÿaja za hlaÿenje, kao što su rashladne komore, spreþava se efekat hlaÿenja i snižava toplotno optreüenje rashladnog ureÿaja u celini. – Izolacijom od kondenzacije; cevovodi za transport hladne vode ili rashladnog medijuma u ureÿajima za hlaÿenje pri niskim temperaturama protoþnog medijuma rose na spoljnoj površini, zbog kondenzacije vlage iz vazduha. Pojedini delovi cevovoda mogu se zbog toga po površini zalediti. Izolacijom od smrzavanja se temperatura na površini izolacije održava iznad temperature rošenja okolnog vazduha, te tako ne dolazi do njene kondenzacije. – Toplotnom izolacijom dimnih kanala i dimnjaka spreþava se hlaÿenje dimnih gasova do taþke kondenzacije. Na taj naþin se materijal kanala odnosno dimnjaka štiti od korozije i propadanja, a poboljšava uzgon dimnih gasova i njihovo lakše odlaženje u atmosferu.

3.6. POLIURETAN KAO IZOLACIJA I ZAŠTITA [26]

Intenzitet korozije

3.6.1. UVOD U oblasti izolaterstva poliuretani predstavljaju grupu najboljih izolatora za industrijsku primenu u odreÿenim oblastima. U svom hemizmu nastajanja, ili kao gotov proizvod, poliuretan ima i neka prateüa veoma pozitivna svojstva, i to u pogledu zaštite metala odnosno materijala. Ovu þinjenicu je važno naglasiti jer se poseban akcenat stavlja na zaštitu metala, naroþito kada je reþ o þeliku i gvožÿu, jer je njihova zaštita neophodna bilo da se radi o konstrukciji u graÿevinskom smislu ili o mašinskoj instalaciji i opremi. Agresivna atmosfera, pri raznim tehnološkim procesima i postupcima, korozivnim dejstvom na metale i ostale materijale smanjuje upotrebni vek i funkcionalnost opreme i objekata. Suvi gasovi –

Vlažni gasovi –

oblast veoma slabe agresivnosti

oblast najveće agresivnosti

20

60 80 40 Relativna vlažnost vazduha, %

Tečna faza

100

Slika 3.7. Intenzitet korozije u funkciji poveüanja relativne vlažnosti Veoma je jednostavno analizirati, na primer, jedno termotehniþko postrojenje za proizvodnju elektriþne ili toplotne energije, odnosno za kombinovanu proizvodnju, cenu krajnjeg proizvoda:

O IZOLACIJI

C

193

Tin Tp Q

,

dinara . MW

(3.43)

gde je Q, MW

– koliþina proizvedene toplotne ili elektriþne energije na pragu proizvoÿaþa, Tin, dinara – troškovi izgradnje investicionog objekta (kompletno sa opremom), Tp, dinara – troškovi pogona odnosno troškovi proizvodnje. (g/cm2) · 10–4

120

1

100

80

60

3

40

20

20

60 80 40 Vreme u časovima

100

4 5 6 120

Slika 3.8. Krive poveüanja mase þeliþnih ploþica sa vremenom u vazduhu, koji sadrži SO2 u jednakoj koncentraciji, sa relativnom vlažnošüu vazduha; krive oznaþavaju sledeüe vlažnosti: 1 – 97 %, 2 – 93,5 %, 3 – 91,6 %, 4 – 83 %, 5 – 75 %, 6 – 65 %

Slika 3.9. Meka poliuretanska pena kaširana PVC folijom

194


Investicije obuhvataju prvobitna ulaganja u postrojenje i odgovarajuüe anuitete za predviÿeni vek trajanja objekta, opreme i instalacija. Troškovi pogona obuhvataju i potrošni materijal, dohodak radnika kao i redovno i investiciono održavanje. Zaštita materijala, u ovom sluþaju þeliþnih delova, bitno utiþe i na cenu krajnjeg proizvoda. Na smanjenje gubitaka, odnosno smanjenje troškova svedenih na krajnji proizvod, bitnog uticaja ima izolacija kada se radi o termotehniþkim i termoenergetskim objektima. U tom sluþaju je potrebno posebno obratiti pažnju na odreÿivanje ekonomskih debljina izolacije. Pored agresivnog dejstva atmosfere zagaÿene hemijskim materijama, i normalna atmosfera agresivno deluje na þeliþne konstrukcije, opremu i instalacije. Prema tome, nesumnjivo je da se paralelno sa razvojem tehnike razvija na odreÿen naþin i zaštita metala. U principu zaštita metalnih delova opreme i instalacija izvodi se na: – nadzemnim objektima, cevovodima i ostalim mašinskim instalacijama, – podzemnim objektima, cevovodima položenim u zemlju i u podzemnim kanalima i ostalima instalacijama.

Slika 3.10. Limeni kanal zaštiüen mekom poliuretanskom penom Pored antikorozivnih zaštitnih sredstava, neka odreÿena sredstva, kao što je veü navedeno, mogu imati dvojaku ili višestruku funkciju. Zaštita metala se može izvoditi poliuretanom kao hemijskim materijalom i indirektno proizvodima od poliuretana koji imaju ulogu termoizolacionog materijala, a u nekim sluþajevima i povoljnim sredstvom za zaštitu od buke. 3.6.2. AGRESIVNOST GASOVA U TEHNOLOŠKIM PROCESIMA Gasovi koji su štetni po zdravlje i agresivni su na þeliþne konstrukcije, opremu i instalacije, javljaju se u mnogim tehnološkim procesima i postupcima. Ovo se odnosi u prvom redu na pojedina odeljenja u metalurgiji, u baziþnoj hemijskoj industriji, u nekim delovima pogona za proizvodnju hartije i sintetiþkih materijala i skoro svim hemijskim fabrikama. Najrasprostranjeniji, a u isto vreme i najagresivniji gasovi, su azotni oksidi, hlor i hlorovodonik, fluorovodonik, sumpordioksid i sumporvodonik. Sa korozione taþke gledišta, veoma su agresivni kiseonik, ugljen-dioksid i vodena para koja se

O IZOLACIJI

195

stalno nalazi u vazduhu (vlažan vazduh!). Rasprostranjena su i isparenja amonijaka, ali je on manje agresivan.

Slika 3.11. Meka poliuretanska pena se na spoju lepi posebnim trakama za lepljenje otpornim na prašinu, povišenu temperaturu i vlagu Svi ovi gasovi, izuzev amonijaka, kiseonika i vlage, ili su kiseli ili mogu obrazovati kiseline. Stvaranje kiseline razliþitih jaþina i koncentracija nastaje samo onda, kada se u vazduhu ili na površini metala nalaze kapljice vode odnosno magla i kondenzat. Prema tome, najvažniji faktor korozionih procesa, koji se javljaju na površinama metalnih delova, koji dolaze u kontakt sa kiselim gasovima, je poveüana vlažnost vazduha. Pri tome se jasno razlikuju tri stepena vlažnosti vazduha i to do 60 %, od 60 % do 95 % i preko 95 % relativne vlažnosti vazduha. Na slici 3.7 je principijelno prikazano kako se menja intenzitet korozije u zavisnosti od relativne vlažnosti. Jasno je da su druga i treüa oblast naroþito nepovoljne i da je u takvim uslovima intenzitet korozije najveüi. Poveüanje intenziteta korozije þelika u sumpordioksidu, sa poveüanjem relativne vlažnosti vazduha je prikazano na slici 3.8. Kondenzovana vlaga zasiüena kiselim gasovima, odnosno rastvori kiselina razliþitih koncentracija i jaþina, odlikuju se razliþitim agresivnostima, koje nisu uvek i najveüe. Naime, korozija þelika u kiseloj vodi odvija se ponekad manje intenzivno nego u veoma vlažnom gasu. Veoma je interesantno da se kritiþni stepen zasiüenosti vlagom može znatno smanjiti (þak i za 10 do 20 %), kada u vazduhu neke prostorije ima higroskopne prašine. Apsorbujuüi vlagu þak i iz relativno suvog vazduha i padajuüi na metalne površine, ovakva prašina može stvoriti na površini zonu poveüane vlažnosti, a kada ima kiselih gasova i zonu poveüanog sadržaja kiselina. Lokalno vlaženje karakteristiþno je i po tome, što i kada je vazduh u prostoriji suv (40 do 50 % relativne vlažnosti vazduha) mogu površine instalacija sa hladnijim fluidima (klimatizacioni kanali, cevovodi, rezervoari sa hladnijim fluidima) biti mokre.

196


3.6.3. POLIURETAN – IZOLACIJA I ZAŠTITA MATERIJALA Prema današnjem stanju tehnologije izolacionih materijala, poliuretan spada u red najboljih izolacionih materijala za podruþja temperatura od –200 do +150°C. Njegove izolacione karakteristike su veoma dobro kombinovane i sa dobrim zaštitnim svojstvima. Primena u tom smislu je ograniþena njegovim termofiziþkim karakteristikama. Razni naþini korišüenja poliuretana kao izolacije odreÿuju naþin i vrstu zaštite metala. Ova zaštita, koja uglavnom prati termoizolacione funkcije, može se podeliti u sledeüe grupe: – nanošenje sloja neekspandiranog poliuretana, – nanošenje sloja ekspandirajuüeg poliuretana, – meke poliuretanske pene, – polutvrde poliuretanske pene, – tvrde poliuretanske pene. 3.6.3.1. NEEKSPANDIRANI POLIURETAN Najjednostavniji naþin zaštite metala je neekspandiranim poliuretanom. Sve komponente poliuretana koji ne ekspandira su u jednoj mešavini. Nanošenje se vrši prskanjem, špricanjem ili þetkom. Ovakav premaz ima veoma dobre zaštitne karakteristike u odnosu na hemikalije i atmosferski uticaj. Ovakav naþin zaštite se javlja u nekim sluþajevima i kao zaštitno sredstvo za industrijske podove, u kom sluþaju pokazuje izuzetno dobra svojstva otpornosti na habanje.

Slika 3.12. Razliþiti uzroci i kombinacije mekih poliuretanskih pena kaširanih sa jedne strane PVC folijom 3.6.3.2. EKSPANDIRAJUûI POLIURETAN Postupak zaštite se izvodi mašinskim prskanjem poliuretanom koji nakon nekoliko sekundi ekspandira. Nanosi se obiþno u tri pokrivna sloja, debljine 10 do 15 mm. Da bi se gornja površina zaštitila od ultraljubiþastog zraþenja i prodora vlage, koji je inaþe minimalno moguü, naknadno se nanose dva tanka pokrivna sloja silikona. Ovakav sistem se pored zaštite þeliþnih konstrukcija, opreme (rezervoara) i cevovoda može koristiti i za zaštitu graÿevinskih konstrukcija.

O IZOLACIJI

197

3.6.3.3. MEKE POLIURETANSKE PLOýE Meke poliuretanske ploþe su u stvari ploþe od meke poliuretanske pene koje se kaširaju po pravilu sa jedne strane PVC folijom. Materijal ima karakteristiku samogasivosti. Ova meka poliuretanska pena, odnosno ploþe, u principu se primenjuje za izolaciju ventilacionih kanala, klima-ureÿaja, izolaciju cevovoda veüih preþnika, rezervoara i ostale opreme. Ova izolacija se primenjuje u oblasti temperatura do +120°C. Zbog kaširanja PVC folijom ova izolacija ima odliþne zaštitne karakteristike. Otpornost na hemikalije je veoma dobra, a ima i dobre amortizacione karakteristike na udar. Kako PVC folija utiþe na zaštitu materijala? Prašina koja se skuplja, kako je to u prethodnom poglavlju objašnjeno, upija vlagu i stvara korozionu zonu u dodiru sa metalom. PVC folija spreþava ovakav dodir sa metalom, te se tako uspešno štite i klimatizacioni kanali, iako su izraÿeni od pocinkovanog ili nekog drugog lima sa zaštitom. Ova zaštita se ogleda u sledeüem. U nekim sluþajevima kanali mogu prolaziti kroz toplije i vlažnije prostorije, te se mogu stvoriti uslovi za kondenzaciju vlage. Ovo može biti štetno i za pocinkovani lim koji može postepeno korodirati posle dugotrajnog uticaja vlage ili kondenzovanih štetnih para i gasova iz atmosfere.

Slika 3.13. Navlaþenje izolacije na cev (uzorak); unutrašnja strana izolacije je zaštiüena silikonskom hartijom, a spoljašnja PVC folijom Na slici 3.9 je prikazan uzorak meke poliuretanske pene kaširane sa jedne strane PVC folijom. Na slikama 3.10 i 3.11 je prikazan jedan limeni kanal i naþin lepljenja mekih poliuretanskih pena. Kombinacija mekih poliuretanskih pena sa regeneratom daje još i veoma dobre zvuþne izolacione karakteristike. Ovo je naroþito povoljno za zaštitu prostorija od buke i šumova, koja se širi kroz ventilacione i klimatizacione kanale. Ukoliko se radi o posebno velikim izvorima buke, izolacija kanala se može vršiti sa regeneratom koji se takoÿe kašira sa PVC folijom. 3.6.3.4. POLUTVRDE POLIURETANSKE PENE Polutvrde poliuretanske pene su praktiþno dobijene po receptima kao i za tvrde poliuretanske pene, ali su u pitanju manje gustine (zapreminske mase) i to do približno 40 kg/m3. Pod pritiskom se uoþava odreÿena elastiþnost ovih pena, te se otuda i mogu smatrati polutvrdim poliuretanima.

198


Posebnim tehnološkim postupkom se dobijaju pene razliþitih gustina, te se i njihova namena i primena prema tome definišu. Za izolaciju cevovoda se koriste prethodno izraÿene izolacione obloge, naroþito u zaštiti instalacija centralnog grejanja. Izolaciona cev se omota oko þeliþne ili neke druge metalne cevi, a spoj se zalepi trajno lepljivom trakom otpornom na vodu. Pošto je spoljašnja površina izraÿena od PVC folije, cevovod je praktiþno zaštiüen od kontakta sa atmosferom u kojoj se on nalazi. Ovi izolacioni plaštovi se koriste i za hladne cevovode, na primer, za transport rashladnih fluida. Plaštovi se koriste za temperature od –60 do +130°C. I na unutrašnjoj strani poliuretanskog izolacionog plašta nalazi se zaštita koja je izvedena obiþno od silikoniziranog i parafinisanog papira, postojanog na temperaturama do +130°C. Na slikama 3.13 i 3.14 se vidi naþin primene izolacionog plašta od polutvrde poliuretanske pene.

Slika 3.14. Skidanje zaštite za lepljenje trakom koja se isporuþuje sa izolacijom 3.6.3.5. TVRDE POLIURETANSKE PENE Posebno raširena primena tvrdih poliuretana je na predizolovanim cevovodima koji se koriste u sistemima daljinskog grejanja. Ovaj naþin izrade izolacije je posebno interesantan zbog zaštite metalnih cevi sa spoljnje strane. Naime, poliuretanska pena u periodu svog ispenjavanja izvanredno dobro prianja uz metal i u potpunosti iskljuþuje moguünost pristupa vlage ili vazduha do metala. Ovo tim pre što se poliuretan stavlja u spoljašnji plašt od PVC-a ili polietilenske cevi. To predstavlja dodatnu zaštitu poliuretana od mehaniþkih ošteüenja. Ovako predfabrikovani cevovodi se polažu direktno u zemlju. Na ovaj naþin se mogu štititi i vodovodski cevovodi, samo što bi sloj poliuretana bio znatno tanji. Ovo je naroþito važno za podruþja koja su sa izuzetno visokim i kiselim, odnosno agresivnim, podzemnim vodama, kojih kod nas ima veoma mnogo u Vojvodini. Toplotna izolacija poliuretanskom tvrdom penom se primenjuje do temperatura od +150°C. Ova izolacija se može izvoditi postupkom ulavanja na mestu montaže cevovoda, s tim što se zaštitna obloga izvodi od lima, a može i od drugih materijala. Ona služi praktiþno kao kalup prilikom ulivanja poliuretana. Može se primenjivati i za cevovode veüih preþnika, koji se polažu u podzemne kanale.

O IZOLACIJI

199

U eksploataciji se pokazalo da postoje veliki problemi sa betonskim kanalima, bilo da su neprohodni ili prohodni, ako se ne izvede hidroizolacija kanala. U sluþajevima kada su podzemne vode veoma visoke dolazi do potapanja kanala i do korozije graÿevinskog materijala. To prouzrokuje pukotine i omoguüuje prodor vode. Ova pojava nastaje i pri sezonskim promenama nivoa podzemnih voda, kada se na stranama kanala kapilarno podiže vlaga. Posle povlaþenja vode može doüi do kristalizacije soli koje su bile rastvorene u vodi. Kristalizacija može nastati i u periodu grejanja, ako se radi o toplovodima, kada je ceo kanal nešto topliji. Kada se posle ove kristalizacije ponovo pojavi vlaga, dolazi do pojave jedinjenja soli koja su bogata tzv. kristalnom vodom, odnosno do vezivanja molekula vode sa solima. Zapremina þvrste faze u tom sluþaju može da se znatno promeni i da ima za posledicu povišenje pritiska u mikrostrukturi graÿevinskog materijala. Usled toga nastaje i razaranje ove mikrostrukture, ukoliko se radi o slabijim markama betona ili o opekama, te o drugim slabijim graÿevinskim materijalima. Kao primer za promenu zapremine ovih soli koje se nalaze u rastvoru podzemnih voda, može se navesti sledeüe: – NaSO4 prelazi u Na2SO4 × 10 H2O – promena zapremine za 311 %, – Na2CO3 prelazi u Na2CO3 × 10 H2O – promena zapremine za 148 %, – NaCl prelazi u NaCl × 2H2O – promena zapremine za 130 %. Ovo može da ilustruje bezmalo bezuslovnu pojavu vlage, pa þak i potpuno potapanje kanala vodom u kome se postavljaju cevovodi ili neke druge instalacije. Kasnijom kontrolom se može ustanoviti da voda otekne, ukoliko je predviÿena i izvedena dobra drenaža; meÿutim cevovodi veü bivaju napadnuti korozijom agresivnih podzemnih voda. U klasiþnim, dosadašnjim, sluþajevima, izolacija cevovoda se izvodi sa mineralnim vunama a ranije i staklenom vunom, te se oblažu aluminijumskim ili pocinkovanim limom, odnosno obmotaju se terpapirom i uvezuju žicom ili impregniranim kanapom. Voda, kada dolazi u dodir sa cevima, prodire u izolaciju, te prvo smanjuje izolacione sposobnosti materijala, a zatim izaziva koroziju jer voda dugo ostaje u kontaktu sa metalnim delovima. Otuda izolacija cevovoda poliuretanom ima i zaštitni karakter. Ulivanjem poliuretana mogu se izolovati cevovodi i oprema koja se postavlja nadzemno, s tim što se zaštitna obloga izvodi od lima koji istovremeno služi za održavanje ravnomerne debljine predviÿene izolacije u fazi ispunjavanja poliuretana, a kasnije ostaje i kao mehaniþka zaštita poliuretana. Prilikom primene postupka ulivanja ili predfabrikovanja cevovoda, nije potrebno izvršiti nikakvu prethodnu zaštitu materijala premazima ili na bilo koji drugi naþin.

3.7. DIMENZIONSANJE IZOLACIJE ZA CEVOVODE 3.7.1. UVOD U taþki 3.4. priložena je tabela 3.1. za izbor debljine izolacije od mineralne vune, kao najþešüe izolacije, za cevovode, kanale i rezervoare u funkciji od temperature transportovanog fluida. Ovi podaci su u praksi više puta primenjivani i pokazali su dobre rezultate. Po pravilu su u pitanju kraüi cevovdi i kanali. Meÿutim, kada su u pitanju duži cevovodi potrebno je izvršiti detaljniju analizu i proraþun de-

200


bljine izolacije. Ovo se odnosi na duže parovode kao i za cevovode u sistemima daljinskog grejanja. Cevovodi za transport fluida nosioca toplote u sistemima kolektivnog snabdevanja toplotom, vitalni su delovi sistema. Njihov zadatak je da ostvare vezu izmeÿu jedinica za proizvodnju toplotne energije i potrošaþa. Ova veza mora biti kontinualna, dugotrajna i ekonomiþna u pogledu toplotnih gubitaka. Zbog tih razloga stalno se težilo što uspešnijem zadovoljenju navedenih uslova, uz što manje ulaganje novþanih sredstava u izgradnju, što kraüe vreme izgradnje i što jednostavnije održavanje. Rezultat ovih napora u usavršavanju cevovoda su predizolovani cevovodi. Njihova upotreba u sistemima kolektivnog snabdevanja toplotnom energijom je novijeg datuma (unazad tridesetak godina). Predizolovani cevovodi se sastoje od þeliþnih cevi, kroz koje struji fluid nosilac toplotne energije, i spoljašnje cevi od tvrdog PVC ili tvrdog polietilena, što je skoro postala redovna praksa. Prostor izmeÿu njih ispunjen je tvrdom poliuretanskom penom, kao izolacijom visokog kvaliteta postojanom do temperature od 150°C. Visok kvalitet poliuretana, kao toplotne izolacije, i praktiþno nepropusnog materijala za vodu, omoguüili su polaganje ovih cevovoda direktno u zemlju, bez polaganja u zaptitne betonske kanale. Time su znatno smanjeni troškovi izgradnje ovih cevovoda što ih, uz male toplotne gubitke, svrstava u nezamenljiva sredstva za transport fluida kao nosiona toplotne energije u sistemima kolektivnog snabdevanja toplotom. Tehnika gradnje predizolovanih cevovoda znatno se razlikuje od tehnike gradnje klasiþnih cevovoda postavljenih u betonske kanale ili nadzemno postavljenih cevovoda na stubovima i osloncima. Pre svega izbegnuta je upotreba kliznih oslonaca, jer njihovu ulogu sada preuzima zemlja. No time su se stvorili novi problemi vezani za ponašanje cevovoda pri termiþkim optereüenjima i dilatacijama. 3.7.2. NADZEMNO POSTAVLJENI CEVOVODI Vrednosti toplotnih gubitaka za nadzemno postavljene potisne i povratne cevovode zavise od stanja atmosferskog vazduha, pre svega, od brzine strujanja i temperature i u velikoj meri se menjaju sa promenom ovih parametara. Proraþun toplotnih gubitaka je izveden pod pretpostavkom da je brzina strujanja vazduha Ȧ2 = 20 m/s, a njegova temperatura tEO = –10°C. Takoÿe je pretpostavljena brzina proticanja vrele vode kroz cevi Ȧ1 = 20 m/s. Proraþun toplotnih gubitaka se izvodi po formuli q

t I t II , Ruk

(3.43)

gde su q, W/m – jediniþni toplotni gubitak, tI , °C – temperatura vode u þeliþnoj cevi, tII , °C – temperatura atmosferskog vazduha Ruk, m K/W – ukupni otpor prenosu toplote. Prilikom ovog proraþuna smatra se da su temperature fluida koji predaje toplotu – tI i fluida koji prima toplotu – tII konstantne ili se smatra da su temperature zidova cevi konstantne.

O IZOLACIJI

201

Ukupni termiþki otpor raþuna se po formuli d d 1 1 1 1 ln 2 ln 3 , Ruk α1 d1 π 2π λc d1 2π λwd d 2 α 2 d3 π

(3.44)

gde su Į1, W/(m2 K) – koeficijent prelaza toplote sa strane vode, Į2, W/(m2 K) – koeficijent prelaza toplote sa strane vazduha, Ȝþ, W/(m K) – koeficijent provoÿenja toplote za þelik, Ȝwd, W/(m K) – koeficijent provoÿenja toplote za izolaciju od mineralne vune, d1, m – unutrašnji preþnik þeliþne cevi, – spoljašnji preþnik þeliþne cevi (unutrašnji preþnik izolacije)} d 2, m d3 , m – spoljašnji preþnik izolacije. Vrednosti preþnika d1, d2 i d3, date su u tabeli 3.3. Vrednosti koeficijenta provoÿenja toplote za þelik i izolaciju od mineralne vune uzimaju se iz literature i iznose: Ȝþ = 52,3 W/(m K) i Ȝwd = 0,0465 W/(m K). Koeficijenti prelaza toplote izraþunavaju se iz izraza za prinudnu konvekciju. Najpre se izraþunaju Rejnoldsovi brojevi za vodu i vazduh: ω1 d1 Re1 , (3.45) ν1 Re2

ω2 d 2 , ν2

(3.46)

gde su Ȧ1, m/s – brzina strujanja vode u cevi, Ȧ2, m/s – brzina strujanja vazduha, Ȟ1, m2/s – koeficijent kinematske viskoznosti vode, Ȟ 2, m2/s – koeficijent kinematske viskoznosti vazduha. Nuseltovi brojevi: Nu1 = 0,021 İL Re10,8 Pr10,43,

(3.47)

Nu2 = 0,25 İĭ Re20,6 Pr20,38,

(3.47)

gde su İL – popravni faktor koji uzima u obzir odnos dužine i preþnika cevi i iznosi İL = 1, İĭ – popravni faktor koji uzima u obzir napadni ugao struje i iznosi İĭ = 1, Pr1 – Prandtlov broj za vodu, Pr2 – Prandtlov broj za vazduh. Koeficijent prelaza toplote αj

λ j Nu j d

,

j 1, 2,

(3.49)

gde je Ȝj koeficijent provoÿenja toplote za vodu, odnosno vazduh. Tok proraþuna toplotnih gubitaka i njihov grafiþki prikaz dati su u tabelama i dijagramima.

202


Tabela 3.3. Dimenzije izolovanog þeliþnog cevovoda

Izolacija

α1, t1

d1 d2 d3

DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200

d1, mm

d2, mm

d3, mm

54,5 70,3 82,5 107,1 131,7 159,3 207,3

60,3 76,1 88,9 114,3 139,7 168,3 219,1

120,3 146,1 158,9 194,3 239,7 288,3 359,1

DN250 DN300 DN350 DN400 DN450 DN500

d1, mm

d2, mm

d3, mm

254,4 309,7 352 399 437,2 486

267 323,9 368 419 457,2 508

427 483,9 548 599 637,2 708

0,19

1,47

0,712

796,05

322,9

Re2 · 106

Pr1

Pr2

Nu1

Nu2

Ȝ2 ·

120

70

–10

54,17

33,33

t2

tEO

q1

q2

2,4

Ruk

t1

63,34

Į2

10200

2,36

106

Ȝ1 ·

Į1

68,6

106

Re1 ·

0,43

12,43

Ȟ2 ·

106

0,252

106

Ȟ1 ·

20

w2

106

2

w1

DN50

35,24

57,26

–10

70

120

2,27

60,05

9595,9

2,36

68,6

371,5

983,37

0,712

1,47

0,24

0,56

12,43

0,252

20

2

DN65

39,6

64,36

–10

70

120

2,02

57,89

9538,3

2,36

68,6

389,8

1114,7

0,712

1,47

0,26

0,655

12,43

0,252

20

2

DN80

43,24

70,27

–10

70

120

1,85

52,62

8795

2,36

68,6

433,2

1373,1

0,712

1,47

0,31

0,85

12,43

0,252

20

2

DN100

42,55

69,14

–10

70

120

1,88

48,95

8437,2

2,36

68,6

497,2

1619,8

0,712

1,47

0,39

1,045

12,43

0,252

20

2

DN125

42,78

69,52

–10

70

120

1,87

44,93

8122,2

2,36

68,6

548,9

1886,1

0,712

1,47

0,46

1,264

12,43

0,252

20

2

DN150

46,78

76

–10

70

120

1,71

41,46

7687

2,36

68,6

630,9

2328,6

0,712

1,47

0,58

1,645

12,43

0,252

20

2

DN200

49,08

79,75

–10

70

120

1,63

38,7

7399,3

2,36

68,6

700,2

2743,3

0,712

1,47

0,69

2,019

12,43

0,252

20

2

DN250

57,55

93,55

–10

70

120

1,39

36,8

7114,6

2,36

68,6

753,6

3213

0,712

1,47

0,78

2,46

12,43

0,252

20

2

DN300

57,97

94,2

–10

70

120

1,38

34,89

6925,1

2,36

68,6

810,2

3557,5

0,712

1,47

0,88

2,79

12,43

0,252

20

2

DN350

Tabela 3.4. Nadzemno postavljeni cevovodi – sistem 120/70 °C

64,52

104,84

–10

70

120

1,24

35,65

6766,4

2,36

68,6

853,6

3955,6

0,712

1,47

0,96

3,17

12,43

0,252

20

2

DN400

69,56

113,04

–10

70

120

1,15

52,98

6638,5

2,36

68,6

890,4

4230,9

0,712

1,7

1,03

3,47

12,43

0,252

20

2

DN450

69,56

113,04

–10

70

120

1,15

31,54

6503,1

2,36

68,6

946,3

4607,2

0,712

1,47

1,14

3,86

12,43

0,252

20

2

DN500

O IZOLACIJI 203

0,19

1,56

0,712

826,64

522,9

Re2 · 106

Pr1

Pr2

Nu1

Nu2

Ȝ2 ·

150

70

–10

58,55

35,35

t2

tEO

q1

q2

2,4

Ruk

t1

65,54

Į2

10405

2,56

106

Ȝ1 ·

Į1

68,6

106

Re1 ·

0,47

12,45

Ȟ2 ·

106

0,255

106

Ȟ1 ·

20

w2

106

2

w1

DN50

35,24

61,67

–10

70

150

2,27

60,05

9807

2,56

68,6

371,5

1005

0,712

1,36

0,24

0,6

12,45

0,255

20

2

DN65

59,6

69,3

–10

70

130

2,02

57,89

9561,3

2,36

68,6

389,8

1149,9

0,712

1,56

0,26

0,71

12,45

0,235

20

2

DN80

45,24

75,68

–10

70

150

1,85

52,62

9061,6

2,56

68,6

455,2

1414,7

0,712

1,56

0,51

0,92

12,45

0,255

20

2

DN100

42,55

74,47

–10

70

130

1,88

48,95

8686,5

2,36

68,6

497,2

1669,7

0,712

1,36

0,39

1,13

12,45

0,255

20

2

DN125

42,78

74,87

–10

70

130

1,87

44,93

8377,7

2,36

68,6

548,9

1945,4

0,712

1,36

0,46

1,37

12,45

0,235

20

2

DN150

46,78

81,87

–10

70

150

1,71

41,46

7957,8

2,56

68,6

650,9

2598,7

0,712

1,56

0,58

1,78

12,45

0,253

20

2

DN200

49,08

85,89

–10

70

130

1,63

38,7

7607

2,36

68,6

700,2

2821,0;

0,712

1,36

0,69

2,18

12,43

0,233

20

2

DN250

57,55

100,72

–10

70

130

1,39

36,8

7305

2,36

68,6

753,6

> 3297,9

0,712

1,36

0,78

2,65

12,43

0,233

20

2

DN300

57,97

101,45

–10

70

130

1,38

34,89

7135,6

2,36

68,6

810,2

3661,4

0,712

1,36

0,88

3,02

12,43

0,233

20

2

DN350


64,52

112,9

–10

70

130

1,24

33,63

6953,6

2,36

68,6

853,6

4044,4

0,712

1,36

0,96

3,42

12,43

0,233

20

2

DN400

69,56

121,74

–10

70

130

1,15

32,98

6831,4

2,36

68,6

890,4

4353,8

0,712

1,36

1,03

3,75

12,43

0,233

20

2

DN450

69,56

121,74

–10

70

130

1,15

31,54

6690

2,36

68,6

946,3

739,7

0,712

1,36

1,14

4,17

12,43

0,223

20

2

DN500


20

20

0,217

12,43

Ȟ1 · 106

106

w2

140

70

–10

66,1

55,24

140

70

–10

62,5

33,35

t2

tEO

q1

q2

2,27

2,4

Ruk

t1

60,05

63,54

10102,8

2,56

68,5

Į2

Į1

10598,

2,36

Ȝ2 · 106

Ȝ1 ·

68,5

571,5

322,9

Nu2

106

1056,8

0,712

0,712

Pr2

843,2

1,26

1,26

Pr1

Nu1

0,24

0,19

Re2 · 106

0,65

0,502

12,45

Re1 · 106

Ȟ2 ·

2

2

w1

0,217

DN65

DN50

39,6

74,5

–10

70

140

2,02

57,89

9755,9

2,56

68,5

589,8

1175

0,712

1,26

0,26

0,76

12,45

0,217

20

2

DN80

45,24

81,1

–10

70

140

1,85

52,62

9262,6

2,56

68,5

455,2

1448,2

0,712

1,26

0,51

0,99

12,45

0,217

20

2

DN100

42,55

79,8

–10

70

140

1,88

48,95

8891,5

2,56

68,5

497,2

1709,1

0,712

1,26

0,59

1,214

12,45

0,217

20

2

DN125

44,78

80,2

–10

70

140

1,87

44,93

8555,3

2,56

68,5

548,9

1989,6

0,712

1,26

0,46

1,468

12,45

0,217

20

2

DN150

46,78

87,7

–10

70

140

1,71

41,46

8118,6

2,36

68,5

630,9

2456,9

0,712

1,26

0,58 .

1,911

12,43

0,217

20

2

DN200

49,08

92

–10

70

140

1,63

58,7

7792,5

2,36

68,5

700,2

2894

0,712

1,26

0,69

2,345

12,43

0,217

20

2

DN250

57,55

107,9

–10

70

140

1,39

36,8

7490,2

2,36

68,5

753,6

5286,4

0,712

1,26

0,78

2,854

12,45

0,217

20

2

DN500

57,97

108,7

–10

70

140

1,38

34,89

7301,2

2,36

68,5

810,2

3751,8

0,712

1,26

0,88

5,244

12,45

0,217

20

2

DN350


64,52

121

–10

70

140

1,24

35,65

7120,2

2,36

68,5

855,6

4147,4

0,712

1,26

0,96

5,677

12,43

0,217

20

2

DN400

69,56

130,4

–10

70

140

1,15

32,98

6991,1

2,36

68,5

890,4

4462,1

0,712

1,26

1,03

4,029

12,43

0,217

20

2

DN450

69,56

130,4

–10

70

140

1,15

31,54

6845,1

2,36

68,5

946,3

4856,5

0,712

1,26

1,14

4,479

12,43

0,217

20

2

DN500

O IZOLACIJI 205

1,17

0,712

1,17

0,712

Pr1

Pr2

70,5

55,24

55,55

q2

–10

–10

tEO

66,7

70

70

t2

q1

150

150

2,27

2,4

Ruk

t1

60,05

65,54

Į2

10249,9

2,56

10867,2

2,56

68,4

Į1

Ȝ2 · 106

68,4

571,5

522,9

Nu2

Ȝ1 ·

1055,5

865,9

Nu1

106

0,24

0,19

Re2 · 106

0,69

12,45

0,54

12,45

Re1 · 106

Ȟ2 ·

106

0,205

20

20

w2

0,205

2

2

w1

Ȟ1 · 106

DN65

DN50

59,6

79,2

–10

70

150

2,02

57,89

9925,9

2,56

68,4

589,8

1197,6

0,712

1,17

0,26

0,81

12,45

0,205

20

2

DN80

45,24

86,5

–10

70

150

1,85

52,62

9449,5

2,36

68,4

455,2

1479,6

0,712

1,17

0,51

1,055

12,45

0,203

20

2

DN100

42,55

85,1

–10

70

150

1,88

48,95

9070,4

2,36

68,4

497,2

1746,5

0,712

1,17

0,39

1,298

12,45

0,205

20

2

DN125

42,78

85,56

–10

70

150

1,87

44,95

8727,2

2,56

68,4

548,9

2052,5

0,712

1,17

0,46

1,569

12,45

0,203

20

2

DN150

46,78

95,6

–10

70

150

1,71

41,46

8280,2

2,56

68,4

650,9

2509,5

0,712

1,17

0,58

2,04

12,45

0,203

20

2

DN200

49,08

98,2

–10

70

150

1,63

38,7

7948,1

2,36

68,4

700,2

2956,1

0,712

1,17

0,69

2,^06

12,43

0,203

20

2

DN250

57,55

115,1

–10

70

150

1,39

36,8

7642

2,36

68,4

753,6

3460,1

0,712

1,17

0,78

3,05

12,43

0,203

20

2

DN300

57,97

115,9

–10

70

150

1,38

34,89

7452,7

2,36

68,4

810,2

3835,3

0,712

1,17

0,88

3,47

12,43

0,203

20

2

DN350


64,52

129,03

–10

70

150

1,24

33,63

7264,8

2,36

68,4

853,6

4237,8

0,712

1,17

0,96

3,93

12,43

0,203

20

2

DN400

69,56

139,1

–10

70

150

1,15

32,98

7132,7

2,36

68,4

890,4

4559,1

0,712

1,17

1,03

4,31

12,43

0,203

20

2

DN450

69,56

139,91

–10

70

150

1,15

31,54

6983,6

2,36

68,4

946,3

4962,1

0,712

1,17

1,14

4,79

12,43

0,203

20

2

DN500


O IZOLACIJI

207

150

q [W/m] q1150

140

q1140

130

q1130

120

q1120

110 100 90 80 q2

70 60 Važi za sva četiri sistema

50 40 30 20 10 100

200

300

400

500

D [mm]

Slika 3.15. Grafiþki prikaz toplotnih gubitaka u potisnom i povratnom cevovodu za nadzemno postavljene cevovode i režim strujanja 120/70, 130/70, 140/70 i 150/70°C 3.7.3. CEVOVODI U POLUPROHODNIM KANALIMA Proraþun toplotnih gubitaka za potisne i povratne cevovode položene u poluprohodne kanale vrši se metodom Martina Cajtlera (Martin Zeitler) [27]. Proraþun je izveden uz sledeüe pretpostavke: temperatura na površini zemlje iznosi tED = – 10°C, temperatura vazduha u kanalu șL = 20°C, temperatura na spoljašnjoj površini izolacije șja = 50°C, Za proraþun toplotnih gubitaka korišüeni su sledeüi obrasci: Unutrašnji ekvivalentni preþnik šahta dsi d si

1,073

2 bsi hsi . bsi hsi

(3.50)

208


Spoljašnji ekvivalentni preþnik šahta dsa d sa

1,073

2 bsa hsa . bsa hsa

(3.51)

Faktor oblika sjwd s jwd

2 π . d ja ln d ji

(3.52)

Koeficijent prolaza toplote za cevovode k j 1

1 1 , s jwd λwd α ja d ja π

gde su Ȝwd, W/(m K) – koeficijent provoÿenja toplote za izolaciju od mineralne vune njegova vrednost uzima se iz literature i iznosi Ȝ = 0,0465 W/(m K), Ȝja, W/(m K) – koeficijent prelaza toplote sa strane vazduha. Vrednost koeficijenta prelaza toplote sa strane vazduha Ȝja odreÿuje se iz Nuseltovog kriterijuma α ja

Nu λ , l

(3.53)

gde su Nu – Nuseltov broj, Ȝ, W/(m K) – koeficijent provoÿenja toplote za vazduh, l, m – karakteristiþna dužina. Za izraþunavanje Nuseltovog broja koristi se formula Mac-Adamsa 1/4

Nu

Pr § · 0,53 ¨ ¸ © Pr 0,952 ¹

(Gr Pr )1/4 , (3.54)

gde su Pr – prandtlov broj za vazduh, Gr – Grashofov broj za vazduh. Grashofov broj za vazduh izraþunava se po formuli Gr

β g l 3 'T , ν2

gde su ȕ = l/t, l/K – koeficijent zapreminskog širenja vazduha,

(3.55)

O IZOLACIJI

209

g, m/s – ubrzanje zemljine teže, l, m – karakteristiþna dužina, ǻT, K – karakteristiþna razlika temperatura, 2 – koeficijent kinematske viskoznosti vazduha. Ȟ, m /s U svim ovim obrascima kao karakteristiþna dužina uzima se spoljašnji preþnik izolacije. Karakteristiþna razlika temperatura je razlika izmeÿu temperature spoljašnje površine izolacije i temperature vazduha u kanalu ǻT = șja – șL.

(3.56)

Karakteristiþna temperatura je ș = (șja + șL)/2 i za tu vrednost uzimajt se sve fiziþke karakteristike vazduha. Toplotni gubitak iznosi qj = kj ǻșj, j = 1, 2

(3.57)

gde je ǻșj razlika izmeÿu temperature unutrašnjeg zida izolacije od mineralne vune i temperature vazduha u kanalu ǻșj = șji – șL.

(3.58)

Temperatura unutrašnjeg zida izolacije izraþunava se koristeüi obrazac za gubitak toplote za cilindriþni zid dužine L = 1 m, poznavajuüi temperaturu vode u þeliþnoj cevi t1, i temperaturu vazduha u kanalu șL i vrlo malo se razlikuje od tempreature vode u þeliþnoj cevi. Dimenzije cevi i kanala za cevi date su u tabeli 3.8, a tok proraþuna toplotnih gubitaka i njihov grafiþki prikaz dati su u tabelama i dijagramima.

210


d1i

hsα

hsi

hE

a

d2i

d1α

bsi

d2α

bsα

Tabela 3.8. Kanalno postavljanje cevovoda

DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN500 DN350 DN400 DN450 DN500

d1i, mm

d2i, mm

d1a, mm

d2a, mm

60,3 76,1 88,9 114,5 139,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

60,3 76,1 88,9 114,3 139,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

120,3 146,1 158,9 194,3 239,7 288,3 359,1 427 483,9 548 599 637,2 708

120,3 146,1 158,9 194,3 239,7 288,3 359,1 427 483,9 548 599 637,2 708

bsi, mm

bsa, mm

hsi, mm

hsa, mm

b, mm

hE, mm

740 792 820 888 980 1076 1220 1360 1468 1596 1698 1776 1916

1040 1092 1120 1188 1280 1376 1520 1660 1768 1896 1998 2076 2216

420 446 460 494 540 588 660 730 784 848 899 938 1008

720 746 760 794 840 888 960 1030 1084 1148 1199 1238 1308

320 346 360 394 440 488 560 630 684 728 799 838 908

1160 1173 1180 1197 1220 1244 1280 1315 1342 1374 1400 1419 1454

0,612

0,951

9,65

9,65

0,11

0,7

0,08

22,74

69,99

0,564

0,364

36,4

18,2

0,575

0,913

9,1

9,1

0,061

0,7

0,04

19,12

4,32

4,32

20

119,99

69,99

0,356

0,556

55,6

16,8

dsi

dsa

s1wd

s2wd

Gr · 10–8

Pr

Gr · Pr · 10–8

Nu

Į1a

Į2a

ș1

ș1i

ș2i

kl

k2

ql

q2

119,99

20

4,23

4,25

DN65

DN50

20,2

40,4

0,404

0,404

69,99

119,99

20

4,12

4,12

24,05

0,1

0,7

0,141

10,82

10,82

0,972

0,632

DN80

22,55

44,7

0,447

0,447

69,99

119,99

20

3,9

3,9

27,85

0,18

0,7

0,258

11,84

11,84

1,021

0,681

DN100

22,65

45,3

0,453

0,453

69,99

119,99

20

3,7

3,7

32,65

0,34

0,7

0,485

11,64

11,64

1,088

0,747

DN125

23,2

46,4

0,464

0,464

69,99

119,99

20

3,55

3,55

57,65

0,6

0,7

0,843

11,67

11,67

1,158

0,816

DN150

25,55

51,1

0,511

0,511

69,99

119,99

20

3,35

3,35

44,18

1,14

0,7

1,629

12,72

12,72

1,263

0,919

DN200

27,2

54,4

0,544

0,544

69,98

119,98

20

5,21

5,21

50,54

1,92

0,7

2,759

15,58

15,58

1,364

1,019

DN250

51,55

65,1

0,651

0,651

69,98

119,98

20

5,11

3,11

55,26

2,79

0,7

3,987

15,65

15,65

1,442

1,097

DN500

52,15

64,5

0,645

0,645

69,98

119,98

20

5,04

5,01

60,66

4,05

0,7

5,79

15,78

15,78

1,554

1,188

DN550

Tabela 3.9. Cevi u poluprohodnim kanalima – sistem 120/70 °C

55,6

71,2

0,712

0,712

69,98

119,98

20

2,94

2,94

64,85

5,29

0,7

7,561

17,58

17,58

1,608

1,261

DN400

58,2

76,4

0,764

0,764

69,98

119,98

20

2,9

2,9

67,95

6,57

0,7

9,102

18,95

18,95

1,664

1,317

DN450

58,6

77,2

0,772

0,772

69,98

119,98

20

2,82

2,82

75,52

8,74

0,7

12,486

18,95

18,95

1,765

1,417

DN500

O IZOLACIJI 211

0,612

0,951

9,63

9,63

0,11

0,7

0,08

22,74

69,99

0,364

0,364

40,04

18,2

0,575

0,913

9,1

9,1

0,061

0,7

0,04

19,12

4,32

4,32

20

129,99

69,99

0,336

0,336

36,96

16,8

dsi

dsa

s1wd

s2wd

Gr · 10–8

Pr

Gr · Pr · 10–8

Nu

Į1a

Į2a

ș1

ș1i

ș2i

kl

k2

ql

q2

129,99

20

4,23

4,23

DN65

DN50

20,2

44,44

0,404

0,404

69,99

129,99

20

4,12

4,12

24,05

0,1

0,7

0,141

10,82

10,82

0,972

0,632

DN80

22,35

49,17

0,447

0,447

69,99

129,99

20

3,9

3,9

27,85

0,18

0,7

0,258

11,84

11,84

1,021

0,681

DN100

22,65

49,83

0,453

0,453

69,99

129,99

20

3,7

3,7

32,65

0,34

0,7

0,485

11,64

11,64

1,088

0,747

DN125

23,2

51,04

0,464

0,464

69,99

129,99

20

3,55

3,55

37,63

0,6

0,7

0,843

11,67

11,67

1,158

0,816

DN150

25,55

56,21

0,511

0,511

69,99

129,99

20

3,35

3,35

44,18

1,14

0,7

1,629

12,72

12,72

1,263

0,919

DN200

27,2

59,84

0,544

0,544

69,98

129,98

20

3,21

3,21

50,34

1,92

0,7

2,739

13,38

13,38

1,364

1,019

DN250

31,55

69,41

0,631

0,631

69,98

129,98

20

3,11

3,11

55,26

2,79

0,7

3,987

15,65

15,65

1,442

1,097

DN300

32,15

70,73

0,643

0,643

69,98

129,98

20

3,01

3,01

60,66

4,05

0,7

5,79

15,78

15,78

1,534

1,188

DN350


35,6

78,32

0,712

0,712

69,98

129,98

20

2,94

2,94

64,85

5,29

0,7

7,561

17,58

17,58

1,608

1,261

DN400

38,2

84,04

0,764

0,764

69,98

129,98

20

2,9

2,9

67,93

6,37

0,7

9,102

18,93

18,93

1,664

1,317

DN450

38,6

84,92

0,772

0,772

69,98

129,98

20

2,82

2,82

73,52

8,74

0,7

12,486

18,93

18,93

1,765

1,417

DN500


0,612

0,951

9,63

9,63

O,ll

0,7

0,08

22,74

69,99

0,364

0,364

43,66

18,2

0,575

0,913

9,1

9,1

0,061

0,7

0,04

19,12

4,32

4,32

20

139,99

69,99

0,336

0,336

40,32

16,8

dsi

dsa

s1wd

s2wd

Gr · 10–8

Pr

Gr · Pr · 10–8

Nu

Į1a

Į2a

ș1

ș1i

ș2i

kl

k2

ql

q2

139,99

20

4,23

4,23

DN65

DN50

20,2

48,48

0,404

0,404

69,99

139,99

20

4,12

4,12

24,05

0,1

0,7

0,141

10,82

10,82

0,972

0,632

DN80

22,35

53,64

0,447

0,447

69,99

139,99

20

3,9

3,9

27,85

0,18

0,7

0,258

11,84

11,84

1,021

0,681

DN100

22,65

54,36

0,453

0,453

69,99

139,99

20

3,7

3,7

32,65

0,34

0,7

0,485

11,64

11,64

1,088

0,747

DN125

23,2

55,65

0,464

0,464

69,99

139,99

20

3,55

3,55

37,63

0,6

0,7

0,843

11,67

11,67

1,158

0,816

DN150

25,55

61,32

0,511

0,511

69,99

139,99

20

3,35

3,35

44,18

1,14

0,7

1,629

12,72

12,72

1,263

0,919

DN200

27,2

65,28

0,544

0,544

69,98

139,99

20

3,21

3,21

50,34

1,92

0,7

2,739

13,38

13,38

1,364

1,019

DN250

31,55

75,72

0,631

0,631

69,98

139,98

20

3,11

3,11

55,26

2,79

0,7

3,987

15,65

15,65

1,442

1,097

DN300

32,15

77,16

0,643

0,643

69,98

139,98

20

3,01

3,01

60,66

4*05

0,7

5,79

15,78

15,78

1,534

1,188

DN350


35,16

85,44

0,712

0,712

69,98

139,98

20

2,94

2,94

64,85

5,29

0,7

7,561

17,58

17,58

1,608

1,261

DN400

38,2

91,68

0,764

0,764

69,98

139,98

20

2,9

2,9

67,93

6,37

0,7

9,102

18,93

18,93

1,664

1,317

DN450

38,6

92,64

0,772

0,772

69,98

139,98

20

2,82

2,82

73,52

8,74

0,7

12,486

18,93

18,93

1,764

1,417

DN500

O IZOLACIJI 213

0,612

0,951

9,63

9,63

0,11

0,7

0,08

22,74

69,99

0,364

0,364

47,32

18,2

0,575

0,913

9,1

9,1

0,061

0,7

0,04

19,12

4,32

4,32

20

149,99

69,99

0,336

0,336

43,68

16,8

dsi

dsa

s1wd

s2wd

Gr · 10–8

Pr

Gr · Pr · 10–8

Nu

Į1a

Į2a

ș1

ș1i

ș2i

kl

k2

ql

q2

149,99

20

4,23

4,23

DN65

DN50

20,2

52,52

0,404

0,404

69,99

149,99

20

4,12

4,12

24,05

0,1

0,7

0,141

10,82

10,82

0,972

0,632

DN80

22,35

58,11

0,447

0,447

69,99

149,99

20

3,9

3,9

27,85

0,18

0,7

0,258

11,84

11,84

1,021

0,681

DN100

22,65

58,89

0,453

0,453

69,99

149,99

20

3,7

3,7

32,65

0,34

0,7

0,485

11,64

11,64

1,088

0,747

DN125

23,2

60,32

0,464

0,464

69,99

149,99

20

3,55

3,55

37,63

0,6

0,7

0,843

11,67

11,67

1,158

0,816

DN150

25,55

66,43

0,511

0,511

69,99

149,99

20

3,35

3,35

44,18

1,14

0,7

1,629

12,72

12,72

1,263

0,919

DN200

27,2

70,72

0,544

0,544

69,98

149,98

20

5,21

5,21

50,54

1,92

0,7

2,759

15,58

15,58

1,564

1,019

DN250

51,55

82,05

0,651

0,651

69,98

149,98

20

5,11

5,11

55,26

2,79

0,7

5,987

15,65

15,65

1,442

1,097

DN500

32,15

85,59

0,645

0,645

69,98

149,98

20

5,01

5,01

60,66

4,05

0,7

5,79

15,78

15,78

1,554

1,188

DN550


35,6

92,56

0,712

0,712

69,98

149,98

20

2,94

2,94

64,85

5,29

0,7

7,561

17,58

17,58

1,608

1,261

DN400

58,2

99,52

0,764

0,764

69,98

149,98

20

2,9

2,9

67,95

6,57

0,7

9,102

18,95

18,93

1,664

1,317

DN450

38,6

100,56

0,778

0,772

69,98

149,98

20

2,82

2,82

75,52

8,74

0,7

12,486

18,95

18,95

1,765

1,417

DN500


O IZOLACIJI

215

q [W/m]

100

q1150 q1140

90

q1130 q1120

80

70

60

50 q2 40

30 Važi za sva četiri sistema

20

10

100

200

300

400

500

D [mm]

Slika 3.16. Grafiþki prikaz toplotnih gubitaka u potisnom i povratnom cevovodu za sluþaj poluprohodnih betonskih kanala i režim strujanja 120/70, 130/70, 140/70 i 150/70°C 3.7.4. CEVOVODI ZALIVENI U LEBIT MASU Proraþun toplotnih gubitaka za cevovode zalivene u Lebit masu izvodi se metodom Martina Cajtlera. Proraþun je izveden pod pretpostavkom da je temperatura na površini zemlje tEO = –10°C. Iz literature su uzeti podaci za: koeficijent provoÿenja toplote za zemlju ȜE = 0,55 W/(m K) i koeficijent provoÿenja toplote za izolaciju od Lebit mase Ȝwd = 0,0875 W/(m K). Za proraþun toplotnih gubitaka korišüeni su sledeüi obrasci: ekvivalentni preþnik dja d ja

1,073

2 bj h bj h

,

(3.59)

216


korekcioni faktor fB ln fB

tanh

d ja d ji

λwd 2 he arcosh λe d ja

a 2 (d12i / 4) (d 22i / 4) arcosh 2 d1i d 2i

,

(3.60)

korekcioni faktor fj fj

a d ji λE 1 1 , arctan 2 π hE d (3 j ) λwd

(3.61)

faktor oblika SB SB

2 π , a 2 (d12i / 4) (d 22i / 4) arcosh 2 d1i d 2i

(3.62)

faktor oblika SBE 2 π fB , b /4 (d12a / 4) (d 22a / 4) arsinh 2 d1a d 2 a

S BE

2

(3.63)

faktor oblika SjE fj

S jE

2 π , 2 hE arcosh d ja

(3.64)

faktor oblika Sjwd fj

S jwd

2 π . ln (d ja / d ji )

(3.65)

Temperatura spoljašnjeg zida izolacije kod povratnog cevovoda θ2a

A2 B1 θ 2i A1 θ1i θ EO (C1 C2 B1 ) B1 B2 1

(3.66)

Temperatura spoljašnjeg zida izolacije kod potisnog cevovoda ș1a = B1 · ș2a – (A2 · ș2i + C2 · șEO), koeficijent Aj

(3.67)

O IZOLACIJI

Aj

217

RBE , R jwd

(3.68)

koeficijent RBE 1 , S BE λE

RBE

(3.69)

koeficijent Rjwd 1 , S jwd λwd

R jwd

(3.70)

koeficijent RjE 1 , S jE λE

R jE

(3.71)

koeficijent Bj Bj

§ R jwd R jE ¨1 RBE ¨ R jwd R jE ©

· ¸, ¸ ¹

(3.72)

koeficijent Cj Cj

RBE . R jE

(3.73)

Temperaturska razlika ǻșjwd = șji – șja,

(3.74)

ǻșBj = șji – ș(3–ji),

(3.75)

Toplotni gubitak iznosi qj = Ȝwd · (Sjwd ·ǻșjwd + SB · ǻșBj).

(3.76)

Dimenzije cevi i izolacije za cevi date su u tabeli 3.13, a tok proraþuna toplotnih gubitaka i njihov grafiþki prikaz dati su u tabelama i dijagramima.


h

hE

218

d1i

d2i

b1

b2 b

Tabela 3.13. Postavljanje cevovoda u Lebit masu DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 DN350 DN400 DN450 DN500

dsi, mm

d2i, mm

b1, mm

b2, mm

60,3 76,1 88,9 114,3 139,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

60,3 76,1 88,9 114,3 139,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

220 240 250 280 300 330 380 430 490 530 580 620 670

220 240 250 280 300 330 380 430 490 530 580 620 670

b, mm 440 480 500 560 600 660 760 860 980 1060 1160 1240 1340

a, mm

h, mm

260 280 290 315 340 370 420 470 525 570 620 660 710

180 200 210 240 260 290 340 390 450 490 540 580 630

he, mm 890 900 905 920 930 945 970 1000 1025 1045 1070 1090 1115

DN65

0,254

0,254

0,575

0,85

0,85

1,589

2,975

1,955

1,955

4,755

4,755

0,611

2,405

2,405

0,951

0,951

0,254

0,254

1,911

1,911

0,656

0,656

DN50

0,212

0,212

0,578

0,841

o,841

1,467

2,84

1,875

1,875

4,205

4,205

0,64

2,719

2,719

0,971

0,971

0,255

0,255

1,89*

1,894

0,659

0,659

d1a

d2a

fb

f1

f2

SB

SBE

S1E

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

C1

C2

0,659

0,659

1,957

1,957

0,278

0,278

0,914

0,914

2,162

2,162

0,602

5,287

5,287

1,99

1,99

5,018

1,697

o,855

0,855

0,571

0,245

0,245

DN80

0,665

0,665

1,974

1,974

0,509

0,509

0,868

0,868

1,868

1,868

0,577

6,118

6,118

2,094

2,094

5,151

1,878

0,862

0,862

0,569

0,277

0,277

DN100

0,675

0,675

2,05

2,05

0,555

0,555

0,859

0,859

1,595

1,595

0,566

7,175

7,175

2,166

2,166

5,211

2,049

0,869

0,869

0,561

0,299

0,299

DN125

0,687

0,687

2,081

2,081

0,595

0,595

02,805

0,805

1,405

1,405

0,552

8,147

8,147

2,265

2,265

5,294

2,205

0,877

0,877

0,557

0,551

0,551

DN150

0,701

0,701

2,158

2,158

0,457

0,457

0,755

0,755

1,155

1,155

0,528

9,898

9,898

2,415

2,415

5,445

2,472

0,888

0,888

0,551

0,585

0,585

DN200

0,709

0,709

2,21

2,21

0,501

0,501

0,714

0,714

1,009

1,009

0,506

11,322

11,322

2,548

2,548

3,593

2,684

0,896

0,896

0,348

0,439

0,439

DN250

0,729

0,729

2,282

2,282

0,553

0,553

0,672

0,672

0,886

0,886

0,49

12,904

12,904

2,707

2,707

3,713

2,935

0,904

o,904

0,346

0,503

0,503

DN300

Tabela 3.14. Cevovodi u Lebit masi – sistem 120/70 °C

0,75

0,75

2,364

2,364

0,615

0,615

0,647

0,647

0,789

0,789

0,485

14,492

14,492

2,809

2,809

3,745

3,099

0,911

0,911

0,341

0,546

0,546

DN350

0,762

0,762

2,424

2,424

0,662

0,662

0,621

0,621

0,714

0,714

0,473

16,012

16,012

2,926

2,926

3,843

3,288

0,915

0,915

0,338

0,6

0,6

DN400

0,774

0,774

2,465

2,465

0,691

0,691

0,603

0,603

0,676

0,676

0,467

16,914

16,914

3,013

3,013

3,897

3,403

0,918

0,918

0,336

0,643

0,643

DN450

0,766

0,766

2,494

2,494

0,728

0,728

0,594

0,594

0,625

0,625

0,455

18,275

18,275

3,063

3,063

3,996

3,57

0,92

0,92

0,336

0,697

0,697

DN500

O IZOLACIJI 219

–50

48,12

15,15

DN65

0,234

0,234

0,375

0,85

0,85

1,589

2,975

1,953

1,953

4,755

19,65

15,57

100,57

54,45

50

–50

45,55

13,6

DN50

0,212

0,212

0,378

0,841

0,841

1,467

2,84

1,873

1,873

4,203

ș1a

ș2a

ǻș1wd

ǻș2wd

ǻșB1

ǻșB2

q1

q2

d1a

d2a

fb

f1

f2

SB

SBE

S1E

S2E

S1wd

50

52,9

98,54

17,1

21,46

69,99

69,99

ș2i

119,99

119,99

DN65

ș1i

DN50

5,287

1,99

1,99

3,018

1,697

0,853

0,853

0,371

0,245

0,245

DN80

16,27

52,05

–50

50

51,21

96,47

18,79

25,55

69,99

119,99

DN80

20,58

66.02

–50

50

46,74

90,88

25,26

29,12

69,99

119,99

DN125

22,44

72.8

–50

50

45

88,61

25

51,59

69,99

119,99

DN150

25,72

84,58

–50

50

42,18

84,94

27,82

55,06

69,99

119,99

DN200

28,31

93,6

–50

50

40,43

82,63

29,57

37,37

69,98

119,98

DN250

31,96

104,1

–50

50

39,68

80,83

30,32

39,17

69,98

119,98

DN300

6,118

2,094

2,094

3,151

1,878

0,862

0,862

0,369

0,277

0,277

DN100

7,175

2,166

2,166

3,211

2,049

0,869

0,869

0,361

0,299

0,299

DN125

8,147

2,263

2,263

3,294

2,203

0,877

0,877

0,357

0,331

0,331

DN150

9,898

2,415

2,415

3,445

2,472

0,888

0,888

0,351

0,385

0,385

DN200

11,322

2,548

2,548

3,593

2,684

0,896

0,896

0,348

0,439

0,439

DN250

12,904

2,707

2,707

3,713

2,935

0,904

0,904

0,346

0,503

0,503

DN300


18,17

59

–50

50

49,29

94,86

20,71

25,14

69,99

119,99

DN100

(Nastavak tabele 3.14)

14,492

2,809

2,809

3,745

3,099

0,911

0,911

0,341

0,546

0,546

DN350

33,66

112,6

–50

50

37,24

78,11

32,76

41,89

69,98

119,98

DN350

16,012

2,926

2,926

3,843

3,288

0,915

0,915

0,338

0,6

0,6

DN400

36,08

120,29

–50

50

36,02

76,35

33,98

43,65

69,98

119,98

DN400

16,914

3,013

3,013

3,897

3,403

0,918

0,918

0,336

0,643

0,643

DN450

37,65

126.7

–50

50

35,5

75,59

34,5

44,41

69,98

119,9£

DN450

18,275

3,063

3,063

3,996

3,57

0,92

0,92

0,336

0,697

0,697

DN500

38,81

133,34

–50

50

34,04

73,62

35,96

46,38

69,98

119,98

DN500


–60

52,93

13,36

60

–60

47,65

11,98

ǻșB1

ǻșB2

q1

q2

60

51,94

106,71

18,06

23,29

69,99

53,52

0,656

0,659

C2

ǻș2wd

0,656

0,659

C1

108,65

1,911

1,894

B2

ǻș1wd

1,911

1,894

B1

16,48

0,254

0,235

A2

ș2a

0,254

0,235

A1

21,35

0,931

0,971

R2E

ș1a

0,931

0,971

R1E

69,99

2,403

2,719

R2wd

ș2i

2,403

2,719

R1wd

129,99

0,611

0,64

RBE

129,99

4,755

4,203

S2wd

ș1i

DN65

DN50

14,31

57,26

–60

60

50,2

104,52

19,8

25,48

69,99

129,99

0,659

0,659

1,937

1,937

0,278

0,278

0,914

0,914

2,162

2,162

0,602

5,287

DN80

15,95

64,89

–60

60

48,22

102,79

21,78

27,21

69,99

129,99

0,665

0,665

1,974

1,974

0,309

0,309

0,868

0,868

1,868

1,868

0,577

6,118

DN100

17,87

72,64

–60

60

45,6

98,57

24,4

31,43

69,99

129,99

0,675

0,675

2,03

2,03

0,355

0,355

0,839

0,839

1,593

1,593

0,566

7,175

DN125

19,68

80,13

–60

60

43,83

96,18

26,17

33,82

69,99

129,99

0,687

0,687

2,081

2,081

‚ 0,393

0,393

0,803

0,803

1,403

1,403

0,552

8,147

DN150

22,47

92,87

–60

60

40,93

92,25

29,09

37,75

69,99

129,99

0,701

0,701

2,158

2,158

0,457

0,457

0,753

0,753

1,155

1,155

0,528

9,898

DN200

24,68

103,03

–60

60

39,14

89,78

30,86

40,22

69,98

129,98

0,709

0,709

2,21

2,21

0,501

0,501

0,714

0,714

1,009

1,009

0,506

11,322

DN250


28,6

116,17

–60

60

38,98

89,24

31,02

40,76

69,98

129,98

0,729

0,729

2,282

2,282

0,553

0,553

0,672

0,672

0,886

0,986

0,49

12,904

DN300

29,28

123,98

–60

60

35,9

84,94

34,1

45,06

69,98

129,98

0,75

0,75

2,364

2,364

0,615

0,615

0,647

0,647

0,789

0,789

0,485

14,492

DN350

31,3

133,63

–60

60

34,66

83,06

35,34

46,94

69,98

129,98

0,762

0,762

2,424

2,424

0,662

0,662

0,621

0,621

0,714

0,714

0,473

16,012

DN400

32,6

139,4

–60

60

34,1

82,14

35,9

47,86

69,98

129,98

0,774

0,774

2,465

2,465

0,691

0,691

0,603

0,603

0,676

0,676

0,467

16,914

DN450

33,47

148,51

–60

60

32,65

81,15

37,35

48,85

69,98

129,98

0,766

0,766

2,494

2,494

0,728

0,728

0,594

0,594

0,625

0,625

0,455

18,275

DN500

O IZOLACIJI 221

DN65

0,234

0,234

0,375

0,85

0,85

1,589

2,975

1,953

1,953

4,755

4,755

0,611

2,403

2,403

0,931

0,931

0,254

0,254

1,911

1,911

0,656

0,656

DN50

0,212

0,212

0,378

0,841

0,841

1,467

2,84

1,873

1,873

4,203

4,203

0,64

2,719

2,719

0,971

0,971

0,235

0,235

1,894

1,894

0,659

0,659

d1a

d2a

fb

f1

f2

SB

SBE

S1E

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

C1

C2

0,659

0,659

1,937

1,937

0,278

0,278

0,914

0,914

2,162

2,162

0,602

5,287

5,287

1,99

1,99

3,018

1,697

0,853

0,853

0,371

0,245

0,245

DN80

0,665

0,665

1,97*

1,974

0,309

0,309

0,868

0,868

1,868

1,868

0,577

6,118

6,118

2,094

2,094

3,151

1,878

0,862

0,862

0,369

0,277

0,277

DN100

0,675

0,675

2,03

2,03

0,355

0,355

0,839

0,839

1,593

1,593

0,566

7,175

7,175

2,166

2,166

3,211

2,049

0,869

0,869

0,361

0,299

0,299

DN125

0,687

0,687

2,081

2,081

0,393

0,393

0,803

0,803

1,403

1,403

0,552

8,147

8,147

2,263

2,263

3,294

2,203

0,877

0,877

0,357

0,331

0,331

DN150

0,701

0,701

2,158

2,158

0,457

0,457

0,753

0,753

1,155

1,155

0,528

9,898

9,898

2,415

2,415

3,445

2,472

0,888

0,888

0,351

0,385

0,385

DN200

0,709

0,709

2,21

2,21

0,501

0,501

0,714

0,714

1,009

1,009

0,506

11,522

11,522

2,548

2,548

5,595

2,684

0,896

0,896

0,548

0,459

0,459

DN250

0,729

0,729

2,282

2,282

0,553

0,555

0,672

0,672

0,886

0,886

0,49

12,904

12,904

2,707

2,707

3,715

2,935

0,904

0,904

0,546

0,505

0,505

DN500


0,75

0,75

2,564

2,364

0,615

0,615

0,647

0,647

0,789

0,789

0,485

14,492

14,492

2,809

2,809

5,745

5,099

0,911

0,911

0,341

0,546

0,546

DN350

0,762

0,762

2,424

2,424

0,662

0,662

0,621

0,621

0,714

0,714

0,473

16,012

16,012

2,926

2,926

3,843

3,288

0,915

0,915

0,338

0,6

0,6

DN400

0,774

0,774

2,465

2,465

0,691

0,691

0,605

0,605

0,676

0,676

0,467

16,914

16,914

3,015

3,013

5,897

3,405

0,918

0,918

0,556

0,645

0,645

DN450

0,766

0,766

2,494

2,494

0,728

0,728

0,594

0,594

0,625

0,625

0,455

18,275

18,275

3,063

5,063

5,996

3,57

0,92

0,92

0,556

0,697

0,697

DN500


–70

57,53

11,57

DN65

0,234

0,234

0,375

0,85

0,85

1,589

2,975

1,953

1,953

4,755

23,08

17,39

116,92

52,61

70

–70

51,08

10,36

DN50

0,212

0,212

0,378

0,841

0,841

1,467

2,84

1,873

1,873

4,203

ș1a

ș2a

ǻș1wd

ǻș2wd

ǻșB1

ǻșB2

q1

q2

d1a

d2a

fb

f1

f2

SB

SBE

S1E

S2E

S1wd

70

50,98

114,87

19,02

25,13

69,99

69,99

ș2i

139,99

139,99

DN65

ș1i

DN50

5,287

1,99

1,99

3,018

1,697

0,853

0,853

0,371

0,245

0,245

DN80

12,36

62,46

–70

70

49,19

112,56

20,81

27,44

69,99

139,99

DN80

15,36

79,25

–70

70

44,46

106,25

25,54

33,75

69,99

139,99

DN125

16,35

87,75

–70

70

41,87

104,18

28,13

35,82

69,99

139,99

DN150

19,22

101,36

–70

70

39,68

99,55

30,32

40,45

69,99

139,99

DN200

21,06

112,46

–70

70

57,85

96,95

32,15

45,07

69,98

159,98

DN250

24,61

126,78

–70

70

37,72

96,56

32,28

43,64

69,98

139,98

DN500

6,118

2,094

2,094

3,151

1,878

0,862

0,862

0,369

0,277

0,277

DN100

7,175

2,166

2,166

3,211

2,049

0,869

0,869

0,361

0,299

0,299

DN125

8,147

2,263

2,263

3,294

2,203

0,877

0,877

0,357

0,331

0,331

DN150

9,898

2,415

2,415

3,445

2,472

0,888

0,888

0,351

0,385

0,385

DN200

11,522

2,548

2,548

5,593

2,684

0,896

0,896

0,548

0,459

0,459

DN250

12,904

2,707

2,707

5,715

2,955

0,904

0,904

0,546

0,503

0,505

DN500


13,74

70,73

–70

70

47,16

109,9

22,84

30,1

69,99

139,99

DN100


14,492

2,809

2,809

5,745

5,099

0,911

0,911

0,541

0,546

0,546

DN550

24,84

155,05

–70

70

54,56

91,55

55,44

48,47

69,98

159,98

DN350

16,012

2,926

2,926

5,845

5,288

0,915

0,915

0,558

0,6

0,6

DN400

26,55

145,92

–70

70

35,51

89,78

36,69

50,22

69,98

139,98

DN400

16,914

3,013

5,015

5,897

5,405

0,918

0,918

0,556

0,645

0,645

DN450

27,61

152,24

–70

70

32,74

88,78

57,26

51,22

69,98

159,98

DN450

18,275

5,065

5,065

5,996

5,57

0,92

0,92

0,556

0,697

0,697

DN500

28,12

160,47

–70

70

31,26

86,68

38,74

53,52

69,98

139,98

DN500

O IZOLACIJI 223

–80

62,32

9,69

51,71

80

–80

56,32

8,75

ǻșB1

ǻșB2

q1

q2

80

50,02

123,04

19,98

26,96

69,99

ǻș2wd

0,656

0,659

C2

125,22

0,656

0,659

C1

ǻș1wd

1,911

1,894

B2

18,29

1,911

1,894

B1

ș2a

0,254

0,235

A2

24,78

0,254

0,235

A1

ș1a

0,931

0,971

R2E

69,99

0,931

0,971

R1E

ș2i

2,403

2,719

R2wd

149,99

2,403

2,719

R1wd

149,99

0,611

0,64

RBE

ș1i

4,755

4,203

S2wd

10,41

67,67

–80

80

48,18

120,61

21,82

29,4

69,99

149,99

0,659

0,659

1,937

1,937

0,278

0,278

0,914

0,914

2,162

2,162

0,602

5,287

11,52

76,19

–80

80

46,08

117,76

23,92

32,24

69,99

149,99

0,665

0,665

1,974

1,974

0,309

0,309

0,868

0,868

1,868

1,868

0,577

6,118

12,86

85,89

–80

80

43,33

113,96

26,67

36,04

69,99

149,99

0,675

0,675

2,03

2,03

0,355

0,355

0,839

0,839

1,593

1,593

0,566

7,175

14,14

94,74

–80

80

41,47

111,27

28,53

38,73

69,99

149,99

0,687

0,687

2,081

2,081

0,393

0,393

0,803

0,803

1,403

1,403

0,552

8,147

15,98

109,84

–80

80

38,43

Io6,85

31,57

43,15

69,99

149,99

0,701

0,701

2,158

2,158

0,457

0,457

0,753

0,753

1,155

1,155

0,528

9,898

17,45

121,9

–80

80

56,56

104,08

55,44

45,92

69,98

149,98

0,709

0,709

2,21

2,21

0,501

0,501

0,714

0,714

1,009

1,009

0,505

11,522


20,61

157,56

–80

80

36,45

105,46

33,55

46,54

69,98

49,98

0,729

0,729

2,282

2,282

0,553

0,555

0,672

0,672

0,886

0,886

0,49

12,904

20,42

146,7

–80

80

53,21

98,58

56,79

51,42

69,98

149,98

0,75

0,75

2,564

2,564

0,615

0,615

0,647

0,647

0,789

0,789

0,485

14,492

21,75

158,2

–80

80

31,95

96,49

58,05

53,51

69,98

149,98

0,762

0,762

2,424

2,424

0,662

0,662

0,621

0,621

0,714

0,714

0,475

16,012

22,62

165,06

–80

80

51,58

95,45

58,62

54,57

69,98

149,98

0,774

0,774

2,465

2,465

0,691

0,691

0,605

0,603

0,676

0,676

0,467

16,914

23,7

174

–80

80

28,86

95,19

40,14

56,81

69,98

149,98

0,766

0,766

2,494

2,494

0,728

0,728

0,594

0,594

0,625

0,625

0,455

18,275


O IZOLACIJI

225

q [W/m] 200 q1150 180

q1140

160

q1130

140

q1120

120 100 80 60 q2120 40

q2130 q2140

20

q2150

100

200

300

400

500

D [mm]

Slika 3.17. Grafiþki prikaz toplotnih gubitaka u potisnom i povratnom cevovodu za cevovode zalivene u Lebit masu i režim strujanja 120/70, 130/70, 140/70 i 150/70°C 3.7.5. PREDIZOLOVANI CEVOVODI Proraþun toplotnih gubitaka kod podzemno položenih predizolovanih cevovoda izvodi se metodom Martina Cajtlera. Proraþun je izveden pod pretpostavkom da je temperatura na površini zemlje tEO = –10°C. Iz literature su uzeti podaci za: koeficijent provoÿenja toplote za zemlju ȜE = 0,55 W/(m K), koeficijent provoÿenja toplote za izolaciju od tvrde poliuretanske pene ekspandirane sa F-11, Ȝwd = 0,0175 W/(m K). Za proraþun toplotnih gubitaka korišüeni su sledeüi obrasci: korekcioni faktor fB fB

tanh

hE d 2 a λwd , a d1a λE

korekcioni faktor fj

(3.76)

226


fj

a d ji λE 1 1 , arctan 2 π hE d (3 j )i λwd

(3.77)

faktor oblika SB SB

fB

2 π , a (d12a / 4) (d 22a / 4) arcosh 2 d1a d 2 a

(3.78)

2 π , arcosh (2hE / d ja )

(3.79)

2

faktor oblika SjE fj

S jE

faktor oblika Sjwd fj

S jwd

2 π , ln (d ja / d ji )

(3.80)

Temperatura spoljašnjeg zida izolacije kod povratnog cvovoda θ2a

A2 B1 θ 2i A1 θ1i t EO (C1 C2 B1 ) . B1 B2 1

(3.81)

Temperatura spoljašnjeg zida izolacije kod potisnog cevovoda ș1a = B1 · ș2a – (A2 · ș2i + C2 · tEO),

(3.82)

koeficijent Aj Aj

RBE , R jwd

(3.83)

koeficijent RBE RBE

1 , S BE λE

(3.84)

koeficijent Rjwd R jwd koeficijent Rje

1 , S jwd λwd

(3.85)

O IZOLACIJI

227

1 , S jE λE

R jE

(3.86)

koeficijent Bj Bj

1

R jwd R jE R jwd R jE

RBE ,

(3.87)

koeficijent Cj Cj

RBE . R jE

(3.88)

Temperaturska razlika ǻșjwd = șji – șja.

(3.89)

Toplotni gubitak iznosi qj = Ȝwd · Sjwd · ǻșjwd.

(3.90)

Dimenzije cevi i izolacije za cevi date su u tabeli 3.18, a tok proraþuna toplotnih gubitaka i njihov grafiþki prikaz u tabelama i dijagramima. Koeficijent provoÿenja toplote za poliuretan ima promenljivu vrednost u odnosu na temperatruru na kojoj se nalazi poliuretan. Na slici 3.18 je prikazana promena koeficijenta provoÿenja toplote u zavisnosti od temperature. Ovaj dijagram važi za poliuretansku izolaciju do 130 °C. Prema laboratorijskim ispitivanjima vrednosti koeficijenta provoÿenja toplote za poliuretan na bazi izocijanurata do 150 °C, vrednosti sa dijagrama treba umanjiti za 20 % [28]. 0,029 0,028 λ [W/(mK)]

0,027 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 –50 –40 –30 –20 –10 0

10 20 30

40 50 60 70 80 90 Srednja temperatura, °C

Slika 3.18. Koeficijent provoÿenja toplote u zavisnosti od temperature za poliuretansku penu

228


hE

a

d1i

d2i

d1α

d2α

Tabela 3.18. Polaganje predizolovanih cevovoda DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN500 DN550 DN400 DN450 DN500

d1i, mm

d2i, mm

d1a, mm

d2a, mm

a, mm

60,3 76,1 88,9 114,5 159,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

60,3 76,1 88,9 114,3 139,7 168,3 219,1 267 323,9 368 419 457,2 508

120,3 146,1 158,9 194,3 239,7 288,3 359,1 427 483,9 548 599 637,2 708

120,3 146,1 158,9 194,3 259,7 288,5 359,1 427 483,9 548 599 657,2 708

520 546 560 394 440 488 560 630 684 748 799 838 908

he, mm 1160 1173 1180 1197 1220 1244 1280 1315 1342 1574 1400 1419 1454

0,107

0,966

0,966

0,223

1,749

1,749

9,306

9,306

8,153

6,14

6,14

1,04

1,04

1,328

1,328

10,167

10,167

7,839

7,839

0,115

0,963

0,963

0,221

1,657

1,657

8,761

8,761

8,227

6,522

6,522

1,097

1,097

1,261

1,261

9,761

9,761

7,5

7,5

119,99

69,99

8,038

2,138

fh

f1

f2

SBE

S1E

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

C1

C2

ș1i

ș2i

ș1a

ș2a

2,238

8,18

69,99

119,99

DN65

DN50

3,218

9,68

69,99

119,99

7,997

7,997

10,483

10,483

1,486

1,486

1,015

1,015

5,462

5,462

8,117

10,462

10,462

1,792

1,792

0,224

0,967

0,967

0,104

DN80

3,55

10,26

69,99

119,99

8,415

8,415

11,031

11,031

1,615

1,615

0,956

0,956

4,98

4,98

8,045

11,475

11,475

1,900

1,900

0,226

0,969

0,969

0,096

DN100

2,668

9,©0

69,99

119,99

8,93

8,93

11,515

11,515

1,586

1,586

0,897

0,897

5,052

5,052

8,01

11,312

11,312

2,027

2,027

0,227

0,972

0,972

0,088

DN125

2,078

8,18

69,99

119,99

9,509

9,569

12,11

12,11

1,601

1,601

0,846

0,846

5,026

5,026

8,045

11,37

11,37

2,148

2,148

0,226

0,974

0,974

0,081

DN150

8,663

18,69

69,99

119,99

10,314

10,314

13,079

13,079

2,825

2,825

0,787

0,787

4,599

4,599

8,117

12,425

12,425

2,31

2,31

0,224

0,977

0,977

0,073

DN200

2,127

8,47

69,98

119,98

11,24

11,24

14,062

14,062

1,912

1,912

0,742

0,742

4,362

4,362

8,34

13,1

13,1

2,45

2,45

0,218

0,979

0,979

0,066

DN250

3,4

10,43

69,98

119,98

11,648

11,648

14,886

14,886

2,238

2,238

0,716

0,716

3,726

3,726

8,34

15,338

15,338

2,539

2,539

0,218

0,98

0,98

0,062

DN300

Tabela 3.19. Predizolovani cevovodi – sistem 120/70 °C

2,91

9,77

69,98

119,98

12,437

12,437

15,727

15,727

2,291

2,291

0,68

0,68

3,692

3,692

8,457

15,479

15,479

2,674

2,674

0,215

0,981

0,981

0,058

DN350

3,76

11,1

69,98

119,98

12,833

12,833

16,388

16,388

2,555

2,555

0,659

0,659

3,31

3,31

8,457

17,264

17,264

2,76

2,76

0,215

0,982

0,982

0,056

DN400

4,478

12,37

69,98

119,98

13,255

13,255

16,62

16,62

2,78

2,78

0,644

0,644

3,071

3,071

8,536

18,606

18,606

2,824

2,824

0,213

0,983

0,983

0,054

DN450

3,88

11,37

69,98

119,98

13,921

13,921

17,73

17,73

2,809

2,809

0,619

0,619

3,068

3,068

8,617

18,624

18,624

2,936

2,936

0,211

0,984

0,984

0,051

DN500

O IZOLACIJI 229

67,76

18,21

11,04

DN65

0,107

0,966

0,966

0,223

1,749

1,749

9,306

9,306

8,153

6,14

6,14

1,04

1,04

1,328

1,328

10,167

10,167

67,82

17,16

10,4

DN50

0,115

0,963

0,963

0,221

1,657

1,657

8,761

8,761

8,227

6,522

6,522

1,097

1,097

1,261

1,261

9,761

9,761

ǻș2wd

q1

q2

fh

f1

f2

SBE

S1E

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

111,82

111,96

DN65

ǻș1wd

DN50

10,483

10,483

1,486

1,486

1,015

1,015

5,462

5,462

8,117

10,462

10,462

1,792

1,792

0,224

0,967

0,967

0,104

DN80

12,22

20,2

66,78

110,32

DN80

13,35

21,97

67,33

111

DN125

13,35

22,25

67,92

111,82

DN150

13,5

22,03

61,34

101,31

DN200

16,56

25,56

67,87

111,53

DN250

17,88

29,41

66,6

109,57

DN300

11,031

11,031

1,615

1,615

0,956

0,956

4,98

4,98

8,045

11,475

11,475

1,9

1,9

0,226

0,969

0,969

0,096

DN100

11,515

11,515

1,586

1,586

0,897

0,897

5,052

5,052

8,01

11,312

11,312

2,027

2,027

0,227

0,972

0,972

0,088

DN125

12,11

12,11

1,601

1,601

0,846

0,846

5,026

5,026

8,045

11,37

11,37

2,148

2,148

0,226

0,974

0,974

0,081

DN150

13,079

13,079

2,825

2,825

0,787

0,787

4,599

4,599

8,117

12,425

.12,425

2,31

2,31

0,224

0,977

0,977

0,073

DN200

14,062

14,062

1,912

1,912

0,742

0,742

4,362

4,362

8,34

13,1

13,1

2,45

2,45

0,218

0,979

0,979

0,066

DN250

14,886

14,886

2,238

2,238

0,716

0,716

3,726

3,726

8,34

15,338

15,338

2,539

2,539

0,218

0,98

0,98

0,062

DN300


13,34

22,04

66,45

109,74

DN100


15,727

15,727

2,291

2,291

0,68

0,68

3,692

3,692

8,457

15,479

15,479

2,674

2,674

0,215

0,981

0,981

0,058

DN350

18,17

29,86

67,09

110,23

DN350

16,388

16,388

2,555

2,555

0,659

0,659

3,31

3,31

8,457

17,264

17,264

2,76

2,76

0,215

0,982

0,982

0,056

DN400

20,01

32,9

66? 24

108,9

DN400

16,62

16,62

2,78

2,78

0,644

0,644

3,071

3,071

8,536

18,606

18,606

2,824

2,824

0,213

0,983

0,983

0,054

DN450

21,33

35,04

65,52

107,63

DN450

17,73

17,73

2,809

2,809

0,619

0,619

3,068

3,068

8,617

18,624

18,624

2,936

2,936

0,211

0,984

0,984

0,051

DN500

21,55

35,4

66,12

108,63

DN500


7,839

7,5

129,99

69,99

9,38

2,32

C2

ș1i

ș2i

ș1a

ș2a

67,63

19,62

11,01

DN65

0,107

0,966

0,966

0,223

1,749

1,749

9,306

9,306

8,153

6,14

6,14

67,68

18,49

10,38

DN50

0,115

0,963

0,963

0,221

1,657

1,657

8,761

8,761

8,227

6,522

6,522

ǻș2wd

q1

q2

fh

f1

f2

SBE

S1E

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

120,47

120,62

ǻș1wd

2,37

9,53

69,99

129,99

7,839

7,5

DN65

C1

DN50

5,462

5,462

8,117

10,462

10,462

1,792

1,792

0,224

0,967

0,967

0,104

DN80

12,2

21,77

66,65

118,93

3,35

11,07

69,99

129,99

7,997

7,997

DN80

13,3

23,67

67,21

119,59

2,79

10,41

69,99

129,99

8,93

8,93

DN125

13,49

24

67,81

120,46

2,19

9,54

69,99

129,99

9,509

9,509

DN150

13,52

24,2

61,17

109,13

8,83

20,87

69,99

129,99

10,314

10,314

DN200

15,5

27,5

67,76

119,94

2,24

10,06

69,98

129,98

11,24

11,24

DN250

17,85

31,69

66,5

118,08

3,5

11,92

69,98

129,98

11,648

11,648

DN300

4,98

4,98

8,045

11,475

11,475

1,9

1,9

0,226

0,969

0,969

0,096

DN100

5,052

5,052

8,01

11,312

11,312

2,027

2,027

0,227

0,972

0,972

0,088

DN125

5,026

5,026

8,045

11,37

11,37

2,148

2,148

0,226

0,974

0,974

0,081

DN150

4,599

4,599

8,117

12,425

12,425

2,31

2,31

0,224

0,977

0,977

0,073

DN200

4,362

4,362

8,34

13,1

13,1

2,45

2,45

0,218

0,979

0,979

0,066

DN250

3,726

3,726

8,34

15,338

15,338

2,539

2,539

0,218

0,98

0,98

0,062

DN300


13,32

23,76

66,32

118,31

3,68

11,69

69,99

129,99

8,415

8,415

DN100


3,692

3,692

8,457

15,479

15,479

2,674

2,674

0,215

0,981

0,981

0,058

DN350

18,15

32,19

67

118,82

3

11,18

69,98

129,98

12,437

12,437

DN350

3,31

3,31

8,457

17,264

17,264

2,76

2,76

0,215

0,982

0,982

0,056

DN400

19,98

35,42

66,14

117,26

3,86

12,74

69,98

129,98

12,833

12,833

DN400

3,071

3,071

8,536

18,606

18,6o6

2,824

2,824

0,213

0,983

0,983

0,054

DN450

21,3

37,74

65,42

115,93

4,58

14,07

69,98

129,98

13,255

13,255

DN450

3,068

3,068

8,617

18,624

18,624

2,936

2,936

0,211

0,984

0,984

0,051

DN500

21,52

38,14

66,03

117,03

3,97

12,97

69,98

129,98

13,921

13,921

DN500

O IZOLACIJI 231

1,04

1,04

1,328

1,328

10,167

10,167

7,839

7,839

1,097

1,097

1,261

1,261

9,761

9,761

7,5

7,5

139,99

69,99

10,64

2,45

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

C1

C2

ș1i

ș2i

ș1a

ș2a

0,107

0,966

0,966

0,223

1,749

0,115

0,963

0,965

0,221

1,657

fh

f1

f2

SBE

S1E

11

10,36

q2

DN65

21,03

19,83

q1

DN750

67,5

67,55

ǻș2wd

129,16

129,36

ǻș1wd

2,5

10,84

69,99

139,99

DN65

DN50

1,792

0,224

0,967

0,967

0,104

DN80

12,18

23,34

66,51

127,47

3,49

12,53

69,99

139,99

7,997

7,997

10,483

10,483

1,486

1,486

1,015

1,015

DN80

13,28

25,38

67,09

128,21

2,91

11,79

69,99

139,99

8,93

8,93

11,515

11,515

1,586

1,586

0,897

0,897

DN125

13,47

25,69

67,7

129,13

2,3

10,87

69,99

139,99

9,509

9,509

12,11

12,11

1,601

1,601

0,846

0,846

DN150

13,5

25,42

61

116,9

9

23,1

69,99

139,99

10,314

10,314

13?079

13,079

2,825

2,825

0,787

0,787

DN200

15,5

29,53

67,68

128,82

2,32

11,18

69,98

139,98

11,24

11,24

14,062

14,062

1,912

1,912

0,742

o,742

DN250

17,82

33,97

66,4

126,59

3,6

13,41

69,98

139,98

11,648

11,648

14,886

14,886

2,238

2,238

0,716

0,716

DN300

1,9

0,226

0,969

0,969

0,096

DN100

2,027

0,227

0,972

0,972

0,088

DN125

2,148

0,226

0,974

0,974

0,081

DN150

2,31

0,224

0,977

0,977

0,073

DN200

2,45

0,218

0,979

0,979

0,066

DN250

2,539

0,218

0,98

0,98

0,062

DN300


13,29

25,45

66,18

126,76

3,82

13,24

69,99

139,99

8,415

8,415

11,031

11,031

1,615

1,615

0,956

0,956

DN100


2,674

0,215

0,981

0,981

0,058

DN350

18,72

34,47

66,9

127,25

3,1

12,75

69,98

139,98

12,437

12,437

15,727

15,727

2,291

2,291

0,68

0,68

DN350

2,76

0,215

0,982

0,982

0,056

DN400

19,96

38

66,05

125,79

3,95

14,21

69,98

139,98

12,833

12,833

16,388

16,388

2,555

2,555

0,659

0,659

DN400

2,824

0,213

0,983

0,983

0,054

DN450

21,27

40,46

65,32

124,27

4,68

15,73

69,98

139,98

13,255

13,255

16,62

16,62

2,78

2,78

0,644

0,644

DN450

2,936

0,211

0,984

0,984

0,051

DN500

21,49

40,98

65,94

125,44

4,06

14,56

69,98

139,98

13,921

13,921

17,73

17,73

2,809

2,809

0,619

0,619

DN500


1,749

9,306

9,306

8,153

6,14

6,14

1,04

1,04

1,328

1,328

10,167

10,167

7,839

7,839

1,657

8,761

8,761

8,227

6,522

6,522

1,097

1,097

1,261

1,261

9,761

9,761

7,5

7,5

149,99

69,99

11,91

2,58

S2E

S1wd

S2wd

RBE

R1wd

R2wd

R1E

R2E

A1

A2

B1

B2

C1

C2

ș1i

ș2i

ș1a

ș2a

67,37

22,45

10,97

67,42

21,17

10,34

ǻș2wd

q1

q2

137,85

138,09

ǻș1wd

2,63

12,17

69,99

149,99

DN65

DN750

12,15

24,9

66,37

136

3,63

14

69,99

149,99

7,997

7,997

10,483

10,483

1,486

1,486

1,015

1,015

5,462

5,462

8,117

10,462

10,462

1,792

DN80

13,26

22,18

66,05

135,55

3,95

14,67

69,99

149,99

8,415

8,415

11,031

11,031

1,615

1,615

0,956

0,956

4,98

4,98

8,045

11,475

11,475

1,9

DN100

15,26

27,09

66,97

136,85

3,03

13,17

69,99

149,99

8,93

8,93

11,515

11,515

1,586

1,586

0,897

0,897

5,052

5,052

8,01

11,312

11,312

2,027

DN125

13,45

27,42

67,59

137,8

2,41

12,2

69,99

149,99

9,509

9,509

12,11

12,11

1,601

1,601

0,846

0,846

5,026

5,026

8,045

11,37

11,37

2,148

DN150

13,5

27,5

60,84

124,81

9,16

25,19

69,99

149,99

10,314

10,314

13,079

13,079

2,825

2,825

0,787

0,787

4,599

4,599

8,117

12,425

12,425

2,31

DN200

15,49

31,5

67,58

137,41

2,42

12,59

69,98

149,98

11,24

11,24

14,062

14,062

1,912

1,912

0,742

0,742

4,362

4,362

8,34

13,1

13,1

2,45

DN250


17,79

36,26

66,3

135,1

3,7

14,9

69,98

149,98

11,648

11,648

14,886

14,886

2,238

2,238

0,716

0,716

3,726

3,726

8,34

15,338

15,338

2,539

DN300

18,1

36,79

66,81

135,83

3,19

14,17

69,98

149,98

12,437

12,437

15,727

15,727

2,291

2,291

0,68

0,68

3,692

3,692

8,457

15,479

15,479

2,674

DN350

19,92

40,53

65,95

134,15

4,05

15,85

69,98

149,98

12,833

12,833

16,388

16,388

2,555

2,555

0,659

0,659

3,31

3,31

8,457

17,264

17,624

2,76

DN400

21,24

43,18

65,22

132,61

4,78

17,39

69,98

149,98

13,255

13,255

16,62

16,62

2,78

2,78

0,644

0,644

3,071

3,071

8,536

18,606

18,606

2,824

DN450

21,46

43,62

65,85

133,84

4,15

16,16

69,98

149,98

13,92l

13,921

17,73

17,73

2,809

2,809

0,619

0,619

3,068

3,068

8,617

18,624

18,624

2,936

DN500

O IZOLACIJI 233

234


q [W/m]

q1150 q1140 q1130 q1120

50 40 30

q2

20 Važi za sva četiri sistema

10

100

200

300

400

500

D [mm]

Slika 3.19. Grafiþki prikaz toplotnih gubitaka u potisnom i povratnom cevovodu za predizolovane cevovode i režim strujanja 120/70, 130/70, 140/70 i 150/70°C 3.7.6. ZAKLJUýAK Prikazani proraþuni pokazuju vrednosti toplotnih gubitaka za þetiri razliþita sistema polaganja i izolovanja cevovoda. Pošto su uzimani isti polazni podaci, mogu se izvršiti poreÿenja i sa drugim vrednostima i relevantnim odnnosima. Ove vrednosti upuüuju i na odreÿivanje gubitaka toplote u nekom novo projektovanom sistemu transporta toplote. To znaþi da pri dimenzionisanju toplotnih izvora (bilo da je u pitanju kotlarnica ili toplotno predajna stanica) treba na neto potrebnu koliþinu toplote dodati toplotne gubitke. U konaþnom obraþunu toplotne energije, potrebno je ove gubitke ravnomerno raspodeliti na sve potrošaþe. Po uzoru na priložene proraþune, projektanti mogu veoma brzo uporeÿivati proraþune sa drugim izolacijama i drugaþijim polaznim podacima.

3.8. KONTROLA KVALITETA IZVEDENE TOPLOTNE IZOLACIJE [29] Cene toplotne energije nameüu imperativno termiþku izolaciju svih ureÿaja i cevovoda toplijih od okoline, þije hlaÿenje prirodnim putem nije tehnološki poželjno. U skladu s tim, projektanti brižljivo odabiraju vrstu i debljinu termiþke izolacije, vodeüi raþuna da suma investicionih i pogonskih troškova u odreÿenom vremenskom periodu (najþešüe 10 do 15 godina) bude minimalna. Prema tim projektima, svi izvoÿaþi i izvedu izolaciju. Meÿutim, kvalitet ove izolacije gotovo niko ne kontroliše, tako da je investitor uveliko zavisan od savesnog rada radnika koji izolaciju izvode, a realno je oþekivati da ovi mnogo više brinu o kvantitetu nego o kvalitetu. I

O IZOLACIJI

235

najsavesniji nadzorni organ teško može kontrolisati kvalitet izolacije na nekom dužem toplovodu, a i ta ocena kvaliteta je vrlo subjektivna. I kada se „štih“ probom utvrdi loš kvalitet izolacije, retki su sluþajevi da se radovi ponovo izvedu kako treba. ýešüe se nešto umanji vrednost izvedenih radova, ali cilj da se smanje gubici toplote nije postignut. Noviji naþini poliuretanske izolacije tipa „purlen“ i sliþni u velikoj meri eliminišu uticaj izvoÿaþa radova, ali sada je van kontrole kvalitet proizvoÿaþa. Istina da su u ovom sluþaju odstupanja od projektovanog kvaliteta reÿa i manja, ali ne i nemoguüa. Dešava se da termiþka izolacija mnogih cevovoda i ureÿaja nije kvalitetna, a koštala je isto kao i kvalitetna. Veüini ljudi koji se bave ovom problematikom su verovatno poznata dva ekstremna sluþaja iz prakse koji se navode. Prvi sluþaj. Nadzemni toplovod izolovan infuzoriskom zemljom u oblozi od lima, na kome se sneg zadržavao isto tako dugo kao i na okolnom drveüu, pokazuje kakav kvalitet izolacije je moguüe postiüi. Drugi sluþaj. Toplovod u podzemnom betonskoim kanalu pokrivenom betonskim ploþama i izolovan staklenom vunom u oblozi od ter-hartije, gde je površina kanala potpuno suva veü posle jednog dana, iako je okolni sneg dubok i pola metra, pokazuje kakva izolacija ne sme biti. Da bi se ovakvi negativni primeri onemoguüili, predlaže se kontrola izvedene termiþke izolacije merenjem njenog kvaliteta. Najþešüe posledice loše izolacije se javljaju na dugaþkim cevovodima, pa je zato ovde obraÿen sluþaj kontrole kvaliteta izolacije cevi. Koliþina toplote koja preÿe od površine cevi do spoljne površine izolacije je: t1 t2 Q 2π Lλ . (3.91) 2,303 log d 2 / d1 Koliþina toplote koja preÿe sa spoljne površine izolacije na okolni vazduh je: Q = ĮH d2 ʌ L (t2 – to),

(3.92)

gde su Ȝ – koeficijent provoÿenja toplote izolacije, d1 – spoljni preþnik cevi, d2 – spoljni preþnik izolacije, ĮH – koeficijent prelaza toplote sa spoljne površine izolacije na okolinu, t1 – temperatura spoljne površine cevi, t2 – teoretska (raþunska) temperatura spoljne površine, to – temperatura okoline. Buduüi da su ove koliþine toplote jednake, dobija se teoretska ili raþunska temperatura spoljne površine izolacije: 2λ t1 α H d 2to 2,303 log d 2 / d1 t2 , (3.93) 2λ α H d2 2,303 log d 2 / d1

236


odnosno: t2

At1 Bto , A B

A

2λ , B α H d2 . 2,303 log d 2 / d1

(3.94)

gde su

Prema tome, projektovani gubitak toplote Qp iznosi: Qp = ĮH d2 L (t2 – to),

(3,95)

stvarni gubitak toplote Qs: Qs = ĮH d2 L (ts – to),

(3,96)

gde je ts stvarno izmerena temperatura spoljne površine izolacije. Merenje ove temperature vrši se kontaktnim termometrom. Pretpostavljeno je da je stvarna debljina izolacije jednaka projektovanoj. Ukoliko ovo nije sluþaj, u jednaþine (3.93, 3.95 i 3.96) treba uvrstiti odgovarajuüe preþnike izolacije. Kvalitet izolacije se može izraziti kao odnos projektovanog i stvarnog gubitka toplote: Qp Qs

X

t 2 to . t s to

(3.97)

Prema tome, merenjem temperature t1, to i ts i primenom jednaþine (3.93), uz poznavanje osnovnih veliþina Ȝ, ĮH, d1 i d2, izraþunava se veliþina X koja oznaþava kvalitet izolacije. Ako je X > 1, izolacija je bolja od projektovane. Ocena vrednosti X < 1 je stvar dogovara, a jedna od moguüih ocena je: 0,95 X < 1 – dobra izolacija, 0,85 X < 0,95 – podnošljiva izolacija, X < 0/85 – izolacija koja ne zadovoljava. Ova jednostavna metoda omoguüuje vrednovanje kvaliteta izvedene termiþke izolacije, koja u praksi treba da omoguüi znatno kvalitetniju izvedbu, pa samim tim i uštedu energije. Ovo ispitivanje kvaliteta može vremenom postati i obavezno za termiþku izolaciju veüih površina.

3.9. EKONOMSKA DEBLJINA IZOLACIJE [30] Poveüanje debljine sloja toplotne izolacije dovodi, ne toliko do poveüanja investicionog ulaganja, veü do smanjenja rashoda, izazvanih gubitkom toplote. Sumirajuüi vrednost toplotnih gubitaka i stalnih rashoda, u odnosu na investiciono ulaganje, može se odrediti celishodna ekonomiþna debljina izolacije, sa kojom üe opšti rashodi eksploatacije cevovoda biti minmalni.

O IZOLACIJI

237

Pri odreÿivanju ekonomske debljine izolacije vrednost toplotnih gubitaka se obiþno raþuna po srednjoj aritmetiþkoj jedinici toplote. Prirodno, ova metoda je sa greškom, pošto se toplota, koja se transportuje cevovodom, javlja kao visokokvalitetnom toplotom, na primer, sa stanovišta napajanja turbine i za izmenjivaþe toplote, ili u sistemima za daljinsko grejanje i sliþno. Dalja razmatranja üe se svesti na primeru proraþuna cevovoda, kojim se dovodi para do kondenzacione turbine ili do izmenjivaþa toplote. Ocenjivati toplotu po srednjoj vrednosti jedinice toplote, dobija se sledeüi izraz za odreÿivanje smanjenja vrednosti pare u rezultatu gubitka toplote dq dq dω , (3.98) qk h hw gde je dȦsr – elativan pad vrednosti pare, odreÿen po srednje aritmetiþkoj vrednosti, qk – koliþina toplote, koju para iznosi iz kotla, h – entalpija pare na izlazu iz kotla, hw – entalpija napojne vode kotla, ili povratnog kondenzata. Ako se za odreÿivanje vrednosti gubitka toplote primenjuje eksergijski pristup, to üe se relativno smanjenje vrednosti pare morati raþunati kao odnos pada eksergije pare u rezultatu gubitka toplote dq kao poveüanje eksergije ǻek u kotlu. Smanjenje eksergije u rezulatu gubitka toplote dq iznosi T To de dq , (3.99) To gde je T – temperatura pare, To – temperatura okoline. Relativno sniženje vrednosti pare, odreÿeno pomoüu eksergije, može se izraziti formulom de T To dq dω , (3.100) 'ek T h hw To ( s sw ) gde je s – eksergija vodene pare, sw – eksergija napojne vode. Razlika meÿu rezultatima, dobijenim po prvoj i drugoj metodi proraþuna gubitka tooplote, može se korišüenjem jednaþina (3.98) i (3.100) izraziti formulom 1

dωsr To § s sw · ¨T ¸. dω T To © h hw ¹

Kao raþunski primer mogu poslužiti sledeüi parametri: – pritisak pare na izlazu iz kotla p = 100 bar, – temperaaatura pare t = 510°C, – temperatura napojne vode tw = 210°C, – temperatura okoline to = 10°C.

(3.100a)

238


Posle zamene ovih parametara u izraz (3.100a) dobija se 1

dωsr dω

18,5%.

Pri nižim pritiscima bi bila primetna razlika. Za sluþaj jednog vrelovodnog sistema daljinskog grejanja sledi: – temperatura potisne vode t = 150°C, – temperatura povratne vode tw = 70°C, – pritisak potisne vode p = 16 bar što se uzima da je i pritisak povratne vode u prvom približenju. 1

dωsr dω

22%.

Proraþun toplotnih gubitaka vrelog radnog fluida po srednjoj aritmetiþkoj vrednosti jedinice toplote daje niže vrednosti i dovodi do nedovoljno ekonomiþne debljine izolacije. Poveüanje lokalne vrednosti izgubljene toplote može se odrediti pomoüu eksergije. Takoÿe se ne može biti siguran u to, da je prvoraþunata lokalna vrednost bliska lokalnoj vrednosti dobijenoj þisto ekonomskim vrednostima. Samo pri oceni srednje vrednosti toplote eksergetskom metodom obezbeÿuje se dobijanje dovoljno taþnih rezultata, ukoliko u krajnjem sluþaju razmatrane oblasti temperature gde oni spadaju, proisteklih iz ekonomskih preduslova. Ova podtaþka je u ovaj materijal ubaþena sa namerom da podstakne na razmišljanje o jednom drugom pristupu analize rada pojedinih termotehniþkih ili termoenergetskih sistema. Naime, u školama i na fakultetima se relativno malo ili nikako ne razmatra eksergetska analiza i þemu ona služi i šta donose njeni rezultati. Zbog toga se þitaoci ovih redova upuüuju na jedan poseban prilaz ovoj problematici. Neki put je potrebno i obiþnije analize sprovesti. Tu se u prvom redu mogu spomenuti proizvoÿaþi izolacionih materijala, predizolovanih cevi i sliþno.Nismo ubeÿeni ni da su se ovi proizvoÿaþi bavili opotimizacijom debljina njihovig izolacija. Optimizacija, obzirom na debljine izolacija sa ekonomskog stanovišta daju odreÿene rezultate. Optimizacija obzirom na gubitke toplote ne daje rezultat jer optimum teži beskonaþnoj debljini izolacije da ne bi bilo toplotnih gubitaka. Tako da ovih nekoliko desetina redova mogu na prvi pogled biti nerazumljivi i nejasni, meÿutim, uz malo vremena koje treba posvetiti eksergiji stvari mogu biti znatno jasnije.

3.10.TERMIýKI PRORAýUN CEVOVODA Pored proraþuna toplotnih gubitaka u vrelovodima, koji su izvedeni za razliþite temperaturske režime u taþki 3.7, potrebno je u okviru termiþkog proraþuna cevovoda odrediti još neke veliþine. Ovo je potrebno uraditi da bi se dobila kompletna slika o nekom cevovodu, bilo da je u pitanju toplovod, vrelovod ili parovod. 3.10.1. OSNOVNE RAýUNSKE ZAVISNOSTI [31] Zadatak termiþkog proraþuna je da reši sledeüa pitanja:

O IZOLACIJI

239

1. odreÿivanje toplotnih gubitaka toplovoda; 2. proraþun temperaturskog polja oko toplovoda, odnosno odreÿivanje temperature izolacije, vazduha u kanalima, zidova kanala, zemljišta; 3. proraþun pada temperature predajnika toplote uzduž toplovoda; 4. izbor debljine toplotne izolacije toplovoda. Koliþina toplote koja prolazi u jedinici vremena kroz niz termiþkih otpora, odreÿuje se po formuli: q = (Ĳ –to)/R,

(3.101)

Ĳ – tı = qR

(3.102)

R = (Ĳ – to)/q

(3.103)

gde su q – specifiþni toplotni gubici toplodalekovoda, Ĳ – temperatura predajnika toplote, tı – temperatura okolne sredine, R – ukupan termiþki otpor toplovoda. Pri termiþkom proraþunu toplotnih mreža treba obiþno odrediti toplotni fluks kroz slojeve i kroz površine cilindriþnog oblika. Specifiþni toplotni gubici q i termiþki otpori R odnose se obiþno na jedinicu dužine toplovoda i izraþunavaju se odgovarajuüe u W/m i m K/W. U izolovanom toplovodu, okruženom spoljašnjim vazduhom, toplota prolazi kroz þetiri redno spojena otpora: unutrašnja površina cevi, zid cevi, sloj izolacije i spoljašnja površina izolacije. Pošto je ukupan otpor jednak aritmetiþkom zbiru redno postavljenih otpora, biüe: R = RV + Rtr + Rt+ Rn,

(3.104)

gde su Rv, Rtr, Rt i Rn – termiþki otpori unutrašnje površine cevi, zida cevi, sloja izolacije i spoljašnje površine izolacije. Na izolovanim toplovodima osnovnu vrednost ima termiþki otpor sloja izolacije. U termiþkom proraþunu se sreüu dva oblika termiþkih otpora: a) otpor površina, u razmatranom sluþaju R, i Rn; b) otpor sloja, u razmatranom sluþaju Rtr i Rt. Termiþki otpor površina. Kao što je poznato, termiþki otpor cilindriþne površine je: R = 1/(ʌdĮ)

(3.105)

gde je ʌd – površina 1 m dužine toplovoda, m2, a Į – koeficijent prelaza toplote sa površine. Za odreÿivanje termiþkog otpora površine toplovoda neophodno je poznavati dve veliþine: preþnik toplovoda i koeficijent prelaza toplote sa površine ili na površinu. Preþnik toplovoda je pri termiþkom proraþunu zadat. Koeficijent prelaza toplote Į od spoljašnje površine toplovoda na okolni vazduh predstavlja zbir koeficijenata prelaza toplote zraþenjem Įl, i konvekcijom Įk:

240


Į = Įl + Įk

(3.106)

Koeficijent prelaza toplote zraþenjem Įl može se izraþunati po Stefan-Boltzmanovom zakonu: 4

α1

4

§ t 273 · § t0 273 · ¨ ¸ 100 ¹ ¨© 100 ¸¹ © C , t to

(3.107)

gde je C – konstanta zraþenja, a t – temepratura površine koja zraþi, °C. Konstanta zraþenja apsolutno crnog tela, tj. površine koja apsorbuje sve zrake koji padaju na nju i ništa ne odbija, Ce = 5,7W/(m2 K4). Konstanta zraþenja „sivih” tela u koja se ubrajaju i površine golih cevovoda, izolacionih konstrukcija i sliþno, ima vrednost od 4,4 do 5,0 W/(m2 K4). Koeficijent prelaza toplote od horizontalne cevi na vazdnh pri prirodnoj konvekciji, W/(m2 K), može se odrediti po Nuseltovoj formuli: αk

1,16 4 (t t0 ) / d .

(3.108)

Pri prinudnoj konvekciji ili vetru, koeficijent prelaza toplote üe biti: ak = 4,65 Ȧ0,7/d0,3

(3.109)

gde je Ȧ – brzina vazduha, m/s, a d – spoljašnji preþnik toplovoda, m. Formula (3.109) važi pri Ȧ > 1 m/s, d > 0,3 m. Za odreÿivanje koeficijenta prelaza toplote po formulama (3.107) i (3.108) neophodno je znati temperature površina. Samo pri odreÿivanju toplotnih gubitaka temperatura površine toplovoda obiþno nije unapred poznata, zadatak se rešava iterativnim putem. Prethodno se zadaje koeficijent prelaza toplote spoljašnje površine toplovoda a, odreÿuju se specifiþni gubici i temperatura površine t, pa se zatim proverava vrednost za Į. Pri odreÿivanju toplotnih gubitaka izolovanih toplovoda ne mora se izvoditi kontrolni proraþun, jer je termiþki otpor površine izolacije srazmerno neznatan u odnosu na termiþki otpor izolacije. Stoprocentna greška pri izboru koeficijenta prelaza toplote površine dovodi obiþno do greške pri odreÿivanju toplotnih gubitaka u granicama od 3 do 5%. Za prethodno odreÿivanje koeficijenta prelaza toplote sa površine izolovanog toplovoda W/(m2 K), kada je temperatura površine nepoznata, može se koristiti formula: α 11,6 7 ω ,

(3.110)

gde je Ȧ – brzina kretanja vazduha, m/s. Koeficijent prelaza toplote od predajnika toplote na unutrašnju površinu cevovoda je veoma veliki, što þini termiþki otpor unutrašnje površine cevovoda toliko malim, da se praktiþno može zanemariti.

O IZOLACIJI

241

Termiþki otpor sloja. Izraz za termiþki otpor jednoslojnog cilindriþnog zida izvodi se iz Furijeove jednaþine. Taj izraz je oblika: R

d 1 ln 2 , 2 π λ d1

(3.11)

gde je Ȝ – koeficijent toplotne provodljivosti zida, a d1, d2 – unutrašnji i spoljašnji preþnik zida. Za termiþki proraþun bitan znaþaj imaju samo slojevi sa veüim termiþkim otporima. Takvi slojevi su toplotna izolalacija, zid kanala, masiv tla i sliþno. U tom smislu pri termiþkom proraþunu izolovanih toplovoda obiþno se ne uzimaju u obzir termiþki otpori metalnih zidova. Termiþki otpor izolacije nadzemnih toplovoda. Na nadzemnim toplovodima izmeÿu predajnika toplote i spoljašnjeg vazduha nalaze se redom sledeüi termiþki otpori: unutrašnja površina cevovoda, zid cevovoda, jedan ili nekoliko slojeva toplotne izolacije, spoljašnja površina toplovoda. Prva dva otpora se u praktiþnim proraþunima obiþno zanemaruju. Uzimajuüi u obzir samo dva poslednja termiþka otpora nadzemnog toplovoda, koristi se izraz: q

τ to . Ri Rn

(3.112)

Ako je toplovod neizolovan, to je Ri = 0. U tom sluþaju je: q = (Ĳ –to)/Rn,

(3.113)

Ponekad je toplotna izolacija višeslojna, što je posledica razliþitih temperatura dozvoljenih za odreÿene izolacione materijale, ili iz ekonomskih razloga, u cilju delimiþne zamene skupih izolacija jeftinijim. Termiþki otpor višeslojne izolacije je jednak aritmetiþkoj sumi termiþkih otpora naizmeniþno poreÿanih u slojevima: Ri = Rn + Ri2 + ... + Rin. Termiþki otpor cilindriþne izolacije poveüava se sa poveüanjem odnosa spoljašnjeg i unutrašnjeg preþnika. Prema tome, pri primeni višeslojne izolacije, prvi sloj je celishodno uraditi od materijala koji ima najniži koeficijent temperaturske provodljivosti, što dovodi do najefektivnijeg iskorišüenja izolacionih materijala. Temperatursko polje nadzemnog toplovoda. Proraþun temperaturskog polja toplovoda izvodi se na osnovu jednaþine toplotnog bilansa. Iz ove jednaþine proizlazi da je pri stacionarnom stanju, koliþina toplote koja prolazi od predajnika toplote ka cilindriþnoj površini, prolazeüi kroz bilo koju taþku temperaturskog polja, jednaka koliþini toplote koja prolazi od koncentriþne površine u spoljašnju sredinu. Potrebno je odrediti temperaturu površine izolacije. Koliþina toplote koja se od predajnika toplote dovodi na površinu izolacije je jednaka koliþini toplote odvedene sa površine izolacije u okolni vazduh:

242


τ to Ri

t x to , Rn

odakle je: tx

τ / Ri to / Rn . 1 / Ri 1 / Rn

(3.114)

U sluþaju dvoslojne izolacije, odreÿuje se temperatura spoljašnje dvoslojne izolacije. Izraz za toplotni bilans je τ tx Ri1

t x to , Ri 2 Rn

odakle je: tx

τ / Ri1 to / ( Ri 2 Rn ) , 1 / Ri1 1 / ( Ri 2 Rn )

(3.115)

gde je Ri1, Ri2 – termiþki otpori prvog i drugog sloja izolacije, a Rn – termiþki otpor spoljašnje površine. Termiþki otpor tla. U podzemnim toplovodima je jedan od rednih termiþkih otpora – otpor tla. Pri proraþunu toplotnih gubitaka za temperaturu okoline t0 uzima se, po pravilu, prirodna temperatura tla na dubini na kojoj se nalazi osa toplovoda. Samo pri malim dubinama ukopavanja ose toplovoda (h/d < 2) za temperaturu okoline uzima se prirodna temperatura površine tla (slika 3.20). Termiþki otpor tla se može odrediti prema Forhajmerovoj formuli (slika 3.20). Rrg

ª h º 1 4h 2 », ln « 2 1 2 2π λgr « d d »¼ ¬

(3.116)

gde je Ȝgr – koeficijent toplotne provodljivosti, h – dubina ukopavanja ose toplovoda, d – preþnik toplovoda. Pri polaganju podzemnih toplovoda u kanale koji imaju drugaþiji oblik od cilindriþnog, umesto preþnika, u formulu (3.116) se uvršüuje ekvivalentni preþnik: de = 4 F/O,

(3.117)

gde je F – površina preseka kanala, m2, a O – obim kanala, m. U sluþajevima kada je h/d > 2, Forhajmerova formula se može uprostiti, uzimajuüi sa nekim približenjima vrednost korena jednakim 2 h/d. U tom sluþaju üe biti:

O IZOLACIJI

Rgr

243

ln (4 h / d ) . 2 π λgr

(3.118)

Koeficijent toplotne provodljivosti tla Įgr zavisi uglavnom od njegove vlažnosti i temperature. Pri temperaturama tla tı = 10–40°C, vrednost koeficijenta provoÿenja toplote tla srednje vlažnosti leži u granicama od 1,2 do 2,5 W/(m K). y

h

x Rgr Ri

d

Slika 3.20. Šema jednocevnog beskanalnog toplovoda Pri malim dubinama ukopavanja podzemnog toplovoda (h/d < 2), temperatura površine tla iznad toplovoda se može znatno razlikovati od prirodne temperature površine tla. Da bi se izbegle greške, proraþun toplotnih gubitaka se izvodi sa temperaturom spoljašnjeg vazduha. U tom sluþaju se termiþki otpor tla [videti formulu (3.116)] odreÿuje ne po stvarnoj, veü po redukovanoj dubini ukopavanja ose toplovoda: hp = h + hf,

(3.119)

gde je hf – debljina fiktivnog sloja tla, m, a h – stvarna dubina ukopavanja ose toplovoda, m; hf= Ȝgr/Į,

(3.120)

a Ȝ je koeficijent prelaza toplote na površini tla. Fiktivni sloj ima otpor jednak otporu površine. 3.10.2. METODE TERMIýKOG PRORAýUNA Po karakteru termiþkog proraþuna, razlikuju se jednocevni od višecevnih podzemnih toplovoda. Pri jednocevnom polaganju, svi otpori su redni, a pri višecevnom polaganju otpori su paralelni i redni sa zida kanala na tle. Jednocevni toplovod. Pri beskanalnom polaganju termiþki otpori toplovoda predstavljaju zbir otpora sloja izolacije i otpora tla (slika 3.20): R = Ri + Rgr .

(3.121)

Kada izmeÿu izolovanog cevovoda i zida kanala postoji vazdušni prostor, termiþki otpor toplovoda se odreÿuje kao suma sledeüih redno povezanih otpora (slika 3.21): R = R= + Rn + Rpk + Rk + Rgr

(3.21)

244


gde su Ri, Rn, Rpk, Rk i Rgr – otpori odgovarajuüeg sloja izolacije, spoljašnje površine izolacije, unutrašnje površine kanala, zida kanala i tla.

Ri Rn Rgr

Rpk Rk

Slika 3.21. Šema jednocevnog toplovoda u kanalu Temperatura vazduha u kanalu jednocevnog toplovoda se odreÿuje na osnovu toplotnog bilansa. Koliþina toplote, predata od predajnika toplote u kanal, jednaka je koliþini toplote koja se odvodi iz kanala u tle: τ tk Ri Rn

R pk

t k to , Rk Rgr

odakle je:

tk

to τ Ri Rn R pk Rk Rgr , 1 1 Ri Rn R pk Rk Rgr

(3.123)

gde je tk temperatura vazduha u kanalu. Višecevni toplovod. Ako je nekoliko cevovoda položeno u zajedniþki kanal, toplotni gubici svakog dolaze u kanal, a zatim se toplotni fluks zajedniþki odvodi kroz zid kanala i tle u okolinu. Zadatak termiþkog proraþuna višecevnih toplovoda u kanalu svodi se u prvom redu na odreÿivanje temperature vazduha u kanalu. Poznajuüi temperaturu vazduha u kanalu, može se odrediti toplotni gubitak svakog cevovoda po metodi proraþuna toplotnog gubitka cevovoda okruženog vazduhom. Temperatura vazduha u kanalu se odreÿuje prema jednaþini toplotnog bilansa. Koliþina toplote koja se dovodi od cevovoda vazdušnom meduprostoru, jednaka je koliþini toplote koja se odvodi od vazdušnog meÿuprostora kroz zidove kanala i masiv tla u okolinu. Kada je u podzemni kanal postavljeno n cevovoda, izvršiüe se osnovna raþunska jednaþina za višecevne toplovode. Termiþki otpor izolacione konstrukcije (sloj i spoljašnja površina izolacije) svakog od toplovoda je jednaka R1, R2,... Rn, a temperatura predajnika toplote u svakom od cevovoda je Ĳ1, Ĳ2, ... Ĳn. Ukupni termiþki otpor unutrašnje površine kanala, zidova kanala i tla je: Rk–0 = Rpk + Rk + Rgr.

O IZOLACIJI

245

y

h

x

τ1

τ2

b

Slika 3.22. Šema dvocevnog beskanalnog toplovoda Temperatura tla na dubini ukopavanja ose toplovoda jednaka je t0. Ako se tražena temperatura vazduha u kanalu oznaþi sa tk, može se toplotni bilans napisati ovako: τ 1 tk τ 2 tk τ t ... n k R1 R2 Rn

τ k to , Rk 0

(3.124)

odakle se dobija temperatura vazduha u kanalu višecevnog toplovoda: tk

τ1 / R1 τ 2 / R2 ... τ n / Rn t0 / Rk 0 . 1 / R1 1 / R2 ... 1 / Rn 1 / Rk 0

(3.125)

Poznajuüi temperaturu vazduha u kanalu, jednostavno se nalaze toplotni gubici svakog cevovoda. Proraþun toplotnih gubitaka višecevnog beskanalnog toplovoda može se sprovesti po metodi E. P. Šubina. Uzajamni uticaj susednih cevi uzima se dopunskim otporom R0. Pri dvocevnom toplovodu, uslovno dopunski otpor (slika 3.22) je: 2

R0

1 § 2h · ln 1 ¨ ¸ , 2 π λgr © b ¹

(3.126)

gde je h – dubina ukopavanja ose toplovoda od površine tla, a b – horizontalno rastojanje izmeÿu osa cevi. Toplotni gubici dvocevnog beskanalnog toplovoda se odreÿuju po sledeüim formulama: – toplotni gubici prve cevi: q1

(τ1 to ) R2 (τ 2 to ) R2 R1 R2 R02

,

(3.127)

,

(3.128)

– toplotni gubici druge cevi: q2 gde je

(τ 2 to ) R1 (τ1 to ) R2 R1 R2 R02

246


Ĳ1 I Ĳ2 – temperatura predajnika toplote u prvoj i drugoj cevi, Ĳı – prirodna temperatura tla na dubini ose toplovoda; – ukupni termiþki otpor izolacije prve cevi i tla: R1 R1 = Ri1 + Rgr, R2 – ukupni termiþki otpor izolacije druge cevi i tla: R2 = Ri2 + Rgr. Temperatursko polje u tlu oko jednocevnog beskanalnog toplovoda se odreÿuje po formuli:

t

1 x 2 ( y h) 2 ln 2 2 π λr x ( y h) 2 to (τ to ) , R

(3.129)

gde je t – temperatura proizvoljne taþke tla, udaljene na rastojanju x od vertitikalne površine, koja prolazi kroz osu toplovoda, i y od površine tla, °C (videti sliku 3.20); Ĳ – temperatura predajnika toplote, °C; R – ukupni termiþki otpor toplotne izolacije i tla. Temperatursko polje u tlu oko dvocevnog beskanalnog toplovoda odreÿuje se po formuli: t

to

q1 q2 ( x b) 2 ( y h) 2 x 2 ( y h) 2 ln 2 ln , 2 π λr ( x b) 2 ( y h) 2 x ( y h) 2 2 π λr

(3.130)

gde je t – temperatura proizvoljne taþke tla udaljene na odstojanju x od vertikalne površine, koja prolazi kroz osu cevi sa višom temperaturom predajnika toplote (kod dvocevnih vodenih mreža kroz osu polazne cevi) i na y od površine tla, °C (slika 3.22). Proraþun temperaturskog polja tla oko toplovoda u kanalu sa vazdušnim meÿuprostorom može se izvesti prema (3.129). U tom sluþaju pod r se podrazumeva temperatura vazduha u kanalu, a pod R ukupni termiþki otpor unutrašnje površine kanala, zidova kanala i tla. 3.10.3. TOPLOTNI GUBICI I KOEFICIJENT EFEKTIVNOSTI Toplotni gubici mreže sastoje se iz dva dela: a) gubici delova cevovoda koji nemaju armaturu i fazonske delove – linijski toplotni gubici; b) gubici fazonskih delova armature, nosaþa cevovoda, prirubnica itd. – lokalni toplotni gubici. Linijski toplotni gubici toplovoda su: Ql = q l, gde je q – spedfiþni toplotni gubici, W/m, a l – dužina toplovoda, m.

(3.131)

O IZOLACIJI

247

Toplotni gubici prikljuþaka, kolena, savijenih kompenzatora i drugih detalja, obima popreþnog preseka približno kao i cevovod, izraþunavaju se po formulama za prave cevi okruglog preseka. Toplotni gubici prirubnica, fazonskih delova i armature odreÿuju se obiþno sa ekvivalentnom dužinom. cevi istog preþnika: (3.132)

Qm = q le,

gde je Qm – lokalni toplotni gubitak, J/s, a le – ekvivalentna dužina, m. Toplotni gubici od neizolovanog ventila ili zasuna jednaki su toplotnim gubicima izolovanog cevovoda dužine 12–24 m istog preþnika, pri srednjem kvalitetu izolacije. Ako je ventil ili zasun izolovan na 3/4 svoje površine, u zavisnosti od preþnika cevovoda i temperature predajnika toplote, ekvivalentna dužina se može uzeti da je 4–8 m izolovanog cevovoda. Manja vrednost se odnosi na cevovode preþnika 100 mm i temperature predajnika 100 °C, a veüa na cevovod preþnika 500 mm i temperature 400 °C. Ekvivalentna dužina neizolovane prirubnice može se uzeti da je 4–5 m izolovanog cevovoda. Toplotni gubici kroz neizolovane oslonce cevovoda (zavešenja, klizaþi, klizni oslonci) se ocenjuju da iznose 10–15% od linijskih toplotnih gubitaka. Ukupni toplotni gubici toplovoda se odreÿuju po formuli: Q = g (l + le) = q l (1 + ȕ),

(3.133)

gde je Q – ukupni toplotni gubici, a ȕ = le/l. Za prethodni proraþun toplotnih gubitaka toplovoda može se uzeti ȕ = 0,2 – 0,3. Za ocenu efektivnosti izolacione konstrukcije þesto se koristi pokazatelj koji se naziva koeficijent efektivnosti izolacije: ηi

Qg Qi Qg

1

Qi , Qg

(3.134)

gde su Qg i Qi toplotni gubici izolovane cevi. Obiþno koeficijent efektivnosti izolacionih konstrukcija toplovoda iznosi Și = 0,85 – 0,95. 3.10.4. TEMPERATURSKI PAD PREDAJNIKA TOPLOTE I ODVOĈENJE KONDENZATA U procesu strujanja duž cevovoda entalpija predajnika toplote opada. Usled toga opada i temperatura predajnika toplote na toplovodu, a pri strujanju zasiüene pare se pojavljuje kondenzat. Za kratke toplovode, kada oþekivani pad temperature ne prelazi 3–4% od poþetne vrednosti temperature, proraþun se može izvoditi uz pretpostavku konstantnih specifiþnih toplotnih gubitaka. Jednaþina toplotnog bilansa u tom sluþaju ima oblik: Gc = (Ĳ1 – Ĳ2) = q · l (1 + ȕ), gde je G – protok predajnika toplote na posmatranoj deonici,

(3.135)

248

c Ĳ1 i Ĳ2 l q ȕ


– specifiþni toplotni kapacitet predajnika toplote, – temperatura predajnika toplote na poþetku i na kraju deonice, °C, – dužina deonice, m, – specifiþni linijski toplotni gubici, – koeficijent lokalnih toplotnih gubitaka. Iz (3.135) sledi: Ĳ2 = Ĳ1 – q l (1 + ȕ)/(G ·c).

(3.136)

Pri transportu pregrejane pare, kada se pored toplotnih gubitaka javljaju i znatni padovi pritiska, može se koristiti i taþniji postupak. Prema poznatom pritisku p2 na kraju deonice i entalpiji koja je odreÿena iz toplotnog bilansa: h2 = h1 – q · l (1 + ȕ)/G,

(3.137)

pomoüu tablica ili dijagrama za vodenu paru se jednostavno odreÿuje temperatura Ĳ2. Kod dugaþkih i slabo izolovanih deonica parovoda ili malih protoka predajnika toplüte, kada se oþekuje veüi pad temperature, neophodno je uzeti u obzir promenu specifiþnih toplotnih gubitaka po dužini deonice. Biüe analiziran parovod pregrejane pare dužine l. Temperatura pare na poþetku parovoda je Ĳ1 a na kraju Ĳ2. Okolina ima temperaturu tı. Termiþki otpor izolacione konstrukcije parovoda je R. Iz parovoda üe se izdvojiti mala dužina l. Srednja temperatura pare na tom malom delu üe se oznaþiti sa Ĳ, a pad temperature na tom delu sa r. Protok pare u parovodu je G. Jednaþina toplotnog bilansa za posmatranu malu deonicu l sa uþešüem lokalnih gubitaka: τ to (1 β ) wl R

G c τ ,

ili wτ τ to

(1 β ) wl . RGc

(3.138)

Integrirajuüi (3.138) u granicama od Ĳ1 do Ĳ2 i promeni dužine parovoda od 0 do l, dobija se: ln

τ1 to l (1 β ) . τ 2 to R G c

(3.139)

Rešavajuüi (3.139) po Ĳ2, sledi: τ2

to

τ 1 to l (1 β e RGc

.

(3.140)

Dobijen izraz (3.140), strogo govoreüi, važi za izobarski proces strujanja, jer pri njegovom izvoÿenju nije uz pad temperature raþunat i pad pritiska.

O IZOLACIJI

249

Sniženje temperature pare, izazvano padom pritiska može se odrediti po formuli: ǻĲd =t/p · ǻp,

(3.141)

gde je t/p – diferencijalni efekt prigušenja, K/Pa, a ǻp – pad pritiska pare, Pa. Vrednost t/p zavisi od poþetnih veliþina stanja pare. Pri pritisku p1 = 0,5 do l,5 MPa i temperaturi pregrevanja Ĳ1 = 300 – 350°C, diferencijalni efekat prigušenja vodene pare je: t/p = (12 –14) 10-6 K/Pa; u blizini krive zasiüenja t/p = (25 ÷ 30) 10-6 K/Pa. Stvarna temperatura pare na kraju parovoda: Ĳd2 = Ĳ1 – ǻĲd,

(3.142)

gde je Ĳ2 temperatura pare na kraju parovoda pri izobarskom strujanju, odreÿena na osnovu izraza (3.140). Pomoüu izraza (3.140) – (3.142) može se naüi dužina parovoda na kojoj para gubi svoje pregrejanje. Za taþan proraþun dužine, na kojoj para gubi pregrevanje, neophodno je poznavatine ne samo zakonitost pada temperautre duž parovoda, veü i zakon pada pritiska. Ovo poslednje se odreÿuje prema (3.142). Zadatak se rešava grafiþki (slika 3.23). Prema jednaþinama (3.140) – (3.142) konstruiše se kriva promene temperature pare po dužini parovoda l, a prema (3.141) kriva promene pritiska pare po dužini parovoda 2, kriva temperature zasiüenja 3, koja odgovara krivoj pritiska 2. Zatim se jednostavno nalazi rastojanje taþke zasiüenja od poþetka parovoda kao apscisa taþke preseka krivih 1 i 3. Koliþina kondenzata koja se stvara na deonici parovoda pri transportu zasiüene pare je: q l (1 β ) Gk , (3.143) r gde su q – specifiþni linijski toplotni gubici, l – dužina deonice, r – toplota faze (toplota isparavanja). Po prestanku cirkulacije predajnika toplote u podzemnim toplovodima nastaje nestacionarni toplotni proces, pri kome se temperatura vode, kao i temperatura vazduha u kanalu, postepeno snižavaju po eksponencijalnoj funkciji, težeüi graniþnoj temperaturi okoline, a to je u posmatranom sluþaju prirodna temperatura tla. t1 tp

1 2 3 l

Dužina parovoda

Slika 3.23. Grafiþko odreÿivanje taþke zasiüenja

250


Zanemarujuüi maseni specifiþni toplotni kapacitet izolacije i þeliþnih cevi, koji su po pravilu manji od masenog specifiþnog toplotnog kapaciteta vode, može se odrediti temperatura vazduha u kanalu podzemnog toplovoda za vreme z, s ili h, posle prestanka cirkulacije po formuli: t gr τ n1 τ n2 τ nn ... R1 e 2/( R G c ) R2 e 2/( R G c ) Rn e 2/( R G c ) Rk 0 , 1 1 1 1 ... R1 e 2/( R G c ) R2 e 2/( R G c ) Rn e 2/( R G c ) Rk 0 1

tk

1

1

2

1

2

2

2

n

n

n

(3.144)

n

gde je Ĳn1, Ĳn2, Ĳnn

– temperature predajnika toplote u cevovodima 1, 2, ..., n u momentu prestanka cirkulacije, ° C, R1, R2,... Rn – termiþki otpor izolacione konstrukcije cevovoda 1, 2, ... , n, K m/W, Rk–0 – termiþki otpor kanala i tla, K m/W, G1, G2, ... Gn – masa predajnika toplote u cevovodima 1, 2, ..., n, na jedinicu dužine, kg/m, c – specifiþni toplotni kapacitet predajnika toplote, J(kg K). Temperatura predajnika toplote u proizvoljnom cevovodu, na primer u cevovodu 1, posle vremena z, od prekida cirkulacije se odreÿuje po formuli: τ k1

tksr

τ n1 tksr e 2/( R G c ) 1

,

1

(3.145)

gde je tksr – srednja temperatura vazduha u kanalu za vremenski period z, može se uprošüeno odrediti po formuli: tksr = 0,5 (tkn ± tk) tkn – temperatura vazduha u kanalu u momentu prekida cirkulacije. Pri nadzemnom voÿenju toplovoda: τk

tv

τ n tv e 2/( RGc )

,

(3.146)

gde je tv – temperatura okolnog vazduha. 3.10.5. IZBOR DEBLJINE IZOLACIONOG SLOJA Izbor debljine izolacije se odreÿuje prema tehniþkim i tehno-ekonomskim razlozima. Osnovni tehniþki razlog, kojim se rukovodi pri izboru debljine izolacije, se ogleda u sledeüem: 1. obezbeÿenje zadate temperature predajnika toplote u pojedinim taþkama toplotne mreže; ovaj uslov se obiþno javlja kod parovoda u onim sluþajevima kada treba da se garantuje isporuka pregrejane pare pojedinim potrošaþima; 2. održavanje normiranih toplotnih gubitaka; 3. neprekoraþenje zadate temperature površine izolacije.

O IZOLACIJI

251

Pri postavljanju toplovoda u radnim prostorijama ili u prohodnim kanalima, prema uslovima zaštite na radu, temperatura površine ne sme biti viša od 40 do 50°C. U nekim sluþajevima graniþna temperatura površine se bira iz uslova zaštite od raspada spoljašnjeg omotaþa izolacije. Na osnovu tehniþkih zahteva odreÿuje se graniþna minimalna debljina toplotne izolacije. Pitanje o celishodnosti poveüanja debljine izolacije i poveüanja efektivnosti toplotne izolacije se rešava tehno-ekonomskim proraþumom. 3.10.6. PRORAýUN DUGAýKIH PAROVODA Pri transportu stišljivog fluida (gasa ili pare) dugaþkim cevovodima, dolazi do primetnog pada pritiska duž cevovoda. U tim uslovima jediniþni pad pritiska pare je promenljiv, jer se gustina fluida, pa prema tome i njegova brzina, menjaju po dužini cevovoda. Posle odgovarajuüih zamena, izraz za konaþni pritisak fluida u cevovodu dobija oblik:

L

l 1

∂l 2

Slika 3.24. Šema linije pregrejane pare Razmotrimo kako se menja pritisak fluida po dužini cevovoda. Neka se gas ili para kreüu po cevovodu dužine L od taþke 1. prema taþki 2. (slika 3.24). Stanje fluida u taþki 1. odreÿuje se pritiskom p1 apsolutnom temperaturom T1 i gustinom ȡ1. Oznaþimo jediniþni linijski pad pritiska na poþetku cevovoda sa R1, a uþešüe lokalnih gubitaka pritiska sa Į. Izdvojimo na cevovodu beskonaþno malu deonicu dužine l i oznaþimo srednji pritisak fluida na toj deonici sa p, temperaturu sa T, gustinu sa ȡ, a pad pritisks sa p. Kako je jediniþni pad pritiska obrnuto proporcionalan gustini fluida (3.162), pad pritiska u deonici l iznosi: – p = R1 (1 + Į) · ȡ1/ȡ · l.

(3.147)

Negativni znak u levom delu (3.147) odgovara padu pritiska. Usvajajuüi u prvom približenju gustinu fluida upravo proporcionalnom pritisku i obrnuto proporcionalnoj apsolutnoj temperaturi, dobija se: ρ1 ρ

p1 T , p T1

(3.148)

odakle je: wp

R1 (1 α )

p1 T , p T1

252


ili: p wp

je:

R1 (1 α ) p1

T wl. T1

(3.149)

Integral (3.149) u granicama promene pritiska od p2 do p1 i dužine od L do 0 pr

³ p wp p1

L

T

0

1

³ R1 (1 α ) p1 T

wl ,

a rezultat p12 p22 p p

R1 (1 α ) p1

Tsr L. T1

(3.150)

Posle odgovarajuüih zamena, izraz za konaþni pritisak fluida u cevovodu dobija oblik: p2

p1 1

2 R1 (1 α ) Tsr L. p1 T1

(3.151)

Odnos Tsr/T1 bira se na osnovu podataka proraþuna cevovoda. Pri proraþunu cevovoda zasiüene pare može se odnos Tsr/T1 smatrati jednakim jedinici. Jednaþina (3.151) može se predstaviti i u sledeüem obliku: δ pup

R1 (1 α )

p1 Tsr L, psr T1

(3.152)

gde su įpup = p1 – pa – pad pritiska stišljivog fluida u cevovodu; psr = (p1 + p2)\2 – srednji pritisak fluida u cevovodu; Tsr = (T1 + T2)/2 – srednja temperatura fluida u cevovodu. Pad pritiska nestišljivog fluida, pri istim vrednostima R1, Į, L je: įpn = R1 (1 + Į) L.

(3.153)

Odnos pada pritiska stišljivog fluida i pada pritiska nestišljivog fluiÿa pri istim vrednostima R1, Į, L je: δ pup δ pn

p1 Tsr . psr T1

(3.154)

Na slici 3.25 je prikazan raspored pritiska nestišljivog (N) i stišljivog (UP) fluida duž cevovoda. Pri kretanju nestišljivog fluida įp/L – const., pri kretanju stišljivog fluida įp/L = var.

O IZOLACIJI

253

p N UP

L

Slika 3.25. Raspored pritiska duž cevovoda sa nestišljivim (N) i stišljivim (UP) fluidom Ako su zadati parametri fluida koji se transportuje p1 i T1, na poþetku cevovoda i pritisak p3 na kraju cevovoda, na osnovu (3.151) se lako odreÿuje jediniþni pad pritiska na poþetku cevovoda R1 po kome treba birati preþnik R1

δp psr T1 . p1 Tsr L(1 α )

(3.155)

Iz rešenja (3.174) i (3.148) može se dobiti izraz za proraþun uþešüa lokalnih gubitaka pritiska u cevovodima koji transportuju stišljivi fluid: α 1,15 Aα

6ξ L

G psr T1 δ p ρ1 p1 Tsr L

,

(3.156)

gde su G – protok fluida, kg/s; ȡ1 – gustina fluida na poþetku cevovoda, kg/m3; p1, įp – pritisak na poþetku cevovoda i pad pritiska u cevovodu, Pa, AĮ = 5,1 /Re0,19. Preþnik cevovoda odreÿuje se po obrascu (5.13) po zadatom protoku G, jediniþnom linijskom padu pritiska na poþetku cevovoda R1 i gustini fluida na poþetku cevovoda ȡ1. Linijski pad pritiska. U cevovodima kroz koje se transportuje teþnost ili gas: (3.157)

į pl = Rl l,

gde je įpl – linijski pad pritiska na deonici, Pa: Rl – specifiþni pad pritiska, tj. pad pritiska po jedinici dužine cevovoda, Pa/m; l – dužina cevovoda, m. Polazna zavisnost za odreÿivanje jediniþnog linijskog pada u cevovodu je Darsijeva jednaþina: Ri

ω2 ρ λ 2 d

0,82 λ

G2 d 5ρ

, (3.158)

gdesu: Ȝ – koeficijent hidrauliþkog trenja (bezdimenzionalna veliþina); Ȧ – brzina fluida, m/s; ȡ – gustina fluida, kg/m3; d – unutrašnji preþnik cevovoda, m; G – maseni protok, kg/s.

254


Koeficijent hidrauliþkog trenja Ȝ zavisi od karaktera zida cevi (gladak ili hrapav) i režima kretanja teþnosti (laminarni ili turbulentni). Kako glatke cevi u tehnici transporta toplote imaju ograniþenu primenu (uglavnom u izmenjivaþima toplote), navodimo samo obrasce za proraþun koeficijenta trenja glatkih cevi bez podrobne analize: Autor: Puazejlj: Re < 2300 (lam. kret.); Ȝ = 64/Re Blazijus: 2300 Re 104; Ȝ = 0,3164/Re0–25 Nikuradze: Re 105; Ȝ = 0,0032 + 0,221 /Re0,237 Altšul: Re > 104; Ȝ = 1/(1,82 lg Re–1,64)2 (Puazejljaev obrazac pri laminarnom kretanju fluida važi i za hrapave cevi.) Osnovnu primenu za transport toplote imaju hrapave þeliþne cevi. Hrapava površina može se predstaviti kao niz elementamih uzvišenja visine k (sl. 3.26). Kao prvi karakteristiþni parametar hrapavosti usvajamo visinu uzvišenja hrapavosti, nazvanu apsolutna hrapavost. U veüini þeliþnih cevovoda u radu, ona iznosi, u zavisnosti od tehnologije izrade cevi i uslova eksploatacije, od 0,05 do 2 mm. Kao drugi karakteristiþni parametar usvaja se odnos apsolutne hrapavosti i polupreþnika cevovoda k/r, koji se naziva relativna hrapavost. Kako pokazuju ispitivanja þeliþnih cevi, koja je izvršio G. A. Murin, u Laboratoriji toplifikacije, pri malim brojevima Re koeficijent hidrauliþkog trenja Ȝ ima maksimalnu vrednost. Sa poveüanjem broja Re, koeficijent hidrauliþkog trenja se monotono smanjuje i pri nekoj vrednosti Reprr praktiþno dostiže minimalnu vrednost. Pri daljem poveüanju Re broja, koeficijent hidrauliþkog trenja ostaje konstantan. Sa dovoljnom taþnošüu za praktiþne proraþune usvaja se da u tzv. prelaznoj oblasti, tj. pri 2300 < Re < Repr,. koeficijent hidrauliþkog trenja zavisi od ekvivalentne relativne hrapavosti ke/r kao i od Re broja, a pri Re > Repr koeficijent hidrauliþkog trenja zavisi samo od ke/r, a ne zavisi od Re broja. Pod ekvivalentom relativnom hrapavošüu realnog cevovoda podrazumeva se veštaþka ravnotnerna hrapavost cilindriþnog zida þiji je koeficijent hidraulickog trenja u oblasti Re > Repr isti kao i u datom realnom cevovodu. Eksperimentalnim putem dobijena zavisnost koeficijenta hidrauliþkog trenja þeliþnih cevi od Re broja i relativne hrapavosti, dobro se opisuje jednaþinom koju je predložio A. D. Altšul. Ȝ = 0,11 (ke/d + 68/Re)0,25.

(3.159) H

Slika 3.26. Presek hrapave cevi

O IZOLACIJI

255

Pri ke = 0 Altšulov obrazac prelazi u Blazijusov obrazac. Pri Re = Altšulov obrazac prelazi u obrazac prof. B. L. Šifrinsona: Ȝ = 0,11 (ke/d)0,25.

(3.160)

Kako sa poveüanjem Re broja vrednost drugog sabirka u zagradama u (3.159) naglo opada, to pri veüim Re brojevima razlika izmeÿu vrednosti Ȝ naÿenim po Šifrinsonovom i Altšulovom obrascu postaje zanemarljiva. Usvajajuüi dopuštenu razliku od 3 % u vrednosti koeficijenta hidrauliþkog trenja po obrascima Altšula i Šifrinsona, iz uslova ȜA/ȜŠ – 1 = 0,03 dobija se: Repr = 568 d/ke,

(3.161)

gde su ȜA i ȜŠ – vrednosti Ȝ, izraþunate po (3.159) i (3.160). Zbog toga pri Re < 568 d/ke koeficijent hidrauliþkog trenja treba odreÿivati po (3.159), a pri Re > 568 d/ke – po jednostavnijem obrascu (3.160). Što je relativna hrapavost manja, to je veüa vrednost Repr. Pri Re Repr praktiþno je kvadratna zavisnost pada pritiska u cevovodu od protoka. Na osnovu raspoloživih materijala hidrauliþkih ispitivanja toplotnih mreža i vodovoda, preporuþuju se sledeüe vrednosti apsolutne ekvivaletne hrapavosti, u m, za hidrauliþki proraþun toplotnih mreža: – parovodi: 0,2 · 10–3; – mreže sa vodom u uslovima normalne eksploatacije: 0,5 · 10–3; – cevovodi kondenzata i potrošne tople vode: 1 · 10–3. U toplotnim mrežama obiþno je Re > Repr i zbog toga toplotne mreže, po pravilu, rade u oblasti kvadratne zavisnosti. Obrazac (3.158) za linijski pad pritiska u oblasti kvadratne zavisnosti možemo dovesti u oblik pogodniji za praktiþne proraþune: Jediniþni pad pritiska, Pa/m je: Rl = ARG2/ ȡ d5,25.

(3.162)

Preþnik cevovoda, m: d = AdG0,38/(Rl · ȡ)0,19 .

(3.163)

Propusna moü cevovoda, kg/s: G = AvGRl0,5 · d2,625 .

(3.164)

Pri transportu teþnosti pa i vode, tj. pri ȡ = const., navedeni obrasci mogu se napisati u sledeüem obliku: Rl = AvRG2/d5,25,

(3.165)

d = AvdG0,38/Rl0,19 ,

(3.166)

G = AvGRl0,5 · d2,625.

(3.167)

Vrednosti koeficijenta A i Av date su u tabeli 3.23.

256


Lokalni pad pritiska. Ako na deonici cevovoda postoji niz lokalnih otpora, ukupni pad pritiska u svim lokalnim otporima, Pa, odreÿuje se po obrascu: δ pm

ω2 ¦ξ 2 ρ

G2 0,812¦ ξ , ρ d4

(3.168)

Ȉȟ gde je – zbir koeficijenata lokalnih otpora postavljenih na deonici; ȟ – bezdimenzionalna veliþina koja zavisi od vrste otpora. Ako zamislimo pravolinijski cevovod preþnika d, þiji je linijski pad pritiska jednak padu pritiska u lokalnim otporima, dužina takve deonice cevovoda naziva se ekvivalentna dužina lokalnih otpora i može se oþigledno naüi iz jednaþine: (3.169)

įpm = Rl · le;

¦ξ

ω2 ρ 2

λ

ω2 ρ le , 2 d

odakle je ekvivalentna dužina lokalnih otpora, m: le = Ȉȟd/Ȝ.

(3.170)

Zamenom u jednaþini (3.170) vrednosti koeficijenta hidrauliþkog trenja po Šifrinsonu, obrazac za ekvivalentnu dužinu mesnih otpora dobija oblik: le = Al · Ȉȟ · d1,25.

(3.171)

Kao što se vidi iz (3.171), ekvivalentna dužina lokalnih otpora je proporcionalna zbiru koeficijenata lokalnih otpora u prvom stepenu i preþnika cevovoda na stepen 1,25. Otpori zavojnih, zavarenih i prirubniþkih spojeva cevovoda pri pravilnom izvoÿenju su beznaþajni, pa ih stoga valja razmatrati zajedno sa linijskim otporima. Preporuþene veüe vrednosti apsolutne hrapavosti podrazumevaju i te otpore. Odnos pada pritiska u lokalnim otporima cevovoda i linijskog pada pritiska u tom cevovodu, predstavlja uþešüe lokanih otpora. Nije teško videti da je uþesüe lokalnih otpora jednako odnosu ekvivalentne dužine lokalnih otpora prema dužini cevovoda: Į= įpm/įpl = le/l.

(3.172)

Iz rešenja, po zbiru koeficijenata lokalnih otpora i raspoloživom padu pritiska, moguüe je naüi udeo lokalnih gubitaka: α (1 α )0,24

Aα

gde je AĮ = 5,1/ke0,19.

G 0,48 6ξ , l (δ p ρ /l )0,24

(3. 173)

O IZOLACIJI

257

Tabela 3.23. Vrednosti koeficijenata A u obrascima (3.162) – (3.174) Koeficijent

Dimenzija

Izraz

Aps. ekviv. hrapavost ke, m 0,0002

0,0005

0,0011

AR

m0,25

0,0894 ke0,25

10,6 · 10–3

13,3 · 10–2

15,92 · 10–3

AvR

m3,25/kg

0,0894 ke0,25

10,92· 10–6

13,62 · 10–6

16,3 · 10–6

Ad

m0,475

0,63 ke0,0475

0,414

0,435

0,448

Avd

m0,62/kg

0,63

111,5 · 10–3

117 · 10–3

121 · 10–3

AG

m–1,25

9,65

8,62

7,89

AvG

kg0,5/m1,825

3,350,05 ke0,125

302

269

246

AĮ

m–0,19

5,1 ke0,19

25,2

21,4

18,6

AvĮ

m0,53/kg0,24

4,54

3,82

3,34

AĮ

m–1,25

76,4

60,7

51,1

ke0,0475 ρ

0,19

3,35 ke0,125

5,1 ke0,19 ρ 0,24 9, ke0,25

Radi lakšeg rešavanja, jednaþinu (3.173) napisaüemo u sledeüem približnom obliku: α 4 1α

Ad

6ξ l

G δ p ρ /l

.

(3.174)

U granicama promene Į od 0 do 1, moguüe je sa greškom od ± 6% usvojiti: α 1,15 Aα

6ξ l

G . δ p ρ /l

(3.174b)

Pri transportu teþnosti, pa i vode: α 1,15 Aαv

6ξ l

G , δ p /l

gde je įp – raspoloživi pad pritiska, Pa.

(3.174c)

258


Kao što se vidi iz jednaþina (3.174), udeo lokalnih otpora raste sa poveüanjem zbira koeficijenata lokalnih otpora po jedinici dužine cevovoda Ȉȟ/l, kao i pri smanjenju raspoloživog jediniþnog pada pritiska po jedinici dužine cevovoda įp/l. Zbirni pad pritiska. Zbir padova pritisaka – linijskog i u lokalnim otporima – odreÿuje se po obrascu: įp = įp, + įpm = įpt (1 + įpm/įp,) = Rl · l(l + Į) = Rl · (l + le)

(3.175)

odakle je: Rl = įp/[(l + Į)].

(3.176)

U tabeli 3.23 date su vrednosti koeficijenata A, koje ulaze u obrasce (3.162) – (3.174). Vrednosti Av u tabeli 3.23 odnose se na vodu þija je gustina ȡ = 975 kg/m3, pri t = 75°C.

O IZOLACIJI

259

4. HIDROIZOLACIJE U ZGRADARSTVU

4.0. UVOD U HIDROIZOLACIJE Zaštita graÿevinskih objekata od vlage i vode poznata je pod nazivom „hidroizolacija“, predstavlja specifiþnu i veoma znaþajnu oblast graÿevinarstva. Šezdesetih godina prošlog veka nagli razvoj graÿevinarstva, a posebno stambene montažne gradnje, doveo je do razvoja proizvodnje novih graÿevinskih materijala, meÿu kojima hidroizolacioni materijali zauzimaju znaþajno mesto. Proizvodnja hidroizolacionih materijala zasniva se na preradi bitumena i polimernih materijala kao i cementnih kompozicija. Prateüi razvoj ove oblasti u razvijenim zemljama u našoj zemlji je u periodu od 1960. godine do 1990. godine izgraÿeno 6 rafinerija nafte, kao i 8 fabrika koje su preraÿivale bitumen u hidroizolacione proizvode. Kvalitet proizvodnje je regulisan izradom domaüih standarda i propisa po ugledu na inostrane standarde tako da se tadašnja proizvodnja mogla ravnomerno plasirati na inostrana tržišta. Pored sistema na bazi bitumenskih hidroizolacionih materijala istraživani su, projektovani i izvoÿeni i drugi hidroizolacioni sistemi od inostranih materijala, koji nisu proizvoÿeni u našoj zemlji, a koji su bili ugraÿivani od strane domaüih izvoÿaþa na graÿevinskim objektima u zemlji i inostranstvu. To su bili razni tipovi sintetiþkih traka i bezšavnih membrana kao i razni aditivi za izvoÿenje krutih cementnih kompozicija u obliku penetrirajuüih premaza, šljema i vodonepropustljivih maltera i betona. U meÿuvremenu državne promene granica uticale su na suženje i stagniranje celokupne privrede u našoj zemlji tako da današnja Srbija predstavlja zemlju sa dve rafinerije nafte i dve fabrike za proizvodnju bitumenskih hidroizolacionih proizvoda. Nedostatak savremenih proizvoda kako polimerbitumenskih tako i sintetiþkih nadoknaÿuje se uvozom iz zemalja Evropske Unije. Domaüa tehniþka regulativa bazira na domaüim standardima koji su delom harmonizovani sa evropskim normama kao i na direktno usvojenim evropskim standardima i ostalim domicilnim standardima zemalja Evropske Unije. Kada se govori o hidroizolaciji nadzemnih objekata prvenstveno se misli na objekte visokogradnje kao što su stambene i javne zgrade, industrijski objekti i drugo. Ovi objekti i njihovi spoljni delovi kao što su krovovi i fasade izloženi su spoljnim uticajima, atmosferskim padavinama, dok su ukopani delovi kao što su temelji, podrumi, podzemne garaže i druge prostorije izloženi uticaju podzemne vlage i vode. Unutrašnji delovi objekta kao što su mokri þvorovi – kupatila, kuhinje, perioni-

260

4. Hidroizolacije u zgradarstvu

ce, takoÿe su izloženi uticaju vode pa se ne mogu izvoditi bez odgovarajuüe hidroizolacije podova i zidova. U daljem izlaganju su obraÿene hidroizolacije u zgradarstvu. Razmatrani su uticaji vode i vlage na nadzemne, podzemne i unutrašnje delove objekta, obraÿeni su hidroizolacioni materijali i sistemi, podela hidroizolacija prema objektima, odnosno oblastima graÿevinarstva, hidroizolacije ukopanih objekata, hidroizolacije krovova – terasa, regulativa i preporuke za projektovanje i izvoÿenje hidroizolacija novih objekata i za objekte u eksploataciji.

4.1. HIDROIZOLACIONI MATERIJALI 4.1.1. DEFINICIJA I ZAHTEVI Hidroizolacioni materijali þine posebnu grupu graÿevinskih materijala za koje važe vrlo strogi zahtevi za kvalitet. To su materijali koji se ne smatraju za konstrukcione, niti nosive, ali su oni odgovorni za upotrebljivost i stanje konstrukcije. Ugraÿeni u objekte odnosno u sisteme konstrukcija, izloženi su spoljnim i unutrašnjim uticajima kojima su izložene i konstrukcije. Osnovni zadatak hidroizolacionih materijala je da štite konstrukciju, odnosno objekat od uticaja vlage i vode, a da se pri tome ne degradiraju. Za hidroizolacione materijale koji se ugraÿuju u sisteme krovnih hidroizolacija pored vodoneropustljivosti, bitan uslov je i otpornost na atmosferske uticaje u koje dolaze promene temperature, uticaj toplote, uticaj UV zraka i drugo. Kada se govori o hidroizolacionim materijalima prvenstveno se misli na bitumenske materijale, iako se u hidroizolacione svrhe primenjuju kako sintetiþki materijali tako i cementni kompozitni materijali. Izmeÿu ovih materijala iako im je namena ista, postoje velike razlike u sirovinskoj osnovi, tehniþkim karakteristikama, mestu primene, naþinu ugraÿivanja, obradi detalja, trajnosti, reološkim i drugim svojstvima. 4.1.1.1. OPŠTI ZAHTEVI Hidroizolacioni materijali po fiziþkomehaniþkim svojstvima treba da su: – vodonepropustljivi za vodu i da je ne upijaju; – postojani u dodiru sa vodom i drugim materijalima; – bez štetnog uticaja na druge materijale sa kojima dolaze u dodir; – bez štetnog uticaja na ljude i okolinu prilikom ugraÿivanja, a i kasnije u eksploataciji objekta; – zadovoljavajuüe plastiþnosti pri niskim temperaturama i postojanosti na višim temperaturama; – dobre otpornosti na nagle temperaturne promene; – da budu sposobni da prate dilatacije podložnih (betonskih i drugih) konstrukcija; – da budu sposobni da premoste manje prsline u podložnim konstrukcijama (sami i u razliþitim kombinacijama); – otporni na deformacije pod pritiskom odnosno pod uticajem tzv. uklještenja; – jednostavni za primenu;

O IZOLACIJI

261

– dobri izolatori elektriþne struje; – samogasivi ili bar teže zapaljivi; – otporni na probijanje i rastinje. 4.1.1.2. POSEBNI ZAHTEVI Posebni zahtevi su uslovljeni eksploatacionim uslovima i mestom ugraÿivanja. U posebne zahteve pre svega dolazi otpornost na starenje ugraÿenih materijala pod uticajem fiziþkih, mehaniþkih, hemijskih i drugih faktora. Zavisno od vrste objekta, odnosno od dela objekta, projektnog rešenja, eksploatacionih uslova i uslova održavanja izdvaja se sledeüa grupa uzroþnika, koji mogu prouzrokovati promene svojstava izvedenih hidroizolacija, odnosno hidroizolacionih materijala kroz vreme: – zraþenje – svetlosno zraþenje (ultravioletno i infracrveno) sunþana energija, toplotna energija, nuklearna energija; – temperatura – niska, visoka i temperaturni šokovi; – voda – atmosferske padavine u þvrstom stanju (sneg, led), u teþnom stanju (kiša, kondezna voda, ustajala voda) u gasovitom stanju (vodena para, magla, visoka relativna vlažnost); podzemna voda (neagresivna i agresivna, procedna, ustavljena voda, voda pod pritiskom, kapilarna voda, adhezivna voda, adsorpciona voda); – vazduh – þist vazduh (kiseonik, ozon, ugljendioksid, azot), zagaÿeni vazduh – gasoviti sastojci (sumporni oksidi, hlor), þvrste þestice (pesak, prašina, blato, þaÿ i druge neþistoüe); – biološki uticaji – mikroorganizmi, gljive, bakterije; – mehaniþki uticaji – trajna i povremena pomeranja usled „rada“ konstrukcije, sleganja objekata i drugo; – fiziþki uticaji – voda pod pritiskom i kolebanje nivoa vode, uticaj vetra, uticaj vode i vetra, habanje (erozija), pritisak snežnog pokrivaþa, uticaj odmrzavanja i zamrzavanja vode, uticaj saobraüaja i drugo; – agresivni uticaji – hemijski, elektrohemijski, fiziþki (industrijska so, pogonska goriva, ulja i štetni sastojci sadržani u vodi). Navedeni uticaji su meÿusobno divergentni i praktiþno ne postoji moguünost da hidroizolacija objekta bude istovremeno izložena svim navedenim faktorima starenja. Stoga je kod izbora materijala i sistema hidroizolacije neophodno utvrditi posebno zahteve prema mestu ugradnje materijala (na primer, u krovu ili temelju), prema vrsti objekta i eksploatacionim zahtevima kao i prema ekonomskim moguünostima. 4.1.2. PODELA HIDROIZOLACIONIH MATERIJALA I SISTEMA 4.1.2.1. PODELA MATERIJALA PREMA SIROVINSKOJ OSNOVI Prema sirovinskoj osnovi razlikuju se tri osnovna tipa: a) hidroizolacioni materijali od bitumena i polimerbitumena u obliku premaza, namaza mastiksa i traka;

262


b) hidroizolacioni materijali od sintetiþkih smola u obliku traka – membrana i debeloslojnih premaza – tzv. bezšavnih membrana. c) hidroizolacioni materijali tipa cementnih kompozicija u obliku premaza, šljema i vodonepropustljivih maltera i injekcionih masa. 4.1.2.2. PODELA MATERIJALA PREMA KONZISTENCIJI a) Fleksibilni sistemi (plastiþni, plastoelastiþni i elastiþni) – na bazi bitumenskih, polimerbitumenskih i sintetiþkih materijala. b) Kruti sistemi (cementne kompozicije koje vezu sa podlogom ostvaruju fiziþki – prianjanjem za podlogu ili penetrirajuüi u podlogu). 4.1.2.3. PODELA PREMA NAýINU UGRAĈIVANJA Prema naþinu ugraÿivanja materijala razlikuju se: a) Višeslojni fleksibilni sistemi od bitumenskih, i polimerbitumenskih traka koji se izvode meÿusobnim lepljenjem traka po vruüem postupku (namazima bitumenom ili postupkom livenja) ili varenjem plamenikom; b) Bitumenski premazi, namazi, paste koji se izvode premazivanjem, pri þemu se u sluþaju pasta može primeniti i armiranje staklenom tkaninom po hladnom postupku. Veza sistema za podlogu ostvaruje se uglavnom punim lepljenjem ukoliko se prvi sloj paste ne nanosi preko trake. U ovu grupu prema naþinu ugradnje po hladnom postupku mogu se uvrstiti i bitumenske samolepljive trake. c) Sistemi od sintetiþkih/elastomernih traka koji se po pravilu izvode kao jednoslojni sistemi pri þemu mora biti zagarantovana vodonepropustljivost spojeva, otpornost na mehaniþka ošteüenja i otpornost na vremenske uticaje – starenje. – Obrada spojeva sintetiþkih termoplastiþnih traka se izvodi postupkom hladnog varenja (na primer tetrahidrofuranom kod varenja poliizobutilen traka), varenjem toplim vazduhom, upotrebom zaptivnih i pokrivnih traka, visokofrekventnim varenjem, varenjem toplim kajlovanjem, upotrebom specijalnih lepkova i drugo. – Obrada spojeva elastomernih traka (traka od sintetiþke gume) izvodi se vulkanizacijom na toplo (Hot Binding), kontaktnim lepkom, pokrivnim trakama i drugo. d) Teþne sintetiþke bezšavne membrane, koje se primenjuju po hladnom postupku, premazivanjem ili prskanjem. e) Kruti sistemi od cementnih kompozicija (premazi, „šljeme“ malteri, injekcione mase) koji se izvode u više slojeva po hladnom postupku preko vlažne podloge premazivanjem þetkom, prskanjem, nabacivanjem fanglom, malterisanjem, injektiranjem, torkretiranjem. 4.1.3. MATERIJALI ZA HIDROIZOLACIONE SISTEME 4.1.3.1. UGLJOVODONIýNI HIDROIZOLACIONI MATERIJALI U ugljovodoniþne hidroizolacione materijale spadaju svi materijali kod kojih je osnovna komponenta bitumen za kolovoz (SRPS U.M3.010:1975) i duvani bitumen (SRPS B.H4.050:1996). Oni se u hidroizolacijama primenjuju kao namaz bez

O IZOLACIJI

263

ikakvih dodataka i modifikacije ili fabriþki preraÿeni – kombinovani sa razliþitim materijalima u vidu premaza, namaza i traka (bitumenske i polimerbitumenske sa razliþitim ulošcima). 4.1.3.1.1. Bitumenski i polimerbitumenski premazi, namazi i paste – Hidroizolacioni materijali na osnovu organskih rastvaraþa za hladni postupak (SRPS U.M3.240:1989). Ovi proizvodi su bitumeni odreÿenih standardnih kvaliteta otopljeni u odgovarajuüim rastvaraþima. Primenjuju se u vidu premaza i namaza, pri þemu u sluþaju premaza debljina sloja nije veüa od 1 mm, dok je u sluþaju namaza debljina sloja od 1-5 mm. Prethodni premazi i teþni namazi sadrže najmanje 30 %, odnosno najmanje 50 % bitumena, dok nanosi (paste) pored bitumena (najmanje 40 %) i rastvaraþa sadrže još i neko mineralno punilo (najmanje 10 %). Pored bitumena kao veziva za savremene paste koriste se i polimerni bitumeni. – Hidroizolacioni materijali za topli postupak (SRPS U.M3.244:1989). Ovi proizvodi su duvani bitumeni i neke vrste bitumena za kolovoze sa ili bez dodatka mineralnog punila (50 % do 0 %). Proizvode se namazi za podzemne radove (sa taþkom razmekšavanja po PK najmanje 55°C) i namazi za nadzemne radove (sa taþkom razmekšavanja po PK najmanje 75°C). Namazi služe i za meÿusobno lepljenje slojeva traka kod višeslojnih hidroizolacija u debljini sloja od oko 5 mm. – Hidroizolacioni materijali od mastiksa (SRPS U.M3.246:1988). Ovi proizvodi su industrijski izraÿene mešavine od bitumena za kolovoze, filera i peska standardnih kvaliteta. Razlikuju se dve vrste: izolacioni – sa najmanje 22 % bitumena i najviše 78 % filera i zaštitni – sa najmanje 15 % bitumena najviše 50 % fiilera, peska 3-13 % i kamene sitneži sa najveüim zrnom do 5 mm u koliþni do 35 %. 4.1.3.1.2. Bitumenske i polimerbitumenske trake – Neposuti bitumenom impregnisani krovni karton (SRPS U.M3.220:1987.) Ovaj proizvod se sastoji od sirovog krovnog kartona i bitumena za impregnaciju bez posipa mineralnim materijalom. Ovaj materijal se deklariše prema površinskoj masi (g/m3), pri þemu ukupna masa bitumena za impregnaciju treba da iznosi najmanje 100 % mase krovnog kartona. – Bitumenska traka sa uloškom od sirovog krovnog kartona (SRPS U.M3.226:1987.) Sastoji se od sirovog krovnog kartona impregnisanog bitumenom za kolovoz i sa obe strane obloženog bitumenskom masom na bazi duvanog bitumena. Zaštiüuje se mineralnim posipom koji sa jedne strane može da bude krupnozrn i obojen. Prema koliþini bitumena, proizvode se tri kategorije bitumenskih traka ovog tipa koje se oznaþavaju sa 3, 4 i 5 pri þemu minimalni sadržaj bitumena iznosi 1500, 2300 i 3000 g/m2. – Bitumenska traka sa uloškom od staklenog voala (SRPS U.M3.231:1989) je stakleni voal najmanje mase 50 g/m2 obložen bitumenskom masom na bazi duvanog bitumena ili bitumena za kolovoz sa dodatkom polimera, zaštiüena mineralnim posipom ili drugim pogodnim materijalom. Prema ko-

264


–

– –

–

–

–

–

liþini bitumena proizvode se þeitiri kategorije bitumenskih traka ove vrste koje se oznaþavaju sa 2, 3, 4 i 5 a kojima odgovaraju najmanji sadržaji bitumena od 1200, 2000, 2800 i 3400 g/m2. Bitumenska traka sa uloškom od staklene tkanine (SRPS U.M3.234:1991), izraÿuje se od tkanine sa oznakama 50, 100 i 150, ove oznake predstavljaju površinske mase i to mase 50-100 g/m2, 100-150 g/m2 i 150-200 g/m2. Tkanina je sa obe strane obložena bitumenskom masom na bazi duvanog bitumena ili bitumenom za kolovoz sa dodatkom polimera. Traka se štiti mineralnim posipom ili drugim pogodnim materijalom, veü prema nameni trake. S obzirom na koliþinu bitumena proizvode se þetiri kategorije ovih traka – trake 2, 3, 4 i 5. Ovim trakama odgovaraju najmanji sadržaji bitumena od 1600, 2000, 2800 i 3400 g/m2. Bitumenska traka za varenje (SRPS U.M3.300:1989) izraÿuje se sa uloškom od staklene tkanine, staklenog voala i poliestarskog filca sa oznakama 4 i 5 (debljine 3,6 i 4,5 mm i površinske mase 3200 g/m2 i 4200 g/m2). Bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije za parnu branu i izjednaþenje pritiska (SRPS U.M3.301:1991) izraÿuje se od aluminijumske folije debljine 0,080 mm koja je sa obe strane obložena bitumenskom masom na bazi duvanog bitumena ili bitumenom za kolovoz sa dodatkom polimera. Traka je zaštiüena mineralnim materijalom, a sa druge pogodnim materijalom. Prema koliþini bitumena proizvodi se u dve kategorije 3 i 4 kojima odgovaraju sadržaji bitumena 1800 i 2600 g/m2. Bitumenska traka za izjednaþavanje parnog pritiska (SRPS U.M3.302:1991) izraÿuje se od staklenog voala ili staklene tkanine sa obe strane obložena bitumenskom masom koja se sa jedne strane pokriva najviše 70 % trake sa posipom granulacije od najmaje 1,5 mm. Proizvodi se u tri kategorije 2, 3, 4 (V2, V3, V4 odnosno T3 i T4) kojima odgovaraju najmanje koliþne bitumena 1200, 2000 i 2800 g/m2). Aluminijumska folija jednostrano obložena bitumenskom masom (SRPS U.M3.229:1989) je dezenirana aluminijumska folija debljine 0.1 mm, jednostrano obložena bitumenskom masom. Traka se sa donje strane štiti posipom od sitnog peska. Minimalna koliþina veziva je 700 g/m2 a površinska masa trake je 1.5 kg/m2. Prekidna sila trake iznosi 150/150 N/5 cm a izduženje 3 % u oba smera. Bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije (SRPS U.M3.230:1989) je dezenirana aluminijumska folija debljine 0.08 do 020 mm sa obe strane obložena masom na bazi duvanog bitumena ili bitumena za kolovoz sa dodatkom polimera. Traka se zaštiüuje posipom ili drugim pogodnim materijalima. S obzirom na koliþinu bitumena proizvodi se u 5 kategorija koje nose oznake 1, 2, 3, 4 i 5. Ovim oznakama odgovaraju koliþine bitumena 700, 1000, 1800, 2600 i 3200 g/m2. Bitumenizirani krovni karton (SRPS U.M3.234:1988) je sirovi karton impregnisan bitumenom za kolovoze sa obe strane obložen bitumenskom masom za oblaganje na bazi duvanog bitumena, i zaštiüen pogodnim mineralnim posipom. Ukupna koliþina bitumena treba da iznosi 150 % u odnosu na

O IZOLACIJI

265

masu upotrebljnog kartona. Sadržaj mineralnog punila u masi za oblaganje iznosi najviše 30 %. Deklariše se prema površinskoj masi (g/m2). Prekidna sila ovog materijala zavisno od uloška treba da iznosi 150, 200, 250 i 300 N/5 cm, a izduženje pri kidanju najmanje 2 %. 4.1.3.1.3. Proizvodnja savremenih ugljovodoniþnih traka – membrana Savremena proizvodnja hidroizolacionih materijala u zapadnoevropskim zemljama sve manje bazira na upotrebi oksidisanog bitumena. Zbog poveüanja granice plastiþnosti i poboljšanja reoloških osobina u smislu plastiþnosti i elastiþnosti, oksidisani bitumen je u proizvodnji savremenih bitumenskih traka zamenjen upotrebom modifikovanih bitumena, tj. polimernim odnosno elastomernim bitumenima. Kod ovakvih modifikovanih veziva umešavanjem polimera APP (ataktiþkog polipropilena), elastomera SBS (stiren butadien stirena) ili olefina znatno su poboljšana fiziþko-mehaniþka i reološka svojstva gotovog proizvoda. Poboljšanjem granice plastiþnosti trake (izmeÿu taþke topljenja mase po PK i taþke loma po Frasu) omoguüena je proizvodnja traka (membrana) debljine i do 5 mm što za posledicu ima smanjenje broja traka u sistemu hidroizolacije. APP trake – membrane: bitumen je modifikovan sa plastomernim polimerom (ataktiþki polipropilen), elastomernim polimerom (ataktiþki polipropilen i co-polimer) i elastopoliolefinom (ataktiþki polipropilen i odabrani co-polimer). Ove vrste masa imaju izrazitu karakteristiku plastiþnosti podesnu za sva podruþja primene, naroþito tamo gde je potrebna otpornost na toplotu i posebno na UV zrake (granica proseþne plastiþnosti od –10°C do +130°C). Membrana se primenjuje i kao završni sloj u krovnim hidroizolacijama, bilo da je zaštiüena mineralnim posipom, bilo odgovarajuüim kompatibilnim reflektujuüim premazima. SBS trake – membrane: bitumen je modifikovan sa elastomernim polimerom (stiren butadien stiren). SBS membrana se odlikuje visokom elastiþnom komponentom. Iz tog razloga ona je odliþna za primenu, a naroþito tamo gde su prisutna znatna pomeranja konstrukcije. SBS je mekan, tako da se dobro ponaša na niskim temperaturama, dok nezasiüenost polimera uslovljava nisku otpornost na UV zrake, tako da je kvalitetna zaštita sa mineralnim granulama obavezna za trake primenjene u završnom sloju (granica proseþne plastiþnosti od –35o do 90°C). APA0 trake – membrane: bitumen je modifikovan terpolimeramorfnim polialfa-olefinom (etilen-propilen-butan). APA0 molekule su vrlo kompatibilne sa bitumenom i zbog toga one dozvoljavaju visoko i dugo optereüenje ne menjajuüi performanse. Praktiþno, APA0 membrane su kombinacija kvaliteta APP i SBS membrana: one su otporne na toplotu, na UV zrake, imaju ekstremnu fleksibilnost, sa njima se lako radi na niskim temperaturama imaju vrlo veliku otpornost na mehaniþka naprezanja, a iznad svega veliku otpornost na toplotne uticaje. U tabeli 4.1 je dat uporedni pregled karakteristiþnih parametara za sva tri tipa traka – membrana. Evolucija veziva modifikovanjem bitumena za proizvodnju savremenih traka – membrana omoguüava i upotrebu novih vrsta armatura od staklenih i poliestarskih tkanina.

266


Tabela 4.1. Uporedni pregled karakteristiþnih parametara polimerbitumenskih traka – membrana Karakteristike 1. Fleksibilnost (savitljivost) trake na niskim temperaturama 2. Postojanost na toploti 3. Otpornost na UV zraþenje

MEMBRANA APP 0°C/-20°C

SBS .15°C/-

350°C

110°C/140°C 80°C/100°C dobra

neotporna

APA0 -35°C 150°C vrlo dobra

Armatura može da bude od netkanog poliestarskog filca (PV), staklenog voala (V), staklene tkanine (T) i aluminijumske folije (Al). Upotrebljavaju se i armature dobijene kombinacijom poliestarskih i staklenih vlakana, zatim duple armature, koje se u proizvodnji membrana prethodno impregniraju, a zatim oblažu modifikovanom bitumenskom masom. Njihovo mesto je unutar membrane ili na površini kada se primenjuju kao laminati. Od vrste armature zavise fiziþko-mehaniþka i reološka svojstva trake – membrane. Armature obeležene slovima imaju odreÿene kvalitete prema sledeüem: V – stakleno vlakno: armatura od staklenih vlakana, ojaþana sa poliestarskom preÿom. Membrana sa ovom armaturom ima dobru dimenzionalnu stabilnost. Staklena vlakna mogu biti laminirana sa aluminijumskom folijom koja garantuje apsolutnu vodonepropustljivost i paronepropustljivost. P – kratka poliestarska vlakna: armatura proizvedena od kratkih poliestarskih vlakana. Poslednjih godina armatura P je stabilizovana sa staklenim vlaknima. Ova armatura ima dimenzionalnu stabilnost. PC – Spun bonded: armatura od netkanog poliestra, stabilizovana sa staklenom preÿom. Ova armatura ima veliku otpornost na zatezanje. Osim što staklena vlakna poboljšavaju dimenzionalnu stabilnost, spreþavaju i fenomen skupljanja dužinom preklopa trake. Alu – Aluminijum armatura od alu-folije garantuje paronepropustljivost; sa ovom armaturom se proizvode membrane za parnu branu. Upotrebljavaju se kada nije potrebna visoka mehaniþka otpornost. P-Alu – Armatura od poliestarskog filca laminiranog aluminijumskom folijom u toku proizvodnje trake – membrane. Na ovaj naþin membrana pored funkcije parne brane ima odliþnu otpornost na mehaniþko naprezanje. Završna obrada membrane izvodi se mineralnim posipom, polietilen filmom, polipropilenskom netkanom tkaninom, posipom peska i talka. Savremene hidroizolacione membrane imaju znatno izmenjena svojstva u odnosu na klasiþne trake, a donekle i na sadašnju domaüu proizvodnju. Usavršavanjem tehnologije proizvodnje savremenih traka omoguüena je proizvodnja membrana veüih debljina što je uticalo na smanjenje broja slojeva u sistemu krovnih hidroizolacija, a time i na smanjenje vremena izvoÿenja radova i cenu koštanja kao i na poveüanje kvaliteta hidroizolacija izvedenih savremenim uvoznim membranama.

O IZOLACIJI

267

4.1.3.2. METALNE TRAKE U ovu grupu materijala dolaze dezenirane bakarne i aluminijumske folije koje nisu fabriþki obraÿene bitumenskom masom za oblaganje. Primenjuju se u kombinaciji sa bitumenskim trakama koje se lepe bitumenom. Koriste se folije debljine do 0.2 mm. Aluminijumska folija sme da se polaže samo preko betonske podloge premazane bitumenskim premazom. Aluminijumska folija po svome kvalitetu odgovara standardima SRPS C.C2.100 i SRPS C.C4.025. Bakarne folije se u sistemu za hidroizolacije uglavnom primenjuju za zaptivanje dilatacionih razdelnica i tada su debljine veüe od 0,1 mm. 4.1.3.3. SINTETIýKI HIDROIZOLACIONI MATERIJALI 4.13.3.1. Sintetiþke i elastomerne trake Hidroizolacioni materijali ovog tipa su materijali u rolnama – trake (membrane) debljine 1-3 mm i folije debljine do 1 mm, kao i razni premazi, namazi i paste. Svi ovi materijali predstavljaju fleksibilne fabriþke proizvode za þiju se proizvodnju prema EN 16967:2004 i EN 16956:2005 koriste sledeüe grupe sintetiþkih materijala. elastomera i termoplastiþnih elastomera:

EVAC FPO ili PO-F FPP ili PP-F PE PE-C PIB PP PVC

a) Sintetiþki materijali – hlorsulfatni polietilen – Etilen-etilacetat-kopolimer Etilen-etilacetat-terpolimer – Etilen-butilacetat – Etilenkopolimerizat-bitumen Etilen-bitumentermoplast – Etilen-vinilacetat-koplimer – Metil-poliolefin – meki-polipropilen – Polietilen – Hlorisani polietilen – Poliizobutilen – Polipropilen – Polivinilhlorid

BR CR CSM EPDM IIR NBR

b) Elastomeri – Butadien kauþuk – Hloropren kauþuk – Hlorosulfonirani polietilen – Etilen-propilen-dien-terpolimer – Izopren-izobutilen-kauþuk (Butil kauþuk) – Akrilnitril-butadien-kauþuk (Nitril kauþuk)

EA

c) Termoplastiþni elastomeri – elastomerna mešavina

CSM ili PE-CS EEA EBA CSB ili EBT

268


MPR – elastomeri koji se obraÿuju topljenjem SEBS – Stiren-etilen-butilen-stiren-blokpolimer TPE – Termoplastiþni neumreženi elastomeri TPE-V – Termoplastiþni umreženi elastomeri TPS ili TPS-SEBS – SEBS kopolimeri TPV – Termoplastiþni kauþukvulkanizati. Sve sintetiþke membrane se proizvode kao homogene bez ojaþanja, kao armirane i kao kaširane trake zavisno od namene. U zavisnosti od osobina koje se oþekuju od armiranih proizvoda za ojaþanje traka koriste se: staklena vlakna (voal ili tkanina), sintetiþki filc i tkanina (najlonska, polipropilenska, poliakrilnitrilska), kao i metalne niti folije i azbestni filc. Armatura o kojoj je ovde reþ može da bude rasporeÿena u masi, zatim u sredini trake i kaširana sa spoljne strane. Predmetne materijale odlikuje dovoljna zatezna þvrstoüa (3-20 Mpa) kao i velika žilavost, relativno izduženje pri prekidu kod ovih materijala nije manje od 200 %. Uporeÿujuüi osobine termoplastiþnih sintetiþkih traka (PIB, PVC, CPE, TPO i VAE) sa elastomernim proizvodima od meke vulkanizirane gume (EPDM, CSM, JJR) uoþavaju se bitne razlike. Usled mrežaste strukture molekula nastalih vulkanizacijom elastomerne trake se uglavnom teško vare na hladno i zahtevaju posebna lepila i tehniku toplog varenja. Termoplastiþne sintetiþke trake se mogu vrlo dobro oblikovati i na gradilištu što je od znaþaja za fazoniranje elemenata obrade detalja. Sve sintetiþke trake treba da ispunjavaju standardima predviÿene zahteve i da se pri ugraÿivanju ne oštete na temperaturi od –20°C kao i da se ne deformišu na toploti do +80°C. Sve sintetiþke membrane, osim PVC traka su otporne na vruüi bitumen. Ali to ne znaþi da su sve pogodne za lepljenje vruüim bitumenom. 4.1.3.3.2. Sintetiþki premazi, namazi i paste za izradu bezšavnih sistema Premazi, namazi i paste na bazi sintetiþkih materijala, u zavisnosti od bazne sirovine, mogu biti jedno-, dvo– i trokomponentni sistemi. Proizvodnja ovih materijala bazira na bitumenu, butilu, lateksu, poliuretanu, polietilenu, vinilkopolimeru, poliizobutilenu, silikonu, metilmetakrilatu i drugo. Kombinuju se sa raznim hemijskim i mineralnim dodacima. Isporuþuju se sa potrebnim oþvršüivaþima, koji se sa osnovnom supstancom mešaju neposredno pre upotrebe. Primenjuju se u dva ili više slojeva zavisno od svojstava sistema koji se želi dobiti. Slojevi se najþešüe povezuju (armiraju) staklenim ili sintetiþkim vlaknima u vidu filca, tkanine i mreže. U vezanom stanju ovako dobijeni hidroizolacioni materijali predstavljaju kompozite kojI po fiziþko-mehaniþkim svojstvima odgovaraju sintetiþkim trakama odnosno folijama. Primera radi jedan ovakav poliestarski sistem od dva premaza sa diolenskim filcom ukupne debljine od 2,5 mm, ima þvrstoüu pri zatezanju oko 4,5 Mpa, a relativno izduženje pri kidanju cca 100 %. Ovakvi kompoziti imaju primenu u izvoÿenju hidroizolacija krovova posebno pri sanaciji dotrajalih bitumenskih hidroizolacija. 4.1.3.3.3. Ekološka membrana od mekog polivinilhlorida (PVC-P) za hidroizolaciju ravnog krova Kao primer uvoÿenja nove vrste sintetiþke membrane od PVC-P karakteristiþna je Renolit Alkorplan traka – Alkorbright System za hidroizolaciju ravnih tzv.

O IZOLACIJI

269

„hladnih“ krovova. Ova membrana pored veü poznatih osobina PVC-P traka zbog bele boje u masi, ima i visoke vrednosti za solarnu refleksiju i kao takva ubraja se u kategoriju „hladnih“ membrana. Membrana sadrži plastifikatore, fungicide, stabilizatore, pigmente, mineralno punilo i poliestarski filc za kaširanje. Sa gornje strane premazana je slojem transparentnog laka koji ima funkciju samoperivosti, tako da membana zadržava belu boju, a samim tim ima produžen vek visoke solarne refleksije. Prednosti ove membrane u odnosu na standardne su: – pozitivan uticaj na unutrašnju klimu objekta; – poveüanje efekta fotoelektriþnih üelija za korišüenje solarne energije; – visoka i trajna refleksija sunþeve svetlosti; – manja potrošnja energije i cene za kondicioniranje, što za posledicu ima smanjenje emisije CO2 kao i poveüanje ekološkog efekta; – izbegavanje toplotnih ostrva; – po ostalim osobinama se ne razlikuje od veü poznatih Renolit Alkorplan krovnih membrana koje se veü duže primenjuju; – dug životni vek. Rezultati merenja solarne refeksije i emitovanje toplotne energije na membrane Alkor bright (izvršena na Graÿevinskom Univerzitetu u Modeni, Italija Rev 4 od 28.09.09.) potvrÿuju navedene prednosti predmetne membrane (slika 4.1).

Slika 4.1. Dijagram prikaza odnosa solarne refleksije za membranu Alkorbright bele boje u masi i ostalih tipova Renolit membrana. 1 – Renolit Alkorbright SR ± 90 %; 2 – standardna bela PVC-P SR ± 78,4 %; 3 – siva krovna membrana SR ± 38 %; 4 – crna krovna membrana SR ± 5 %; 5 – Sunþev spektar

270


Ugraÿivanje membrane Renolit Alkorbright na krovu ima jak uticaj na unutrašnju klimu objekta, kao i na smanjenje troškova. Zahvaljujuüi niskoj apsorpciji sunþevog zraþenja (toplote) toploti üe biti potrebno znatno više vremena da prodre u objekat. Unutar objekta, temperaturni maksimum üe biti dostignut znatno sporije, a poslediþno üe biti manja akumulacija toplote. Ovo je od posebne važnosti za zemlje južne Evrope. Razlika u temperaturi od samo nekoliko stepeni generiše prijatnije radno okruženje i do 5°C. Smanjena potrošnja energije za klimatizaciju prostorije utiþe i na smanjenje emisije CO2 tako da ugraÿena traka Alkorbright ima i svojstva ekološke membrane. Primena ove membrane ima svoje posebno mesto na krovovima gde se ugraÿuju fotoüelije za korišüenje solarne energije. Ova vrsta membrane se primenjuje u Belgiji, Francuskoj, Nemaþkoj, Španiji, Italiji od 2008. godine. Tabela 4.2. Uticaj visine apsorpcije toplote na krovu na unutrašnju temperaturu u objektu Temperatura na krovu sa crnom membranom – Površina na krovu = 80°C – Unutar zgrade = 30°C

Temperatura na krovu sa Alkorbright membranom – Površina na krovu = 40°C – Unutar zgrade = 25°C

4.1.3.4. NEORGANSKI HIDROIZOLACIONI MATERIJALI 4.13.4.1. Malterne kompozicije na bazi cementa Pod neorganskim hidroizolacionim materijalima podrazumevaju se zaptivni proizvodi koji pored cementa kao osnovnog hidroizolacionog veziva sadrže i razne mineralne materijale i hemijski aktivna sredstva za zaptivanje. Ova hemijska sredstva, poznata kao hidrofobni aditivi, dodaju se u vidu praha, teþnosti ili paste. Pomešani sa cementom, mineralnim punilom i vodom formiraju zaptivne betone, maltere, premaze i namaze. Fiziþki posmatrano to su u oþvrslom stanju kruti proizvodi þiji je modul elastiþnosti približno jednak modulu elastiþnosti betona. Druga vrsta proizvoda koja je takoÿe bazirana na cementu kao vezivu su polimercementne kompozicije koje pored cementa sadrže mineralne materije i polimerne emulzije kao što su vodene emulzije poliakrilata, lateksne emulzije i druge. Obe vrste materijala su malterske kompozicije koje u vezanom stanju imaju karakteristike maltera za malterisanje i zidanje, odnosno maltera za oblaganje spoljnih i unutrašnjih zidova. Prema tome, ovi proizvodi se ispituju na osnovu sledeüih serija standarda koji su usaglašeni sa evropskim normama: – SRPS EN 196:2008 – Cementi, – SRPS EN 1015:2008 – Malteri za malterisanje i zidanje, – SRPS EN 998:2008 – Malteri za oblaganje spoljnih i unutrašnjih površina. Uspešnost primene ovih „krutih“ hidroizolacija zavisi od projektnog rešenja, od kvaliteta izvedene podloge, od postupka nanošenja pojedinih slojeva, a posebno od ostvarivanja veze prvog sloja sa podlogom. Ukoliko se obezbedi visoki kvalitet veze sa podlogom ovi sistemi se mogu primeniti i kao pozitivne i kao negativne hidroizolacije (u sluþaju penetrirajuüih materijala).

O IZOLACIJI

271

Prema naþinu ostvarivanja veze prvog sloja hidroizolacije za podlogu razlikuju se tri osnovna tipa „krutih“ hidroizolacija: a) Zaštitni premazi koji se vezuju za podlogu samo površinski i þije ukupne debljine iznose cca 3 mm. Ovakve hidroizolacije se primenjuju protiv vlage i vode koja nije pod hidrostatiþkim pritiskom, a takoÿe i kod objekata izloženih manjim pozitivnim hidrostatiþkim pritiscima. b) Zaštitni premazi koji penetriraju u materijal podloge 10-15 cm i koji nakon vezivanja, a usled ekspanzije do koje dolazi u konktaktu sa vodom, zaptivaju sistem kapilarnih pora u podlozi. Ovakve hidroizolacije se mogu primeniti u svim sluþajevima, ukljuþujuüi i delovanje vode pod hidrostatiþkim pritiskom – pozitivnim i negativnim. c) Zaštitni malteri koji se vezuju za podlogu samo površinski i þije se ukupne debljine kreüu najþešüe do 3 cm. Ovakve hidroizolacije se mogu primeniti u svim sluþajevima bilo kao pozitivne ili kao negativne pri þemu se u sluþaju negativnih hidroizolacija malterski sloj i svojom masom odupire pritisku vode. U tabeli 4.3 primera radi daju se vrednosti mehaniþkih svojstava karakteristiþnih tipova cementnih kompozicija razliþitih konzistencija. Tabela 4.3. Karakteristike cementnih kompozicija razliþitog tipa Svojstva Savojna þvrstoüa (N/mm2) posle 7 dana posle 28 dana Pritisna þvrstoüa (N/mm2) posle 7 dana posle 28 dana Prijanjanje – ývrstoüa pri þupanju (N/mm2) Modul elastiþnosti pri pritisku (N/mm2)

–

Penetrirajuüi Brzovezujuüi premaz malter

Malter

Šljema

3

7 10

6 8

6-7 9-10

18 20

29 45

25 33

40-45 45-50

1.5

1.7

1.7

2-3

22000

36000

23000

23000

U ovu grupu materijala za izvoÿenje „krute“ hidroizolacije dolaze i prateüi materijali kao što su brzovezujuüa sredstva – malteri za zatvaranje vode pod pritiskom, injekciona sredstva za presecanje kapilarne vlage iz terena, zaptivni materijali, koji bubre u kontaku sa vodom (poliuretanske mase) kao i drugi materijali neophodni za obradu detalja. 4.1.3.4.2. Proizvodi na bazi bentonita a) Bentonit membrane Ovaj proizvod je specijalna glina (natrijum bentonit) vulkanskog porekla, koja vezuje za beton. Membrana se sastoji od dva propilenska geotekstila (jedan tkani, drugi netkan) i od meÿusloja od gline. Geotekstili su meÿusobno prošiveni posebnim postupkom koji zarobljava granule bentonita i štiti ih od mehaniþkog ošteüenja. U kontaktu sa vodom, ali þak i sa vlagom iz terena bentonit bubri stvarajuüi nepropusni gel. U takvom stanju može da ekspandira i do 16 puta u odnosu na poþetnu

272


zapreminu. Osnovno je da membrana bude pritisnuta izmeÿu betonske konstrukcije i zemlje, što omoguüava njenu potpunu nepropustljivost za vodu i vlagu. U fazi betoniranja vlakna geotekstila se mehaniþki vezuju za beton pa voda ne može da proÿe izmeÿu membrane i betonske konstrukcije. Na taj naþin se formira monolitna neprekidna membrana kako je to prikazano na slikama 4.2 i 4.3.

Slika 4.2. Bentonit membrana koja stvara kontinuirani spoj sa betonom

Slika 4.3. Ponašanje bentonit membrana u kontaktu sa zemljom i vodom

Ova vrsta zaštite se izvodi kao hidroizolacija podzemnih betonskih konstrukcija od stalne ili povremene podzemne vode. Uspešno se izvodi kao hidroizolacija horizontalnih i vertikalnih površina (temeljne ploþe, zidovi sa nasipom, konstrukcije sa dijafragmama i šipovima kod podruma, garaža, skloništa i drugo. Prednosti ovih membrana su što su one samozaptivajuüe, brzo se apliciraju, mogu se rezati, krojiti i profilisati, automatski zaptivaju pukotine u konstrukciji prouzrokovane sleganjem i skupljanjem betona. Karakteristike ovog proizvoda prema podacima proizvoÿaþa prikazane su u tabeli 4.4. Ugraÿivanje bentonit membrane je jednostavno, površine ne moraju biti þiste, ali ne smeju biti sa oštrim izboþinama i sa veüim udubljenjima. Rolne se postavljaju u bilo kom smeru sa preklopima od 10 cm. Tabela 4.4. Karakteristike jedne bentonit membrane Karakteristike 1. Sadržaj natrijum bentonita 2. Zatezna sila 3. Prionjivost za beton pri þupanju 4. Postojanost na hladnoüi pri savijanju 5. Koeficijent propustljivosti 6. Otpornost na proboj

Metoda ispitivanja EN ISO 14196 EN ISO 10319 ASTM D 903 ASTM D 1970 ASTM D 5084 EN ISO 12236

Vrednost ! 4,88 kg/m2 ! 8 kN/m ! 2,5 kN/m2 – 30°C 2x10-9 cm/s ! 1,5 kN

O IZOLACIJI

273

Detalji radne spojnice i drugo, rešavaju se posebnim prateüim bentonit proizvodima za þiju primenu i tehnologiju, instruktažu vrši proizvoÿaþ. Moguüi su kombinovani sistemi hidroizolacije u temeljnim jamama tako što se horizontalna hidroizolacija izvodi bentonit membranom, a hidroizolacija konstruktivnog zida nekim drugim sistemom „krute“ hidroizolacije. b) Injekcione bentonit kompozicije za saniranje hidroizolacije podzemnih konstrukcija Metoda zaštite injektiranjem bazira se na pumpanju injekcione mase u tekuüem stanju neposredno na spoljnu površinu konstrukcije, gde ona postaje krut materijal koji u kontaktu sa vodom lagano ekspandira stvarajuüi vodonepropustljivu membranu. Za razliku od „krutih“ sistema hidroizolacije na bazi cementa, koji se nanose sa unutrašnje strane, injekciona bentonit kompozicija se nanosi sa spoljne strane pumpanjem odozgo izvan konstrukcije ili iznutra kroz probušene rupe u zidu ili podu. Gusta membrana koju stvara ova masa pokriva spoljnu površinu konstrukcije ispunjavajuüi šupljine u tlu premoštavajuüi pri tome i male pukotine u betonu manje od 5 mm. Ova masa ima svojstvo samozaptivanja ako se konstrukcija i sleže, pa prema tome njen uþinak nije ograniþen usled pojave buduüih mikropukotina u betonu. 4.1.4. TEHNIýKA REGULATIVA – KARAKTERISTIKE, METODE ISPITIVANJA, PRIMENA MATERIJALA 4.1.4.1. TEHNIýKA REGULATIVA Postojeüa domaüa regulativa iz oblasti hidroizolacija uglavnom obuhvata SRPS standarde koji regulišu kvalitet i metode ispitivanja bitumenskih i polimerbitumenskih proizvoda, a takoÿe i na standarde koji regulišu kvalitet sirovinskog sastava bitumena raznih tipova uložaka za trake i mineralna punila. Ima oko dvadesetak takvih standarda izdatih pre 1990. godine. Tehniþka regulativa za izvoÿenje hidroizolacionih radova je veoma oskudna i odnosi se samo na izvoÿenje hidroizolacija krovova. Tu spada SRPS U.F2.024:1984 – Tehniþki uslovi za izvoÿenje izolacionih radova na ravnim krovovima, Pravilnik o tehniþkim merama i uslovima za ugljovodoniþne hidroizolacije krovova i terasa („Službeni list SFJ“ broj 26/1969), kao i Pravilnik o tehniþkim i drugim zahtevima za hidroizolacione materijale („Službeni list SCG“ broj 1/2006). Uz regulativu koja se odnosi na samu oblast hidroizolacija, treba navesti i Pravilnik o tehniþkim normativima za beton i armirani beton na objektima izloženim agresivnom dejstvu sredine („Službeni list SFJ“ broj 18/1992). SRPS standardi za ugljovodoniþne materijale koji se navode u taþki 4.1.3.1 su svojevremeno raÿeni na bazi DIN standarda. Buduüi da nam je i danas najbliža podela traka i kvalitet istih prema sadašnjim DIN standardima treba raþunati na harmonizaciju odnosno usvajanje istih. Shodno tome u tabeli 4.5 iznose se svi tipovi bitumenskih i polimerbitumenskih traka prema odgovarajuüim DIN standardima.

274


Tabela 4.5. Standardizovane bitumenske trake prema DIN standardima Naziv Bitumenske Trake Uložak

Bitumenska hidroizolac. traka DIN 52143

Bitumenska krovna hidroizolac. traka DIN 52130

Bitumenska traka za varenje DIN 52131

Polimer bitumenska izol. traka DIN 52132

Polimer bitumen. traka za varenje DIN 52133

Staklena tkanina

-

G200 DD

G 200 S4 G 200 S5

PYE-G 200 DD

PYE-G 200 S4 PYE-G 200 S4 PYE-G 200 S5 PYE-G 200 S5

Poliestarski filc

-

PV 200 DD

PV 200 S5

PYE-PV 200 DD

PYE-PV 200 S5 PYE-PV 200 S5

V13*

-

V60 S4*

-

-

Stakleni voal *Kao dodatni slojevi

Napomena: Za standardno obeležavanje tipa trake koriste se slovne oznake sledeüih znaþenja: G staklena tkanina PV poliestarski filc V stakleni voal PYE polimerbitumen modifikovan sa termoplastiþnim elastomerom PYP polimerbitumen modifikovan sa termoplastiþnim polimerom 200 površinska masa za armaturu npro. 200 g/m2 DD krovna hidroizolaciona traka S4-S5 traka za varenje debljine 4 odnosno 5 mm. Do sada su preuzeti i objavljeni u 2011. godini kao EN SRPS standardi za ispitivanje karakteristika bitumenskih, sintetiþkih i elastomernih traka iz sledeüih EN standarda: EN 13707:2004 – Hidroizolacione trake – Bitumenske trake sa uloškom za krovne hidroizolacije EN 13967:2004 – Hidroizolacione trake – Sintetiþke i elastomerne trake za hidroizolacije objekta protiv vlage i vode iz terena EN 13956:2005 – Hidroizolacione trake – Sintetiþke i elastomerne za krovne hidroizolacije. Primeri fabriþkog lista sa kakrakteristikama za jednu vrstu proizvoda koji je ispitan prema evropskim normama dati su u tabelama 4.6, 4.7, 4.8 kao izvodi iz navedenih standarda za hidroizolacione trake.

O IZOLACIJI

275

Tabela 4.6. Primer proizvodnog tehniþkog lista za bitumenske trake za krovne hidroizolacije (Izvod iz EN 13707:2004) Metode ispitivanja klasifikacija EN 1850-1 EN 1848-1 EN 1848-1 EN 1848-1 EN 1849-1 EN 1849-1 EN 1928:2000 Metode A ili B

Jedinice

Izražavanje rezultata

m m kg/m2 mm

vidljive greške VLF VLF odgovara VDF VDF

-

odgovara

EN 13897

%

VLF Odgovara

ENV 1187

-

Reakcija na vatru

EN 1350-5

-

Otpornost spoja na ljuštenje Otpornost spoja na smicanje Sila pri zatezanju Izduženje pri zatezanju Otpornost na udar Otpornost na statiþko probijanje Otpornost na probijanje korena Dimenzionalna stabilnost Stabilnost oblika pri cikliþnoj promeni temperature Savitljivost pri niskoj temperaturi Otpornost na teþenje pri poveüanoj temperaturi

EN 12316-1 EN 12317-1 EN 12311-1 EN 12311-1 EN 12691

N/50 mm N/50 mm N/50 mm N/50 mm mm

EN 13501-1 (5.2.5.2) VDF VDF VDF VDF VLF

EN 12730

kg

VLF

pEN 13948 EN 1107-1

%

odgovara VLF

EN 1108

mm

VLF

EN 1109

°C

EN 1110

°C

VLF

EN 1296

vidi EN 1109 ili EN 1110

VDF

EN 1297

EN 1850-1

odgovara

EN 12039

%

EN 1931

-

Karakteristike Izgled Dužina Širina Ravnost Površinska masa Debljina Vodonepropustljivost Zaptivenost posle zatezanja na niskoj temperaturi Otpornost na spoljnu vatru

Veštaþko starenje pri dužem izlaganju poveüanoj temperaturi Veštaþko starenje pri kombinovanom dužem izlaganju UV zracima, poveüanoj temperaturi i vodi Prionjivost granula Paropropustljivost

a) VLF: graniþna vrednost koju daje fabarikant VDF: vrednost deklarisana od fabarikanta b) kompletirana od fabrikanta

VDF u=VDF ili 20.000

Vrednost ili deklaracija

276


Tabela 4.7. Primer proizvodnog tehniþkog lista za sintetiþke i elastomerne trake za hidroizolacije protiv vlage i vode iz terena (Izvod iz EN 13967:2004) Karakteristike Vodonepropustljivost Otpornost na statiþko optereüenje Sila pri zatezanju, max zatezna sila Izduženje Trajnost vodonepropustljivosti posle veštaþkog starenja Trajnost vodoneproustljivosti posle dejstva hemikalija Otpornost na cepanje (probijanje ekserom) Otpornost na udar Podnošljivost sa bitumenom Otpornost spoja na smicanje Paropropustljivost Otpornost na deformisanje pod optereüenjem Otpornost na alkalije Otpornost na požar Dužina Širina Debljina Masa Ravnost Vidljiva ošteüenja

Metode ispitivanja klasifikacija EN 1928 EN 12730 EN 12311-2

Jedinice


kg

Postojan MLV

Vrednost ili deklaracija

N/50 mm %

EN 1296 i EN 1928 EN 1847 i EN 1928 EN 12310-2 EN 12691 (ali sa visine h = 300 mm) prEN 1548 i EN 1928 EN 12317-2 EN 1931

-

N

MLV

ø mm h = 300 mm

MLV

N/50 mm (m2 s Pa)/kg

MLV MDV

EN 12311-2 EN 13501-1 EN 1848-2 EN 1848-2 EN 1849-2 EN 1849-2 EN 1848-2 EN 1850-2

ø/h = 300

m m mm kg/m2 mm -

MDV MDV MDV MDV MDV MDV

Tabela 4.8. Primer proizvodnog tehniþkog lista za sintetiþke i elastomerne trake za krovne hidroizolacije (Izvod iz EN 13956:2005.) Karakteristike Izgled Dužina Širina Pravost Ravnost Masa

Metode ispitivanja klasifikacija

Jedinice

Ograniþeno odstupanje


EN 1850-2

-

EN 1848-2 EN 1848-2 EN 1848-2 EN 1848-2

m m m mm

0 % +5 % –0,5 % i +1 %

Zadovoljava MDV MDV MLV MLV

EN 1849-2

kg/m2

–0,5 % i +1‚0 %

MDV

O IZOLACIJI

Karakteristike Efektivna debljina Vodonepropustljivost

277

Metode ispitivanja klasifikacija

Jedinice

EN 1849-2 EN 1928 B

Ograniþeno odstupanje


–0,5 % i +1‚0 %

MLV prema prEN 13501-5 EN 135011 MLV MLV

kPa

Ponašanje na dejstvo spoljne vatre ENV 1187 Reakcija pri požaru EN 13501-1:02 Otpornost spoja na ljuštenje Otpornost spoja na smicanje Zatezna sila /zatezna þvrstoüa Izduženje pri zatezanju Otpornost na optereüenje pri udaru A) pri +23°C B) pri –10°C Otpornost pri statiþkom optereüenju Otpornost na cepanje Otpornost na probijanje korenab) Gubitak mase Savitljivost pri niskim temperaturama UV zraþenje Teþne hemikalije ukljuþujuüi i voduc) Otpornost na proboj eksera Paropropustljivost Postojanost na ozon Otpornost na uticaj bitumena

EN 12316-2 EN 12317-2 EN 12311-2 EN 12311-2 EN 12691 EN 12691

N/50 mm N/50 mm N/50 mm ili N/mm2 %

kg

EN 12310-2 prEN 13948

N

EN 1107-2

%

EN 495-5

°C

EN 1297

vizelne

EN 1845

promene

EN 13583 EN 931

m/s

prEN 1548

MLV

ø mm ø mm

EN 12730 B

EN 1844

MLV

MLV MLV zadovoljava MLV MLV zadovoljava MLV

±30 %

ȝ = MLV zadovoljava zadovoljava

Legenda a) Pojedinaþne vrednosti unutar ±10 % b) samo za zelene krovove c) samo po zahtevu d) zavisno od sluþaja e) samo za elastomerne.

4.1.4.2. POSTUPAK OCENJIVANJA USAGLAŠENOSTI PROIZVODA Tehniþka regulativa, standardizacija i harmonizacija nacionalnih zakona koji se odnose na graÿevinske proizvode uspostavljena u direktivi Saveta (89/106/EEC) sadrži zahteve koje moraju da ispune zgrade i graÿevinski objekti. Ovi zahtevi se direktno odražavaju na nacionalne standarde za proizvode, nacionalna tehniþka odobrenja i ostale zakonske odredbe koje se odnose na graÿevinske proizvode.

278


Na osnovu ove odredbe za graÿevinske proizvode, koji se stavljaju u promet moraju biti usaglašeni sa harmonizovanim standardima CEN ili ETA. Ovako usaglašeni proizvodi obeležavaju se simbolom CE. Za dobijanje ovog znaka proizvoÿaþ mora da dokaže usaglašenost kvaliteta svojih proizvoda sa zahtevima odgovarajuüeg standarda i sa deklarisanim vrednostima za svojstva proizvoda. Proizvoÿaþka deklaracija o performansama graÿevinskog proizvoda treba da je taþna i pouzdana. Ona treba da bude ocenjena u fabrici, a ceo tok proizvodnje u fabrici treba da bude kontrolisan u skladu sa odgovarajuüim sistemom za ocenjivanje i verifikaciju konstantnosti performansi graÿevinskih proizvoda. Za tumaþenje postupka usaglašenosti ovde je prikazan izvod teksta iz standarda EN 13956:2005 kojim se objašnjavaju radnje uslovljene direktivom CPD. U tabeli br. 4.9, prikazani su zadaci koje treba u postupku da izvrši proizvoÿaþ, a koje ovlašüeno lice za kontrolu kvaliteta (akreditovane laboratorije i certifikacionog tela). Tabela 4.9. Podela zadataka u postupku usaglašenosti proizvoda Zadaci

Sadržaj zadatka

Fabriþka kontrola proizvod- Parametri koji se odnose nje (FPC) na sve bitne karakteristike Zadaci Sve bitne karakteristike iz proizvoPoþetno ispitivanje tipa Priloga ÿaþa Ispitivanje uzoraka uzetih u Sve bitne karakteristike iz fabrici Priloga Poþetno Parametri koji se odnose Zadaci Sertifikacija kontrolisanje na sve bitne karakteristike ovlašüenog FPC na osnoNeprekidan Parametri koji se odnose lica vu nadzor na sve bitne karakteristike

Taþka iz standarda EN 13956 6.3 6.2 6.3.31 6.2 6.3

Proizvoÿaþ (ili njegov predstavnik) mora da dokaže usaglašenost predmetnog proizvoda sa zahtevima iz standarda sprovoÿenjem poþetnog ispitivanja i fabriþke kontrole proizvodnje. Za ispitivanja mogu se usvojiti i alternativne metode u odnosu na referentne koje su specificirane u standardu. Po završetku razvoja novog tipa proizvoda i pre poþetka proizvodnje i prodaje moraju se izvršiti odgovarajuüa poþetna ispitivanja da bi se potvrdilo da svojstva predviÿena razvojem ispunjavaju zahteve standarda i vrednosti za koje se proizvod deklariše. Plan Fabriþke kontrole proizvodnje mora da se utvrdi i dokumentuje u Poslovniku o kvalitetu fabrike. Kada se postigne usaglašenost sa uslovima iz Priloga ZA.1 sadržanim u standardu i kada ovlašüeno telo izda CE sertifikat proizvoÿaþ ili njegov predstavnik u EEA mora da pripremi i saþuva izjavu o usaglašenosti kojom se proizvoÿaþu daje ovlašüenje da stavi CE znak. Ovaj simbol usaglašenosti CE koji se stavlja na proizvod mora biti u skladu sa Uputstvom 93/68/EC i mora se prikazati na ambalaži ili na prateüoj nalepnici ili prateüim komercijalnim dokumentima na primer na otpremnici. Primer oznake CE za hidroizoilacinu traku za krovove od PVC prema EN 13956:2005. prikazan je na slici 4.4 (Izvod iz standarda sl. ZA.1).

O IZOLACIJI

279

CE

01234 , PO BOX 21, B-1050 04 01234-CPD-00234

Znak usaglašenosti CE se sastoji od „CE“ simbola datog u Direktivi 93/68/EWG Identifikacioni broj certifikacionog tela.

Naziv ili identifikaciona oznaka i registrovana adresa proizvoÿaþa. Poslednje dve cifre godine u kojoj je stavljen znak. Broj certifikata EN 13956 Broj evropskog standarda, opis proizvoÿaþa 2m x 30 m x 1.2 mm PVC sa uloškom od i informacija o propisanim karakteristikama sintetiþkih vlakana. Primenjuje se slobodno: *Ovaj dokument mora da sadrži osobenosti ispitivanog sistema kojem pripada sistem mehaniþki priþvršüeni krov. pokrivanja krova. Otpornost na spoljnje dejstvo vatre: BROOF(t1) vidi dokument XYZ* proizvoÿaþa. Reakcija na dejstvo vatre: E Vodonepropustljivost: zadovoljava sila pri zatezanju u podužnom pravcu 600 N/50 mm. Sila pri zatezanju u popreþnom pravcu 600 N/50 mm. Zatezno izduženje: 15 % Otpornost na statiþko optereüenje: 20 kg Otpornost na cepanje: 180 N Otpornost spoja pri ljuštenju: 450 N/50 mm Otpornost spoja pri smicanju: 600 N/50 mm Otpornost na probijanje korena: KLF Postojanost na hladnoüu pri savijanju: – 30°C Trajnost: stepen 1

Slika 4.4. Primer podataka za CE – oznaku koja za proizvod klase E mora da ima prateüu dokumentaciju reakcije na dejstvo požara (Slika ZA.1 iz standarda) Proizvoÿaþ nanošenjem znaka CE tvrdi da kvalitet proizvoda odgovara deklarisanom kvalitetu i preuzima na sebe odgovornost za bilo kakvo naknadno utvrÿeno odstupanje u kvalitetu. Uredba (EU) broj 305/2011 od 9.03.2011. kojom se utvrÿuju uslovi za usklaÿen plasman graÿevinskih proizvoda i ukida Direktiva Saveta 89/106/EEC predstavlja u suštini poboljšane uslove usaglašenosti kvaliteta proizvoda kao i uslove izdavanja deklaracije o performansama za graÿevinski proizvod koji nije u potpunosti pokriven harmonizovanim standardom ali mora da ima obezbeÿenu evropsku tehniþku saglasnost. 4.1.4.3. INOSTRANA REGULATIVA PRIMENJIVA U NAŠIM USLOVIMA GRAĈENJA U domenu projektovanja i izvoÿenja hidroizolacija nema domaüih standarda, propisa i uputstava (osim zastarelih) pa se stoga koriste uglavnom domaüa iskustva

280


razraÿivana korišüenjem inostrane regulative DIN, NF, EN/ISO, ASTM, tehniþkih propisa, uputstava, preporuka i drugo. U oblasti hidroizolacija za zaštitu objekata od podzemne vlage i vode na prvom mestu su nemaþki standardi DIN 18195-T1-10:2000 – graÿevinske hidroizolacije koje se koriste i u zemljama EU: – DIN 1859 T1:2000 - opšte definicije, – DIN 1895 T2:2000 - materijali – DIN 1895 T3:2000 - zahtevi za podlogu i ugraÿivanje materijala, – DIN 1895 T4:2000 - hidroizolacije protiv vlage iz terena (kapilarne, prijanjajuüe vlage) i procedne vode – DIN 1895 T5:2000 - hidroizolacija protiv vode koja nije pod pritiskom, na podovima i mokre prostorije – DIN 1895 T6:2000 - hidroizolacija protiv spoljne vode pod pritiskom i ustavljene vode, – DIN 1895 T7:1989 - hidroizolacije protiv unutrašnje vode pod pritiskom, – DIN 1895 T8:2004 - hidroizolacije preko dilatacionih razdelnica, – DIN 1895 T9:2004 - prodori, prelazi, završeci hidroizolacija, – DIN 1895 T10:2004 - zaštitni sloj i mere zaštite. Navedeni standardi su tokom vremena revidovani – izmene i dopune su obuhvaüene amandmanima koji su u pripremi ili su objavljeni u 2011. godini. Pored ovih standarda i francuski standard NF 11221-1:2000 (DTU 14.1) se odnosi na podzemne hidroizolacije ne samo fleksibilne veü i krute. U domenu projektovanja i izvoÿenja hidroizolacija ravnih krovova nema savremenih domaüih standarda i propisa pa se stoga koriste inostrani standardi, Tehniþka uputstva i preporuke proizvoÿaþa materijala. Za hidroizolaciju krovova u upotrebi su nemaþki standardi DIN 18531-T1-4: – DIN 18531-1:2010 - Hidroizolacije krova: Termini, definicije, zahtevi i principi projektovanja – DIN 18531-2:2010 - Hidroizolacije krova: Materijali – DIN 18531-3:2010 - Hidroizolacije krova: Upotreba materijala i ugraÿivanje – DIN 18531-4:2010 - Hidroizolacije krova: Održavanje. Pored ovih nemaþkih standarda, þitav niz francuskih standarda obraÿuje hidroizolaciju krova: NF P84-204:2004 (DTU 43.1), NF P84-205-1:1995 (DTU 43.2), NF P84-206-1:2002 (DTU 43.3), NF P84-207:1995 (DTU 43.4), NF P84-208-1:2002 (DTU 43.5), NF P10-203-1:1993 (DTU 20.12). 4.1.5. PREDLOG SADRŽAJA PROJEKTA HIDROIZOLACIJE ZA NOVE I STARE OBJEKTE (PODZEMNE I KROVNE) 4.1.5.1. OPŠTE ODREDBE Projekat hidroizolacije treba da sadrži Projektni zadatak i sve relevantne elemente za izradu projekta. Projekat hidroizolacije za nove objekte treba da bude usklaÿen sa graÿevinskim i arhitektonskim projektom uvažavajuüi tehniþkoekonomske parametre uslov-

O IZOLACIJI

281

ljene predmerom i predraþunom. Za objekte koji su u upotrebi osnov za izradu sanacionog projekta je Tehniþki izveštaj o stanju objekta i moguünostima saniranja. 4.1.5.2. IZBOR MATERIJALA I SISTEMA Izbor materijala i sistema zavisi od eksploatacionih zahteva i projektnog rešenja objekta odnosno dela objekta koji se štiti od vode i drugih uticaja prilikom izvoÿenja radova i eksploatacije objekta. 4.1.5.3. TEHNIýKI USLOVI ZA KVALITET MATERIJALA I SISTEMA Svi materijali treba da budu u saglasnosti sa važeüim normama, propisima i uputstvima kao i klimatskim uslovima. Sistem hidroizolacije treba da je dimenzionisan u skladu sa projektnim zahtevima i izabranim materijalima. 4.1.5.4. OBRADA DETALJA Svi detalji u sastavu osnovne hidroizolacije treba da su obraÿeni vodonepropustljivo. 4.1.5.5. ZAŠTITA HIDROIZOLACIJE ZAVRŠNA OBRADA Zaštita hidroizolacije treba da je pravilno odabrana u zavisnosti od eksploatacionih uslova. 4.1.5.6. TEHNIýKI USLOVI IZVOĈENJA RADOVA Svi radovi treba da budu usaglašeni sa graÿevinskim radovima. Ovo se posebno odnosi na pripremne radove podloge i graÿevinskih detalja. Polaganje hidroizolacionih slojeva kao i ostalih slojeva u sastavu pokrivaþa kao što je sluþaj kod krovnog pokrivaþa treba da su usaglašeni i detaljno opisani. 4.1.5.7. PREDMER, PREDRAýUN ZA OPISOM RADOVA Ovaj deo projekta treba da bude pregledan i struþan da bi služio kao osnova za izradu Plana dinamike rada i praüenje kvaliteta izvoÿenja radova. 4.1.5.8. ZAŠTITA NA RADU Uz projekat treba priložiti osnovne podatke o zaštiti na radu. 4.1.5.9. REFERENCE – Izvoÿaþ radova treba da priloži referentnu listu izvedenih znaþajnih radova – Certifikate o materijalima sadržanim u projektu – Potvrdu od proizvoÿaþa materijala o pravilnom izboru materijala i sistema hidroizolacije kao i rešenju izrade detalja. 4.1.5.10. ODRŽAVANJE OBJEKTA Kratak opis radova na održavanju objekta, odnosno hidroizolacije.

282


Opšte odredbe – Hidroizolacioni radovi treba da se izvode po posebnom i odobrenom projektu od strane projektanta i glavnog izvoÿaþa graÿevinskih radova. – Radove treba da izvodi specijalizovano preduzeüe koje je kvalifikovano za izvoÿenje radova po projektnom rešenju u skladu sa tehniþkom regulativom. – Tokom radova je neophodno sprovesti nadzor nad izvoÿenjem hidroizolaterskih radova. – Svi hidroizolaterski radovi treba da prate graÿevinske radove (prema utvrÿenoj dinamici). – Tokom radova Izvoÿaþ treba da vodi graÿevinski dnevnik. – Po završetku radova Izvoÿaþ treba da uradi Projekat izvedenog stanja sa svim izmenama u odnosu na projektovana rešenja, odnosno novonastale uslove izvoÿenja hidroizolaterskih radova.

4.2. HIDROIZOLACIJE NA DONJIM DELOVIMA ZGRADA 4.2.1. OPŠTE Da bi se podzemni delovi zgrada mogli koristiti za razne namene potrebno ih je obezbediti od prodora vlage i vode, a time poveüati trajnost ukopanih delova konstrukcije od fiziþkog i agresivnog uticaja spoljne sredine – vlage i vode. To se postiže izvoÿenjem odgovarajuüe kvalitetne zaštite, pa se zato u savremenom graÿenju ukopanim delovima zgrada poklanja sve veüa pažnja u odnosu na trajnu zaštitu od prodora vlage i vode, što posebno važi u sluþajevima kada je potrebno dobiti potpuno suve prostorije. Efikasnost i sastav neke hidroizolacije zavisi kako od struþnog projektovanja, primene tehniþke regulative, tako i od izvoÿenja ukopanih delova zgrada na koje se nanosi hidroizolacija. Izbor najcelishodnije vrste hidroizolacije ukopanih delova za nove zgrade zavisi od vrste delovanja vlage i vode, od vrste graÿevinskog zemljišta, oþekivanih fiziþkih a naroþito mehaniþkih i termiþkih naprezanja. Pri tome je reþ o spoljnim, na pr. klimatskim uticajima ili o uticajima vezanim za samu konstrukciju (sleganje, dilatiranje i drugo), ili pak o uslovima korišüenja graÿevine i njenih delova. Istraživanja u cilju utvrÿivanja ovih odnosa sprovode se pre projektovanja objekta, kako bi se usaglasili svi faktori presudni za primenu ekonomsko tehniþkih rešenja pri izradi graÿevinskog projekta konstrukcije. Izbor rešenja hidroizolacije za sanaciju hidroizolacije za zgrade koje su u eksploataciji zahteva pre svega utvrÿivanje þinjeniþnog stanja ukopanih delova i odreÿivanje uzroka prodora vlage i vode u unutrašnjost objekta, a zatim obaveznu izradu Projekta za sanaciju sa rešenjima svih detalja i tehniþkim opisom izvoÿenja radova. Predmet saniranja hidroizolacije mogu biti i zgrade u izvoÿenju, ako se utvrde nedostaci u postojeüem rešenju i izvoÿenju hidroizolacije ukopanih delova objekta. Tada se takoÿe utvrÿuje þinjeniþno stanje radova koji se moraju sanirati dodatnom hidroizolacijom. Hidroizolacija ukopanih delova zgrade štiti konstrukciju i graÿevinske elemente od vlage i vode. Voda sadržana u zemljištu u zavisnosti od sastava terena i

O IZOLACIJI

283

uslova fundiranja objekta može da deluje kao vlaga, voda koja nije pod hidrostatiþkim pritiskom i voda koja je pod hidrostatiþkim pritiskom. U radu su obraÿeni savremeni hidroizolacioni materijali, raspoloživa domaüa i inostrana tehniþka regulativa koja obuhvata primenu "fleksibilnih" i krutih hidroizolacija, projektovanje i izvoÿenje. 4.2.2. DEJSTVO VLAGE I VODE NA GRAĈEVINSKE OBJEKTE Za utvrÿivanje mera koje treba preduzeti pri projektovanju i izvoÿenju objekta u pogledu tehnike izvoÿenja hidroizolacija, potrebno je ispitati uticaj vode na graÿevinu koja se može oþekivati. Treba utvrditi hidrološke, geofiziþke i hemijske uticaje. 4.2.2.1. HIDROLOŠKI POJMOVI Hidrološka istraživanja terena treba usmeriti tako da se u fiziþkom smislu odredi kakav se uticaj vode na objekat može oþekivati. Ukoliko se radi o površinskoj vodi to je srazmerno jednostavno. Ali za podzemnu vodu ovaj zadatak je usko vezan za geofiziþka ispitivanja terena. Karakter vode u zemljištu može biti razliþit što zavisi od vodonepropustljivosti i vododrživosti terena. Vlažna glina je, na primer, jako vododrživa, dok je njena vodonepropustljivost izrazito mala. Razlikuju se sledeüe vrste voda u tlu. 1) Podzemna voda, je ona voda u terenu, koja se skuplja na vododrživim i praktiþno nepropustljivim vrstama tla, kao stajaüa voda ili koja teþe. Ukratko reþeno, podzemna voda je ona voda, koja ispunjava sve šupljine u tlu. Na nju utiþe sila teže koja se ispoljava kao hidrostatiþki pritisak. Kolebanje nivoa podzemne vode je u prvom redu uslovljeno godišnjim promenama koliþine padavina, koje poniru sve do nivoa podzemne vode i tako ga podižu. 2) Ustavljena (sakupljena) voda je voda akumulirana u terenu – zemljištu u neposrednoj blizini neke graÿevine gde postoji slabopropustljivo tlo (ilovaþa, glina). Ova voda nije u vezi sa podzemnom vodom koja je na veüoj dubini. Ovde je važno znati da se kako po naþinu i obliku akumuliranja, tako isto i po naþinu dejstva na graÿevinu, ova vrsta vode identifikuje sa podzemnom vodom. Sakupljena voda, kao i podzemna, ispoljava hidrostatiþki pritisak, što se ne sme zanemariti prilikom izbora vrste i sastava hidroizolacije. Ustavljena voda se pojavljuje uz zidove graÿevine i u toku njene izgradnje. 3) Kapilarna voda je onaj deo podzemne vode, koji se usled površinskog napona uzdiže iznad nivoa podzemne vode. Ona se u svom gornjem nivou javlja u kapilarama, koje se završavaju meniskom i stoji pod smanjenim pritiskom. Razlikuju se puna kapilarna zona iznad podzemne vode, koja sa ovom þini podruþje bez vazduha i kapilarna zona sa vazduhom – izmeÿu meniska i najdubljih i najfinijih pora. 4) Procedna voda je voda, koja se u kretanju naniže kroz zemljište nalazi na putu ka podzemnoj vodi u zoni sa vazduhom. Ona ponire samo pod uticajem vlastite težine i ne vrši hidrostatiþki pritisak sve dok ne doÿe do vodonepropusljivih slojeva. U pogledu tehnike zaptivanja važno je znati da ova voda odmah gubi svojstva procedne vode i postaje ustavljena þim se graÿevinskim merama zaustavi i dovede u stanje mirovanja.

284


5) Adheziona voda je voda koja miruje i koja je vezana adhezionim silama za þestice tla, sve dok ne doÿe do kretanja vode naniže, odnosno njenog podizanja naviše. 6) Adsorpciona voda je voda koja se silama površinskog napona drži zajedno, opkoljavajuüi þestice tla. 4.2.2.2. GEOFIZIýKI POJMOVI Sastav tla se odreÿuje u cilju utvrÿivanja njegove graÿevinske podobnosti, sa þime je u uskoj vezi utvrÿivanje pojedinih vrsta podzemne vode. Zapremina pora i koeficijent poroznosti su merila vodopropustljivosti odnosno vododržljivosti jednog tla. Pod zapreminom pora nekog tla podrazumeva se odnos zapremine pora prema ukupnoj zapremini, a koeficijent poroznosti predstavlja odnos zapremine pora prema þvrstoj, suvoj materiji u tlu. Sadržina vode u tlu daje se kao odnos težine vode prema težini suve mase. Kapilarnost je usko vezana sa sastavom tla. Sadržina vode se odreÿuje samo pri potpunom zasiüenju tla, tj. kada je vazduh potpuno istisnut kakav je sluþaj u zemljištu sa podzemnom vodom pod pritiskom, dakle ispod nivoa podzemne vode. Osim toga zasiüen deo zemlje vodom, nalazi se unutar zatvorene kapilarne zone. Zbog toga je za projektovanje sistema hidroizolacije važno da se utvrdi koliko visoko dopire zona zatvorene kapilarnosti. Kapilarna voda ne stoji pod istim pritiskom kao podzemna voda veü pod manjim. Ipak se u kontaktu sa kapilarnom vodom projektuje hidroizoladcija koja izdržava pritisak vode, a ovu meru treba smatrati dopunskim osiguranjem. Kapilarne sile mogu u sitnozrnom tlu sa uskim porama biti izvanredno velike. Visina kapilarne zone je stoga vrlo razliþita i koleba se prema veliþini pora u zemljištu, poþinjuüi sa finim peskom i završavajuüi se masnom glinom. Prema tome, u fino poroznom zemljištu (ilovaþa, glina) morala bi se skoro za svaku graÿevinu projektovati hidroizolacija od vode pod pritiskom. Vodonepropustljivost tla je veoma važna za tehnologiju izvoÿenja hidroizolacije. Postoje mišljenja da su izvesna sitnozrna zemljišta, na primer glina, a posebno masna glina, vodonepropustljiva što je pogrešno. Svaka vrsta tla ima svoj stepen vodonepropustljivosti, za glinu je on veoma mali, pa voda lagano ponire tako da je koliþina koja ispari veüa od koliþine koja ponire. Vodonepropustljivost zemljišta se izražava koeficijentom propustljivosti zemljišta k, koji oznaþava brzine kretanja vode u tlu, a dobija se na osnovu obrasca; k= gde je Q – L – F – t – h –

QL , cm/s, Fth

koliþina vode protekle kroz uzorak u vremenu t, izražena u cm3; visina (dužina) uzorka, izražena u cm; površina preseka uzorka, izražena u cm2; vreme za koje je koliþina vode Q protekla kroz uzorak, izražena u s; visina vodenog stuba izražena u cm.

O IZOLACIJI

285

Koeficijent vodonepropustljivosti k zavisi od vrste tla i njegove zbijenosti i on za razne vrste tla iznosi: šljunak k = 10-1 – 10-2 cm/s krupnozrni pesak k = 10-1 – 10-3 cm/s sitnozrni pesak k = 10-2 – 10-5 cm/s les k = 10-4 – 10-7 cm/s glina k = 10-6 – 10-10 cm/s. Prema propisima za fundiranje kriterijumi za propustljivost su sledeüi: cm/s – skoro nepropustljivo k < 1011 9 cm/s – vrlo malo propustljivo k < 10 7 cm/s – malo propustljivo k < 10 5 cm/s – srednje propustljivo k < 10 3 k < 10 cm/s – jaþe propustljivo 1 k < 10 cm/s – vrlo propustljivo. 4.2.2.3. HEMIJSKI UTICAJI Podzemni delovi zgrade þesto su izloženi i agresivnom uticaju vode i tla. Stepen ovog agresivnog dejstva na betonske konstrukcije odreÿuje se hemijskim ispitivanjima vode i tla. Pokazatelji agresivnog dejstva sredine propisani su Pravilnikom o tehniþkim normativima za beton i armirani beton u objektima izloženim agresivnom dejstvu sredine („Službeni list SRJ“ broj 18/1992). Oni se svrstavaju u klase A1, A2, A3, A4 i A5 (tabela 4.10) a odnose se na beton spravljan od portland cementa, portland cementa sa dodatkom zgure i/ili pucolana ili sulfatno otpornog cementa bez ili sa dodatkom zgure i/ili pucolana (specijalne vrste portland cementa) koji zadovoljavaju zahteve odgovarajuüih standarda. Osnovni oblici agresivnog dejstva vode na betonske konstrukcije su sledeüi. 1) Izluživanje – koje se javlja pri dejstvu mekih voda, koje sadrže veoma malo rastvorljivih sastojaka, a nastaje usled veüeg ili manjeg stepena rastvorljivosti kalcijumovih jedinjenja iz cementa u vodi pri njenom filtriranju kroz beton. Agresivno dejstvo izluživanja definiše se veliþinom hidrokarbonatne alkalnosti. 2) Opšte kiselinska agresivnost – koja nastaje usled prisustva razliþitih slobodnih kiselina koje prouzrokuju rastvaranje kreþnjaþkih agregata i kalcijumovih jedinjenja u cementu. Opšte kiselinska agresivnost se definiše koncentracijom kiselina, odnosno veliþinom pH vrednosti. 3) Ugljenokisela agresivnost – koja dejstvom agresivne ugljene kiseline prouzrokuje rastvaranje kalcijumovih jedinjenja u cementu i njihovo ispiranje iz betona. Ugljenokisela agresivnost se definiše koncentracijom slobodne ugljene kiseline, pri þemu se uzima u obzir sadržaj kalcijuma, hlorida i sulfata, kao i karbonatna tvrdoüa vode. 4) Sulfatna agresivnost – koja nastaje usled prisustva razliþitih sulfatnih soli, þije dejstvo prouzrokuje stvaranje kristala kalcijumsulfoaluminata hidrata ili gipsa, tako da usled poveüane zapremine novonastalih jedinjenja dolazi do mehaniþkog razaranja i rušenja strukture betona sa ili bez vidljivih znakova na površini konstrukcije.

286


Sulfatna agresivnost se definiše koncentracijom sulfata, pri þemu se uzima u obzir i sadržaj hlorida. 5) Magnezijumska agresivnost – koja dejstvom izmene magnezijumovih jedinjenja odgovarajuüim kalcijumovim jedinjenjima prouzrokuje ekspanziju ili ispiranje betona što doprinosi razaranju betonske strukture. Magnezijumska agresivnost se definiše koncentracijom jona magnezijuma zavisno od sadržaja sulfata. 6) Amonijumska agresivnost – koja prouzrokuje razaranje strukture betona usled stvaranja rastvorljive kalcijumove soli koja se ispira iz betona. Amonijumska agresivnost definiše se sadržajem jona amonijuma. 7) Alkalna agresivnost – koja nastaje usled visoke koncentracije i dugotrajnog dejstva alkalija naroþito natrijum i kalcijum hidroksida, koji prouzrokuju rastvaranje alkalnih jedinjenja u betonu. Alkalna agresivnost se definiše koncentracijom alkalija. Tabela 4.10. Pokazatelji agresivnog dejstva vode na armiranobetonske konstrukcije (Izvod iz Pravilnika) Stepen agresiv- HCO3 (g/l) nosti sredine A1

1,7

A2

-

A3

-

A4

-

A5

-

pH ili % (m/n) 6,5 5,0 < 5,0 4,0 < 4,0 2,0 < 2,0 5% < 2,0 >5%

Sadržaj (koncentracija) agresivne komponente, u mg/l Ukupni sadržaj soli kod 2+ -2 Mg NH4 kojih dolazi do isparavanja CO2 SO4 na površini (L,S): 15 > 250 > 1000 > 20 > 10 40 500 2000 50 20 > 40 > 500 > 2000 > 50 > 20 <100 <1000 < 3000 < 100 < 50 >1000 > 100 > 50 >100 > 3000 6000 >6000 12000 -

>12000

-

-

-

4.2.3. UZAJAMNI ODNOS SADRŽANE VODE, SASTAVA TLA I KARAKTERISTIKE OBJEKTA Voda sadržana u zemljištu u zavisnosti od njegovog sastava i naþina fundiranja objekta može da deluje na ukopane delove objekta kao voda pod hidrostatiþkim pritiskom i kao voda koja nije pod hidrostatiþkim pritiskom. Pod vodom koja deluje na podzemne delove objekta pod hidrostatiþkim pritiskom podrazumeva se podzemna voda, ustavljena voda i kapilarna voda koja se podiže iznad nivoa podzemne vode. Pod vlagom iz zemljišta podrazumevaju se ostali vidovi vode: adheziona i apsorbovana voda, koje su vezane za þestice tla i ne mogu vršiti pritisak na objekat.

O IZOLACIJI

287

Intenzitet delovanja vode i vlage na podzemne delove objekta zavisi od propustljivosti zemljišta, odnosno od njegove slojevitosti. Razlikuju se tri osnovne vrste zemljišta: – veoma propustljivo zemljište (šljunak, pesak, nasuto zemljište), – propustljivo zemljište (muljeviti pesak, les, nasuto zemljište), – slabo propustljivo zemljište (ilovaþa sa žicama peska gline). Uzajamni odnos sadržane vode, slojevitosti zemljišta i položaj temelja u odnosu na najviši nivo podzemne vode su od posebnog znaþaja za izbor sistema hidroizolacije i tehnike njenog izvoÿenja. U principu, u zavisnosti od vrste vode od koje se objekat štiti, razlikuju se tri osnovne grupe hidroizolacionih sistema: – sistemi hidroizolacije od vlage; – sistemi hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom; – sistemi hidroizolacije od vode pod pritiskom. To znaþi da pri usvajanju sistema hidroizolacije u prvom redu treba voditi raþuna o hidrološkim i geomehaniþkim karakteristikama zemljišta u zoni objekta u prirodnom (neporemeüenom) stanju, tj. o vrsti tla, nivou podzemne vode, propustljivosti zemljišta i drugo. Meÿutim, kod rešavanja ovog pitanja treba voditi raþuna i o þinjenici da se neposredno uz objekat þesto nalazi i izmenjeno tlo koje je bilo prisutno pre poþetka graÿenja objekta. Ovde se, naime, u prvom redu misli na to da se tokom radova na objektu, a radi izvoÿenja temelja, vrše razliþiti iskopi koji se po završetku radova zatrpavaju tako da se najþešüe po obimu objekta javlja jedan pojas nasutog zemljanog, materijala koji može da ima bitno razliþite karakteristike u poreÿenju sa okolnim prirodnim zemljištem. Ukoliko se poÿe od stava da priroda i intenzitet delovanja vode na podzemne delove objekta zavisi od propustljivosti tla, odnosno od njegovog koeficijenta kapilarnosti k, u odnosu na ovaj koeficijent mogu se definisati sledeüe osnovne vrste zemljišta: – veoma propustljivo (šljunak, pesak, nasuto zemljište) k > 10-5 cm/s; – propustljivo (muljeviti pesak, les, nasuto zemljište) 10-9 k 10-5 cm/s; – slabo propustljivo (ilovaþa, glina, peskovita glina) k > 10-9 cm/s. S obzirom na izneto, u praksi se naþelno primenjuju dve osnovne vrste hidroizolacija: hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom i hidroizolacije od vode pod pritiskom. Prvi tip hidroizolacije koristi se u sluþajevima objekata kod kojih je u okolnom zemljištu prisutna iskljuþivo voda vezana za þestice tla (adheziona i absorpciona) ili je reþ o prisustvu tzv. procedne vode koja poniruüi kroz zemljište sa površine terena ne vrši nikakav hidrostatiþki pritisak na objekat. To je moguüe u propustljivim i jako propustljivim zemljištima, a pod predpostavkom da podzemna voda uopšte ne postoji ili da postoji ali da je njen nivo znatno ispod kote fundiranja objekta. Jedan primer rešavanja ovakvog problema prikazan je na slici 4.5a (k 10-4 prema DIN 18310 T1). Hidroizolacija od vode pod pritiskom u tlu primenjuje se u svim sluþajevima kada je nivo podzemne vode iznad kote fundiranja objekta bez obzira na vrstu zemljišta i njegovu vodonepropustljivost. Kod rešavanja ovakvih problema datu hidroizola-

288


Slika 4.5 Vrste hidroizolacija podzemnih delova zgrada u zavisnosti od uzajamnog odnosa sadržane vode, sastava zemljišta i karakteristika objekta. a) Hidroizolacija od vlage i vode koja nije pod pritiskom, b) Hidroizolacija od vode pod pritiskom ciju treba primeniti i u zoni kapilarnog penjanja (NKP) podzemne vode (minimum 50 cm iznad nivoa podzemne vode), pri þemu se iznad ove zone naþelno može primeniti izolacija od vlage i vode koja nije pod pritiskom. Na slici 5b prikazan je primer koji se odnosi na ovakav sluþaj hidroizolacije (k 10-4 prema DIN 18310 T1). 4.2.4. PODELA I VRSTE HIDROIZOLACIJA PREMA UPOTREBLJENOM MATERIJALU (VEZA SA TAýKOM MATERIJALI 4.1) 4.2.4.1. FLEKSIBILNE HIDROIZOLACIJE Pod višeslojnom hidroizolacijom podrazumevaju se zaštite, koje se sastoje od više slojeva bitumenskih premaza, namaza, pasta, mastiksa, zatim bitumenskih traka, metalnih folija i sintetiþkih traka. U zavisnosti od fiziþko-mehaniþkih karakteristika primenjenih materijala i njihove slojevitosti u sistemu, razlikuju se hidroizolacije za zaštitu podzemnih delova zgrade od vlage i vode koja nije pod pritiskom i za zaštitu od vode pod pritiskom. Ovi sistemi u zavisnosti od strukturnih osobina primenjenih materijala, mogu biti sa izraženim plastiþnim, plastoelastiþnim i elastiþnim svojstvima. Zastupljena su dva osnovna postupka izvoÿenja ovih hidroizolacija: – ugraÿivanjem „hladnim“ postupkom (premazivanjem, špahtlovanjem, hladnim varenjem)

O IZOLACIJI

289

– ugraÿivanjem „toplim“ postupkom (lepljenje traka: premazivanjem, izlivanjem, varenjem plamenikom, varenjem toplih vazduhom, vulkaniziranjem). Fleksibilne hidroizolacije se u principu ugraÿuju na spoljne strane konstrukcije. One su sposobne do izvesne mere da prate rad konstrukcije usled sleganja, skupljanja betona i temperaturnih promena; pružaju sigurnu zaštitu graÿevine u sluþaju nerazuÿenih temelja, gde nema oštrih preloma i razlike u nivoima. Ukoliko je podzemna voda agresivna, fleksibilna hidroizolacija ugraÿena sa spoljne strane štiti konstrukciju i od korozije. Nedostatak fleksibilne hidroizolacije je što zahteva izvoÿenje u suvom iskopu, suvu površinu, pa se mora izvoditi uporedo sa graÿevinskim radovima, što opet zahteva i zaštitu izvedene hidroizolacije tokom procesa rada. Ova hidroizolacija se lako ošteüuje mehaniþki, ošteüenja nisu uvek uoþljiva i ostaju nepopravljena. Ovo je naroþito þest sluþaj kod hidroizolacija sa sintetiþkim trakama koje proizvoÿaþ predlaže kao jednoslojne (na pr. sistem od meke PVC-P membrane). Primena fleksibilne hidroizolacije sa unutrašnje strane od vode pod pritiskom mora da bude uklještena, a što se ostvaruje izvoÿenjem odgovarajuüeg zaštitnog sloja – zida od betona ili opeke. Svakom vrstom hidroizolacije sa unutrašnje strane ne samo da se poveüavaju troškovi sanacije veü se gubi korisna površina prostora. 4.2.4.2. KRUTE HIDROIZOLACIJE NA BAZI CEMENTNIH MALTERSKIH KOMPOZICIJA Pod „krutim“ hidroizolacijama podrazumevaju se vrste zaštita od više slojeva vodonepropustljivih maltera, premaza ili šljema koje u svom sastavu sadrže cement kao vezivo, mineralno punilo i razne hemijske dodatke za smanjenje poroznosti. U ovu grupu hidroizolacija dolaze i zaštite koje se izvode polimercementnim kompozicijama od više slojeva vodonepropustljivog maltera, premaza i šljema sa izraženim plastiþnim svojstvima. Ovi proizvodi u svome sastavu, pored cementa i mineralnog materijala sadrže još i polimerne emulzije (poliakrilatne, lateksne i druge). Krute hidroizolacije se u principu izvode sa unutrašnje strane objekta u dva ili više slojeva preko vlažne konstrukcije. Uspešnost primene ovih hidroizolacija zavisi prvenstveno od stabilnosti konstrukcije, od kvaliteta podloge, od tehnike nanošenja slojeva, posebno od ostvarivanja veze prvog sloja sa podlogom. U primeni cementnih kompozicija, kada se objekat štiti od negativnog pritiska vode, prednost se daje penetrirajuüim proizvodima, dok se u sluþaju sanacije hidroizolacije starih objekata od vlage uspešno primenjuju i polimercementne kompozicije – premazi kod kojih na ovakvim objektima dolazi do izražaja sposobnost premošüavanja prslina kao i ostala plastoelastiþna svojstva plimercementnih premaza i šljema. Kruta hidroizolacija, bez obzira na primenjene proizvode, ne zahteva posebnu zaštitu kao što je to sluþaj sa ugljovodoniþnom ili sintetiþkom fleksibilnom hidroizolacijom. Svaki sistem krute hidroizolacije, bez obzira da li se radi o vodonepropustljivom malteru ili vodonepropustljivom premazu šljemi, predstavlja kombinacije više zaptivnih materijala, tako da se može primenjivati i u uslovima stalnog doticanja vode što je od posebnog znaþaja u izvoÿenju novih kao i u saniranju starih objekata u prisustvu dotoka vode.

290


4.2.4.3. KOMBINOVANE HIDROIZOLACIJE a) Kruti sistemi za sanaciju hidroizolacije od kapilarne vlage pored izvoÿenja zaštite na zidovima i podu, ukljuþuju i sistem „presecanja“ penanja kapilarne vlage u zidovima. Ovaj sistem zaštite bazira na metodu injektiranja ubrizgavanjem hidrofobne emulzije u bušotine u zidu pravilno rasporeÿene u dva reda odreÿene dubine i širine pod nagibom. Jedan od takvih proizvoda je silikonska emulzija, koja sadrži aktivne komponente koje sa vlagom stvaraju vodonepropustljiva hemijska jedinjenja u porama i kapilara zida, zatim površinski aktivne materije i sredstva za kvašenje. Presecanje kapilarne vlage ovom metodom se vrši kako u zidovima od opeke tako i u zidovima od betona i prirodnog kamena, ali samo za spreþavanje podizanja vlage, ali ne u prisustvu vode. Ovakav sistem „krute“ hidroizolacije u praksi se kombinuje još i sa izvoÿenjem fleksibilne hidroizolacije na podu. Kombinovanje krutih i fleksibilnih hidroizolacija naþelno se primenjuje kod izvoÿenja hidroizolacija novih graÿevina u sluþajevima kada postoji uslov da se izvoÿenjem hidroizolacije ne naruši kontinuitet konstrukcije. Krute hidroizolacije se najþešüe koriste na mestima prodora vode kroz konstrukcijske elemente, na pr. kod presecanja armiranobetonskih stubova. U takvim sluþajevima kruta horizontalna hidroizolacija se izvodi oko armiranih šipki tako da se prilikom nastavka betoniranja u elementu formira hidroizolacioni sloj dobro povezan sa ugraÿenim betonom – praktiþno jednakih karakteristika kao i beton u konstrukciji.Na taj naþin može da se raþuna da dati element, zahvaljujuüi krutoj penetrirajuüoj hidroizolaciji i neprekinutoj armaturi, može da prihvati projektovano optereüenje kao da je u statiþkom smislu bez ikakvog diskontinuiteta. b) Takoÿe ako se temeljna ploþa izvodi na šipovima, mesta prodora armature se obraÿuju kombinovanim sistemom hidroizolacija u kojem kljuþno mesto ima kruta hidroizolacija (koja kao cementna kompozicija dobro prijanja za armaturu). Pored kombinovane krute i fleksibilne hidroizolacije obrada prodora armature se izvodi i poliuretanskim premazom tipa Alsan (vidi 4.3.5.5.2), kompatibilnim sa bitumenskom hidroizolacijom. Za obradu šipova takoÿe se koriste i hidroizolacioni proizvodi na bazi bentonita kod kojih efekat zaptivanja bazira na bubrenju betnonita u kontaktu sa vodom. c) Kombinovani sistemi krute i fleksibilne hidroizolacije primenjuju se efikasno u sanaciji hidroizolacije objekta u eksploataciji, kada se konstruktivni i pregradni zidovi obraÿuju krutim sistemom, a horzontalne podne podloge bitumenskom hidroizolacijom – trakama po vruüem postupku (ili samolepljivim trakama po hladnom postupku). 4.2.5. PROJEKTOVANJE I IZVOĈENJE HIDROIZOLACIJE OD VLAGE I VODE KOJA NIJE POD PRITISKOM 4.2.5.1. HIDROIZOLACIJA UKOPANIH DELOVA ZGRADA BEZ PODRUMA I SA PODRUMIMA 4.2.5.1.1. Mesto ugraÿivanja hidroizolacije Po pravilu hidroizolacija treba da þini jedan zaptivni omotaþ bilo da se ona ugraÿuje sa spoljne ili unutrašnje strane ili kombinovano. Mesto hidroizolacije odre-

O IZOLACIJI

291

ÿeno je vrstom temelja (samci, trakasti temelji i ploþe) i vrstom materijala od koje se izvode konstruktivni zidovi. Pored toga mesto ugraÿivanja hidroizolacije se razlikuje u zgradama koje se izvode bez podruma u odnosu na zgrade sa podrumom. Isto tako, mesto ugraÿivanja zavisi od toga da li se hidroizolacija projektuje za nove ili za postojeüe zgrade. 4.2.5.1.2. Fleksibilne hidroizolacije 1) Hidroizolacije sa polimerbitumenskim pastama (izvode se u svemu prema uputstvu proizvoÿaþa) – sistem se sastoji od najmanje dva namaza uz ojaþanje mrežastom tkaninom. Debljina suvog sloja je najmanje 3 mm. 2) Hidroizolacija sa bitumenskim i polimerbitumenskim trakama – sistem se sastoji od najmanje jedne trake d = 4 mm (sa uloškom od staklene tkanine, poliestarskog filca, aluminijumske folije) koja se ugraÿuje lepljenjem vruüim bitumenom ili varenjem plamenikom uz obavezno izvoÿenje pokrivnog sloja bitumenskim premazom. 3) Hidroizolacije sa sintetiþkim trakama od PIB i ECB – sistem se sastoji od jedne trake d = 1,5 mm koja se ugraÿuje lepljenjem vruüim bitumenom u kombinaciji sa neposutim bitumenom obloženim krovnim kartonom i obaveznim izvoÿenjem pokrivnog sloja vruüim bitumenskim premazom. 4) Hidroizolacija sa sintetiþkom trakom od mekog PVC-P. Sistem se sastoji od jedne trake debljine 1,5-2 mm koja se postavlja slobodno uz mehaniþko fiksiranje za podlogu ili sa lepkom. Trake otporne na bitumen mogu se ugraÿivati i vruüim bitumenom. Traka se štiti ugraÿivanjem izmeÿu dve trake geotekstila površinske mase najmanje 300 g/m2. 4.2.5.1.3. Krute hidroizolacije Za koju üe se „krutu“ hidroizolaciju projektant odluþiti zavisi u prvom redu od toga da li se hidroizolacija projektuje za zgradu koja treba da se gradi ili za onu koja je u fazi graÿenja (za koju je hidroizolacija nepravilno projektovana ili nepravilno izvedena), ili je došlo do ošteüenja hidroizolacije na staroj zgradi, koja je u eksploataciji. Projekat treba da sadrži: projektni zadatak i Tehniþki izveštaj o stanju objekta, izabrani sistem hidroizolacije definisan vrstom materijala i debljinom sistema, tehnologiju nanošenja slojeva i rešenje svih detalja prilagoÿeno þinjeniþnom stanju (a prema uputstvu proizvoÿaþa odabranog materijala). Kruti sistem se u naþelu izvodi sa unutrašnje strane zgrade, ali može i kombinovano sa izvoÿenjem hidroizolacije na vertikalnim konstruktivnim zidovima sa spoljne strane. Moguünost spreþavanja vlage iz terena kroz vertikalne zidove se spreþava i kombinovanjem presecanja zida injektiranjem u podruþju spoja zida i poda sa unutrašnje i spoljne strane objekta. Prema naþinu ostvarivanja veze hidroizolacije i konstrukcije navode se 4 grupe sistema, koji se izvode domaüim i uvoznim materijalima tipa cementnih kompozicija. Grupa 1 – sistemi sa premazom koji se vezuje za podlogu fiziþki. Grupa 2 – sistemi sa sredstvom za presecanje penjanja kapilarne vlage koji se ulivaju ili injektiraju u konstruktivne zidove; oni se uvek izvode u kombinaciji sa penetrirajuüim sistemom (koji prodire u kapilare betona i do 15 cm).

292


Grupa 3 – sistemi sa sredstvom za penetriranje koji ostvaruju vezu sa betonom u kapilarima, prslinama i kavernama, formirajuüi gel koji zaptiva konstrukciju. Grupa 4 – sistemi sa vodonepropustljivim malterima koji sa svojom masom – debljinom spreþavaju prodiranje vode u objekat. 4.2.5.1.4. Principijelna rešenja mesta ugraÿivanja hidroizolacije Principijelna rešenja mesta ugraÿivanja fleksibilnog odnosno krutog sistema hidroizolacije prikazana je na slikama od 4.6. do 4.14.

Slika 4.6. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi bez podruma sa podom iznad kote terena i sa meÿuprostorom za provetravanje

Slika 4.7. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi bez podruma sa podom u nivou terena

Slika 4.8. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi bez podruma sa podom ispod nivoa terena

Slika 4.9. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi bez podruma sa podom ispod nivoa terena; a) hidroizolacija sa penetrirajuüim premazom, b) hidroizolacij sa vodonepropustljivim malterom

O IZOLACIJI

293

Slika 4.10. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi sa podrumom

Slika 4.11. Princip projektovanja „krute“ hidroizolacije u zgradi sa podrumom

Slika 4.12. Princip projektovanja višeslojne hidroizolacije na zgradi koja se fundira na temeljnoj ploþi

Slika 4.13. Princip projektovanja krute hidroizolacije na zgradi koja se fundira na temeljnoj ploþi

294


Slika 4.14. Princip presecanja kapilarne vlage u zidu od opeke (spreþavanje podizanja vlage ali ne u prisustvu vode) – u kombinaciji sa hidroizolacijom od penetrirajuüih materijala 4.2.6. PROJEKTOVANJE I IZVOĈENJE HIDROIZOLACIJE OD VODE POD PRITISKOM I USTAVLJENE PROCEDNE VODE 4.2.6.1. OPŠTI ZAHTEVI ZA PROJEKTOVANJE HIDROIZOLACIJE Hidroizolacija od vode pod pritiskom mora da štiti ukopane delove zgrade sa spoljne strane od podzemne vode pod hidrostatiþkim pritiskom i od ustavljene procedne vode. Ona ne sme da gubi zaptivna svojstva pri oþekivanim kretanjima graÿevinskih elemenata pod uticajem skupljanja, temperaturnih promena i sleganja. Ovi parametri se moraju predvideti veü pri projektovanju graÿevinskog objekta, odnosno hidroizolacije. Hidroizolacija treba da premosti prsline ne šire od 0,5 mm u momentu nastajanja, koje se mogu širiti najviše do 5 mm i „rasede“ dubine do 2 mm. Veüe deformacije se rešavaju posebnim konstruktivnim merama – dilatacionim razdelnicama, armiranjem i drugim konstruktivnim merama. Zgrade u podzemnoj vodi treba da budu jednostavnog oblika da bi se smanjile površine na koje deluje voda pod pritiskom. Podzemni delovi zgrade u podzemnoj vodi treba da budu projektovani uglavnom tako da deluju monolitno sa podovima i zidovima. Ispuste i prodore kroz zidove u podzemnoj vodi treba izbegavati. Takoÿe treba izbeüi visinske razlike u nivoima temeljne konstrukcije ploþe, a treba omoguüiti i pravilan rad objekta kako bi se izbegla ošteüenja hidroizolacije. Sve reþeno važi i za ustavljenu procednu vodu oko objekta koja deluje takoÿe kao voda pod pritiskom.

O IZOLACIJI

295

4.2.6.2. IZBOR I DIMENZIONISANJE FLEKSIBILNE HIDROIZOLACIJE PROTIV PODZEMNE VODE POD PRITISKOM 4.2.6.2.1. Standardni sistemi hidroizolacije sa spoljnje strane – primeri prema DIN 18195 T6:2000. Izbor hidroizolacionih materijala i sistema za zaštitu podzemnih delova zgrada od vode pod pritiskom u prvom redu zavisi od projektnog zadatka, tj. da li se hidroizolacija projektuje za novi objekat na kome su veü izvedeni fundamenti ili za stari objekat. Prema standardu DIN 18195 T6 dozvoljava se primena bitumenskih i metalnih traka, polimerbitumenskih traka za varenje, sintetiþkih traka – poliizobutilen (PIB) u kombinaciji sa neposutim bitumenom impregniranim krovnim kartonom i mekih polivinil (PV-P) traka, kao i elastiþnih traka od etilenkopolimerbitumena (ECB) i od etilenpropilena (EPDM). Ovim standardom se dimenzionisanje sistema utvrÿuje prema uslovima za dubinu uronjavanja. Standardne dubine su do 4 m, od 4 m do 9 m i preko 9 m i one su osnovni parametri za dimenzionisanje sistema. Napred navedenim standardom se dozvoljava i upotreba tradicionalnih materijala kao što su sistemi sa neposutim bitumenom impregnisanim kartonom i metalnom folijom debljine 1 mm. a) Hidroizolacija od neposutog bitumenom impregnisanog kartona – minimalni broj slojeva meÿusobno slepljenih i sa pokrivnim slojem bitumena prikazan je u tabeli 4.11. Prva traka u sistemu mora biti potpuno zalepljena. Tabela 4.11. Broj slojeva sistema hidroizolacije od neposutog bitumenom impregnisanog kartona Dubina uronjavanja (m) do 4 preko 4 do 9 preko 9

Postupak premazivanjem Postupak livenjem ili þetkom ili livenjem valjanjem Najmanji broj slojeva 3 3 4 3 5 4

b) Hidroizolacija od neposutog bitumenom impregniranog kartona i metalne trake. U sistemu ovog sastava metalna traka debljine 1mm se ugraÿuje kao druga traka raþunajuüi spoljnu stranu sistema na koju deluje voda pod pritiskom. Potreban broj traka regulisan je dubinom uronjavanja i naþinom ugraÿivanja slojeva. Hidroizolacija se može opteretiti pritiskom od 1 MN/m2 prema tabeli 4.0-12. Meÿutim, kada su u sistemu ugraÿene dve metalne trake taj pritisak može da iznosi 1.5 MN/m2. Zadnji sloj hidroizolacije je u naþelu bitumenska traka i u takvim sluþajevima se izvodi þetvoroslojna hidroizolacija. c) Hidroizolacija od bitumenskih ili polimerbitumenskih traka. U ovom sistemu broj slojeva je najmanje jednak broju slojeva datom u tabeli 4.13 za sisteme od traka za varenje. Bitno je da su trake meÿusobno slepljene i sa pokrivnim premazom zadnje trake u sistemu. Hidroizolacija se može opteretiti pritiskom najviše 1 MN/m2, a u sluþaju primene trake sa uloškom od staklene tkanine maksimalni pritisak je 0,8 MN/m2.

296


Tabela 4.12. Broj slojeva sistema hidroizolacije od neposutog bitumenom impregniranog kartona sa metalnim trakama Dubina uronjavanja (m) do 4 preko 4 do 9 preko 9

Postupak premazivanjem Postupak livenjem ili þetkom ili livenjem valjanjem Najmanji broj slojeva 3 3 3 3 4 3

d) Hidroizolacija od bitumenskih traka za varenje. Ova vrsta hidroizolacije primenjuje se u izuzetnim sluþajevima gde su površine nepristupaþne i ne može da se izvede lepljeni sistem od polimerbitumenskih traka. Hidroizolacija treba da se sastoji od traka sa uloškom od staklene tkanine ili poliestarskog filca po broju slojeva zavisno od dubine uronjavanja prema tabeli 4.13. Optereüenje hidroizolacije je isto kao kod prethodnog sistema. Tabela 4.13. Broj slojeva i vrsta uloška bitumenske i polimerbitumenske trake 1 2 3 4 5

Dubina uronjavanja (m) do 4 preko 4 do 9 preko 9

Najmanji broj slojeva i vrsta uloška i trake 2 uloška od staklene tkanine ili poliestarskog filca 3 uloška od staklene tkanine ili poliestarskog filca 1 uložak od staklene tkanine ili poliestarskog filca + metalna traka 2 uloška od staklene tkanine ili poliestarskog filca + metalna traka

f) Hidroizolacija od sintetiþkih i elastomernih traka i sa neposutim bitumenom impregnisanim krovnim kartonom. Ovaj sistem hidroizolacije se izvodi sa sintetiþkim trakama otpornim na uticaj bitumena prema tabeli 4.14, izmeÿu dva sloja neposutog bitumenom impregnisanog krovnog kartona uz lepljenje bitumenom. Zadnja traka se premazuje slojem bitumena. Minimalne debljine traka su zavisne od dubine uronjavanja objekta prema tabeli 4.14. Dozvoljeno optereüenje je najviše 1 MN/m2 (za sistem sa PIB = 0,6 MN/m2). Tabela 4.14. Vrste sintetiþkih traka koje se ugraÿuju lepljenjem izmeÿu dva sloja neposutog bitumenom impregnisanog krovnog kartona 1 2 3 4

Dubina uronjavanja (m) do 4 preko 4 do 9 preko 9

Debljine traka PIB, EVA mm 1,5 2,0 2,0

Debljine traka ECB, EPDM, mm 2,0 2,5 2,5

g) Hidroizolacije od sintetiþke PVC-P slobodno položene (mehaniþki priþvršüene na metalne trake ili lepljene odgovarajuüim lepkom). Ovaj sistem hidroizolacije se izvodi sa jednim slojem sintetiþke trake debljine najmanje 2 mm neotporne na

O IZOLACIJI

297

bitumen. Traka se ugraÿuje izmeÿu dva zaštitna sloja od poliestarskog filca debljine 2 mm, površinske mase 300 g/m2. Dubina uronjavanja ove vrste hidroizolacije je ograniþena na 4 m. 4.2.6.3. IZBOR I DIMENZIONISANJE HIDROIZOLACIJE OD USTAVLJENE PROCEDNE VODE 4.2.6.3.1. Standardni sistem hidroizolacije sa spoljne strane – primeri prema DIN 18195 T6:2000. a) Hidroizolacija od sintetiþki modificiranih bitumenskih namaza (KMB). Ovi debeloslojni namazi se nanose u dva sloja sa armaturom za ojaþanje sistema prema uputstvu proizvoÿaþa materijala po hladnom postupku (K). b) Hidroizolacija od polimerbitumenske trake za varenje. Hidroizolacija se izvodi sa najmanje jednim slojem polimer bitumenske trake za varenje, ali se ipak daje prednost sistemu od dve trake. c) Hidroizolacija od sintetiþkih i elastomernih traka. Hidroizolacija se sastoji od jednog sloja sintetiþke i elastomerne trake otporne na bitumen prema tabeli 4.14. Trake se potpuno lepe za podlogu. Napomena: Izneti standardni primeri sistema hidroizolacije služe samo kao smernice za projektovanje i izvoÿenje sistema hidroizolacije za zaštitu ukopanih delova zgrada od podzemne vode i ustavljene vode sa spoljne strane objekta (slika 4.15). U izbor materijala i sistema hidroizolacije obavezno ukljuþiti i proizvoÿaþa materijala.

Slika 4.15. Mesto ugraÿivanja višeslojne hidroizolacije pod pritiskom za novu zgradu sa spoljne strane

298


4.2.6.4. HIDROIZOLACIJA SA UNUTRAŠNJE STRANE OBJEKTA SANIRANJE OD VODE POD PRITISKOM 4.2.6.4.1. Saniranje hidroizolacije od vode pod pritiskom na veü izvedenim objektima je kompleksan problem koji se ne može rešavati primenom višeslojne fleksibilne hidroizolacije od bitumenskih i drugih traka za podzemne delove objekta DIN 18195. Izuzetno to se može primeniti za sanacione radove ako se zaštita ne može rešiti ni na koji drugi naþin, ali i u takvim sluþajevima se kombinuje sa „krutim“ sistemima. To je zato što ova vrsta hidroizolacije ne može da se odupre negativnom pritisku vode bez zaštitnog sloja za uklještenje koji ne samo da izaziva dodatne troškove veü se þesto ne može izvršiti zbog same namene objekta (slika 4.15). 4.2.6.4.2. Saniranje hidroizolacije od vode pod pritiskom „krutim“ sistemima se mnogo þešüe primenjuje, jer se ti sistemi izvode sa unutrašnje strane objekta (slika 4.16). Koji üe se materijal primeniti zavisi od dubine uronjavanja i intenziteta prodiranja vode u objekat. Primena ovih materijala zahteva obaveznu izradu sanacionog projekta uraÿenog na osnovu Tehniþkog izveštaja o stanju objekta i utvrÿenim uzrocima prodiranja vode i Projektnog zadatka. Projekat mora da sadrži tehniþke podatke o stanju objekta i o potrebnim graÿevinskim radovima za uspešno izvoÿenje odabranog sistema hidroizolacije sa tehnologijom ugraÿivanja odabaranih materijala i rešenja obrade svih detalja u okviru osnovne hidroizolacije.

Slika 4.16. Mesto ugraÿivanja višeslojne hidroizolacije od vode pod pritiskom sa unutrašnje strane postojeüeg objekta

O IZOLACIJI

299

Slika 4.17. Hidroizolacioni sistem od penetrata a) i vodonepropustljivog maltera, b) sa unutrašnje strane postojeüeg objekta 4.2.7. PRINCIPIJELNO REŠENJE DETALJA U SASTAVU OSNOVNE HIDROIZOLACIJE OBJEKTA (DIN 18195 T8, T9) U projektovanju konstrukcije temelja i ukopanih delova zgrada ne mogu se uvek izbeüi razni prodori, prikljuþci i dilatacione razdelnice, što sve predstavlja veoma osetljiva mesta u izvoÿenju osnovne hidroizolacije. Zato se pri projektovanju delova zgrada koji se štite hidroizolacijom od podzemne vode i vlage velika pažnja mora posvetiti rešenju takvih detalja. Primeri za rešavanje veze hiroizolacije i prikljuþaka se u suštini ne razlikuju u sluþaju hidroizolacije zgrade od vlage i vode koja nije pod pritiskom od sluþaja hidroizolacije ukopanih delova zgrada od vode pod pritiskom. Meÿutim, zahtevi za obradu detalja za zaštitu od vode pod pritiskom su mnogo strožiji. U principu se razlikuju tri osnovna naþina rešavanja detalja i to: za sluþaj izvoÿenja hidroizolacije bitumenskim materijalima, za sluþaj izvoÿenja hidroizolacije sintetiþkim trakama i za sluþaj izvoÿenja hidroizolacije krutim materijalima. U rešavanju treba razlikovati: – karakteristiþne detalje, koji su u vezi sa rešenjima iz graÿevinskog projekta, kao što su prodori vodovodnih, kanalizacionih i elektriþnih instalacija, zatim dilatacione spojnice, razne vrste ankera, posebno obrada šipova, stubova i drugo. – karakteristiþne detalje koji su u vezi sa osobinama hidroizolacionog sistema, odnosno materijala kao što su završetci hidroizolacije, veza hidroizolacije, ostvarivanje veze višeslojne i krute hidroizolacije, ostvarivanje veze izmeÿu unutrašnje i spoljne hidroizolacije i drugo. 4.2.7.1. ZAPTIVANJE PRODORA CEVI U zavisnosti od toga da li se ukopani delovi objekta štite od vlage i vode koja nije pod pritiskom kao i da li se hidroizolacija izvodi bitumenskim namazima odreÿuje se i naþin zaptivanja prodora.

300


4.2.7.1.1. Prodori kroz hidroizolaciju od vlage, ako je ona izvedena od bitumenskih namaza, izvode se namazima ili pokretnim manžetnama. Ako se osnovna hidroizolacija izvodi bitumenskim trakama onda se po pravilu zaptivanje vrši pomoüu zavarene flanše ili sa manžetnom i šelnom. 4.2.7.1.2. Prodori kroz hidroizolaciju od vode koja nije pod pritiskom ne mogu se obraÿivati bez posredstva zavarenog þeliþnog oboda – flanše kao što je to prikazano na slici 4.18. 4.2.7.1.3. Prodori kroz hidroizolaciju od vode pod pritiskom izvode se tako da se krajevi osnovne hidroizolacije uklješte izmeÿu nepokretnog i pokretnog þeliþnog lima širine 100 do 120 mm odnosno 150 do 170 mm što zavisi od veliþine preþnika cevi, minimalne debljine 10 mm. Nepokretni þeliþni obod je vodonepropustljivo zavaren za cev u ravni površine na koju se postavlja hidroizolacija dok je drugi pokretan i pritisnut uz prvi zavrtnjima koji prolaze kroz hidroizolaciju (slika 4.18). 4.2.7.1.4. Princip obrade prodora cevi „krutom“ hidroizolacijiom prikazan je na slici 4.19. Zaptivanje se izvodi sa unutrašnje strane u sastavu izvoÿenja „krute“ hidroizolacije od vlage i vode sa vanjske strane objekta. 4.2.7.1.5. Veza hidroizolacije i slivnika takoÿe se ubraja u obradu prodora kroz hidroizolaciju u sluþaju sanacije objekta od vlage. U sluþaju višeslojne hidroizolacije zaptivanje slivnika se vrši preko ugraÿenog metalnog oboda, dok se u sluþaju krutih hidroizolacija veza izmeÿu poda i slivnika ostvaruje formiranjem i zaptivanjem fuge kako je to prikazano na slici 4.20.

Slika 4.18. Princip obrade prodora cevi kroz zid obraÿen višeslojnom hidroizolacijom od vode pod pritiskom

Slika 4.19. Princip obrade prodora cevi kroz zid obraÿen „krutom“ hidroizolacijom od vode sa vanjske strane objekta (sluþaj saniranja)

4.2.7.2. ZAPTIVANJE SPOJNICE U HIDROIZOLACIJI NA TEMELJNOJ PLOýI OBJEKTA 4.2.7.2.1. U uslovima izvoÿenja hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom, hidroizolacija na mestu konstrukcione spojnice u podlozi je najþešüe izložena sporim i povremenim kretanjima, na primer usled sleganja objekta ili promene dužine pod uticajem temperature tokom godine. Stoga se hidroizolacija na me-

O IZOLACIJI

301

stu spojnice ojaþava bitumenskim ili metalnim trakama, što zavisi od toga li je sistem izveden namazima ili trakama. Primer izvoÿenja hidroizolacije preko spojnice u uslovima malih i laganih kretanja prikazan je na slici 4.21. Principijelno rešenje za izvoÿenje „krute“ hidroizolacije preko spojnice u podlozi sa malim i laganim kretanjem prikazano je na slici 4.22.

Slika 4.20. Princip zaptivanja slivnika u temeljnoj ploþi obraÿenoj „krutom“ hidroizolacijom

Slika 4.21. Princip izvoÿenja hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom preko spojnice sa malim i laganim kretanjem u sistemu višeslojne hidroizolacije

Slika 4.22. Princip izvoÿenja hidroizolacije preko spojnice sa malim i laganim kretanjem u sistemu krute hidroizolacije

302


4.2.7.2.2. U uslovima izvoÿenja hidroizolacije od vode pod pritiskom na mestu konstruktivne spojnice u podlozi ona je najþešüe izložena brzim i þestim kretanjima podloge. Na tim mestima se hidroizolacija ojaþava sa jednom ili dve metalne trake kao što je to prikazano na slici 4.22 i 4.23. Za zaptivanje konstruktivnih spojnica sa velikim sleganjem na slici 4.24 prikazano je rešenje sa jakim ojaþanjem. Slika 4.23. Dilataciona spojnica za mala i brza kretanja u hidroizolaciji od vode pod pritiskom; 1 – betonska konstrukcija, 2 – ispuna fuge na pr. stiroporom, 3 – sloj lepka na prethodnom premazu, 4 – PIB hidroizolacija sa trakom za ojaþanje preko spojnice, 5 – odvajajuüi sloj i zaštitna traka od bitumenske trake, 6 – bakarni lim debljine 0,4 mm sa oborenom ivicom za ojaþanje, 7 – trake, pozicija 5 sa bitumenskim premazom, 8 – zaštitni beton, 9 – zalivena spojnica

Slika 4.24. Dilataciona spojnica za velike i brze promene u hidroizolaciji od vode pod pritiskom. Kod vode pod pritiskom preporuþljivo je da se ispod zaptivnog creva ugradi lim za prihvatanje pritiska; 1 – betonska konstrukcija, 2 – sloj lepka na prethodnom premazu, 3 – PIB hidroizolacija sa trakom za ojaþanje preko spojnice, 4 – odvajajuüi sloj i zaštitna bitumenska traka 5 – bakarni lim debljine 0,4 mm sa oborenim ivicama za ojaþanje, 6 – trake pozicija 4 sa bitumenskim premazom, 7 – zaštitni beton, 8 – zalivena spojnica, 9 – za zaštitu creva odozdo na pr. stiropor, 10 – mekana penasta ispuna otporna na starenje

O IZOLACIJI

303

Slika 4.25. Spojnica u sluþaju sleganja objekta sa višestrukim ojaþanjem u hidroizolaciji od vode pod pritiskom; 1 – betonska konstrukcija, 2 – ispuna fuge na pr. stiroporom, 3 – zalepljena bitumenska traka, 4 – bakarni lim 0,6 mm do 1,0 mm debljine sa oborenim ivicama za ojaþanje, 5 – kao pozicija 3, 6 – PIB hidroizolacija sa trakom za ojaþanje preko spojnice, 7 – odvajajuüi sloj i zaštitna traka kao pozicija 3, 8 – kao pozicija 4, 9 – kao pozicija 3, 10 – kao pozicija 2, 11 – zaštitni beton

Slika 4.26. Spojnica za velika i razliþita sleganja otporna na vodu pod pritiskom u konstrukcijama sa višestrukim vodozaptivnim ojaþanjima; 1 – betonska konstrukcija, 2 – nepropustljiva zavarena bolcna, 3 – slobodno položena traka od PIB i zašrafljena u flanšnama, 4 – meki sunÿerasti gajtan za zaštitu odozdo, 5 – ispuna fuge na pr. stiroporom, 6 – umetak trake od vulkaniziranog kauþuka, 7 – zaštitni beton, 8 – odvajajuüi sloj i zaštitna traka od bitumenske trake, 9 – PIB izolacija, 10 – zaptivna traka za fuge od vulkanizovanog kauþuka ili tkaninom ojaþana PVC, 11 – skidajuüi poklopac

304


4.2.8. ZAŠTITA HIDROIZOLACIJE UKOPANIH DELOVA ZGRADA (DIN 18195 T10) 4.2.8.1. OPŠTI PODACI O ZAŠTITI Hidroizolacije od vlage i vode koja nije pod pritiskom štite se odgovarajuüim slojem od mehaniþkih i atmosferskih uticaja. Mere koje se preduzimaju radi zaštite delova izvedene hidroizolacije od ošteüenja do završetka graÿevinskih radova su privremenog karaktera i prestaju kada se radovi na hidroizolaciji nastave. Trajna zaštita hidroizolacije se izvodi samo preko završene hidroizolacije. Zaštitni slojevi se prema materijalima koji se primenjuju za njihovo izvoÿenje dele na krute (þvrste) slojeve, na primer, zid od opeke, sloj betona betoniran na licu mesta, malter ili ploþe i na meke slojeve, na primer, bitumenske trake i razne vrste sintetiþkih materijala (geotekstil, stiropor ploþe, sunÿerasti polietilen i drugo). Materijali za zaštitne slojeve moraju da budu kompatibilni sa hidroizolacionim materijalima i da budu otporni na uticaje, mehaniþke, tehniþke i hemijske proizvode. Ovi slojevi treba da štite hidroizolaciju na objektu trajno od statiþkih, dinamiþkih i termiþkih uticaja. Kada zaštitni slojevi idu preko hidroizolacije temeljne ploþe oni mogu ujedno biti i korisni slojevi objekta – podne obloge. Dilatiranje i deformacije zaštitnih slojeva ne smeju ugrožavati hidroizolacioni sloj, pa se zaštitni slojevi najþešüe odvajaju od hidroizolacije, a površine se dele fugama. Pored toga u zaštitnom sloju u uglovima i na mestu prodora kroz hidroizolaciju treba formirati fuge odgovarajuüe širine. Zatim se moraju formirati fuge u zaštitnom sloju u podruþju primene nagiba, na primer prelaz sa slabijeg nagiba ka veüem nagibu površine nadalje, ako je nagib veüi od 2 m dužine. Konstrukcione spojnice i spojnice u zaštitnom sloju moraju biti izvedene na istom mestu i iste širine, izuzev u zaštitnim slojevima od bitumenskih i drugih traka kada se na mestu spojnice u zaštitnom sloju ostvaruju klizni preklopi. Zatvaranje spojnica u konstrukciji i u zaštitnom sloju izvodi se odgovarajuüim zaptivnim materijalima koji se moraju naznaþiti u projektu. 4.2.8.2. IZVOĈENJE ZAŠTITNIH SLOJEVA Vrsta zaštitnog sloja zavisi od oþekivanog naprezanja i drugih okolnosti. Njihovo izvoÿenje zavisi od vrste optereüenja vode na hidroizolaciju. Zaštita treba da prati tok izvoÿenja radova i da se uradi što je moguüe brže posle završetka hidroizolacije. Pri izvoÿenju zaštitnog sloja moraju se sa hidroizolacije ukloniti sve neþistoüe da se hidroizolacija ne bi oštetila. Vertikalni zaštitni slojevi koji se izvode pre izvoÿenja hidroizolacije, služe kao podloga hidroizolacije i moraju u svakoj fazi gradnje da budu statiþki obezbeÿeni. Vertikalni zaštitni slojevi, koji se naknadno izvode moraju da budu zatrpani ili zaštiüeni. Na horizontalne ili slabo nagnute zaštitne slojeve može se nanositi optereüenje samo onda ako je raþunato sa njim. Zaštitni zid od opeke ima debljinu 11,5 cm þije su spojnice potpuno ispunjene malterom. Poþetak zida se od horizontalne površine odvaja uloškom sloja krovnog kartona. Zidovi se ne grade u dužini veüoj od 7 m i na tim mestima se izvode pravougaone spojnice.

O IZOLACIJI

305

Slobodni zidovi odnosno zaštitni slojevi koji su uraÿeni pre izvoÿenja hidroizolacije i služe i kao podloga za hidroizolaciju, grade se debljine do najviše 12,5 cm, sa pojaþanjem umetcima širokim 25 cm. Površina zida sa strane hidroizolacije mora da bude zaglaÿena malterom debljine oko 1 cm. Svi uglovi i ivice su zaobljeni, sa preþnikom od 4 cm. Na vertikalnim zaštitnim slojevima koji su naneseni posle izvoÿenja hidroizolacije, po pravilu se predviÿa prostor izmeÿu hidroizolacija i zida, širok 4 cm koji se ispunjava malerom. Zaštitni slojevi od betona moraju da budu kvaliteta najmanje MB 20, veliþine zrna do 8 mm. Debljina betona je izmeÿu 5 i 10 cm. Zaštitni slojevi od keramike preoblikovane kamene ploþe moraju se primeniti kada postoje posebni zahtevi na primer hemijska postojanost ili poveüana otpornost na habanje. U zavisnosti od uslova odreÿuje se vrsta ploþe, maltera i ispuna fuga. Zaštitni slojevi od livenog asfalta treba da imaju najmanju debljinu od 2 cm i moraju odgovoriti zahtevima zaštitnog sloja. Postavljaju se preko sloja za odvajanje zaštitnih slojeva od bitumenskih hidroizolacionih traka ugraÿuje se samo na vertikalne površine. Prostor uz traku mora da se u širini od 30 cm ispuni slojem peska granulacije 0-4 mm. Zaštitni slojevi mogu biti i od drugih materijala, pod uslovim da njihove osobine odgovaraju zahtevima koji se postavljaju u konkretnim uslovima. 4.2.8.3. ZAŠTITNE PRIVREMENE MERE Zaštitne privremene mere nasuprot zaštitnim slojevima hidroizolacije služe kao prolazna mera za vreme izvoÿenja graÿevinskih radova. Na nezaštiüenoj hidroizolaciji se ne sme lagerovati teret na primer graÿevinski materijali ili ureÿaji. Po njoj se ne sme hodati duže nego što je neophodno i to samo pogodnom obuüom. Vertikalne hidroizolacije ne smeju da budu izložene toploti da ne bi došlo do obrušavanja hidroizolacije. Krajevi hidroizolacije koje služe za ostvarivanje veze horizontalne sa vertikalnom hidroizolacijom, štite se slojem krute zaštite od mehaniþkog ošteüenja i upijanja vode. Ova zaštita se uklanja tek uoþi nastavka radova na hidroizolaciji. Hidroizolacija se sve do završetka objekta štiti od moguünosti štetnih uticaja podzemne i ustavljene vode, odnosno sve do obezbeÿenja objekta kontrapritiskom. Ona se za vreme graÿenja mora zaštititi od uticaja štetnih materijala, na primer mazuta, ulja za podmazivanje, rastvaraþa, ulja za oplate i drugog. Vertikalne i jako nagnute hidroizolacije se od uticaja sunca štite na primer cementnim malterom. 4.2.9. OPŠTI ZAKLJUýAK Iz svega iznetog se može zakljuþiti sledeüe: 1) Na osnovu uvida u asortiman i kvalitet savremenih materijala koji se proizvode u zemljama zapadne Evrope vidi se da bitumenski odnosno polimerbitumenski materijali još uvek dominiraju nad sintetiþkim membranama kod izvoÿenja novih objekata, dok cementne odnosno polimercementne kompozicije dominiraju u sanaciji hidroizolacija od vlage i vode iz terena.

306


2) Za izvoÿenje hidroizolacije ukopanih delova zgrada od vlage i vode primenjuju se bitumenske i polimerbitumenske trake, zatim sintetiþke, plastiþne i elastomerne kompozicije. Svoje mesto u izvoÿenju savremene hidroizolacije imaju i proizvodi kao što su samolepljive bitumenske trake, kao i bentonit – membrane. Asortiman hidroizolacionih materijala je u zapadnoevropskim zemaljama poveüan bilo modifikovanjem kvaliteta tradicionalnih proizvoda, bilo uvoÿenjem novih proizvoda. 3) Tehniþka regulativa kako za ispitivanje kvaliteta tako i za projektovanje i izvoÿenje hidroizolacija u zemljama Evropske Unije je regulisana Evropskim Normama kao i osavremenjenim domicilnim standardima, kao što je to sluþaj sa usvajanjem DIN i NF standarda. 4) Nedostatak savremenih materijala i Tehiþke regulative u našoj zemlji se donekle nadoknaÿuje uvozom hidroizolacionih materijala iz zemalja Evropske Unije. Meÿutim, to još uvek nije dovoljno, pa se može reüi da ne zaostajemo samo u proizvodnji savremenih hidroizolacionih materijala, veü i u projektovanju i izvoÿenju savremenih hidroizolacija na ukopanim delovima zgrade od vlage i vode koja nije pod pritiskom i vode pod pritiskom.

4.3. KROVNE HIDROIZOLACIJE 4.3.1. POJAM I DEFINICIJA RAVNOG KROVA Ravni krovovi su savremene kompleksne konstrukcije koje služe da sa gornje strane potpuno i trajno štite zgrade od prodiranja atmosferske vode i vlage, da štite prostorije od pregrevanja i gubitka toplote kao i da obezbede krovne konstrukcije, podkrovne prostorije i zgrade od ostalih nepovoljnih uticaja. Osim ove osnovne funkcije ravni krovovi mogu služiti i kao krovne terase, balkoni, trgovi, parking prostori, ozelenjeni krovovi, vrtovi i kao tehniþki krovovi za razne namene. U smislu projektovanja, izvoÿenja i korišüenja pod ravnim krovovima se podrazumevaju krovovi nagiba do 22o (oko 40 %) sa hidroizolacijom, toplotnom izolacijom i svim ostalim potrebnim slojevima pravilno rasporeÿenim, sraþunatim i izvedenim u smislu odgovarajuüih toplotnih standarda i propisa tako da odgovaraju konkretnoj nameni i uslovima. Pod ravnim krovovima u smislu izvoÿenja podrazumevaju se ravne površine kao i površine razliþitih oblika, koje ne prelaze maksimalne nagibe za izvoÿenje krovnih ugljovodoniþnih i sintetiþkih hidroizolacija kao što je prikazano na slici 4.27. Kada se govori o krovnim hidroizolacijama, prvenstveno se misli na „ravne“ krovove sa podlogom þiji nagib ne prelazi 2,5 % odnosno 3 % za prohodne krovne površine, odnosno do 7 % za neprohodne krovne površine. Krovni pokrivaþ ravnog krova þine konstruktivna ploþa, funkcionalni slojevi uslovljeni proraþunima graÿevinske fizike, hidroizolacija i zaštitni sloj. Deklasirane karakteristike ravnog krova, kao praktiþno, najzahtevnijeg graÿevinskog dela jednog objekta su: – mala težina krovne hidroizolacije i ostalih funkcionalnih slojeva; – ekonomiþna krovna konstrukcija i krovnog pokrivaþa;

O IZOLACIJI

307

Slika 4.27. Šematski prikaz krovnih površina razliþitog oblika sa hidroizolacijom su nagibu do 22° (oko 40 %) – premošüavanje veüih naprezanja konstrukcije; – višestruka namena krova (kao krovne terase, bašte, ozelenjene površine, trgovi, parking prostori i drugo); – moguünost dnevnog osvetljavanja unutrašnjih prostorija ugraÿivanjem svetlosnih kupola (holovi, industrijske hale, sportske hale i drugo); – naroþito pogodan za zgrade sa klima ureÿajima za klimatizaciju prostorija, bazenima, hladnjaþama i drugo; – ozelenjeni krovovi kao ekološke celine; – posebna zaštita od dejstva vetra kod ekstremno visokih zgrada ili zgrada sa ekstremnim položajem; – kao ekonomiþne površine za ugraÿivanje fotoüelija za korišüenje solarne energije; – moguüe je izvoÿenje krovnog pokrivaþa – hidroizolacije na razliþitim oblicima krova u granicama uslovljenih nagiba za ravni krov (od 0,5 % do 40 %, prema SRS U.F2.024:1980). 4.3.2. VRSTE KROVOVA 4.3.2.1. PODELA KROVOVA PREMA PROVETRAVANJU Prema konstrukcionim karakteristikama odnosno prema provetravanju krovovi se dele na: 4.3.2.1.1. Neprovetravajuüi (neventilisani) jednoljuskasti krov, koji se sastoji od: – noseüe konstrukcije – sloja za nagib i izravnavanje podloge – sloja za izjednaþavanje parnog pritiska

308


– – – – –

parne brane toplotne izolacije hidroizolacije sloja ili slojeva za zaštitu izolacije drugih raznih slojeva ili elemenata koji se mogu predviÿati u sastavu ravnog krova kada je u pitanju krov sa specijalnom namenom ili kada je potrebno odvajati pojedine slojeve kao elemente ravnog krova. Neprovetravajuüi jednoljuskasti krovovi su tzv. topli krovovi kod kojih su svi elementi (slojevi) krovnog pokrivaþa smešteni na noseüoj krovnoj ploþi. Izmeÿu slojeva nema vazdušnih slojeva veüe debljine preko kojih bi se moglo vršiti efikasnije provetravanje krova. Oni se predviÿaju i izvode za normalne i nešto nepovoljnije spoljne i unutrašnje klimatske uslove, i šire se primenjuju u praksi – pretežno za stambenu izgadnju i javne zgrade (slika 4.28). Inertni krov je jedna varijanta neprovetravajuüeg krova (slika 4.29). Pogodnost ovog krova je što se toplotna izolacija postavlja kao sloj iznad hidroizolacije. Ovaj krov zahteva masivnu noseüu konstrukciju kao i optereüenje za obezbeÿenje položenih elemenata toplotne izolacije. Toplotna izolacija mora da ima mali stepen upijanja i takvih karakteristika da uprkos optereüenju kroz vreme zadržava poþetne osobine. 4.3.2.1.2. Provetravajuüi (ventilislani) dvoljuskasti krov se sastoji od – noseüe donje konstrukcije (glavne noseüe krovne ploþe) – toplotne izolacije, – vazdušnog meÿuprostora (iznad toplotne izolacije, koji se ventilira u odreÿenoj meri) – noseüe gornje ploþe (koja se obiþno na donju oslanja preko za to izvedene konstrukcije ili specijalnih podmetaþa) – hidroizolacije – sloja ili slojeva za zaštitu hidroizolacije. Provetravajuüi dvoljuskasti krovovi se predviÿaju i izvode za nepovoljne spoljne i unutrašnje klimatske uslove (slika 4.30).

Slika 4.28. Neventilisani krov (topli krov)

Slika 4.29. Neventilisani Slika 4.30. Ventilisani krov inertni krov (topli krov) (hladni krov)

O IZOLACIJI

309

Slojevi koji se mogu naüi u sastavu krova slika 4.28, 29 i 30 su sledeüi: a) zaštitni sloj (optereüene) korisni sloj b) krovna hidroizolacija c) sloj za izjednaþavanje parnog pritiska d) podloga e) provetravajuüi sloj / prostor korva f) toplotna izolacija g) parna brana h) sloj za izjednaþavanje i) prethodni premaz j) gornja krovna konstrukcija. 4.3.2.1.3. Kombinovani krovovi (durisol, siporeks i dr.) ne sadrže sve elemente i slojeve neprovetravanog jednoljuskastog ili provetravanog dvoljuskastog krova; kod njih je noseüa krovna ploþa ujedno i toplotna izolacija. 4.3.2.2. PODELA KROVOVA PREMA NAGIBU Svaki ravan krov treba da bude pravilno projektovan i pravilno izveden sa odgovarajuüim nagibom, kako bi se obezbedilo brzo oticanje atmosferske vode sa krovne površine. Spreþavanjem zadržavanja vode na krovu poveüava se trajnost ugraÿene hidroizolacije na ravnom krovu. Prema veliþini nagiba izvedenog radi oticanja vode u noseüoj krovnoj ploþi ili u nekom od drugih elemenata ili slojeva krovnog pokrivaþa ispod hidroizolacije izvršena je podela ravnih krovova (Izvod iz SRPS U.F2.024:1980) – sa malim nagibom 0,5 do 1 % – sa normalnim ugibom 1 do 2,5 % – sa veüim nagibom 2,5 do 4 % – sa velikim nagibom 4 do 15 % – nagnuti krovovi 15 do 40 %. Za ravne krovove nagibi ne smeju biti manji od 0,5 %. Napomena: Nagib krova je nagib krovne površine prema ravni. Mera nagiba se izražava kao ugao izmeÿu krovne površine i ravni u stepenima (o) ili kao uspon krovne površine prema ravni u procentima (%). Za projektovanje i dimenzionisanje krovne hidroizolacije prema DIN 18531:1987 razlikuju se grupe nagiba krova III preko 5o (9 %) do 20o (36 %) I do 3o (5 %) II preko 3o (5 %) do 5o (9 %) IV preko 20o (36 %) Pregledom raspoložive odgovarajuüe savremene Evropske tehniþke regulative koja obraÿuje ravne krovove utvrÿeno je da (vidi taþku 4.3): – nagibi ravnih krovova 0,5 do 1 % nisu pogodni za dobro odvodnjavanje i zato se mogu samo izuzetno primenjivati; – za ravni prohodni krov sa teškom zaštitom, noseüa krovna ploþa se projektuje sa nagibom od najmanje 2 % dok se – za ravni neprohodni krov ovaj nagib se kreüe od 8 %. Poveüanje nagiba od 0,5 do 1 % na 2 % pa þak i 3 % obrazlaže se proizvodnjom visokovrednih polimerbitumenskih traka koje se ugraÿuju kao dvoslojni i jednoslojni sistem kao i novom tehnologijom ugraÿivanja plamenikom. Izmenjeni siste-

310


mi su kvalitetniji u odnosu na tradicionalne ali pod uslovom da se izmenjenim nagibom spreþi zadržavanje vode na krovu, odnosno na sloju hidroizolacije. Ravni krov sa malim nagibom od 0,5 do 1 % – bio je teoretski izvodljiv kada je za ugljovodoniþni sistem sa tradicionalnim trakama bilo propisano ugraÿivanje pet slojeva traka koje su lepljene sa vruüim namazima bitumena. Danas kada se proizvode visokokvalitetne polimerbitumenskek trake (sa SBS i APP) broj slojeva u sistemu je reduciran na dve trake, a tehnologija lepljenja vruüim bitumenskim namazom uglavnom zamenjena ugraÿivanjem traka varenjem plamenikom normalno je da se sigurnost sistema obezbeÿuje brzim oticanjem vode, izvoÿenjem maksimalno moguüim nagibom ravnog krova. Ovo pravilo važi i za hidroizolacije koje se izvode sintetiþkim i elastomernim krovnim trakama. Za pravilno izvoÿenje krovnog pokrivaþa prema projektovanom nagibu bitno je da li se hidroizolacija izvodi polimerbituemenskim trakama kao dvoslojni sistem ili sintetiþkim trakama kao jednoslojni sistem.

1 – noseüa armiranobetonska konstrukcija, 2 – beton za pad, 3 – parna brana, 4 – termoizolacija, 5 – donji zaštitni sloj, 6 – hidroizolacija, 7 – gornji zaštitni sloj, 8 – sloj finog šljunka, 9 – prohodni zaštitni sloj od ploþa

1 – noseüa armiranobetonska konstrukcija, 2 – beton za pad, 3 – parna brana, 4 – termoizolacija, 5 – donji zaštitni sloj, 6 – hidroizolacija, 7 – gornji zaštitni sloj, 8 – drenažni sloj, 9 – filterski sloj, 10 – vegetacioni sloj

Slika 4.31. Prohodan ravan krov (topli – a), ozelenjen ravan krov (topli – b)

O IZOLACIJI

311

4.3.2.3. PODELA KROVOVA PREMA PROHODNOSTI S obzirom na namenu, upotrebu i stepen zaštite od ošteüenja razlikuju se: – prohodni i – neprohodni ravni krovovi. 4.3.2.3.1. Prohodni ravni krovovi (terase) pored svoje osnovne funkcije ako se za to prethodno projektuju, proraþunaju i izvedu mogu da posluže i u druge svrhe kao: terase za izlazak i boravak ljudi na njima, zatim prostori za saobraüaj, trgovi, parking prostori, ozelenjeni krovovi, zelene površine i dr. Krovni pokrivaþi ravnih krovova i terasa završavaju se teškim zaštitama od tvrdog materijala koji þuvaju donje elemente i slojeve krovnog pokrivaþa od ošteüenja. Izbor zaštite zavisi od namene krova, najpovoljniji nagibi za ravne prohodne krovove se kreüu od 2 do 3 %. 4.3.2.3.2. Neprohodni ravni krovovi Neprohodni krovovi nisu namenjeni za duže zadržavanje ljudi (osim održavanje krova), za saobraüaj ili ozelenjavanje. Oni se koriste samo prilikom montaže ili održavanja eventualnih tehniþkih instalacija na njemu. Krovni pokrivaþ ove vrste krovova na stambenim zgradama je najþešüe sa teškom zaštitom od sloja šljunka. Izbor lake zaštite zavisi od vrste hidroizolacije (višeslojne bitumenske ili sintetiþke) vrste objekta stambena zgrada, proizvodna ili sportska hala. Ravni neprohodni krovovi nagib je do 7 %. 4.3.3. UTICAJ NA KROV Na krov kao završni deo jedne graÿevine deluju vlaga, temperatura, mehaniþki i posebni uticaji (starenje). 4.3.3.1. VLAGA – Graÿevinska vlaga sadržana u graÿevinskom materijalu može da deluje destruktivno ne samo na isti veü i da veoma štetno deluje i na ostale materijale sa kojima je u dodiru. – Uopšteno, razlikuju se sledeüi tipovi vlage: – vlaga od padavina, – graÿevinska vlaga, – procedna vlaga unutar objekta iz terena (ukopani delovi suterena, podzemnih etaža i sliþno), – procesna vlaga (kuhinje, perionice i sliþno). Vlaga koja deluje na krovni pokrivaþ sa gornje strane je posledica atmosferskih padavina, koje prodiru kroz pukotine u ošteüenom sloju hidroizolacije. Voda prolazi u donje slojeve ravnog krova (sloj za pad, toplotnu izolaciju, konstrukciju), zadržava se u ovim slojevima kao zarobljena graÿevinska vlaga. Ova vlaga deluje razarajuüe na kvalitet granice sastava i materijala koji su ugraÿeni. Vlaga koja deluje na krovni pokrivaþ sa donje strane je procesna vlaga koja može uzrokovati ošteüenja parne brane i štetno delovati na ostale slojeve pokrivaþa.

312


1 – noseüa armiranobetonska konstrukcija, 2 – sloj za pad, 3 – soj za izjednaþavanje pritiska, 4 – parna brana, 5 – termoizolacija, 6 – sloj za izjednaþavanje pritiska, 7 – hidroizolacija, 8 – zaštita hidroizolacije

1 – noseüa armiranobetonska konstrukcija, 2 – sloj za izravnjavanje, 3 – parna brana, 4 – termoizolacija, 5 – vazdušni meÿuprostor, 6 – dašþana podloga, 7 – hidroizolacija, 8 – zaštita hidroizolacije (boja)

Slika 4.32. Neprohodan ravan (topli) krov a) neprohodan (hladni) krov b) 4.3.3.2. TEMPERATURA – Krovne konstrukcije bez teške zaštite su neposredno izložene vremenskim uticajima, visokim i niskim temperaturama. – Umerenim temperaturnim uticajima izložene su krovne konstrukcije koje su zaštiüene teškom zaštitom ili korisnim slojevima koji spreþavaju veliko zagrevanje i brze temperaturne promene.

O IZOLACIJI

313

– Promenljive temperature na gornjoj površini krova izazvane dnevnim i noünim kolebanjima i temperaturne razlike izmeÿu spoljne i unutrašnje temperature deluju na: – krovnu hidroizolaciju, – prostor izmeÿ zatvorenog sloja i krovnog sloja (kod provetravajuüeg tipa krova), – prostor izmeÿu gornjeg zatvorenog sloja i konstrukcije (kod neprovetravajuüeg tipa krova). Temperaturne promene mogu štetno uticati na graÿevinski materijal i usloviti deformaciju graÿevinskog elementa. Temperaturne promene mogu biti kratkotrajne (vremenske nepogode), dnevne (dan-noü) ili izmeÿu godišnjih doba (leto-zima). 4.3.3.3. MEHANIýKI UTICAJI Krovne hidroizolacije mogu biti izložene velikim i umerenim mehaniþkim uticajima zavisno od vrste krovne konstrukcije i od namene krovnog pokrivaþa. Velikim mehaniþkim uticajima kao što su: površinsko zatezanje, dilatiranje i taþkasto optereüenje, izloženi su ravni krovovi sa podlogom koja radi, ispod prohodne površine ili ozelenjenog krova jednom reþju prohodni krovovi. Umerenim mehaniþkim uticajima, izložene su hidroizolacije na neprohodnim krovovima kao i one koje su postavljene preko þvrste i stabilne podloge. Mehaniþki uticaji mogu nastati kao posledica: – kvaliteta gornje površine podloge (neravnine, oštre ivice zaostale oplate, zaostala zrnca kamena, kao i strana tela); – ošteüenja za vreme graÿenja (graÿevinski alati i ureÿaji); – uticaji donje konstrukcije (deformacije i prsline kao posledica vezivanja betona, razliþita kretanja i naprezanja noseüe konstrukcije na primer betonskih gotovih elemenata, trapezastih profila i elemenata drvene konstrukcije kao i sleganje); – promena oblika materijala ugraÿenih izolacionih materijala (promena dužine i rada u oblasti spojnica izmeÿu ploþa toplotne izolacije); – kretanje pojedinih slojeva krovne obloge, koje dovodi do nasilnog napezanja u ostalim slojevima (kretanje podloge ili krutih slojeva ugraÿenih preko hidroizolacije ukoliko su isti þvrsto vezani hidroizolacijom); – uticaji nakon izvedenih radova (površinski pritisak, taþkasto optereüenje ili delovi sa oštrim ivicama); – od usisne i pritisne sile vetra kao i izazvanog pokretanja graÿevinske konstrukcije; – prilikom sprovoÿenja mera neophodnih za održavanje krovnog pokrivaþa (kretanje po nezaštiüenoj površini, postavljanje merdevina, nošenje tereta, održavanje stacionirane opreme i drugo). 4.3.3.4. POSEBNI UTICAJI Pod posebnim uticajima se smatraju: fotohemijski uticaji, toplotni zraci u kombinaciji sa razliþitim delovanjima toplote, kiseonika, vlage, UV zraka i ozona. Ovi uticaji uslovljavaju prirodno starenje hidroizolacionih membrana. Takoÿe u po-

314


sebne uticaje se ubrajaju i razni rastvori štetnih materija i gasovi u atmosferi, prašina, prljavštine, alge, humus, koji usled delovanja padavina i ljuskanja dovode do formiranja prslina. Taloženjem semena dolazi do pojave rastinja, þiji koren može da prodre kroz hidroizolaciju. Ljuskanjem površine mogu da se stvore uslovi za razvoj bakterija i mikroba, što takoÿe utiþe na trajnost pokrivaþa. 4.3.4. FUNKCIONALNI SLOJEVI RAVNOG KROVA 4.3.4.1. NOSEûA KROVNA KONSTRUKCIJA Pod noseüim krovnim ploþama se u ravnim krovovima podrazumevaju najviše spratne ploþe koje kod toplih krovova pored sopstvenog, primaju i optereüenja od ostalih slojeva ravnog krova kao i druga statiþkim proraþunima predviÿena optereüenja (od snega, vetra, korisnog optereüenja) i prenose ih na za to predviÿen i statiþki raþunati sistem nosaþa, stubova, zidova i drugo). Noseüa krovna ploþa služi kao podloga za dalje slojeve krovnog pokrivaþa. Ona ima zadatak da nosi sopstveno i strano optereüenje ukljuþujuüi i gornji prostor – u zavisnosti od materijala i mase toplotne izolacije, toplotne otvore i da preuzme zvuþnu i protiv požarnu zaštitu, formiranjem nagiba da obezbedi brzo odvodnjavanje voda sa krova. Noseüa krovna ploþa mora da zadovolji razliþite zahteve: – nosivost, – otpornost na deformisanje, – ravnost, – izvoÿenje spojnica, – þistoüu. Noseüa krovna ploþa je odreÿena glavnim projektom konstrukcije i ona može biti: – armiranobetonska monolitna, – polumontažna: armiranobetonski elementi/prednapregnuti betonski elementi, – porozni betoni (gas beton i dugo), – þeliþni profilisani elementi i drugo. Drvene konstrukcije se primenjuju sve manje uglavnom u privatnoj gradnji i na privremenim objektima. Na industrijskim i drugim privrednim zgradama sa neprohodnim ravnm krovovima danas se primenjuju i krovne ploþe od montažnih elemenata koje istovremeno imaju i ulogu toplotne izolacije. Kod projektovanja funkcionalnih slojeva krovnog pokrivaþa i detalja moraju se uzeti u obzir razlike u karakteristikama pojedinih noseüih konstrukcija. Prema naþinu graÿenja krovne konstruktivne ploþe i sa stanovišta izbora i izvoÿenja hidroizolacije razlikuju se tri vrste noseüih krovnih konstrukcija. 4.3.4.1.1. Monolitne noseüe krovne konstrukcije Pod monolitnim noseüim krovnim konstrukcijama podrazumevaju se konstrukcije koje se betoniraju na licu mesta i koje se radi sigurnost protiv pucanja obez-

O IZOLACIJI

315

beÿuju þeliþnom armaturom. Konstrukcione fuge se izvode u skladu sa oþekivanim deformacijama u gotovoj ploþi. 4.3.4.1.2. Polumontažna noseüa krovna konstrukcija Pod polumontažnom noseüom krovnom konstrukcijom podrazumevaju se konstrukcije koje se sastoje od montažnih nosaþa ili nosaþa betoniranih na licu mesta, preko kojih se zbog izravnanja noseüe konstrukcije polaže nearmirani beton projektovane debljine. Ovakve konstrukcije sa tankom nearmiranom ploþom od sitnozrnog betona nisu obezbeÿene od sitnih prslina. 4.3.4.1.3. Montažna noseüa krovna konstrukcija Pod montažnom noseüom krovnom konstrukcijom podrazumevaju se konstrukcije kod kojih su noseüe ploþe obavezno montažni elementi, dok su nosaþi ili montažni þeliþni (betonski) ili betonski izliveni na licu mesta. U ovu grupu spadaju razni graÿevinski elementi za koje se smatra da mogu istovremeno služiti i kao krovna konstrukcija i kao termoizolacija. 4.3.4.2. SLOJ ZA NAGIB Pošto se krovne noseüe ploþe na stambenim zgradama sa ravnim toplim krovovima uglavnom projektuju i izvode kao horizontalne ploþe, obavezno se naknadno izvode potrebni nagibi za oticanje vode ugraÿivanjem sloja nabijenog betona odgovarajuüe marke betona (vidi taþku 4.3.2.2). 4.3.4.3. SLOJ ZA IZJEDNAýAVANJE PRISTISKA OD DIFUZIONE PARE ISPOD PARNE BRANE ILI ISPOD HIDROIZOLACIJE Pod ovim slojem se podrazumeva sloj koji se postavlja ispod parne brane ili ispod hidroizolacije koji parnu branu i hidroizolaciju odvaja od podloge (za 2-3 mm) i služi: – da pritisak nastao od difuzione pare i graÿevinske vlage ispod parne brane izjednaþi i omoguüi postepeni izlazak ove vodene pare i vlage, koja potiþe od zadržane graÿevinske ili druge vlage (na primer, od tokom izvoÿenja radova dospele atmosferske vlage koja se nije mogla isušiti); – da omoguüi premošüavanje manjih neravnina, manjih riseva i prskostina u podlozi; – da u odreÿenim metodama rada omoguüi izvoÿenje parne brane ili hidroizolacije preko podloge koja nije dovoljno suva. Postavlja se ispod parne brane ili hidroizolacije pri þemu mora da ima vezu sa spoljnim vazduhom. U ove svrhe optimalno se primenjuju: – bitumenizirani perforirani stakleni voal prema SRPS U.M3.248, sa sitnim mineralnim posipom sa gornje strane i krupnim – najmanje veliþine zrna 1.5 mm sa donje strane; – bitumenizirani stakleni voal – neperforirani sa posipom kao za bitumenizirani perforirani stakleni voal prema SRPS U.M.231; – od savremenih traka za ovu namenu proizvodi se bitumenska traka za izjednaþavanje parnog pritiska (SRPS U.M3.302) sa uloškom od staklenog vo-

316


ala i staklene tkanine sa jedne strane posuta 70 % posipom granulacije 1,5 mm. Pored toga za blaže uslove, mogu da budu primenjene i ostale bitumenizirane i bitumenske trake bez krupnijeg posipa sa donje strane, trakasto ili taþkasto lepljene (punktirane) za podlogu. 4.3.4.4. PARNA BRANA (PAROZATVARAJUûI SLOJ) Pod ovim slojem se podrazumeva difuzno izolacioni sloj koji se nalazi ispod toplotne izolacije. Njena debljina u ravnom krovu se proraþunava prema DIN 4108. Primenjuju se bitumenske trake sa aluminijumskom folijom i sintetiþke folije od polivinilhlorida, polietilena þiji se koeficijent paropropustljivosti kreüe oko 20.000. Za izradu parnih brana koje se najþešüe sreüu u sistemima ravnih krovova, tehniþki i ekonomski povoljna tradicionalna rešenja predstavljaju aluminijumske folije debljine 0,08-0,2 mm (SRPS C.C2.100 i SRPS C.C4.025) pri þemu se kao sredstvo za njihovo lepljenje za podlogu primenjuje bitumen ili bitumenska masa za ugraÿivanje po vruüem postupku SRPS B.H4.050 odnosno SRPS U.M3.244. Ako se parna brana izvodi kao poseban sloj (element) ravnog krova, onda se primenjuje bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije za parnu branu i izjednaþenje parnog pritiska (SRPS U.M3.301), takoÿe se koristi i hidroizolaciona traka sa aluminijumskom folijom (SRPS U.M3.230). Za parnu branu se primenjuju i polimerne folije od mekog polivinilhlorida, polietilena, polipropilena i drugo. 4.3.4.5. TOPLOTNA IZOLACIJA RAVNOG KROVA 4.3.4.5.1. Uvodne napomene Toplotna izolacija u zgradama (krovovi, fasade, podovi, podrumi...) je problematika koja se rešava u okviru graÿevinske fizike i nauke o materijalima. Obzirom da prvi deo ove knjige obraÿuje graÿevinsku izolaciju obrazlažuüi sledeüe oblasti: – teorijske osnove transporta toplote i vodene pare kroz zidove zgrade kao i principe projektovanja i odredbe tehniþke regulative iz oblasti toplotne zaštite i difuzije vodene pare; – termoizolacioni materijali, principi projektovanja i postupci naknadnog rešavanja problema vezanih za termiþku zaštitu i difuziju vodene pare; podaci o toplotnoj izolaciji ravnog krova se u ovom delu knjige iznose samo informativno bez teorijskih i praktiþnih rešavanja ovog problema. 4.3.4.5.2. Znaþaj ugraÿivanja toplotne izolacije Toplotna izolacija krova je sloj koji se postavlja preko parne brane (odnosno preko hidroizolacije kod obrnutog krova) sa ciljem: – da spreþi gubitak toplote iz prostorija koje su neposredno ispod krova (ili ispod spratnog pokrivaþa) i da u tim prostorijama održi potrebnu temperaturu – doprinosi štednji energije; – da spreþi stvaranje kondenzata u krovnoj konstrukciji ili ispod nje; – da spreþi štetne pojave (riseve, prskotine, pomeranje slojeva i dr.) koje nastaju u krovnim noseüim konstrukcijama i ostalim elementima krova usled termiþkog širenja.

O IZOLACIJI

317

Debljina toplotne izolacije se proraþunava s obzirom na spoljašnje i unutrašnje klimatske uslove u pokrivenim prostorijama neposredno ispod krova (ili poslednjeg spratnog pokrivaþa); – Kao sloj za nagib omoguüava dodatno slobodno odvodnjavanje krovne površine. 4.3.4.5.3. Toplotnoizolacioni materijali za izvoÿenje ravnih krovova Kriterijumi za izbor toplotnoizolacionih materijala pored osobine da su izrazito slabi provodnici toplote i da imaju vrednost za koeficijent toplotne provodljivosti Ȝ manji od 0.10 w/mK za primenu u ravnim krovovima moraju imati još i sledeüe osobine: odgovarajuüu þvrstoüu; postojanost na višim temperaturama i pri temperaturnim promenama, nepromenljivost zapremine i oblika; suvoüu, vodoodbojnost ili neznatno upijanje vlage; postojanost prema atmosferskim uticajima i drugoj vlazi; otpornost na truljenje; malu zapreminsku masu; laku obradljivost i ugradljivost. U efikasne toplotne izolacione materijale koji se pod odreÿenim uslovima primenjuju u toplotnim izolacijama ravnih krovova ubrajaju se: a) penasti sintetiþki materijali u ploþama kao što su: – ekspandirani i ekstrudirani stiropor koji mora imati zapreminsku masu veüu od 20 kg/m3, mora biti samogasiv, ne sme upijati vodu i pre ugraÿivanja radi stabilizacije zapremine mora odležati najmanje 90 dana. Ostale osobine treba da ima prema SRPS G.C7.201 (DIN 18164), – poliuretan (tvrdi moltopren) koji mora imati zapreminsku masu 30 do 50 kg/m3, mora biti samogasiv, sa upijanjem vode ne veüim od 2 % mase za 24 h. Ostale karakteristike treba da ima prema SRPS, Za ploþe od penoplasta koeficijent toplotne provodljivosti (Ȝ) navodi se u standardu SRPS U.J5.600. b) ploþe od mineralne vune za toplotne izolacije u ravnim krovovima primenjuje se u vidu tvrdih ploþa, zapreminske mase od 80 do 200 kg/m2 prema DIN 18165, c) ploþe od ekspandiranog stakla zbog visoke þvrstoüe koriste se kao toplotna izolacija u ravnim krovovima, koji su namenjeni za saobraüaj. Pored ovih materijala za toplotne izolacije se primenjuju i materijali sa koeficijentom Ȝ preko 0,10 W/(m K) (do 0,30) meÿu koje spadaju perlit beton, perlit malter, gas betoni i drugi. Oni se primenjuju kao deo toplotne izolacije na krovu na primer u sloju za nagib iznad parne brane, a ispod ili iznad toplotne izolacije. 4.3.4.6. SLOJ ZA IZJEDNAýENJE PRITISKA I/ILI ODVAJAJUûI SLOJ (ISPOD HIDROIZOLACIJE) Sloj za izjednaþavanje pritiska pare je ujedno i vazdušni sloj ispod hidroizolacije. On ima zadatak da mestimiþni pritisak pare koji je nastao od zatvorene ili pridošle vlage pri zagrevanju raspodeli i da time spreþi kretanja u krovnoj hidroizolaciji pri temperaturnim kolebanjima kao i da spreþi prenošenje naprezanja iz donjih slojeva. Ovaj sloj za izjednaþenje parnog pritiska izvodi se ispod krovne hidroizolacije pri þemu se prvi sloj hidroizolacije lepi taþkasto ili trakasto ili se postavlja slo-

318


bodno bez lepljenja za podlogu na primer putem grubog posipa ili drugog odvajajuüeg sloja sa donje strane. Kod toplotne izolacije od mineralne vune ili kod druge sliþne propustljive izolacije izjednaþenje parnog pritiska se ostvaruje u samoj toplotnoj izolaciji pa se stoga hidroizolacija preko takvih materijala lepe potpuno. Kada se primenjuju toplotno izolacione ploþe sa veüim temperaturnim deformacijama koje mogu da oštete hidroizolaciju (npr. tvrde penaste ploþe sa veüom, zapreminskom gustinom onda se kao odvajajuüi sloj koristi poliestarski filc). Preko penastog stakla mora se hidroizolacija potpuno zalepiti bez sloja za izjednaþenje pritiska. Kod ugraÿivanja ovih ploþa na zatvorenu podlogu preporuþuje se izvoÿenje teške zaštite. 4.3.5. PROJEKTOVANJE I IZVOĈENJE HIDROIZOLACIJE RAVNOG KROVA 4.3.5.1. OPŠTE O PROJEKTOVANJU RAVNIH KROVOVA Za projektovanje ravnih krovova uopšte uzevši ne postoji posebna domaüa regulativa kojom bi se regulisala obaveza izrade posebnog projekta za ravan krov izvan glavnog graÿevinskog projekta. Praktiþna iskustva u izvoÿenju ravnih krovova su prokazala da prema uticajima koji deluju na krov po važnosti za zaštitu prostorija i konstrukcija kao i ljudi koji žive i rade u prostorijama ispod krova, po finansijskoj vrednosti radova, da je krov jedan od najvažnijih funkcionalnih elemenata zgrada kako stambenih tako i kod drugih posebno industrijskih objekata, koji imaju velike krovne površine. Prema tome kada se sve ovo zna autor ovog teksta na osnovu višegodišnjeg iskustva u izvoÿenju novih i saniranju postojeüih krovnih hidroizolacija preporuþuje da odgovarajuüa struþna služba koja radi na izradi zakonskih akata iz graÿevinarstva razmotri i potrebu donošenja uredbe za obaveznu izradu Projekta za hidroizolaciju ravnih krovova kao posebnog projekta koji bi bio sastavni deo Glavnog graÿevinskog projekta. Hidroizolacije na ravnim krovovima moraju se posmatrati u okviru ravnih krovova kao celina što diktira izradu izdvojenog Projekta ravnog krova sa projektnim rešenjem slojeva poþev od krovne podloge pa sve do hidroizolacije sa zaštitnim slojem sa svim predviÿenim detaljima iz Glavnog projekta. 4.3.5.1.1. Sadržaj tipskog projekta ravnog krova a) Opšte napomene: Izrada projekta treba da se bazira na postojeüim tehniþkim propisima domaüe i odgovarajuüe regulative zemalja Evropske Unije buduüi da se savremeni materijali za izradu slojeva krova uglavnom uvoze. U izraÿenom Projektu treba da se jasno vidi Projektni zadatak i Tehniþki podaci sa analizom uzeti iz Glavnog projekta. Zatim odabrani materijali za hidroizolaciju i ostale slojeve, sistem hidroizolacije i naþin izvoÿenja sa opisom obrade detalja u sastavu krovnog pokrivaþa. b) Orijentacioni sadržaj tipskog projekta krovnog pokrivaþa ravnog krova hidroizolacije (za nove i postojeüe objekte) bi bio sledeüi: – projektni zadatak,

O IZOLACIJI

319

– tehniþki podaci iz glavnog projekta koji se odnose na krovnu konstrukciju za nove objekte (ili Tehniþki izveštaj o stanju krovne hidroizolacije koja se sanira, odnosno svih slojeva krovnog pokrivaþa postojeüeg objekta), – izbor materijala i sistema za hidroizolaciju krova kao i ostalih slojeva u sastavu krovnog pokrivaþa sa potrebnim proraþunima, – tehniþki uslovi za kvalitet materijala, – tehniþki opis izvoÿenja hidroizolacije i ostalih slojeva krovnog pokrivaþa, – crteži svih detalja sa rešenjima obrade veza sa osnovnom hidroizolacijom (veza vertikalne sa horizontalnom) na ivicama zgrada tj. uz zidove, nadzidke, ograde itd. rešenja veze iviþne i druge limarije i bravarije sa hidroizolacijom u vezi sa odvodnjavanjem krova, rešenje dilatacija, slivnika, ventilacije, dimnjaka, svetlosnih kupolda i drugo, – crteži osnove krova sa ucrtanim visinskim kotama sa unetim prodorima kroz krov (ventilacije, dimnjaka, slivnika, ograde, dilatacije i drugo) kao i sa oznaþenim pravcima i veliþinama nagiba krova, uvala i drugo, – crteži sa naznaþenim presecima u osnovi sa unešenim detaljima i drugim elementima koji su predviÿeni u glavnom projektu (ili su zateþeni na veü izvedenom nivou), – higijensko tehniþke mere zaštite sa protivpožarno zaštitnim merama za vreme izvoÿenja radova, – predmer i predraþun radova. 4.3.5.2. PROJEKTOVANJE UGLJOVODONIýNIH KROVNIH POKRIVAýA 4.3.5.2.1. Opšta pravila izvoÿenja Projekat treba da bude predmet prethodne studije kojom se utvrÿuju svi elementi u sastavu krova, naroþito sledeüe: – Izbor hidroizolacionog sistema i zaštite u zavisnosti od sastavnih elemenata podloge (noseüe ploþe sloja za provetravanje, toplotne izolacije sloja za nagib, zaštitnog sloja), od nagiba krova, klimatskih uslova, namene krova, odnosno objekta. – Rešenje odvoda vode i detalja u vezi sa odvodom vode (slivnici, oluci, uvale i drugo). – Rešenje raznih prodora, holkela, parapetnih zidova veze izmeÿu horizontalne i vertikalne hidroizolacije, razdelnice, gromobranke mreže i drugo. Posebne mere su provetravanje, obezbeÿenje od požara, prelivanje vode. – Provetravanje. Kad je priroda podloge i elemenata za nagib takva da zahteva provetravanje predviÿaju se posebni ureÿaji koji su dovoljni da to obezbede (ugraÿivanje ventilirajuüih cevþica) u krovni pokrivaþ do sloja u kojem je zadržana vodena para za sluþaj zadržavanja slojeva pri saniranju hidroizolacije. – Obezbeÿenje od požara. Nezapaljivi elementi podloge i pokrivaþa treba da budu postavljeni u širini od najmanje 3 cm oko spoljnih zidova dimnjaka i zidnih ventilacija. Kad vodovi nisu od cigle, onda je obezbeÿenje od požara uslovljeno vrstom materijala od kojeg se oni pravi i njihovom toplotnom izolacijom.

320


– Prelivanje. Spreþavanje prelivanja vode prema spoljnoj strani krova treba da bude obezbeÿeno na izvestan naþin tj. u sluþaju nedovoljne efikasnosti sistema za evakuaciju vode. 4.3.5.2.2. Ugljovodoniþne hidroizolacije U izvoÿenju hidroizolacije ravnog krova još uvek se daje prednost polimerbitumen trakama u odnosu na hidroizolacije sa sintetiþkim i elastomernim trakama. Glavni elementi za izbor hidroizolacije i naþina izvoÿenja su vrsta i kvalitet konstruktivne ploþe, nagib ravnog krova, vrsta i broj detalja (koji treba da budu vodonepropustljivo obraÿeni u sastavu osnovne hidroizolacije). Dalje je bitna trajnost odabranih materijala, dimenzionisanje sistema hidroizolacije kao i sistem zaštite u zavisnosti od eksploatacionih zahteva i klimatskih uslova. Da bi se postigla efikasnost i trajnost izvedene zaštite, krovni pokrivaþ prvenstveno treba da bude usklaÿen sa – sastavom materijala podloge obzirom na deformacije i rizik od stvaranja pukotina, nagibom podloge i orijentacijom nagiba. Kvalitet i sastav pokrivaþa treba da budu raþunati u zavisnosti od trajnosti koja se od njega oþekuje. Tehniþka regulativa za kvalitet hidroizolacionih traka i metoda ispitivanja prema evropskim normama prikazani su u taþki 4.1 – Materijali. Karakteristike koje treba da budu ispitane kod polimerbitumenskih traka sa armaturom propisane su EN 13707:2004, prikazane su u tabeli br. 4.15. Savremene trake su znatno poboljšane u odnosu na tradicionalne i ugraÿuju se uglavnom kao dvoslojni sistemi. Trake se meÿusobno lepe vruüim bitumenskim namazom odnosno meÿusobnim varenjem plamenikom. Meÿusobni spojevi traka se lepe odnosno vare u širini do 10 cm. Veza sistema sa podlogom se ostvaruje lepljenjem, polulepljenjem ili pak slobodnim postavljanjem. Mehaniþko fiksiranje sistema se izvodi preko podloge od þeliþnog trapezastog lima, preko podloge od drveta kao i na drugim podlogama kada sistem treba da bude obezbeÿen od dejstva vetra. 4.3.5.2.3. Usvajanje hidroizolacionog sistema u zavisnosti od podloge Izbor sistema tj. da li üe se usvojiti lepljeni, polulepljeni ili nelepljeni sistem zavisi pre svega od vrste i sastava podloge, a zatim od nagiba podloge. Ako u sastavu podloge nema toplotne izolacije onda relativna vlažnost prostorije utiþe takoÿe na izbor sistema. (1) Hidroizolacija na podlozi bez toplotne izolacije uzimajuüi u obzir mikroklimu prostorija. – Preko monolitne krovne konstrukcije, ako je u prostorijama ispod nje temperatura vazduha 30°C i relativna vlažnost vazduha 70 % primenjuje se lepljeni ili polulepljeni sistem. – Preko monolitne krovne konstrukcije, ako je u prostorijama ispod nje temperatura vazduha 30°C, a relativna vlažnost od 60 do 70 % primenjuje se polulepljeni sistem. – Preko monolitne krovne konstrukcije ako je u prostorijama ispod nje temperatura vazduha 30°C, relativna vlažnost od 70 do 90 % primenjuje se polulepljeni ili nelepljeni sistem.

O IZOLACIJI

321

Tabela 4.15. – Karakteristike koje treba da budu ispitane kod polimerbitumenskih traka u zavisnosti od vrste sistema hidroizolacije ravnog krova (Izvod iz standarda EN 13707:2004) EN 13707: 2004 odeljak 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.5.1 5.2.5.2 5.2.7 5.2.8.1 5.2.8.2 5.2.9 5.2.10 5.2.11 5.2.12 5.2.13 5.2.14 5.2.15 5.2.16 5.2.17 5.2.18 5.2.19

Višeslojni sistem bez stalne površinske zaštite Ispitivanje donji sloj i površinmeÿusloj ski sloj Vidljiva ošteüenja + + Dimenzije + + Vodonepropustljivost + + Otpornost na požar +a) +a) Reakcija na vatru + + Otpornost na zatezanje Otpornost na ljuštenje Otpornost na smicanje – g) Paropropustljivost – g) Osobine pri zatezanju + + Otpornost na udar Otpornost na statiþko probijanje +f) Otpornost na cepanje +f) Otpornost na prodiranje rastinja Dimenzionalna stabilnost + Stabilnost oblika pri cikliþnoj promeni temperature +g) Elastiþnost na niskim temperaturama + + Otpornost na teþenje pri višoj temperaturi + + Ponašanje pri veštaþkom starenju

EN 1296 EN 1297

-

+ +e) +

+ + + +a) + +b) +b) + – g) + + + +f) + +g) +

Traka za krov sa vegetacijom ili pod teškom zaštitom + + + + + – g) + + + +d) + +

+

+

+ +e) +

-

Traka za jednoslojni sistem

5.2.20 Prijanjanje granula a) Ispitivanje sistema prema propisanim zahtevima b) Sistem uþvršüen mehaniþki c) Samo za trake sa metalnom samozaštitom d) Samo za trake otporne na prodiranje korena za krovove sa vegetacijom e) Bez zaštite površine f) Sloj uþvršüen (fiksiran) mehaniþki g) Odreÿivanje u skladu sa EN 1931 gde je moguüe koristiti vrednost od 20.000 vidi 5.2.9 + potrebno; – nepotrebno

– Preko svih polumontažnih krovnih konstrukcija, ako je u prostorijama ispod njih temperatura vazduha 30°C i relativna vlažnost vazduha od 70 % do 90 % primenjuje se polulepljeni ili nelepljeni sistem. – Preko svih montažnih konstrukcija, ako je u prostorijama ispod njih temperatura vazduha do 30°C i relativna vlažnost do 90 % primenjuje se polulepljeni ili nelepljeni sistem. (2) Hidroizolacija na podlozi sa termoizolacijom – Ako se na krovu preko noseüe krovne konstrukcije predviÿa toplotna izolacija sa parozatvarajuüim slojem ili bez njega onda se hidroizolacija može ugraÿivati direktno preko toplotne izolacije, samo pod uslovom da je to-

322


plotna izolacija od þvrstog materijala ravne površine i nosivosti veüe od 2 kg/cm2. Preko toplotnoizolacionog sloja od materijala nedovoljne nosivosti, stišljivih, šupljikavih, neravnih i neotpornih na temperature veüe od 80°C ne sme se direktno postavljati hidroizolacija. (3) Hidroizolacija na podlozi sa predviÿenim ugraÿivanjem toplotnog sloja mogu se ugraÿivati sledeüi sistemi: – Bez obzira da li je noseüa krovna konstrukcija monolitna, polumontažna ili montažna ukoliko je toplotna izolacija od materijala koji su dovoljno nosivi, þvrsti i ravni ili ukoliko je preko toplotne izolacije izvedena cementna košuljica ili sloj betona za nagib proseþne debljine 9 cm, primenjuje se polulepljeni ili nelepljeni sistem. – Bez obzira da li je noseüa krovna konstrukicija monolitna, polumontažna ili montažna, ukoliko je preko toplotne izolacije, sloj betona za nagib veüe proseþne debljine od 9 cm, primenjuje se polulepljeni ili lepljeni sistem. 4.3.5.2.4. Usvajanje nagiba krova za izvoÿenje ugljovodoniþnih hidroizolacija Sa gledišta ugljovodoniþnih hidroizolacija razlikuju se dva tipa krova. – Ravni krovovi – terase þiji je nagib izmeÿu 0.5 % i 8 %. Ravni krovovi mogu da budu sa stalnom i povremenom prohodnošüu što zavisi od namene krova. Prohodni krovovi – terase odreÿeni za dnevni boravak najþešüe su nagiba do 3 % dok se ovaj nagib za neprohodne ravne krovove kreüe do 8 %. – Kosi krovovi þiji je nagib veüi od 8 %. U ove krovove spadaju i luþni krovovi. (1) Na krovovima terasama nagiba do 3 % mogu se primeniti višeslojne i mastiksne hidroizolacije kao i sve vrste zaštite, izuzimajuüi zaštitu metalom. Pri nagibu od 3 % do 8 % u skladu sa taþ. 4.3.5.2.3 (usvajanje hidroizolacionog sistema u zavisnosti od podloge), primena nelepljenog sistema se iskljuþuje. Potrebno je posebno prouþiti uþvršüivanje zaštitnog sloja hidroizolacije, a eventualno i same hidroizolacije. (2) Na krovovima nagiba iznad 8 % (kosi i luþni krovovi) preporuþuje se priþvršüivanje višeslojne hidroizolacije polulepljenjem za podlogu da bi se spreþilo njeno klizanje pod težinom. Sastav hidroizolacije treba da bude takav da znatno poveüanim temperaturama ne doÿe do teþenja bitumenskih proizvoda i nabiranja – (sistem se obezbeÿuje i mehaniþkim priþvršüivanjem). 4.3.5.2.5. Orijentacija strana krova Orijentacija strane krova može da prouzrokuje lokalna poveüanja maksimalne temperature pokrivaþa. Zato je potrebno odabrati sastavne materijale hidroizolacionog sistema tako da se spreþe pomeranja u pokrivaþu usled teþenja.

O IZOLACIJI

323

4.3.5.2.6. Usvajanje sastava hidroizolacije u zavisnosti od nagiba – dimenzionisanje sistema. Dimenzionisanje sistema hidroizolacije odnosno usvajanje broja slojeva u hidroizolacijama od ugljovodoniþnih materijala (a samim tim ujedno i njihove debljine) kod višeslojnih sistema od traka zatim kod hidroizolacija od bitumenskih pasta i mastiksa regulisano je u našim uslovima graÿenja uglavnom Pravilnikom i tehniþkim merama i uslovima za ugljovodoniþne hidroizolacije krovova i terasa („Službeni list SFRJ“ broj 26/1969) zavisno od nagiba krovnih ravni i vrste traka (materijala) koji ulaze u sastav sistema. Ovim pravilnikom odreÿen je sastav za sledeüe sisteme: (1) Višeslojna hidroizolacija, bez obzira na vrstu i debljinu zaštite ne može da ima manje od: a) pet slojeva odgovarajuüeg broja vruüih namaza – na krovu i terasi nagiba od 0,5 % do 1 % b) þetiri sloja i odgovarajuüeg broja vruüih namaza – na krovu i terasi nagiba od 1 % do 2,5 % c) tri sloja i odgovarajuüeg broja vruüih namaza – na krovu nagiba od 2,5 % do 15 % d) dva sloja i odgovarajuüeg broja vruüih namaza – na krovu nagiba od 15 % do 60 %. Ovim Pravilnikom je predviÿeno da ako se u sistemu predvide trake oznake 4 ili 40 i oznake 5 ili 50 na bazi razliþitih uložaka od polimerbitumenskih traka (na bazi APP i SBS) onda je moguüe smanjenje broja slojeva u sistemima pod a) i b) za dva sloja i to u sluþaju kod primene bar dve trake a u sluþaju b) za jedan sloj. Ovo ujedno znaþi da broj slojeva u ma kojoj krovnoj hidroizolaciji pri nagibima krovova od 0,5 do 15 % ne može biti manji od tri sloja. Oþigledno da je ovaj Pravilnik zastareo i da ne odgovara za dimenzionisanje hidroizolacionih sistema sa savremenim bitumenskim trakama koje se proizvode u zemljama Evropske Unije (Francuska, Nemaþka, Holandija, Italija i druge). Krovni pokrivaþi od ovih traka se važeüim evropskim propisima i Tehniþkim uputstvima na ravnim krovovima nagiba oko 3 % izvode sa dve trake a na kosim krovovima iznad 3 % kao jednoslojni sistemi za koje proizvoÿaþi materijala daju garancije. (2) Mastiksna hidroizolacija (SRPS U.M3.246) bez obzira na vrstu i debljinu zaštite na krovu i terasi nagiba do 2,5 % mora imati dva sloja asfaltnog mastiksa koji sadrži 22 % bitumena ukupne debljine 12 do 16 mm preko kojih se postavljaju dva sloja višeslojne hidroizolacije, a na krovu nagiba 2.5 do 4,0 % jedan sloj asfaltnog mastiksa ukupne debljine 6 do 7 mm, preko koga se postavljaju dva sloja višeslojne hidroizolacije. Na krovu nagiba preko 4 % mastiksna hidroizolacija se ne izvodi. (3) Krovne hidroizolacije od bitumenskih namaza i pasta na bazi rastvaraþa (SRPS U.M3.242) ugraÿuju se po hladnom postupku sa slojevima odgovarajuüe armature a) dva sloja armature sa odgovarajuüim brojem premaza i namaza tako da debljina hidroizolacije posle sušenja svakog sloja zasebno ne sme biti manja od 9 mm, ako se postavlja preko krova nagiba 2,5 do 4,0 %

324


b) dva sloja armature sa odgovarajuüim brojem premaza i namaza tako da debljina hidroizolacije posle sušenja svakog sloja zasebno ne sme biti manja od 7 mm, ako se postavlja preko krova nagiba 4 do 8 % c) dva sloja armature sa odgovarajuüim brojem premaza i namaza tako da debljina hidroizolacije posle sušenja svakog sloja zasebno ne sme biti manja od 6 mm, ako se postavlja preko krova nagiba 8 do 15 % d) jedan sloj armature sa odgovarajuüim brojem premaza i namaza tako da debljina hidroizolacije posle sušenja svakog sloja zasebno ne sme biti manja od 5 mm, ako se postavlja preko krova nagiba preko 15 %. 4.3.5.3. HIDROIZOLACIJE RAVNIH KROVOVA OD SINTETIýKIH I ELASTOMERNIH TRAKA 4.3.5.3.1. Karakteristike materijala Prema osobinama osnovne sirovine za proizvodnju sintetiþkih i elastomernih krovnih hidroizolacionih membrana razlikuju se dve grupe: termoplastiþne membrane (PVC, PIB, CPE, EVA, PE, PO i dr.) i elastomerne membrane (CSM, EPDM i dr.) (vidi taþku 4.1.3.3). Termoplastiþni materijali se mogu više puta zagrevati bez promene karakateristika; dodatkom plastifikatora se može uticati na kvalitet finalnog proizvoda što je i jedan od razloga da PVC i PVO trake danas se najþešüe primenjuju za hidroizolaciju ravnih krovova. U zavisnosti od aditiva koji se dodaju osnovnom materijalu termoplastiþni materijali mogu imati razliþite fiziþko-mehaniþke karakteristike kao što su UV otpornost, otpornost na agresivni uticaj mikroorganizama, otpornost na proboj korenja, poveüanu otpornost na agresivne materije, poveüanu otpornost na vatru itd. Proizvode se standardne homogene trake bez ojaþanja kao i armirane i kaširane trake sa izmenjenim fiziþko-mehaniþkim i reološkim karakteristikama – zavisno od namene. Za ojaþanje traka se koriste: staklena vlakna (voal, tkanina) sintetiþki filc i tkanina (najlon, polipropilen, poliakronitril) kao i metalne niti, folije i azbestni filc, kao i poliestarski filc za kaširanje. Armatura o kojoj je ovde reþ može da bude u sredini trake, a može da bude postavljena i spolja kada se govori o traci sa jednostrano obloženom armaturom. Razlika izmeÿu plastiþnih i elastomernih traka je u njihovom ponašanju pri temperaturnim promenama. Kod elastomernih traka mehaniþke karakteristike se praktiþno ne menjaju u celokupnom temperaturnom intervalu primene dok mehaniþka svojstva plastiþnih traka bitno zavise od temperaturnih promena. Iz tog razloga plastiþne trake se mogu lako oblikovati „na hladno“ i „na toplo“ radi prilagoÿavanja konkretnim uslovima primene, a takoÿe je kod ovih moguüe izvoÿenje zavarivanja spojeva „na hladno“ i „na toplo“. Ovakvi postupci nisu moguüi kod elastomernih traka, one se uglavnom teško vare „na hladno“ i zahtevaju posebna lepila i tehnike toplog varenja. U praksi se najviše primenjuju trake od poliizobutilena. Ovome pored ostalog doprinosi i otpornost ovog materijala na uticaj bitumena, kao i moguünost hladnog zavarivanja spojeva i obrade detalja. Veliku primenu ima i polivinilhlorid koji se za hidroizolacione radove proizvodi sa smanjenom krutošüu odnosno poveüanom plastiþnošüu (PVC-P). Proizvodi se vrsta traka od polivinilhlorida meÿu kojima i trake

O IZOLACIJI

325

koje su otporne na uticaj bitumena i naftinih derivata. Ostali tipovi traka su otporni na bitumen i mogu se pomoüu bitumena lepiti za podlogu. Kod nas se ne proizvode sintetiþke trake tako da nema ni domaüih standarda koji regulišu ovo podruþje. U zavisnosti od uvoza i tehniþke dokumentacije koja prati uvoz, primenjuju se i metode ispitivanja prema EN i drugim. Najkompleksnija dokumentacija prema kojoj se proizvode trake u zemljama Evropske Unije su nemaþki DIN standardi tabela 4.16. Tabela 4.16. Standardne hidroizolacione sintetiþke i elastomerne trake prema DIN standardima DIN – standard 7864 T 1 16729

16730

16731

16734

16735

16736 16737 16935 16937

16938

Naziv Oznaka krovna traka zaptivna traka Elastomerne trake za hidroizolacije EPDM, CR, JJR Sintetiþke krovne trake i sintetiþke zaptivne trake ECB od etilenkopolimer-bitumena Sintetiþka krovna traka od mekog polivinilhlo-riPVC-P-NB da, neotporna na bitumen Sintetiþka krovna traka od poliizobutilena, jedPIB nostrano kaširana Sintetiþka krovna traka od mekog polivinilPVC-P-NB-Vhlo-rida ojaþana sintetiþPV kim nitima, neotporna na bitumen Sintetiþka krovna traka od mekog polivinilhloPVC-P-NB-Erida sa uloškom od staGV klenog voala, neotporna na bitumen Sintetiþka krovna traka i sintetiþka zaptivna traka PE-C-K-PV od hlorisanog polietilena, jednostrano kaširana Sintetiþka krovna traka i sintetiþka zaptivna traka od hlorisanog polietilena sa uloškom od staklePE-C-K-PW ne tkanine Sintetiþka zaptivna traka PIB od poliizobutilena Sintetiþka zaptivna traka od mekog polivinilhlo-riPVC-P-BV da, otporna na bitumen Sintetiþka zaptivna traka PVC-P-NB od polivinilhlorida, neotporna na bitumen

Nazivna debljina** najmanja 1,2 mm 1,5 mm

1,2 mm

2,5 mm

1,2 mm

1,2 mm

1,2 mm 1,2 mm 1,5 mm 1,2 mm

1,2 mm

** za gotove trake, eventualno kaširane

Ispitivanje kvaliteta sintetiþkih i elastomernih traka za krovne hidroizolacije krovova zavisi od sistema hidroizolacije, odnosno od naþina kako üe traka biti ugra-

326


ÿena preko podloge: kao slobodna ili optereüena. Pregled karakteristika traka – jednoslojnog sistema prikazan je u tabeli 4.17. (Izvod iz standarda EN 13956:2005). Tabela 4.17. Zahtevane osobine sintetiþkih i elastiþnih traka za krovne hidroizolacije u zavisnosti od sistema (Izvod iz standarda EN 13956:2005) EN 13956: 2005 odeljak 5.2.1 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.3 5.2.5.1 5.2.5.2 5.2.7 5.2.7 5.2.9 5.2.9 5.2.10 5.2.11 5.2.12 5.2.13 5.2.14 5.2.15

Ispitivanje na Vidljiva ošteüenja Dužina Širina Upravnost Ravnost Površinska masa Efektivna debljina Vodonepropustljivost Ponašanje na spoljašnje dejstvo požara Reakcija pri dejstvu plamena Otpornost spoja na ljuštenje Otpornost spoja na smicanje Zatezna þvrstoüa Izduženje pri zatezanju Otpornost na udar Otpornost na statiþko optereüenje Otpornost na cepanje Otpornost na proboj korena Dimenzionalna stabilnost Otpornost na savijanje pri niskim temperaturama UV-ozraþavanje (1000 h) Uticaj teþnih hemikalija ukljuþujuüi vodu Otpornost na udar leda Paropropustljivost Postojanost na ozon Otpornost na uticaj bitumena

Vrsta primene / Sistemi pokrivaþa Slobodne trake Trake pod optereüenjem zaleplje- mehaniþki ozelenjeni, pod saošljunak ni uþvršüeni baraüajem i sliþno + + + + + + + + + + + + ± ± ± ± ± ± ± ± + + + + + + + + + + + + – a) ± ± – a) ± ± ± ± + + + + + + + + + + + + + + + ± ± + + + + b) + + + + +

+

5.2.16 + + 5.2.4 ± ± 5.2.6 ± ± 5.2.8 ± ± + c) 5.2.17 + c) 5.2.18 ± ± Legenda + merodavne mere – nisu date mere ± zavisi od krovnog sistema, materijala, klimatskih uslova ili dodatnih zahteva a) Kada pokrivaþ odgovara rešenju 2000/553/EC (5) b) Samo kod ozelenjenih krovova c) Samo za elastomerne trake

+

+

± ± + c) ±

± ± ±

4.3.5.3.2. Sistemi jednoslojnih hidroizolacija krovova i naþin primene sintetiþkih membrana Hidroizolacije od sintetiþkih traka po pravilu se izvode kao jednoslojne pri þemu mora biti zagarantovana vodonepropustljivost spojeva, otpornost na mehaniþka

O IZOLACIJI

327

optereüenja, otpornost na vremenske uticaje – starenje, poveüana otpornost na požar, otpornost na udar vetra. Spojevi izmeÿu traka izvode se preklapanjem ivica u širini 5 cm. Kod plastomernih traka preklopi se lepe hladnim varenjem, toplim vazduhom kao i lepljivim trakama. Kod elastomernih traka moguü je takoÿe postupak toplog varenja vulkanizacijom (Hot Bonding postupak). U svim sluþajevima spajanje treba vršiti prema uputstvu proizvoÿaþa i sa prateüim materijalima za varenje od istog proizvoÿaþa. Osnovna podela ravnih krovova je na: – neoptereüene krovove, gde je membranu neophodno mehaniþki fiksirati ili lepiti za podlogu – optereüeni krovovi, gde je membrana ispod balasta (šljunak granulacije 16/32) – neprohodan krov i prohodan krov (cementna košuljica, betonske ploþe), krovne bašte (humus sa vegetacijom). Preporuþeni minimalni nagib "ravnog" krova iznosi 2 %. Prema naþinu ugraÿivanja membrane razlikuju se sledeüi krovovi: a) Mehaniþki fiksirani krovovi – Ovaj sistem je najviše primenjivan i može se primeniti na svim tipskim krovovima, ali se najþešüe primenjuje na objektima veüih krovnih površina kao što su proizvodne hale, magacini, prodajni centri, sportske hale itd. Tip konstrukcije, betonske, þeliþne, drvene. Podloge trapezasti lim, beton, prefabrikovane ploþe, drvo. Kao osnovna hidroizolacija ugraÿuje se membrana armirana poliestarskom (za PVC membranu) mrežicom zbog uticaja vetra i fiksiranja, da je otporna na UV zrake kao i da je otporna na ostale atmosferske uticaje i uticaje okoline. Kod mehaniþki fiksiranih membrana bitno je da se za svaki objekat izradi proraþun rasporeda i tipa priþvršüivaþa kojima se fiksira membrana za podlogu da bi se zaštitila hidroizolacija od podizanja usled sile vetra (dizanja/þupanja). Po evropskom standardu EN 1991-1-4 za proraþun uticaja sile vetra za ravne krovne površine istog se deli na 4 razliþite zone prema sili vetra po jedinici povrine i te zone se razliþito tretiraju sa stanovišta koliþine i fiksiranja. Na slici 4.33 su obeležene zone F, G, H i J, od najveüe sile ka manjoj, i visina krova h. Ulazni podaci brzina vetra, geometrija, i visina objekta, mikrologija, karakteristike podloge i hidroizolacione membrane. G

F h

h H

I

Slika 4.33. Raspored zone fiksiranja membrane po proraþunu optereüenja od vetra b) Lepljeni krovovi – Ovaj sistem je sliþan fiksiranom krovu osim što se membrana umesto priþvršüivanja elementima za fiksiranje, lepi za podlogu specijalnim (za PVC membranu) poliuretanskim lepkovima. Membrana koja se lepi treba da je kaširana poliestarskim filcom sa strane koja se postavlja na podlogu i otporna na UV zraþenje.

328


c) Neprohodni krovovi sa optereüenjem – Ovaj sistem je tradicionalan, membrana treba da je otporna na mikroorganizme i korenje, obiþno nije otporna na UV zrake. Membrana se ne fiksira za podlogu osim uz ivicu po obimu krova sa ojaþanjem na uglovima. Uz atiku, ukoliko je hidroizolacija izložena sunþevim zracima treba ugraditi membranu otpornu na starenje. Optereüenje je najþešüe sloj šljunka granulacije 16/32 i minimalne debljine 5 cm ili prema sili vetra za konkretan objekat. d) Prohodni krovovi – krovne terase. Ovaj sistem je sliþan prethodnom samo usled optereüenja slojem šljunka preko hidroizolacije sa odvajajuüim slojem se postavlja prohodni sloj: keramika, betonske ploþe na cementnoj košuljici ili druge ploþe u pesku ili na osloncima – plastiþnim podmetaþima pomoüu kojih se reguliše i nagib gazne površine. e) Inverzni krovovi – Ovaj sistem za razliku od prethodnih, toplotnu izolaciju ima izvedenu iznad hidroizolacije zbog þega nije potrebna parna brana. U ovom sluþaju toplotna izolacija može da bude ekstrudirani polistiren zbog svoje karakteristike da ne upija vodu. f) Krovne bašte – Ovaj sistem je sliþan standardnom sistemu optereüenih krovova, osim što je neophodno predvideti filtrirajuüi i drenažni sloj ispod humusa. Uobiþajeni krovni sistemi sa sintetiþkim membranama prema EN 13956:2005 su prikazani na sledeüim slikama:

Slika 4.34. Neprohodan Slika 4.36. Neprohodni krov, optereüen slojem Slika 4.35. „Obrnuti krov“, krov sa mehaniþki priþvroptereüen slojem šljunka šljunka šüenom membranom

Slika 4.39. Prohodni krov – saniranje (zalepljena Slika 4.37. Prohodni krov – Slika 4.38. Prohodni krov membrana) bitumenskog ozelenjen krov (nalepljena membrana) krova

O IZOLACIJI

329

Legenda za slike od 4.34 do 4.39. 1) Šljunak 2) Krovna hidroizolacija 3) Krovna hidroizolacija sa kaširanjem 4) Vegetacioni sloj 5) Filtrirajuüi sloj 6) Drenažni sloj 7) Toplotno izolacioni sloj 8) Parna brana 9) Konstruktivna ploþa. 4.3.5.4. KOMBINOVANE HIDROIZOLACIJE KROVOVA OD BITUMENSKIH I SINTETIýKIH TRAKA Krovne hidroizolacije se mogu izvoditi u kombinaciji sintetiþkih i bitumenskih traka pod uslovom da su prve otporne na bitumen koji se koristi za njihovo meÿusobno lepljenje. Primer kvalitetnog sistema krovne hidroizolacije je kombinovani sistem od termoplastiþne trake od poliizobutilena sa bitumenskim trakama kao i upotreba bitumena za lepljenje ovih traka. Nije redak sluþaj da se pri izvoÿenju hidroizolacije sa kvalitetnim savremenim polimerbitumenskim trakama (u dvoslojnom sistemu) za obradu detalja primenjuje poliizobutilen traka sa prateüim materijalima za vodonepropustljivu obradu detalja. Moguüa je i upotreba sintetiþke trake od PVC-P neotporne na bitumen uz obavezno odvajanje od bitumenske krovne hidroizolacije koja se sanira (slika 4.39). Za ovu svrhu se primenjuju PVC-P kaširane trake sa poliestarskim filcom ili PVC-P traka sa odvajajuüim slojem od poliestarskog filca. Za bezbednu i kvalitetnu obradu detalja u kombinaciji sa ugljovodoniþnim trakama primenjuju se i teþni sintetiþki i bitumenski materijali u obliku premaza, namaza i paste što üe biti opisano u sledeüoj taþki 4.3.5.5. 4.3.5.5. BEZŠAVNE KROVNE HIDROIZOLACIJE SA SINTETIýKIM PREMAZIMA, NAMAZIMA I PASTAMA 4.3.5.5.1. Opšte o materijalima za bezšavne hidroizolacije Pod teþnim sintetiþkim materijalima podrazumevaju se sintetiþke i bitumenske kombinacije u vidu premaza, namaza i pasta za izradu bezšavnih krovnih sistema. Savremena proizvodnja bazira se na bitumenu, butil lateksu, poliuretanu, polietilenu, vinilkopolimeru, poliizobutilenu, silikonu i drugim sintetiþkim materijalima. Hidroizolacija kod teþnih sintetiþkih materijala treba da ima najmanje iste tehniþke osobine kao i sintetiþke membrane. Oni primenjeni na krovu kao bezšavna hidroizolacija treba da ostvare upotrebne zahteve jedne krovne hidroizolacije, kao što su: – sigurnost na mehaniþka ošteüenja i – odliþnu vremensku postojanost. Krovne bezšavne hidroizolacije se izvode sa sintetiþkim materijalima koji se na licu mesta ili suše ili polimerišu. U veüini sluþajeva na mestima pukotina u pod-

330


lozi i u uglovima (holkelima) se postavlja armatura (mrežica, filc ili bandaž trake) za ojaþanje hidroizolacije. Za primenu materijala ove vrste koji se proizvode u zemljama Evropske Unije upotrebne dozvole odobrava organizacija UEATc (Organization pour l’Agrement Technique Europeen) izdavanjem saglasnosti prema direktivi 89/106/CEE na izvršena kontrolna ispitivanja u odgovarajuüoj instituciji za istraživanje i ispitivanje materijala koja je þlanica ETA. Za ispitivanje kvaliteta teþnih namaza primenjuju se standardne metode kao što su na pr. ASTM (C836:2006, C898:2001, C957:2006, 981:2005, 1127:2009l, 1250:2005) zatim NF (P84371, 84372 do 84376) i drugi. 4.3.5.5.2 Primer izvoÿenja bezšavnog hidroizolacionog sistema na ravnim krovovima sa sintetiþkim poliuretanskim premazima (tipa Alsan 400 i 500) Od teþnih sintetiþkih premaza inostrane proizvodnje u našim uslovima gradnje se koristi jednokomponentni poliuretanski premaz pod nazivom Alsan (proizvod francuske firme „Soprema“). Za ovaj materijal izdato je odobrenje za uporebu Agrement Technique Europeen ETA-05/0151 i 05/007 od strane CSTB, koja je þlanica evropske organizacije EOTA za izradu tehniþkog odobrenja za primenu. Proizvodi su obeleženi sa znakom usaglašenosti kvaliteta CE prema navedenoj direktivi (vidi taþku 4.1.4.2). – Sistem ALSAN 400 – Teþni hidroizolacioni sistem sa teškom zaštitom. – Sistem ALSAN 500 – Teþni hidroizolacioni sistem za direktni pešaþki saobraüaj. (1) Bezšavni hidroizolacioni sistemi (ALSAN 400) je jednokomponentni poliuretanski premaz koji izveden kao dvoslojni sistem vezuje sa vlagom iz vazduha. Primenjuje se pri izvoÿenju novih i starih objekata za izvoÿenje krovnih hidroizolacija na krovovima nagiba iznad 1 % sa obaveznim izvoÿenjem teške zaštite kao što je prikazano na slici 4.40. Ova vrsta hidroizolacije je podesna za obradu detalja bilo da je hidroizolacija krova izvedena takoÿe ovim premazom ili bitumenskim trakama. U ovom postupku bitno je znati da predmetni sistem mora da se zaštiti odgovarajuüom krutom zaštitom od atmosferskih uticaja. Ova vrsta hidroizolacije se koristi i za izradu hidroizolacije u mokrim þvorovima, ali se tada primenjuje prajmer bez rastvaraþa (taþka 4.4.4.2). Primer izvoÿenja zaštite nadzidka na ravnom krovu prikazan je na slici 4.41, 4.42, 4.43. (2) Sistem hidroizolacije ALSAN 400 se sastoji od prajmera i dva sloja premaza. Prema debljini premaza razlikuju se dva sistema A i B þiji izbor zavisi od vrste radova što je prikazano u tabeli 4.18. Materijali koji ulaze u sastav sistema su: – prajmer 4 vrste za razne podloge (tabela 4.19), – karakteristike prajmera (tabela 4.20), – hidroizolacioni premaz ALSAN 400 (tabela 4.21), – armatura za ojaþavanje veze detalja sa hidroizolacijom (tabela 4.22).

O IZOLACIJI

Slika 4.40. Princip izvoÿenja sistema teþne hidroizolacije sa teškom zaštitom

331

332


Slika 4.41. Princip obrade parapetnog zida premazivanjem (ALSAN 400)

Slika 4.42. Obrada parapetnog zida premazivanjem (ALSAN 400) sa zaštitom od ploþa

Slika 4.43. Obrada parapetnog zida premazivanjem i na vertikalnom delu sa zaštitom od profilisanog lima, a na horizontalnom delu sa zaštitom od ugraÿenih ploþa

Tabela 4.18. Izbor sistema u zavisnosti od vrste radova Sistem Primena

Radovi na nenaseljenim mestima, pokretna zaštita i tvrdo demontažna

A

B

2 sloja od po 0,600 kg/m2

2 sloja od po 0,750 kg/m2

debljina 924

debljina 1155

A

B

Radovi na nenaseljenim mestima pod teškom nedemonNovi radovi tažnom zaštitom i Sanacioni Radovi na naseljenjim mestima radovi

B1)

Radovi na obrnutom Radovi na vertikalnim zidovima sa zalepljenom zaštitom 1)

Posip sa peskom ako je potrebno da bi se naneo drugi sloj

B A1)

O IZOLACIJI

333

Tabela 4.19. Izbor prajmera i utrošak (kg/m2) u zavisnosti od podloge Prajmer Podloga BETON (zalepljene ploþe) BETON (druge teške zaštite) PLOýE ASFALT BITUMENSKA DRVO 1)

H80

PRU

HES1)

0,250

0,300

0,200

0,250

0,300

0,200

2 x 0,200 2 x 0,200 2 x 0,200 0,300

0,150 0,150 2 x 0,200 0,300

0,150

ALSAN 400 razblažen 20 %

0,250

Preporuka za unutrašnje radove jer nema rastvaraþa

Tabela 4.20. Karakteristike prajmera Definicija

Prajmer poliuretan

Dvokomponentni epoksid

Mesto

Beton stare podloge pokrivaþi detalji

sve podloge

Izgled

bezbojna teþnost

dvokomponentna teþnost AiB

14 do 15

500 cps

42 % ± 2 % 0,95 ± 0,05 < 0°C balon 5 i 20 kg 6 meseci lako zapaljiv I klasa 6a

96 % 1,1 ± 0,05 55°C A i B / 1 i 5 kg 12 meseci

Viskozitet Suvi ostatak Gustina Taþka paljenja Isporuka Lagerovanje Zapaljivost Class f AFNOR

Prajmer poliuretan bez rastvaraþa za unutrašnje radove sve podloge tamna teþnost 150 cps ± 50 na 20°C 98 % ± 2 % 1,15 ± 0,07 55°C balon 5-20 kg nebitno lako zapaljiv I klasa 6a

Tabela 4.21. Karakteristike hidroizolacionog proizvoda Definicija Mesto Izgled Viskozitet Suvi ostatak Gustina Taþka paljenja Pakovanje Lagerovanje Zapaljivost Class f AFNOR 1)

ALSAN 400 ALSAN 400 Al1) Poliuretanska jednokomponentna smola Poliuretanska jednokomponentna smola Hidroizolacioni film Hidroizolacioni film smeÿa crvena 13000 200 cP 5000 ± 1000 cP 75 % ± 2 % 78 % 1,11 1,11 > 21°C > 21°C balon 5 i 25 kg 6 meseci zaklonjeno od toplote zapaljiv I klasa 6a

ALSAN Al (samorazlivajuüi) je odreÿen za velike površine i ne primenjuje se za parapete, za obradu detalja na mestu evakuacije vode. Proizvodi se po porudžbini (min 200 kg)

334


Tabela 4.22. Karakteristike armature Tkanina

Voal

Tkanina JDX primena za dilatacionu deformabilna armatura spojnicu Poliestar 50 g/m2 164 g/m2 0,60 mm 0,37 mm

za ojaþanje Izgled Vrsta Težina Debljina Otpornost na kidanje; uzdužno popreþno Izduženje pri kidanju Isporuka m1

obiþna tkanina Poliestar 35 g/m2 0,30 mm 11 kg/cm 2 kg/cm 18 % 80 % 50 m1 0,15-0,30-0,70

13 kg/cm 37 kg/cm 41 % 160 % 500 m1 50 0,20

11,1 kg/cm 218 % 10 m1 0,30 m1

b) Sistem ALSAN 500 – Teþni hidroizolacioni sistem za direktan pešaþki saobraüaj je takoÿe jednokomponentni poliuretanski premaz sa nešto izmenjenim karakteristikama u odnosu na proizvod ALSAN 400. Zbog dobre otpornosti na UV zraþenje, na habanje i na mehaniþka ošteüenja koristi se za normalni i intenzivni saobraüaj bez teške zaštite. Takoÿe zbog navedenih dobrih osobina je dobar za obradu detalja. Primenjuje se kao i ALSAN 400 u dva sloja sa osnovnim prajmerom i armaturom za ojaþanje sistema pri obradi detalja. Krovne površine obraÿene hidroizolacionim sistemom ALSAN 500 mogu se prema potrebi obraditi završnom obradom kao što su na primer: – obrada protiv klizanja – posipanjem zadnjeg sloja hidroizolacije od 300 g/ m2 sa posipom kvarcnim peskom granulacije 0.1 mm do 1 mm, do 10 % težinski u odnosu na zadnji sloj sistema hidroizolacije; – završno bojenje – nanošenje sloja ALSAN 500F u koliþini od 300 g/m2 preko završnog sloja hidroizolacije sa moguünošüu posipanja sa kvarcnim peskom kao što je opisano; – završno posipanje ljuspicama – završni sloj hidroizolacije izveden premazom (ALSAN 500, ALSAN 500F ili ALSAN 500 FT) u koliþini od 300 g/ m2 se pospe sa ljuspicama (20 g na 600 g/m2) i na kraju se prekrije slojem ALSAN 500 FT (transparentan premaz) u koliþini od 300 g/m2. (Formirane ljuspice predstavljaju þips od kopolimervinilacetata). Sistem hidroizolacije sa ALSAN 500 se kao i u sistemu ALSAN 400 izvodi prema uputstvu proizvoÿaþa materijala takoÿe i u izbor sistema treba da bude ukljuþen proizvoÿaþ materijala bez obzira da li su u planu radovi na novom objektu ili sanacioni na starom objektu. 4.3.5.6. ZAŠTITA HIDROIZOLACIJE 4.3.5.6.1. Opšte (1) Površinska zaštita ublažava temperaturna kolebanja, posle izvoÿenja pruža dodatnu zaštitu protiv mehaniþkih ošteüenja, direktnih sunþevih zraka i poveüava trajnost krovne hidroizolacije.

O IZOLACIJI

335

(2) Razlikuju se lake i teške površinske zaštite. (3) Teška površinska zaštita deluje ublažujuüi temperaturna kolebanja, pruža zaštitu od vatre i toplotnog zraþenja kao i UV zraka. Takoÿe poboljšava zaštitu od mehaniþkih uticaja kao i fabriþkog alata pri odlaganju. Teška zaštita kod slobodno položene hidroizolacije služi istovremeno kao osiguranje njenog podizanja pod dejstvom vetra. (4) Statiþki i konstruktivni zahtevi koji proistiþu iz teške površinske zaštite moraju se uzeti u obzir pri izradi projekta. (5) Kod površine terasa ili drugih korisnih površina kroz graÿevinske mere na pr. kroz raspored nagiba, polaganje trake u pravcu nagiba ili kroz drenažne slojeve treba voditi raþuna za brzo odvoÿenje vode koja deluje na hidroizolaciju. (6) Kod hidroizolacije od sintetiþkih traka zaštita od mehaniþkih uticaja na primer ispod zaštitnog sloja od ploþa, teške zaštite ili zelenih krovova preko hidroizolacije se postavlja zaštitni sloj na pr. od odgovarajuüeg sintetiþkog filca površinske mase najmanje 300 g/m2. 4.3.5.6.2. Laka površinska zaštita (1) Kod hidroizolacija sa polimerbitumenskim trakama od elastomernog bitumena (PYE) zadnja traka mora da bude od plastomernog bitumena (PYP) sa samozaštitom od posipa obojenog granulisanog peska ili škriljca. (2) Premazi ili dodatni slojevi moraju da budu kompatibilni sa trakom na koju su naneti. (3) Posip peskom, ili utisnutim šljunkom, ili premazi sa vruüim bitumenom su nepodobni. (4) Svetle površinske zaštite odbijaju svetlosne zrake i na taj naþin smanjuju zagrevanje hidroizolacije. 4.3.5.6.3. Teška površinska zaštita a) Neprohodna zaštita (1) Zaštitni sloj od šljunka izvodi se šljunkom granulacije 16/32 mm debljine najmanje 5 cm. Ovaj sloj ujedno predstavlja i zaštitu od usisne snage vetra koji se može poveüati u odnosu na proraþun snage vetra. b) Prohodna zaštita (1) Prohodne površine na pr. od ploþa ili kamenih kocki izvode se u sloju šljunka ili kamene sitneži preko sintetiþke trake kao odvajajuüeg sloja. (2) Gornja površina zaštitnog sloja terase treba da je izvedena u nagibu najmanje 1 %. (3) Obloge od ploþa na terasama se ugraÿuju preko stabilne podloge. Ploþe se polažu direktno preko hidroizolacije. c) Prohodna zaštita izložena saobraüaju (1) Površine prohodnih krovova koje su izložene teškom optereüenju ili saobraüaju štite se armiranobetonskim ploþama koje se postavljaju preko dva odvajajuüa sloja ili jednog zaštitnog i jednog odvajajuüeg sloja. Polja se dele fugama u zavisnosti od optereüenja, temperature i nagiba, þija veliþina površine ne prelazi uglavnom 2,50x2,50 m.

336


(2) Kod zaštite od betona ili betonskih ploþa preko hidroizolacije uz ivice ili na završetku predviÿaju se spojevi ili iviþne trake kojima se spreþava ošteüenje završetka hidroizolacije. d) Ozelenjeni krovovi (1) Za ovu vrstu krovova predviÿaju se zaštite na osnovu mehaniþkih uticaja na visokovredne hidroizolacije. (2) Hidroizolacioni sistem (parne brane – toplotna izolacija – hidroizolacija) se tako projektuje i izvodi da u sluþaju nezaptivenosti kretanje vode nije moguüe, odnosno ošteüena mesta bez velikog utroška mogu biti sanirana. (3) Zaptivene površine treba da imaju nagibe prema mestima za odvodnjavanje. (4) Kod ozelenjenog krova primenjene su fiziþke okolnosti u odnosu na krov bez zelenila. Kod ove krovne hidroizolacije moraju se uzeti u obzir svi funkcionalni slojevi, naroþito tada kada preko hidroizolacije treba raþunati stajaüu vlagu. (5) Završetci hidroizolacije na zidu moraju biti zaštiüeni. (6) Slojevi iznad hidroizolacije kod ozelenjenih bašta su: – zaštitni sloj preko hidroizolacije od mehaniþkog ošteüenja sa zaštitnim meÿuslojem od sloja sintetiþkog filca – zaštitni sloj od probijanja korena – sloj za odvodnjavanje i drenažni sloj – sloj za filtriranje – vegetacioni sloj. Zaštitni sloj hidroizolacije od sloja betona mora biti otporan na proces ispiranja kalcijuma što može da prouzrokuje zapušenje slivnika i odvodnih cevi sa istaloženim kreþnjakom. 4.3.5.6.4. Vrsta zaštite odreÿena nagibom krova Pravilnik o tehniþkim normama i uslovima za ugljovodoniþne hidroizolacije krovova terasa („Službeni list SFRJ“ broj 26/1969) pored toga što odreÿuje vrstu i sastav hidroizolacije (þl. 5 i 6) odreÿuje i dimenzionisanje sistema u zavisnosti od nagiba (þl. 12) kao i vrstu zaštite u zavisnosti od nagiba (þl. 16). Zaštita hidroizolacije koja se postavlja preko krova ili terase nagiba 0,5 % do 2,5 % izraÿuje se od betona, cementnog maltera, teraco ploþa kao i od drugih odgovarajuüih materijala koji se postavljaju preko sloja finog peska ili preko peska i cementnog maltera i dr. Zaštita hidroizolacije koja se postavlja preko povremeno prohodnog ili neprohodnog krova nagiba 0,5 do 8 % izraÿuje se od sloja granulisanog šljunka krupnoüe 3 mm do 15 mm i debljine ~5 cm. Zaštita hidroizolacije koja se postavlja preko povremeno prohodnog ili neprohodnog krova nagiba preko 4 % izraÿuje se od traka, sa samozaštitom premazima, namazima u boji ili drugim odgovarajuüim materijalima. Napomena: Obzirom na savremene standarde i tehniþku regulativu koja se primenjuje u zemljama Evropske Unije ovaj Pravilnik iako je još uvek na snazi ne može da bude merodavan za primenu uvoznih materijala. Za izbor vrste zaštite se primenjuju sledeüi kriterijumi.

O IZOLACIJI

337

(1) u zavisnosti od vrste materijala: ploþe, sloj kompaktnog materijala, sloj šljunka, premazi bitumenske trake sa samozaštitom. Trake sa zaštitom od metalne folije mogu se primeniti na krovovima nagiba iznad 5 % ili bolje na krovovima iznad 8 %; njihova primena se preporuþuje na krovovima bez toplotne izolacije, dužina ugraÿivane trake ograniþava se na 5 m. (2) u zavisnosti od težine materijala kojom se izvodi zaštita razlikuje se: – Laka zaštita (težina do 0.5 kg/m2) sa samozaštitom od folije i (10 kg/m2), sa zaštitom od mineralnog posipa; – Teža zaštita (težine 10-50 kg/m2) slojevi šljunka 2 cm. – Teška zaštita (težina 50-100 kg/m2): ravne ploþe, sloj betona, maltera, asfalta, šljunak d 5 cm. (3) u zavisnosti od nagiba krova: – nagiba 0.5 do 3 % zaštita se izvodi ploþama (najþešüe 2 cm finog peska i betonske ploþe d=3 cm) slojevima kompaktnog materijala i slojem šljunka d=5 cm – nagiba 3 % do 5 % zaštita se izvodi ploþama u malteru i slojem šljunka – nagiba 5 % do 8 % trakama sa samozaštitom – nagiba iznad 8 % zaštita se izvodi trakama sa samozaštitom i premazima. (4) u zavisnosti od vrste hidroizolacije i veze sa podlogom: – višeslojne (dvoslojne) hidroizolacije koje se priþvršüuju za podlogu lepljenjem štite se svim zaštitama – višeslojne (dvoslojne) hidroizolacije koje se priþvršüuju za podlogu polulepljenjem ili se postavljaju slobodno bez lepljenja štite se teškim zaštitama – hidroizolacija od mastiksa može se zaštititi ploþama u sloju peska. (5) u zavisnosti od namene krova: – prohodni krovovi koji pored osnovne namene da štite objekat od spoljne vlage i vode služe za dnevni boravak ljudi, štite se obavezno ploþama – neprohodni krovovi namenjeni su samo za povremenu cirkulaciju ljudi za održavanje krova pa se zaštita izvodi slojem šljunka d=5 cm. (6) u zavisnosti od klimatskih uslova i agresivnosti atmosfere u kojoj se objekat gradi izvode se zaštite: – u industrijskoj zoni i zoni gde je jaka koncentracija agresivnih gasova ne primenjuje se zaštita metalom, a ukoliko se primeni mora se antikoroziono zaštititi – u primorskoj zoni kao i u industrijskoj zoni – u zoni vetrovitog podruþja primenjuje se teška zaštita – u zoni jakih mrazeva izvodi se sloj betonom otpornim na mraz – u zoni jakih kiša preduzimaju se mere protiv izluþivanja odnosno rastvaranja kreþa zadržanog u zaštiti (cementnom malteru i ploþicama). 4.3.5.6.5. Primeri rešenja teške zaštite polimerbitumenske hidroizolacije ravnih krovova – terasa (Izvod iz Tehniþkih uputstava DTU 43.1-NF P84-204-1-1:2004) a) Zaštita tehniþkih krovova – terasa

338


Ova vrsta krovova se tretira kao neprohodni krov meÿutim prilazi opremi se tretiraju kao prohodne krovne površine. Primer zaštite prohodnih površina prikazan je na slici 4.44, 4.45. b) Zaštita krovova – terasa za kretanje pešaka Druga pravila su predviÿena za putanje i zone kretanja pešaka na krovovima – terasama – vrtovima. Na slici 4.46 je prikazan primer zaštite prohodnih površina sa armiranim malterom ili betonom nominalne debljine 0,04 m.

Slika 4.44. Zaštita staza ili površina za cirkulaciju: a) prefabrikovane ploþe u sloju granulata ili b) na odvajajuüem sloju filca; 1 – hidroizolacija, 2 – granulat, 3 – filc

Slika 4.45. Zaštita staza ili površina za cirkulaciju – prefabrikovane ploþe na tablama polistirena, 1 – asfaltni zastor, 2 – dvoslojni pokrivaþ SBS, 3 – netkani tekstil, 4 – table od polistirena

Slika 4.46. Izdeljena zaštita od maltera ili betona livenog na licu mesta; 1 – hidroizolacija, 2 – odvajajuüi sloj

O IZOLACIJI

339

Zaštita krova – terase za kretanje pešaka betonskim ploþama može se izvesti i pomoüu podmetaþa direktno preko hidroizolacije kako je to prikazano na slici 4.47u.

Slika 4.47. Zaštita ploþama preko podmetaþa direktno preko hidroizolacije (sa meÿuslojem od filca); 1 – parna brana i eventualna toplotna izolacija, 2 – hidroizolacija, 3 – podmetaþi, 4 – ploþe Zaštita krova – terase za kretanje pešaka može se izvesti sa izdeljenom zaštitom od prefabrikovanih ploþa kako je to prikazano na slici 4.48.

Slika 4.48. Zaštita od prefabrikovanih ploþa izdeljena u polja (sluþaj polaganja ploþa u suvo, spojnice nisu ispunjene) spojnice izmeÿu polja se ispunjavaju. E > 0,02 m: spojnice popunjene proizvodom ili raspoloživom ispunom, koja ne i truli i prilagodljiva je na naizmeniþne deformacije; 1 – hidroizolacija, 2 – odvajajuüi spoj, e – stisnuta spojnica

340


c) Zaštita krovova – terasa prohodnih za saobraüaj lakih vozila (max 2 t po osovini) Primer ove vrste zaštite izvedene armiranobetonskim ploþama preko 2 sloja sintetiþkog filca i meÿusloja granulata 0.03 m, sa ispunjenim spojnicama. Zaštita je izdeljena u polja dužine 4 do 5m u oba pravca prikazan je na slici 4.49.

Slika 4.49. Zaštita krovova – terasa prohodnih za saobraüaj lakih vozila, sa ploþama od armiranog betona a) hidroizolacija parapetnog zida b); 1 – hidroizolacija, 2 – sintetiþki filc + sloj granulata od 0,03 m + sintetiþki filc, E > 0,02 m. Spojnice popunjene proizvodom ili raspoloživom ispunom koja ne truli i prilagodljiva je na naizmeniþne deformacije; e > 006 m, l > širina rolne bitumenske trake d) Zaštita krovova – terasa prohodnih za saobraüaj teških vozila (više do 2 t do 13 tona po osovini) Zaštita se izvodi armiranobetinskim kolovoznim zastorom koja se postavljaju preko sloja za odvajanje (prema uputstvu za izradu kolovoznih zastora). Napomena: Zaštite krovova – terasa koje su prohodne za laki i teški saobraüaj mogu se izvoditi odgovarajuüim slojem kolovoznog zastora što se rešava još pri izradi glavnog projekta konstrukcije, zbog usaglašavanja krovnih detalja sa vrstom zaštite.. 4.3.5.6.6. Primeri zaštite krovova – terasa na parking prostorima i rampama (a) Ravni krovovi – terase za parking prostore sa visokokvalitetnim polimerbitumenskim trakama 1) Na terasama namenjenim za laki i teški saobaüaj hidroizolacija armiranobetonske konstrukcije se izvodi kao jednoslojni ili dvoslojni sistem na nagibima od 15 %. Veza hidroizolacije sa podlogom premazanom prajmerom se ostvaruje kao polulepljeni ili lepljeni sistem varenjem trake za podlogu. Primenjuju se visokovredne trake od modifikovanog bitumena sa SBS i armaturom od poliestarskog filca 250 g/m2, debljine 5 mm, sa gornje strane zaštiüena granulisanim škriljcem a sa donje termoplastiþnim filmom.

O IZOLACIJI

341

Fiziþko-mehaniþke karakteristike: zatezna sila pri kidanju 25/20 daN/cm; izduženje pri kidanju 60/65 %; adhezija za podlogu na +20°C je 0,7 MPa; statiþko optereüenje 12,8 daN; otpornost pri savijanju ne puca na –10°C (NF P84350). Zaštitni kolovozni sloj od asfalt betona nanosi se preko hidroizolacije zavisno od namene površine u sledeüim debljinama: – Krov-terase za pešaþki saobraüaj 4 cm preko hidroizolacije (polulepljene, zalepljene) – Krov-terase, parking za laka vozila sa lakim saobraüajem 5 cm preko hidroizolacije (polulepljene, zalepljene) – Krov-terase, parking za teška vozila sa intenivnim saobraüajem 6 cm preko hidroizolacije (polulepljene, zalepljene) – Krov-terase, parking za teški saobraüaj 7 cm preko hidroizolacije (polulepljeni, zalepljeni).

Slika 4.50. Princip rešavanja hidroizolacije i kolovoznog zastora na parking prostoru ravnog krova terase sa polimerbitumenskim trakama sa SBS i armaturom od poliestarskog filca sa zaštitom od granulisanog škriljca d = 5 mm 2) Zaštita na rampama preko bitumenske hidroizolacije izvedene polimerbitumenskim trakama sa SBS – Hidroizolacija na rampama se izvodi visokovrednim trakama kao što je opisano za parking prostore. Zaštitni sloj, odnosno kolovozni zastor zavisi od vrste saobraüaja: – Kolovozni zastor za laki saobraüaj Debljina asfalt bestona najmanje 50 mm – za nagib < 15 % Nema posebnog uputstva za ugraÿivanje zaštite – za nagib > 15 %. Kolovozni sloj se fiksira metalnim ugaonicima 40x25x4x100 mm (l x h x e x L). Otpornost uþvršüenja na smicanje treba da je iznad 900 daN. – Kolovozni zastor za teški saobraüaj Debljina asfalt bestona najmanje 60 mm – za nagib < 10 % Nema posebnog uputstva za ugraÿivanje zaštite – za nagib > 10 %. Kolovozni sloj se fiksira metalnim ugaonicima 45x30x5x100 mm (l x h x e x L). Otpornost uþvršüenja na smicanje treba da je iznad 2500 daN. Rešenje zadržavanja kolovoznog zastora na rampama prikazano je na slici 4.51.

342


Slika 4.51. Rešenje spreþavanja klizanja kolovoznog zastora na rampama pomoüu fiksiranih metalnih ugaonika Napomena: Izneti primeri (taþka 4.3.5.6.4) su izvod iz Tehniþkih uputstava proizvoÿaþa bitumenskih traka „Soprema“ u skladu sa francuskim propisima DTU 43.1; NF P84201-1:2004. b) Ravni krovovi – terase za parking prostor sa hidroizolacijom od sintetiþke trake od mekog polivinil hlorida PVC-P. Hidroizolacija krova terase namenjene za parking prostor za laka vozila sa lakim saobraüajem izvedena je sa PVC-P trakom armiranom sintetiþkim vlaknima d = 1,5 mm slobodno postavljena izmeÿu dva odvajajuüa sloja – donji do poliestarskog filca 300 g/m2 i gornjeg zaštitnog sloja od PVC trake. Zaštitni sloj hidroizolacije koji je istovremeno i kolovozni zastor je izveden slojem armiranog betona standardnog sastava i debljine (slika 4.52). Slika 4.52. Primer rešavanja hidroizolacije ravnog krova – terase sa sintetiþkom trakom od PVC-P armirane sa zaštitnim slojem kolovoznog zastora od armiranog betona za parking prostor i laki saobraüaj; 1 – armiranobetonski kolovozni zastor, 2 – gornji zaštitni sloj od PVC-P trake kaširane sa poliestarskim filcom 150 g/m2, d = 1,1 mm, 3 – hidroizolacija PVC-P traka armirana poliestarskim vlaknima d = 1,5 mm slobodno postavljena sa zavarenim spojevima, 4 – donji zaštitni sloj poliestarskog fiilca 300 g/m2, 5 – toplotno izolacioni sloj (za velika optereüenja WS-WDS), 6 – parna brana, 7 – beton za nagib, 8 – armiranobetonska konstruktivna ploþa Napomena: Izneti primer je izvod iz knjige Braas Flachdach systeme – Handbuch Flachdach 1995. 4.3.5.7. KROVNI DETALJI 4.3.5.7.1. Opšte Kao što je znaþajno struþno i pravilno projektovanje i izvoÿenje slojeva ravnog krova isto je od znaþaja funkcionalno izvoÿenje spojeva hidroizolacije sa krovnim detaljima. Pod spojevima se podrazumevaju veze izmeÿu horizontalne i vertikalne hidroizolacije kao i sva mesta proboja. Mesta na hidroizolaciji kao što su na-

O IZOLACIJI

343

zidci, parapetni zidovi, završetci hidroizolacije bez nazidka, uvale i slivnici, prodori cevi za ventilaciju, prodori za dimnjake, cevi za ogradu, spojevi sa terasnim vratima, svetlosne kupole, razni tipovi dilatacionih spojnica su gotovo neizostavni detalji na ravnom krovu – zavisno od njegove namene. Spojevi tekuüe horizontalne hidroizolacije bilo da su prikljuþci ili završetci izvode se ugljovodoniþnim ili sintetiþkim trakama koje su sastavni deo sistema, u kombinaciji sa limarijom, bravarijom zaptivnim masama i drugim prateüim materijalima za obezbeÿenje vodonepropustljivog spoja zidanog graÿevinskog elementa ili fabriþkog funkcionalnog elementa. Principijelna rešenja karakteristiþnih detalja koja se izvode u okviru ugljovodoniþnih hidroizolacija od polimerbitumenskih traka i sintetiþkih membrana na ravnom krovu su prikazana u taþkama koje slede. 4.3.5.7.2. Hidroizolacija nadzidka (završetak hidroizolacija na nazidku) (1) Minimalnom visinom nadzidka sa gledišta plavljenja krova za vreme jakih kiša smatra se visina od 15 cm iznad zaštite hidroizolacije. Kod neprohodnih krovova visina nadzidka kreüe se do 40 cm, dok kod prohodnoh krovova terasa ova visina treba da iznosi oko 100 cm. Ako nadzidak nije viši od 40 cm, hidroizolacija se izvodi preko celog vertikalnog i horizontalnog dela nadzidka. Zaštita vertikalnog i horizontalnog dela nadzidka može se izvesti slojem rabiciranog maltera, a na horizontalnom delu kao završetak može se postaviti betonski element, ili pocinkovani lim preko gvozdenih držaþa što je prikazano na slikama 4.53 i 4.54, 4.55, 4.56.

Slika 4.53. Princip obrade nadzidka Slika 4.54. Princip obrade nadzidka hidroizolacijom sa armiranobetonskom hidroizolacijom sa armiranobetonskom zaštitom od montažnih elemenata sa zaštitom sa okapnicom od pocinkovanog okapnicom lima (2) Prohodni krovovi – terase su oiviþene parapetnim zidovima propisane visine tako da se hidroizolacija završava na parapetnom zidu kao što je to prikazano na slici 4.57, 4.58, 4.59.

344


Slika 4.55. Iviþni završetak hidroizolacije krova sa sintetiþkom trakom je izveden preko nadzidka sa metalnim profilom. Traka je slobodno postavljena i mehaniþki priþvršüena za podlogu od profilisanog þeliþnog lima sa toplotnom izolacijom

O IZOLACIJI

345

Slika 4.56. Iviþni završetak hidroizolacije krova sa sintetiþkom trakom je izveden preko nadzidka sa limenom okapnicom (kao zaštitom). Sintetiþka traka je na nadzidku zalepljena, a na horizontali slobodno položena sa teškom zaštitom šljunka (neprohodni krov)

Slika 4.57. Princip obrade završetka hidroizolacije na parapetnom zidu sa okapnicom i sa zaštitom od armiranog maltera livenog na licu mesta

346


Slika 4.58. Završetak bitumenske hidroizolacije na parapetnom zidu sa mehaniþkim fiksiranjem metalne trake uz zaptivanje spoja zaptivnom masom. Završna traka na vertikali je sa samozaštitnim slojem od granulisanog posipa. Krov je neprohodan sa teškom zaštitom

O IZOLACIJI

347

Slika 4.59. Završetak sintetiþke trake od poliizobutilena sa lepljenjem i fiksiranjem za parapetni zid sa profilisanom metalnom trakom uz zaptivanje kitom ispod okapnice. Traka je položena lepljenjemio i fiksiranjem za podlogu od profilisanog þeliþnog lima sa toplotnom izolacijom; 3 – zaštitni ugaonik, 4 – prajmer – hldni bitumenski premaz, 5 – parna brana, 6 – toplotna izolacija, na pr. PS 20 SE kaširana bitumenskom trakom, 7 – poliizobitulen traka kaširana sa poliestarskim filcom zalepljena na podlogu, 8 – zidna konstrukcija, 9 – kontaktni lepak, 10 – završna traka, 11 – zidni završni profil, 12 – zaptivna masa, 13 – zaptivna traka kao vazdušna brana, 14 – linearni ugaonik za priþvršüivanje

348


4.3.5.7.3. Hidroizolacija završetka krova bez nazidka Krovovi bez nazidka opšivaju se limenom opšivkom sa okapnicom uþvršüenom gvozdenim držaþima. U sluþaju teške zaštite od sloja šljunka ugraÿuje se limena okapnica i stojeüi falc koji je perforiran rupama ĳ1 cm na svakih 5 cm (kislajsna) za oceÿivanje vode iz šljunþanog sloja. Deo lima koji služi za vezu za hidroizolaciju ne sme da bude manje širine od 20 cm. Iviþni lim da ne bi korodirao mora da bude odvojen od betonske podloge, slika 4.60.

Slika 4.60. Završetak krova bez nadzidka obraÿen sa iviþnom limarijom preko koje se izvodi izvod završetak hidroizolacije lepljenjem za podlogu 4.3.5.7.4. Odvodnjavanje krova (uvale, slivnici, oluci) u sistemu odvoda atmosferske vode slivnicima kad je nagib krova orijentisan ka spoljnim stranama ili kad se radi o luþnim krovovima, uvale zauzimaju vidno mesto u odvodnjavanju hidroizolacije jer se moraju brižljivo i struþno obezbeÿivati. Hidroizolacija uvale u višeslojnim sistemima se ojaþava dopunskim slojem traka. Zaštita uvala se izvodi rabiciranim slojem maltera kao i na delu nazidka bez obzira na predviÿenu tekuüu zaštitu. Slivnik koji prodire korz ravan deo krova mora da ima flanše najmanje 200 mm. Veza izmeÿu hidroizolacije i slivnika ostvaruje se na taj naþin što se izvede jednoslojna hidroizolacija na delu površine, koju pokriva obodni lim slivnika, postavi se slivnik, a zatim se izvede kompletna hidroizolacija sastava kao i na ostalom delu krova. Pri ovome se mora voditi raþuna da dodatni de one utiþe na nagib podloge oko slivnika. Veza izmeÿu odvodne kanalizacione cevi i slivnika mora da bude vodonepropustljiva. Ova veza se izvodi ispod plafona da bi bila vidljiva. Slike 4.61, 4.62, 4.63.

Slika 4.61. Obrada slivnika za odvod vode kroz objekat

O IZOLACIJI

349

Slika 4.62. Obrada slivnika u rigoli

Slika 4.63. Obrada slivnika za odvod vode kroz objekat. Hidroizolacija je izvedena slobodnim polaganjem sintetiþke trake sa teškom zaštitom od sloja šljunka Pored odvoda vode kroz objekat sistem odvoda može biti izveden i sa strane krova olucima. Ako se hidroizolacija krova završava na ivici ploþe okapnicom onda se odvoÿenje vode može rešavati sa strane olucima kao što je prikazano na slici 4.64. i 4.65.

Slika 4.64. Princip odvoda vode sa strane limenim olukom preko ivice krova obraÿene hidroizolacijom

350


Slika 4.65. Završetak hidroizolacije preko prethodnog okaþenog oluka na krovu bez provetravanja. Hidroizolacija je izvedena sa sintetiþkom trakom lepljenom za podlogu, 1 – donja konstrukcija, 2 – þeliþni profilisani lim zaštiüen od korozije, 3 – zaštiüeni ugaonik, 4 – parna brana, 5 – toplotna izolacija PS 20 SE kaširana sa bitumenskom trakom, 6 – Repanol fk membrana, 7 – impregnisani drveni podmetaþ, 8 – držaþ oluka, 9 – limena okapnica, 10 – Repanol kontaktni lepak 11, 11 – alternativa prethodni premaz Precol, 12 – oluk Voda se može izvesti sa krova sa strane i u sluþaju ako je krov oiviþen nadzidkom. Princip rešenja je prikazan na slici 4.66.

Slika 4.66. Slivnik za odvod vode kroz parapetni zid – Principijelno rešenje 4.3.5.7.5. Prodori Ventilacione cevi i druge cevi koje prodiru kroz hidroizolaciju moraju se brižljivo obraditi. Obezbeÿenje cevi mora se izvesti još u toku izvoÿenja graÿevinskih

O IZOLACIJI

351

radova (podloge) postavljanjem lima u visini najmanje 20 cm iznad gornje površine krova. Sa donje strane za vezu izmeÿu tog lima i hidroizolacije mora da postoji flanša širine najmanje 150 mm sa svake strane cevi sa gornje strane da bi se obezbedila zaptivenost izmeÿu cevi i lima nabija je plastiþna izolaciona traka i otvor se zatvara odgovarajuüim kitom otpornim na vremenske uticaje (slika 4.67). Na slici 4.67 je prikazan postupak obrade ventilacione cevi sintetiþkom trakom.

Slika 4.67. Princip obrade prodora ventilacione cevi

Slika 4.68. Obrada ventilacionecevi sa poliizobutilen trakom zalepljenom i fiksiranom na neventilirajuüem krovu; 1 – armiranobetonska konstrukcija, 2 – hladni bitumenski prethodni prajmer, 3 – parna brana, 4 – toplotna izolacija – PS 20 SE kaširana G 200 DD, 5 – Repanol FK traka zalepljena lepkom 90, 6 – Repanol manžetna sa zapornim kružnim sistemom, 7 – ventilaciona cev, 8 – kapa ventilacione cevi, 9 – toplotnoizolacioni zatvaraþ

352


Slika 4.69. Prikljuþak bitumenske hidroizolacije na ventilacionu cev – sa zaptivnom manžetom ili sa hilznom Rešenje prodora metalne ograde (tj. metalnih stubaca ili cevi koje nose ogradu) obuhvata istovremeno i izvoÿenje hidroizolacije nadzidka. Ograda treba da ima propisanu visinu merenu od gornje površine pokrivnog betonskog elementa do gornje ivice ograde, a nadzidak visinu bar 20 cm. Prikljuþak hidroizolacije se za cev obezbeÿuje flanšama (slika 4.70).

Slika 4.70. Obrada prikljuþka hidroizolacije na cev ograde terase

O IZOLACIJI

353

4.3.5.7.6. Obrada veze svetlosne kupole sa osnovnom (tekuüom) hidroizolacijom je prikazana na slici 4.71.

Slika 4.71. Prikljuþak hidroizolacije od polimerbitumenskih traka na ram svetlosne kupole 4.3.5.7.7. Obrada dilatacionih spojnica Dilatacione spojnice koje razdvajaju pojedine delove zgrada moraju da budu u jednoj ili u dve ravni. Prikazani su klasiþni primeri obrade dilatacija koji su modifikovani primenom savremenih materijala (prefabrikovane zaptivne trake u kombinaciji sa sintetiþkim trakama). (1) Obrada dilatacione spojnice u jednoj ravni U sluþaju prohodih terasa dilatacionu spojnicu je potrebno obraditi tako da ne bude iznad nivoa zaštite, pa se stoga zaštita izvodi u kombinaciji sa bakarnim limom. Bakarni lim treba da bude debljine 1,2 do 2 mm na sredini zaluþen, polupreþnika krivine najmanje 5 cm, sa ravnim delom sa obe strane koji služi za vezu sa hidroizolacijom (višeslojnom bitumenskom) (slika 4.72). U sluþaju neprohodnih krovova dilatacione spojnice se obraÿuju preko nadzidaka visine najmanje 20 cm od gornje površine zaštite hidroizolacije (slika 4.73). (2) Obrada dilatacionih spojnica u dve ravni Ovaj tip dilatacionih spojnica se obavezno izvode podizanjem nadzidka na nižem delu zgrade i izvoÿenjem hidroizolacije kao što je veü reþeno (slika 4.74 i 4.75).

354


Slika 4.72. Principijelno rešenje obrade Slika 4.73. Principijelno rešenje obrade dilatacione spojnice u jednoj ravni – dilatacione spojnice u jednoj ravni – prohodni krov neprohodni krov

Slika 4.74. Principijelno rešenje obrade dilatacione spojnice u dve ravni (I varijanta)

Slika 4.75. Principijelno rešenje dilatacione spojnice u dve ravni (II varijanta)

Napomena: Prikazana rešenja su samo principijelna i moraju se pri izradi projekta hidroizolacije uskladiti sa konkretnim rešenjima detalja iz glavnog projekta i sa savremenim materijalima za obradu dilatacionih spojnica. 4.3.5.8. SANACIJA RAVNIH KROVOVA 4.3.5.8.1. Uopšte o trajnosti hidroizolacije ravnih krovova Ravni krovovi bez obzira da li su sastavni deo stambenih, javnih ili industrijskih objekata u našim uslovima graÿenja i eksploatacije uglavnom nisu odgovorili nameni u smislu vodonepropustljivosti i trajnosti. Stoga je zavladalo mišljenje da ravne krovove ne treba projektovati i izvoditi, a da postojeüe gde god je to moguüe treba pretvarati u kose krovove. Sledeüi ovakve stavove zadnjih godina se problem procurivanja ravnih krovova zgrada rešava doziÿivanjem jednog sprata, a nekada i dva – pretvaranjem ravnog krova u kosi krov. Pri ovome se þesto ne poštuju osnovni zahtevi graÿenja u prvom redu statiþke moguünosti objekta i urbanistiþko-arhitektonski zahtevi izgraÿene celine. Iskustvo

O IZOLACIJI

355

je pokazalo da se dograÿivanjem podkrovlja uglavnom rešava problem prokišnjavanja objekta, ali da se pri tome þesto narušava izgled objekta, odnosno okoline, a þesto se narušava i statiþka sigurnost objekta.

Slika 4.76. Primer rešavanja zaštite dilatacione spojnice u sistemu hidroizolacije sa premazom Alsan 400 (taþka 4.3.5.5) Nasuprot lošem iskustvu u korišüenju ravnih krovova inostrana iskustva su sasvim drugaþija što potvrÿuje i dalje projektovanje i izvoÿenje ravnih krovova na daleko složenije eksploatacione zahteve. Primeri toga su ozelenjeni krovovi koji predstavljaju prave parkove, zatim površine trgova, parkirališta i drugih površina koje su

356


pod saobraüajem iznad kompleksa ukopanih objekata razne namene. Prema tome ako smo pre tridesetak godina sledili inostrana iskustva u projektovanju i izvoÿenju ravnih krovova, kao i u proizvodnji hidroizolacionih materijala neopravdano je da i danas ne þinimo to isto. Zauzimanjem stava, da ravne krovove treba odbaciti kao nekvalitetne krovne pokrivaþe pa þak da ih treba i zakonskim aktima zabraniti je sigurno neprimereno jer sputava dalji razvoj savremene arhitekture u našim uslovima graÿenja. 4.3.5.8.2. Propusti i greške kod projektovanja i izvoÿenja ravnih krovova Bez obzira na loše iskustvo u korišüenju ravnih krovova praksa je pokazala da pravilno projektovani i pravilno izvedeni, saþuvani od ošteüenja, namenski korišüeni i pravilno održavani ravni krovovi mogu biti vrlo efikasni i trajni. To se posebno odnosi na prohodne krovove sa teškom zaštitom, jer su znatno manje podložni dejstvu spoljnih uticaja. Olujni i jaki vetrovi ih ne mogu odneti niti oštetiti, oni su takoÿe negorivi. Ravni krovovi se brzo grade i jednostavno izvode, a može se reüi i da su ekonomiþni. Sve ovo stoji pod uslovim da su krovovi projektovani i izvedeni uvažavajuüi savremene standarde i tehniþku regulativu u oblasti hidroizolacije i graÿevinske prakse. Svi ugraÿeni materijali treba da su visokokvalitetni i atestirani u akreditovanim laboratorijama ovlašüenih institucija. Kada se analizira na kojim ravnim krovovima dolazi najviše do ošteüenja, gde su potrebne veüe intervencije i radikalne sanacije onda se vidi da su to krovovi kod kojih su štete nastale: – izostavljanjem pojedinih slojeva u sastavu hidroizolacije ali i drugih kao što su parne brane pa þak i toplotne izolacije, zatim sloja za izjednaþavanje parnog pritiska ispod hidroizolacije, sloja za odvajanje i drugo; – nedovoljnim dimenzionisanjem slojeva, neodgovarajuüim rešenjem i nedilatiranom teškom zaštitom, nedilatiranim slojem za nagib iznad toplotne izolacije i drugo; – nepravilnim rešenjem prodora kroz hidroizolaciju i raznih detalja kao na primer ugraÿivanjem neodgovarajuüih slivnika, zidanih ventilacija, dimnjaka, antena, holkela, limarije, bravarije i njihovih veza sa hidroizolacijom; – primenom neodgovarajuüih ili nedovoljno kvalitetnih materijala za hidroizolacije za toplotnu izolaciju i ostale slojeve u krovnom pokrivaþu; – neodgovarajuüim izvoÿenjem graÿevinsko-arhitektonskih detalja, a samim tim i nekvalitetno ostvarenom vodonepropustljivom vezom sa osnovnom (tekuüom) hidroizolacijom; – nekvalitetno meÿusobno zavarenim trakama ili nestruþno zavarenim trakama u sistemu hidroizolacije kao i na mestima završetka i prikljuþaka hidroizolacije na obraÿenim detaljima; – nepravilno kombinovanje traka u sistemu hidroizolacije obzirom na vrstu uloška trake (na primer ugraÿivanje traka sa staklenim voalom tez traka sa staklenom tkaninom ili traka sa poliestarskim filcom); – neodgovarajuüe ostvarivanje veze hidroizolacije za podlogu obzirom na vrstu konstrukcije (monolitna, montažna trapezasti lim...) na nagib krova kao i obzirom na vrstu zaštite hidroizolacije (lepljeni sistem, polulepljeni i fiksirani).

O IZOLACIJI

357

4.3.5.8.3. Projektovanje sistema sanacije ravnih krovova (1) Utvrÿivanje þinjeniþnog stanja ošteüenog krova – Izrada tehniþkog izveštaja Da bi se pristupilo izradi Projekta sanacije krovnog pokrivaþa neophodno je izraditi detaljan Tehniþki izveštaj o þinjeniþnom stanju krova i uzrocima procurivanja. Ovaj izveštaj treba bazirati na: – pregledu raspoložive dokumentacije o izvoÿenju krovnog pokrivaþa, eventualno veü vršenih sanacija, podaci o ugraÿenim slojevima, proraþuni iz graÿevinske fizike, klimatskim uslovima, nameni potkrovnih prostorija, obliku i dimenzijama krova, dozvoljenom optereüenju krova, nameni krova, nagibu krova, naþinu odvodnjavanja i svim relevantnim podacima neophodnim za izradu alternativnih rešenja saniranja, izbor materijala, naþin izvoÿenja sistema i obradu detalja; – vizuelnom pregledu krova sa spoljne strane i sa unutrašnje strane: Pregled krova sa spoljne strane bez razaranja obuhvata vizuelno utvrÿivanje izgleda i stanja krovnog pokrivaþa i svih detalja dok pregled krova sa razaranjem obuhvata uzimanje uzoraka za odreÿivanje kvaliteta ugraÿenih slojeva na licu mesta i laboratorijskim ispitivanjem sastava i stanja krovnog pokrivaþa. – vizuelnom pregledu krova sa unutrašnje strane otkrivanjem mesta procurivanja. Fotodokumentaciji – snimci stanja krovnog pokrivaþa i detalja. (2) Izbor optimalnog rešenja sanacije Na osnovu þinjeniþnog stanja u kome se krov i pojedini slojevi nalaze, utvrÿenih uzroka štetnih posledica odreÿuje se stepen ošteüenja krova, a s tim u vezi i stepen potrebnih radova koje treba bazirati na postojeüim tehniþkim propisima i standardima. Pri izboru rešenja treba na prvom mestu uzeti u obzir þinjenicu da se podkrovne prostorije (nad kojima treba da se sanira krov) koriste, što je jedan od važnih þinioca koji uslovljava izbor rešenja sanacije. Takoÿe iz ograniþenosti optereüenja noseüih konstrukcija i krovne ploþe kao i iz namene krova i arhitektonsko estetskog rešenja i uslovljenosti korisnika zgrade þesto proizilaze i nove ograniþavajuüe okolnosti. Pod optimalnom alternativom projektnog rešenja sanacije ravnog krova podrazumeva se tehniþki ispravnim rešenjem ono kojim üe se u okviru Tehniþkih propisa i standarda obezbediti sigurnost i trajnost ravnog krova, a koje je istovremeno povoljno u tehniþko-ekonomskom smislu i koje je moguüe izvoditi bez znaþajnih smetnji o ometanju istovremenog korišüenja podkrovnih prostorija u vreme izvoÿenja radova sanacije. U izboru optimalnog rešenja podrazumevaju se ne samo radovi koji se smatraju þisto krovopokrivaþkim veü i ostali radovi koji se moraju izvesti (odnosno rušiti, popravljati, zamenjivati) a koji spadaju u graÿevinske, zanatske, instalaterske kao na pr. rušenje i ponovno ugraÿivanje malternih holkela, rušenje i ponovno ugraÿivanje slivnika, pripreme dilatacionih otvora, rušenje i ponovno ugraÿivanje teških zaštita, popravke, dorade ili zamene limarije, bravarije i drugih prateüih radova na pripremi stare hidroizolacije ako se ista zadržava.

358


Hidroizolacioni materijal za ojaþanje postojeüe hidroizolacije ako se ona zadržava je najþešüe sintetiþka membrana od mekog polivinilhlorida PVC-P kaširana poliestarskim filcom koji služi kao odvajajuüi sloj ako se ista ugraÿuje preko bitumenske hidroizolacije. Traka se lepi poliuretanskim lepkom za pripremljenu podlogu. Saniranje hidroizolacije se može izvoditi i kvalitetnim polimerbitumenskim trakama koja se bira prema nalazima iz Tehniþkog izveštaja kao i Projektnom zahtevu. Pored izvoÿenja sanacije trakama mogu se primenjivati i bezšavne hidroizolacije od bitumenskih i polimernih sistema po hladnom postupku. Projektovana hidroizolacija ravnog krova treba da obuhvati – opis predloženog rešenja sa obrazloženjem – opis primenjenih materijala sa tehniþkim uslovima – tehniþki opis radova (sa pripremnim i završnim radovima) – crtež obrade detalja (u razmeri 1:5, 1:2 pa þak 1:1) – predmer i predraþun radova. Važne napomene u vezi sanacije ravnih krovova Za izradu Elaborata o utvrÿivanju uzroka procurivanja odreÿenog krova kao i izradu projekta sanacije krovnog pokrivaþa preporuþuje se angažovanje odgovarajuüe istraživaþke ustanove koja ima iskustva u radu na rešavanju problema hidroizolacije graÿevinskih objekata. Konkretno kao osnov za rešavanje sanacionih problema ravnog krova može se koristiti francuski standard NF P84-208-1:2002. (DTU 43.5). U sklopu rešavanja ravnih krovova – terasa poželjno bi bilo za neprohodne krovove predlagati izvoÿenje krovnih bašti što bi znatno doprinelo poboljšanju zaštite životne sredine. 4.3.5.9. ODRŽAVANJE RAVNIH KROVOVA 4.3.5.9.1. Štetni uticaji i posledice tokom eksploatacije Ravni krovovi stambenih i javnih zgrada kao i krovovi industrijskih objekata izvedeni ugljovodoniþnim i sintetiþkim proizvodima praktiþno se moraju podvrgavati povremenim pregledima, struþnoj kontroli, opravkama i održavanju u cilju spreþavanja neželjenih posledica kao i u cilju produženja veka trajanja izvedenih pokrivaþa. Ošteüenja na ravnim krovovima mogu nastati kao posledica: – uticaja prirodnih nepogoda velikih razmera kao što su: zemljotres, pomeranje i sleganje tla, olujni vetrovi, snežne meüave, poplave i drugo; – nepovoljnih konstruktivnih rešenja, nedovoljno ispitanih uslova za fndiranje, nedostatka dilatacionih fuga, neispravnih statiþkih proraþuna; – nepravilno odabranih hidroizolacionih sistema i materijala; – propusta pri izvoÿenju hidroizolacije i ostalih slojeva krovnog pokrivaþa; – nenamenske eksploatacije i optereüenja krovnog pokrivaþa. Navedne posledice prirodnih nepogoda su trenutne, ne mogu se predvideti meÿutim, ukoliko nastanu, moraju se odmah otkloniti, ali zato se ostale posledice mogu predvideti ako se objekat održava i nadgleda pa se na vreme mogu izbeüi ošteüenja. Inaþe, pregledi i kontrole, kao i opravke koji spadaju u domen održavanja neophodni su i pri normalnom korišüenju zgrada, jer razni spoljni uticaji, koji deluju sporije i kroz duže vreme þine da se materijali i konstrukcije zamaraju, stare i menjaju svoje fiziþko mehaniþke i reološke osobine.

O IZOLACIJI

359

4.3.5.9.2. Održavanje i kontrola ravnih krovova Održavanju ravnih krovova praktiþno treba priüi odmah po useljenju objekta. Bez obzira da li su krovovi prohodni ili neprohodni mora se voditi raþuna o sledeüem: – da se održava þistoüa, spreþava rastinje i zatvaranje slivnika; da su pod kontrolom prikljuþci i završetci hidroizolacije na detaljima, stanje limarije i bravarije; – da se ne optereüuju nepredviÿenim ureÿajima i saobraüajem pešaka ili vozila, ako nisu za to projektovani; – da se ne koriste za namene za koje nisu predviÿeni – neprohodni krovovi za boravak ljudi; – da se sa prohodnih krovova sa teškom zaštitom þisti samo veliki sneg (naroþito nanosi snega na pune ograde da ne bi prilikom topljenja snega voda prešla iznad izolovanih holkela u donje slojeve krovova), a sa neprohodnih da se pri þišüenju velikog snega mehaniþki ne ošteüuje hidroizolacija i njena zaštita, pri þemu se þišüenje sme vršiti samo drvenim lopatama; – da se mehaniþki ne ošteüuju i ne probijaju (na pr. naknadnim ugraÿivanjem raznih ankera, držaþa, antena i sl.). (1) Održavanje krovova sa teškom zaštitom Kod krovova sa teškom zaštitom od šljunka i ugraÿenih ploþa održavanje obuhvata uglavnom uklanjanje rastinja i grube neþistoüe. (2) Održavanje krovova sa bitumenskim trakama sa samozaštitom od mineralnog posipa ili ljuspicama škrilja Gornja površina od hidroizolacionih traka sa posipom zahteva posebnu negu na pr. pravovremenu naknadnu obradu hidroizolacione gornje površine sa jednim premazom ili premazom sa jednovremenim obnavljanjem posipa. Ošteüena mesta u gornjem sloju krovne hidroizolacije pre nanošenja premaza moraju biti popravljena. Uþestalost mera kontrole zavisi od zahteva hidroizolacije i sa tim u vezi od pojave starenja Polimerbitumenske trake su po pravilu visokovredne trake otporne na starenje. Potrebne mere kontrole se preduzimaju u saglasnosti sa proizvoÿaþem. (3) Održavanje krovova sa sintetiþkim trakama bez površinske zaštite Negovanje krovnih hidroizolacija bez zaštite ograniþava se po pravilu na uklanjanju neþistoüa, otpadaka i drugog nataloženog otpada. Nanošenje premaza ili namaza sa današnjeg stanja tehnike je po pravilu nemoguüe (?) Nanošenje reflektujuüih premaza je u zavisnosti od prirode upotrebljenog materijala. Mogu se primeniti samo takvi premazi koje preporuþi proizvoÿaþ sintetiþke trake. U zagaÿenim industrijskim zonama reflektujuüi premazi mogu u vrlo kratkom vremenskom periodu da izgube svoja zaštitna svojstva. Ošteüena mesta hidroizolacije moraju prethodno biti pripremljena za nanošenje premaza. (4) Popravljanje (krpljenje) krovne hidroizolacije od bitumenskih traka

360


Pojedine klobukove u hidroizolaciji treba unakrsno iseüi. Posle postavljanja sloja za izjednaþenje pritiska, ta mesta se pokrivaju lepljenjem pravilno iseþenog komada bitumenske trake. Pukotine u hidroizolaciji sem lepljenja nove trake premoštavaju slobodnim polaganjem sa jedne strane fiksiranom trakom. Na ovaj naþin se spreþava prenošenje naprezanja na novu traku. (5) Popravljanje (krpljenje) krovne hidroizolacije od sintetiþkih traka Ošteüenja se otklanjaju pomoüu zavarivanja ili lepljenja sintetiþke trake, koja odgovara onoj u krovnoj hidroizolaciji. Preporuþuje se da traka, sredstvo za lepljenje i zavarivanje budu od istog proizvoÿaþa. (6) Obnavljanje krovne hidroizolacije od bitumenskih traka Kada slojevi hidroizolacije još funkcionišu može se izvesti delotvorna revitalizacija na pr. struþnim nanošenjem jedne polimerbitumenske trake. Potpuno lepljenje trake za pripremljenu podlogu je moguüe samo kada nema vlage ispod, izmeÿu ili preko postojeüe ošteüene krovne hidroizolacije na koju se mora raþunati. Formiranje ponovnih mehurova se može spreþiti ugraÿivanjem dodatnog sloja toplotne izolacije prkeo pripremljene postojeüe hidroizolacije kojim se istovremeno poboljšava toplotna izolacija krova. Naþin ugraÿivanja treba uskladiti prema vrsti i nameni krovnog pokrivaþa. Obnavljanje hidroizolacije od bitumenskih traka izvodljivo je i sa sintetiþkom trakom od PVC-P kaširanom sa poliestarskim filcom koja se lepi poliuretanskim lepkom za podlogu što pripada domenu saniranja hidroizolacije (taþka 4.3.5.8). (7) Obnavljanje krovnih hidroizolacija od sintetiþkih traka Kada se ošteüenje hidroizolacije od sintetiþkih traka ravizija onda se pre nanošenja novog sloja hidroizolacione trake preporuþuje uklanjanje ošteüene krovne hidroizolacije. Pri tome treba uzeti u obzir preporuke proizvoÿaþa, odnosno struþnih lica za izradu sanacionog projekta jer se ovaj postupak ne može smatrati obnavljanjem postojeüe hidroizolacije veü izradom nove.

4.4. ZAŠTITA PODNIH KONSTRUKCIJA I ZIDOVA OD VLAGE I VODE SA UNUTRAŠNJE STRANE OBJEKTA 4.4.1. UVOD Kvalitet i funkcionalnost poda kao i mikroklimatski uslovi u prostorijama stambenih i javnih objekata koje su izložene uticaju vlage i vode zavisi pre svega od pravilno odabranog i izvedenog sistema zaštite. Zaštita podnih konstrukcija od podzemnih voda i kapilarne vlage se izvodi pri graÿenju objekta kao sastavni deo hidroizolacije temelja i zidova sve do iznad nivoa terena. Ova vrsta zaštite ne samo kada se objekat fundira u podzemnoj vodi, veü i kod ukopanih objekata, ako se pravilno ne reši i ne izvede može da prouzrokuje velike štete u eksploataciji objekta. Druga vrsta zaštite podnih konstrukcija je od uticaja unutrašnje vlage i vode prouzrokovane uslovima namene i eksploatacije pojedinih prostorija izvodi se, u sastavu završnih radova. Eventualne greške pri izboru vrste i izvoÿenja ovih zaštita (ili þak i ne izvoÿenju) obiþno su jednostavnije za otklanjanje od prethodnih, jer su ove pristupaþne za saniranje, ali obzirom da su unutrašnji radovi najþešüe skupi i ovakva saniranja mogu prouzrokovati znatne materijalne štete uz smanjenje udobnosti stanovanja.

O IZOLACIJI

361

Podne konstrukcije se ne svrstavaju u posebno znaþajne delove objekta. Kvalitet i karakteristike podnih konstrukcija meÿutim na više naþina opredeljuje kvalitet tzv. znaþajnih celina objekta. To može da se odnosi na kvalitet: unutrašnjeg prostora, zvuþne, protivpožarne, toplotne i hidro-zaštite. Izbor i vrsta podnih konstrukcija odreÿeni su velikim brojem meÿuzavisnih uticaja: namena prostora, tip noseüe meÿuspratne konstrukcije, vrsta i naþin ugraÿivanja instalacija (elektrika, vodovod i kanalizacija, podno grejanje), standard objekta u celini, asortiman graÿevinskih materijala i meÿusobni odnos uticaja na povišenje energetske efikasnosti zgrade. Podne konstrukcije treba posmatrati kao složene delove objekta koji u praksi odgovaraju nameni samo ako su definisani i ugraÿeni kao „celine“ koja formira meÿuspratnu konstrukciju. Razmatrani su spoljni i unutrašnji uticaji vlage i vode na podne konstrukcije, zatim sastav podne konstrukcije preko temeljne ploþe i podne konstrukcije na meÿuspratnim konstrukcijama (tavanicama) u prostorijama sa vlažnim režimom korišüenja (kupatila, kuhinje, perionice i drugo). Uticaj kapilarne i kondezne vlage na ošteüenje zidova u prostorijama sa unutrašnje strane takoÿe se rešava u sklopu sa otklanjanjem nedostataka u konstrukciji poda (na temeljnoj ploþi ili tavanici). 4.4.2. POJMOVI I OSNOVNI TIPOVI PODNIH KONSTRUKCIJA (1) Podna konstrukcija oznaþava skup graÿevinskih materijala – slojeva iznad noseüe konstrukcije u objektu koji u funkcionalnom i tehniþkom smislu omoguüavaju ispunjenje postavljenih zahteva. Podne konstrukcije þini sledeüe. (2) Podna obloga, završni sloj podne konstrukcije koji estetski i funkcionalno definiše prostor i istovremeno štiti i prenosi spoljne uticaje na ostale slojeve podne konstrukcije. (3) Podna podloga prihvata podnu oblogu, prenosi optereüenja na noseüu konstrukciju, uþestvuje u zaštiti od buke, požara, toplote, prodora vode i vlage i sliþno. U zavisnosti od tipa podne konstrukcije može da zadrži: krutu ploþu – estrih i izolacioni sloj. Izbor materijala – slojeva koji formiraju podnu konstrukciju, odreÿuje se za svaki sluþaj posebno, a u zavisnosti od konkretnih zahteva. (4) Pri ugraÿivanju podne konstrukcije razlikuju se dva osnovna postupka: „mokri“ i „suvi“. U prvom sluþaju koristi se najþešüe cementni malter u svežem stanju. Suvi postupak ugraÿivanja podrazumeva primenu gotovih industrijski proizvedenih elemenata od kojih se formira podna podloga. Podna podloga može da bude postavljena neposredno na noseüu konstrukciju i da tako formira „vezanu podlogu“. Kada podna podloga sadrži „krutu“ ploþu i meki izolacioni sloj, prvenstveno omoguüava poboljšanu zvuþnu izolaciju, dobija se poseban tip podne konstrukcije koji se u praksi naziva „plivajuüa podna konstrukcija“ koja se u praksi najþešüe koristi u zgradarstvu. (5) Plivajuüa podna konstrukcija prema SRPS U.F2.019:1988, definisana je kao nerazdvojni sklop krute ploþe (noseüeg podnog sloja) preko koje se rasporeÿuje teret i elastiþnost izolacionog sloja na koji ona naleže celom površinom, a pri tome je odvojena od drugih konstrukcionih delova objekta (slika 4.77).

362


Slika 4.77. Plivajuüa podna konstrukcija; PPK – plivajuüa podna konstrukcija, KP – kruta ploþa; IS – izolacioni sloj, d – debljina plivajuüe konstrukcije Plivajuüa podna konstrukcija na noseüim meÿuspratnim tavanicama služi za izolaciju od zvuka, udara u stambenim zgradama, poslovnim, školskim i drugim javnim zgradama namenjenim za boravak ljudi. Plivajuüa podna konstrukcija zajedno sa noseüom konstrukcijom i podnom oblogom, obezbeÿuje izolaciju od zvuka udara i zahteva odreÿenu toplotnu izolaciju kao i hidroizolacioni sloj prema potrebi. Za izvoÿenje plivajuüih podnih konstrukcija koriste se dva postupka: – suvi postupak postavljanjem gotovih elemenata sa izolacionim slojem prethodno priþvršüenim za krutu podlogu prema SRPS U.F2.023:1988, – vlažan postupak ugradnje cementne krute ploþe na mestu ugradnje preko ranije postavljenog izolacionog sloja. Izmeÿu izoloacionog sloja i ploþe neophodno je postaviti hidroizolaciju prema SRPS U.F2.020:1988. (6) Betonske podloge za nanošenje monolitnih polugotovih podova na bazi sintetiþkih smola u vidu premaza, samorazlivajuüih špahtl masa i maltera debljine do 10 mm izraÿenih na bazi epoksidnih, poliuretanskih, poliestarskih i polimetakrilnih smola izvode se prema standardu SRPS U.F2.033 i SRPS U.F2.034. Podovi obuhvaüeni ovim standardima primenjuju se u stambenim, javnim i industrijskim objektima. Podnu konstrukciju þini sloj iznad podloge betonske noseüe ploþe ili meÿuspratne betonske konstrukcije na koju se može direktno nanositi polugotov pod ili se preko nje postavlja podna podloga – estrih ili konstrukcija plivajuüeg estriha. Podna podloga – estrih (cementna košuljica) monolitna podna podloga od cementnog maltera, koja se u svežem stanju nanosi na noseüu betonsku podlogu. Razlikuju se: a) vezani estrih (nanosi se neposredno na pripremljenu podlogu), b) estrih na sloju za razdvajanje (plastiþna folija, karton i sliþno), c) plivajuüi estrih (sadrži izolacioni sloj izmeÿu podloge i estriha sa hidroizolacionim slojem).

O IZOLACIJI

363

4.4.3. UTICAJ VODE I VLAGE NA PODNE KONSTRUKCIJE 4.4.3.1. SPOLJNI I UNUTRAŠNJI UTICAJI U zavisnosti od toga da li se podne konstrukcije izvode preko temeljne ploþe ili noseüe konstrukcije, izvršena je podela dejstva vlage i vode na spoljne i unutrašnje. Temelji i temeljne ploþe zavisno od dubine ukopavanja objekta i nivoa podzemne vode mogu biti izloženi uticaju podzemne vode pod pritiskom, uticaju podzemne vode koja nije pod pritiskom i uticaju kapilarne vlage. Procedna voda je atmosferska voda koja tokom poniranja deluje na objekat, za kratko vreme kao voda pod pritiskom, koja može da prodre u objekat ako hidroizolacija nije pravilno projektovana i izvedena. Svi ovi uticaji na podnu konstrukciju i zidove su spoljni uticaji i oni se rešavaju u sastavu hidroizolacije temelja bilo da se oni izvode na nivou terena ili ispod terena kod zgrada bez podruma i kod zgrada sa podrumom (vidi taþku 4.2.5). Podne i zidne konstrukcije u zavisnosti od režima eksploatacije unutar objekta, mogu biti izložene uticaju tehnološke i otpadne vode koja nije pod pritiskom, zatim difuziji vodene pare i njenoj kondenzaciji na površini zida ili u zidu. Takvi zidovi su vlažni sa izraženim ošteüenjima maltera i pojavom buÿi. Ovakva promena mikroklime u prostorijama utiþe na uslove življenja. Prolaz vode kroz meÿuspratnu podnu konstrukciju i zidove u prostorijama sa mokrim þvorovima rešava se ugraÿivanjem sloja hidroizolacije; difuzija vodene pare u termoizolaciju kao i u zvuþnu izolaciju spreþava se ugraÿivanjem sloja za izjednaþenje pritiska i parne brane. 4.4.3.2. VRSTE PODOVA KOD KOJIH SE IZVODI HIDROIZOLACIJA Podela podova kod kojih se izvodi hidroizolacija odnosno zaštita podne konstrukcije od vode i vlage ovde je izvršena u tri grupe što je prikazano šematski na slici 4.78. Difuzija vodene pare kroz konstrukciju predstavlja bitan parametar za spoljne meÿuspratne konstrukcije i za meÿuspratne konstrukcije koje dele grejani od negrejanog prostora. Difuzija vodene pare je nebitna za meÿuspratne konstrukcije izmeÿu grejanih i negrejanih prostora gde su parcijalni pritisci vodene pare sa obe strane konstrukcije jednaki ili približno jednaki. Za meÿuspratne konstrukcije iznad podruma ili prema (negrejanom) tavanskom prostoru kao i za sve spoljne meÿuspratne konstrukcije obavezan je proraþun difuzije vodene pare kroz konstrukciju. Sa aspekta zaštite od provlaženja i kondenzacije usled difuzije vodene pare kroz konstrukciju kod meÿuspratnih konstrukcija iznad podruma ili prema (negrejanom) podkrovlju zahteva se: – primena toplotno izolacionog sloja minimalne debljine 0,03 m, – primena parne brane (PVC folije) sa unutrašnje strane toplotno izolacionog sloja prema grejanom prostoru. Poveüanjem debljine toplotne izolacije na 0,03 m postiže se ublažavanje nepovoljnog uticaja toplotnih mostova kod armiranobetonskih rebrastih konstrukcija – povišava se najniža temperatura i smanjuje zona uticaja toplotnog mosta, a postavljanjem parne brane spreþava se prodor vlage iz grejanog prostora u hladne slojeve konstrukcije.

364


Slika 4.78. Vrste podova kod kojih je potrebno izvoÿenje zaštite od spoljnih i unutrašnjih dejstava vode i vlage Projektom toplotne zaštite treba obezbediti osnovne tehniþke uslove u pogledu toplotne izolacije i difuzije vodene pare, definisane vrednošüu otpora toplotnom protoku R[m2 K/W], odnosno koeficijenta prolaza toplote k[W/(m2 K)], kao i u pogledu ugodnosti podne konstrukcije, odreÿene vrednošüu odvoÿenja toplote podne konstrukcije B[Ws(1/2)/(m2 K)]. Korelacija navedenih uslova u pogledu zadovoljenja pojedinaþnih kriterijuma na globalnom planu obezbeÿuje ekonomiþnost grejanja, štednju energije i ugodnost boravka, a u sluþaju meÿuspratnih konstrukcija koje dele grejani od negrejanog prostora ili spoljne sredine i zaštitu od moguüih neugodnih posledica usled kondenza. Za proraþun otpora toplotnom protoku i koeficijenta prolazne toplote kao graniþne najveüe dozvoljene vrednosti prema SRPS U.J5.600 date su u tabeli 4.23. Tabela 4.23. Potrebne vrednosti Rmin[m2K/W] i kmax[W/(m2 K)] Graÿevinska konstrukcija Meÿuspratna konstrukcija izmeÿu stanova Meÿuspratna konstrukcija iznad podruma Meÿuspratna konstrukcija prema tavanu Meÿuspratna konstrukcija iznad otvorenog prostora Tavanica prema spoljnoj sredini (prema loÿi i sliþno) Pod na tlu

Graÿevinska klimatska zona I II III Rmin kmax Rmin kmax Rmin kmax 0,49 1,04 0,88 1,79 1,16 0,94

1,35 0,75 0,95 0,50 0,75 0,90

0,49 1,38 1,08 2,01 0,55 1,17

1,35 0,60 0,80 0,45 1,37 0,75

0,49 1,71 1,26 2,29 1,65 1,37

1,35 0,50 0,50 0,40 0,55 0,65

O IZOLACIJI

365

U sluþaju spoljnih graÿevinskih konstrukcija (iznad otvorenih prostora, prema loÿama, podovi na tlu i sliþno) potrebno je obezbediti pojaþanu toplotnu zaštitu. Ovde je i konstruktivno rešenje složenije usled posebnih zahteva za hidroizolaciju i sliþno. 4.4.4. PROJEKTOVANJE HIDROIZOLACIJE PODNIH KONSTRUKCIJA OD VODE I VLAGE 4.4.4.1. PRINCIPI REŠAVANJA HIDROIZOLACIJE Projektovanje i izvoÿenje hidroizolacije podnih konstrukcija kao sastavnog dela temeljne ploþe ili sastavnog dela noseüe konstrukcije uz domaüe standarde iz oblasti. Za završne radove u graÿevinarstvu koristi se i nemaþki standard kao što je DIN 18195-5:2000. Hidroizolacije protiv vode koja nije pod pritiskom na podovima i mokrim prostorijama (vidi taþku 4.2.5). Prema uslovima za projektovanje i izvoÿenje hidroizolacije podnih konstrukcija od vlage i vode koja nije pod pritiskom iz odgovarajuüih standarda i praktiþnih iskustava sa domaüim materijalima prikazane su skice principijelnih rešenja hidroizolacije na slikama 4.79, 4.80, 4.81, 4.82: – principi rešavanja hidroizolacije podne konstrukcije na terenu od spoljnih uticaja vlage i vode, koja nije pod pritiskom na zgradi bez podruma (slika 4.79),

Slika 4.79. Princip rešavanja hidroizolacije podne konstrukcije na terenu od vlage i vode koja nija pod pritiskom na zgradi bez podruma; 1. tamponski sloj; 2. mršavi beton; 3. AB ploþa; 4. hidroizolacija; 5. termoizolacija; 6. zaštita hidroizolacije; 7. sloj za odvajanje

366


– principi rešavanja hidroizolacije podne konstrukcije ispod terena od spoljnih uticaja vlage i vode koja nije pod pritiskom na zgradi sa podrumom upotrebom višeslojne fleksibilne i krute hidroizolacije (slika 4.80), – principi rešavanja hidroizolacije poda na temeljnoj ploþi i na noseüoj meÿuspratnoj konstrukciji od unutrašnjih uticaja vlage i vode u stambenim kupatilima, WC-ima i drugim prostorijama sliþnog klimata kao što su perionice, javna kupatila, servisi itd (slika 4.81). Po istom principu se rešava hidroizolacija loÿa na noseüim konstrukcijama od atmosferskih padavina.

Slika 4.80. Princip rešavanja hidroizolacije podne konstrukcije ispod terena od vlage i vode koja nije pod pritiskom na zgradi sa podrumom

O IZOLACIJI

367

Slika 4.81. Princip rešavanja hidroizolacije poda na noseüoj konstrukciji u mokrim prostorijama (kupatila, kuhinje, loÿe) 4.4.4.2. MESTO HIDROIZOLACIJE I PRATEûIH SLOJEVA U PODNOJ KONSTRUKCIJI Posmatrano sa gledišta domaüe tehniþke regulative za izvoÿenje toplotne i zvuþne zaštite, retki su sluþajevi da se podne konstrukcije u stambenim i javnim objektima izvode kao konstrukcione armiranobetonske ploþe samo sa hidroizolaci-

368


jom. Zbog toga se kod podnih konstrukcija sa toplotnom i zvuþnom zaštitom, pored hidroizolacije ugraÿuje i sloj za izjednaþavanje pritiska i parnih brana. Funkcije ovih slojeva su sledeüe: – hidroizolacija podne konstrukcije štiti prostoriju od prodora vode i vlage i izvodi se sa strane delovanja ovih uticaja; – sloj za izjednaþavanje pritiska vodene pare se izvodi u cilju smanjenja razlike parcijalnih pritisaka vodene pare na graniþnim površinama termoizolacionog sloja; – parna brana treba da spreþi prodor difuzione vlage u toplotnu izolaciju. Pored ovih zaštitnih slojeva od vode i vlage izvode se još i slojevi koji obezbeÿuju stabilnost i mehaniþku nosivost podne obloge kao što su: – sloj za odvajanje toplotne izolacije od sloja za mehaniþku zaštitu odnosno od izravnavajuüeg sloja preko koga se izvodi podna obloga. Zaštitni sloj preko hidro– ili termoizolacije, odnosno podloga za nanošenje završne podne obloge izvodi se na licu mesta u svemu prema tehniþkim uslovima SRPS U.F2.020 za plivajuüe podne konstrukcije, SRPS U.F2.033 za sluþaj monolitnih podova na bazi sintetiþkih smola, zatim SRPS U.F2.011 za sluþaj izvoÿenja keramiþarskih radova. Mesto hidroizolacije i prateüih slojeva u podnoj konstrukciji, zavisno od utvrÿenih projektnih i eksploatacionih parametara u principu se odreÿuje prema skicama na slici 4.82. 4.4.4.3. PRAKTIýNI PRIMERI ZAŠTITNIH SLOJEVA OD VLAGE I VODE 4.4.4.3.1. Optimalni sistemi hidroizolacije Primer 1 – Fleksibilni sistemi po hladnom postupku: – prethodni bitumenski premaz, – namaz bitumenskom pastom, – ojaþanje staklenom mrežicom, – namaz bitumenskom pastom u dva sloja. Primer 2 – Fleksibilni sistemi po vruüem postupku: – prethodni bitumenski premaz, – namaz vruüim bitumenom, – bitumenska traka sa staklenim voalom, – namaz vruüim bitumenom. Primer 3 – Fleksibilni sistem postupkom varenja: – prethodni bitumenski premaz, – bitumenska traka sa uloškom od staklene tkanine, – namaz vruüim bitumenom. Primer 4 – Kruti sistem sa cementnom šljemom: – broj slojeva je odreÿen vrstom proizvoda.

O IZOLACIJI

369

Slika 4.82. Mesto hidroizolacije u podnoj konstrukciji principijelna rešenja Primer 5 – Sintetiþki jednokomponentni poliuretanski premaz (tipa Alsan 500/400, taþka 4.3.5.5.2): – prajmer HES (bez rastvaraþa za unutrašnje radove), – dva premaza sa armaturom izmeÿu na mestima ojaþanja. Zadnji sloj se posipa kvarcnim peskom. Napomena: Pri projektovanju podnih konstrukcija u prostorijama sa moguüom veüom koliþinom vode potrebno je obezbediti brzo oticanje vode izvoÿenjem podloge u odgovarajuüem nagibu i ugraÿivanjem slivnika sa sifonom radi spreþavanja prodiranja mirisa iz kanalizacije.

370


– Ukoliko se ne predviÿa vertikalna hidroizolacija onda izolaciju poda treba poviti na zid i oblogom zaštititi do visine oko 20 cm iznad poda. U tuš kabinama vertikalnu hidroizolaciju treba podiüi do 2 m od poda, odnosno najmanje 20 cm iznad tuš-ruže. – Pragove kod vrata treba uraditi tako da se voda ne bi mogla izliti u nezaštiüenu prostoriju. – Izolacija protiv tehnološke ili korišüene vode treba da se izvodi bez prekida – vodonepropusno. Vodonepropustljivost treba obezbediti i kod dilatacionih spojnica, prodora cevi i kablova kroz hidroizolaciju. Dilatacione spojnice se izvode na najvišim mestima izolacije. Kritiþno mesto u kupatilima je najþešüe veza slivnika sa hidroizolacijom o þemu treba misliti prilikom obrade ovog detalja. 4.4.4.3.2. Sloj za izjednaþavanje parnog pritiska – bitumenska traka za izjednaþavanje parnog pritiska prema SRPS U.M3.302. 4.4.4.3.3. Parna brana na osnovu proraþuna difuzije vodene pare ako se izvodi kao poseban sloj: – prethodni premaz, – namaz vruüim bitumenom, – bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije za parnu branu i izjednaþavanje parnog pritiska prema SRPS U.M3.301. 4.4.4.4. KONTROLA KVALITETA IZVOĈENJA – Za sve materijale koji se ugraÿuju treba da bude priložen certifikat o kvalitetu prema odgovarajuüim standardima i uslovima iz projekta. – Izvoÿenje hidroizolacije i ostalih prateüih slojeva treba da bude u skladu sa opisom izvoÿenja radova iz projekta i pod struþnim nadzorom odgovarajuüeg tehniþkog lica. – Provera vodonepropustljivosti hidroizolacije „in situ“ se izvodi svuda tamo gde je to moguüe bez štetnog uticaja na susedne prostorije.

4.5. ZAŠTITA FASADA 4.5.1. UVODNO RAZMATRANJE Fasada kao vertikalni nadzemni deo omotaþa zgrade treba da bude tako projektovana i izvedena da pored arhitektonsko urbanistiþkog dojma trajno štiti zgradu od atmosferskih i mehaniþkih uticaja, da pruži toplotnu, zvuþnu i protivpožarnu zaštitu. Koncepcija kompletne fasade sa svim rešenjima, izborom materijala, odabranom tehnologijom izvoÿenja treba da ima u vidu i unapreÿenje energetske efikasnosti kako za nove objekte tako i za revitalizaciju fasada potojeüih stambenih i javnih zgrada. Fasada je stalno izložena, s jedne strane deformabilnim uticajima konstrukcije zgrade þiji je sastavni deo, a sa druge strane atmosferskim i klimatskim uslovima sredine u kojoj se objekat gradi.

O IZOLACIJI

371

Atmosferski uticaji koji štetno deluju na funkcionalnost i trajnost fasade kao zaštitnog omotaþa zgrada su: – zraþenje – svetlosno zraþenje (ultravioletno i infracrveno) sunþana energija, toplotna energija; – temperatura – niska, visoka, temperaturni šokovi; – voda – atmosferske padavine u þvrstom stanju (sneg, led) u teþnom stanju (kiša, kondenzna voda) u gasovitom stanju (vodena para, magla, visoka relativna vlažnost, kapilarna voda iz terena); – vazduh – þist vazduh (kiseonik, ozon, ugljen-dioksid, azot); zagaÿeni vazduh – gasoviti sastojci (sumporni oksidi, hlor); þvrste þestice (pesak, prašina, þaÿ i druge neþistoüe); – biološki uticaji – mikroorganizmi, gljive, bakterije, plesni-buÿ; – mehaniþki uticaji – trajna i povremena pomeranja usled „rada“ konstrukcije, sleganja objekta, pomeranja tla i drugo; – fiziþki uticaji – uticaj vetra, uticaj kiše i vetra, habanje (erozija) uticaj odmrzavanja i zamrzavanja vlage (vode). Kapilarno upijanje kada je materijal zida direktno u kontaktu sa vodom (atmosferske padavine, podzemne vode). Osim toga vlaga može dospeti u zid: kao higroskopna vlaga, upijanjem vlage iz vlažnog vazduha; usled kondenzacije vodene pare na površini zida ili u zidu, kao posledica difuzije vodene pare; – agresivni uticaji – hemijski, elektrohemijski, fiziþki (industrijska so, nedozvoljeni kontakti razliþitih metalnih konstrukcija, štetni sastojci sadržani u vodi). Osnovni zahtev za fasadu jedne zgrade je trajnost u predviÿenom roku eksploatacije dok drugi ništa manje znaþajan zahtev je vodonepropustljivost fasade. Razlika izmeÿu ova dva zahteva je što je trajnost fasade u funkciji vremena, a vodopropustljivost fasade može biti prouzrokovana veü prvom kišom posle završetka objekta. To se dešava najþešüe kao posledica nekvalitetno izvedene fasade ili nepravilno izvedenih detalja ugraÿenih elemenata kao što su: – nepravilno izvedene / zaptivene spojnice izmeÿu fasadnih elemenata; – vodopropustljivost nepravilno izvedene veze ugraÿenih prozora za fasadni element; – prelivanje vode iz odvodnog sistema atmosferske vode sa krova; – nepravilno izvedeni završeci krovne hidroizolacije na parapetnom zidu / nadzidku; – propustljivost fasadnog platna pod udarima vetra i kiše. Ostali navedeni štetni uticaji vezani za vreme su vidljivi na postojeüim starim zidanim zgradama i montažnim stambenim zgradama sa fasadnim panelima koje su izgraÿene od 70-tih godina prošlog veka. Degradacija zidanih fasada je izražena kako u sloju od maltera tako i u zidovima od opeke. Montažno stambeni objekti sa betonskim fasadnim elementima bez naknadne obrade su u veoma lošem stanju sa vidno izraženom korozijom armature i prslinama u betonu koji se mestimiþno kruni usled degradacije, zidovi spojnica izmeÿu panela su ošteüeni korozijom, a masa kojom su spojnice ispunjene je izgubila zaptivna svojstva.

372


Fasade ovih zgrada ne samo da su znatno ošteüene i da negativno utiþu na životnu sredinu veü i sa gledišta energetske efikasnosti usled nedostatka toplotne izolacije (koja nije ni izvoÿena) ne mogu da odgovore niti zahtevima udobnog korišüenja prostora niti zahtevima smanjenja potrošnje energije u stambenim i javnim zgradama prema tehniþkoj regulativi zemalja EU bez radikalnih zahvata uvažavanjem savremene regulative iz oblasti graÿevinske fizike. 4.5.2. KATEGORIZACIJA FASADA POSTOJEûIH ZGRADA Uzimajuüi u obzir sistem i vreme graÿenja, asortiman graÿevinskih materijala i zahteve za toplotnu izoilaciju postojeüe zgrade (tipovi fasada) se mogu podeliti u sledeüe kategorije. I. Tradicionalne masivne zgrade, zidane sa punom opekom s kraja devetnaestog i poþetkom dvadesetog veka bez toplotne izolacije. II. Industrijsko montažne zgrade sa fasadnim zidovima od prefabrikovanih betonskih panela graÿene su u periodu od 70 do 80-tih godina dvadesetog veka bez toplotne izolacije (ili je nedovoljna). III. Savremene zgrade su bilo betonsko panelne ili skeletne i zidane konstrukcije sa fasadnim zidovima razliþitih tipova u skladu sa zahtevima za toplotnu izolaciju koje su poþele da se grade u poþetnoj fazi donošenja propisa o toplotnoj izolaciji sve do današnjih propisa koji se odnose na energetski efikasne zgrade (nove i revitalizovane). 4.5.3. KARAKTERISTIKE I STANJE FASADA 4.5.3.1. TRADICIONALNE ZIDANE FASADE (KONSTRUKCIJE) – I KATEGORIJA Tradicionalne zidane konstrukcije su jednoslojni zidovi od pune opeke velikih debljina bez toplotne izolacije. Spoljni zidovi su ujedno konstruktivni noseüi zidovi i fasadni zidovi koji su omalterisani i obojeni Zgrade sa debljinom zidova iznad 50 cm akumuliraju toplotu i prema proraþunima mogu da zadovolje standardne toplotne zahteve pod uslovom da ispunjavaju i ostale zahteve graÿevinske fizike. Meÿutim, vlaga u zidovima, destrukcija maltera utiþu na znatno poveüanje koeficijenta prolaza toplote i sniženje temperature unutrašnjih površina zidova što za posledicu ima: smanjenje uslova života, velike toplotne gubitke u zimskom periodu – potrošnju konvencionalnih goriva i zagaÿenje životne sredine. Degradacija tradicionalne zidane fasade – konstrukcija se razlikuje od ošteüenja savremeno zidanih konstrukcija prvenstveno po poreklu vlage koja natapa zidove. Poznato je da su stari zidani objekti uglavnom izvoÿeni bez hidroizolacije temelja što za posledicu ima kapilarno penjanje vlage kroz zid iz terena, a takoÿe i od kiše koja ponire u zidove objekta. Kiša pod udarima vetra penetrira u više delove fasade posebno na mestima ošteüenog maltera; štetni atmosferski uticaji su izraženi kako u procesu degradacije maltera tako isto i zida od opeke. Naponi zatezanja usled temperaturnih promena uglavnom imaju horizontalan pravac pa su prsline u zidu vertikalne kroz opeku i spojnicu; mržnjenje i odmrzavanje sadržane vlage smanjuje mehaniþku þvrstoüu opeke i maltera sa spoljne strane zida. Sve destruktivne pojave uglavnom utiþu na smanjenje otpornosti zida na uticaj vlage, toplote i buke. Sanaci-

O IZOLACIJI

373

ja ove vrste zgrada uglavnom ima za cilj da spreþi prodor vlage iz terena (vidi taþku 4.2) i penetraciju kiše kroz fasadne zidove savremenim tehnologijama izvoÿenja zaštite od prodora vlage i vode ukljuþujuüi i moguünost izvoÿenja toplotne izlolacije sa unutrašnje strane (jer se najþešüe radi o zaštiüenim zgradama sa oþuvanjem autentiþne fasade). 4.5.3.2. FASADE OD PREFABRIKOVANIH BETONSKIH ELEMENATA – PANELA (II KATEGORIJA) 4.5.3.2.1. Spojnice Prefabrikovani montažni sistemi graÿenja zgrada, bilo da su skeletni ili panelni sistemi karakterišu se teškim armiranobetonskim elementima koji se montiraju na gradilištu. Kod ovakvog sistema industrijsko-montažne gradnje, usled potrebe spajanja fasadnih elemenata neizbežno je formiranje horizontalnih i vertikalnih spojnica. Ove spojnice predstavljaju kritiþna mesta koja ugrožavaju funkcionisanje i trajnost fasade izvedene panelnim elementima. Ispunom spojnica odgovarajuüim zaptivnim materijalima moguüe je spreþiti štetne posledice formiranih fasadnih spojnica kako od prodiranja vode i vazduha, toplote i hladnoüe u unutrašnjost zgrada, tako isto i od degradacije betonskih elemenata na zidovima spojnice. Naþin meÿusobnog spajanja fasadnih elemenata u izvesnoj meri zavisi od osnovne koncepcije rešenja samih elemenata koji po tipu mogu biti: – noseüi ili nenoseüi; – cele spratne visine ili „skraüeni“ („parapeti“); – sa otvorom za prozor/balkonska vrata ili puni itd. Za izbor rešenja spojnice od veüeg uticaja mogu da budu klimatski uslovi u kojima üe odreÿena zgrada funkcionisati. U zavisnosti od materijala razlikuju se: – laki montažni elementi ili – teški montažni elementi. Teški montažni elementi se proizvode od betona i peþene gline. Beton se po pravilu lije u odgovarajuüe kalupe, dok se peþeni glineni elementi slažu i povezuju betonom – u oba sluþaja uz korišüenje statiþke i konstruktivne armature. Obrazovanje perifernih zona elemenata – koje üe sa susednim elementima formirati fasadne spojnice – suštinski je isti za oba sluþaja. Po svom geometrijskom položaju u prostornom obliku zgrade svaka spojnica se definiše kao: horizontalna ili vertikalna (izuzetno kao kosa). – Horizontalne spojnice (posmatrano u vertikalnom preseku) formiraju se putem preklapanja odnosnih fasadnih elemenata – pri þemu je na donjoj strani elementa keceljica a na gornjoj strani „zub“ (slika 4.83). – Kod horizontalnih spojnica posmatrano od spoljne strane ka unutrašnjoj po dubini razlikuju se þetiri „zone“: (1) preklopna keceljica sa pojasom primarne zaptivke (ako je ima: kod tzv. „zatvorenih spojnica“) ili sa drenažnim pojasom (kod tzv. „otvorenih spojnica“); (2) preklopni pojas izmeÿu preklopne keceljice i preklopnog zuba: u vidu vertikalne ili blago zakošene, izdužene „vazdušne šupljne“);

374


(3) preklopni zub sa pojasom sekundarne zaptivke (u svim sluþajevima uobiþajenih rešenja spojnica); (4) unutrašnja zaptivka spojnica sa preklopima keceljicom i zubom. spojnice – Vertikalne (posmatrano u horizontalnom preseku formiraju se putem „profilisanih“ spoljnih vertikalnih površina, a reÿe putem „preklapanja“ po horizontali. Naþin profilisanja spoljnih i vertikalnih površina spojnica zavisi – pre svega – od predviÿenog naþina njenog zaptivanja. I kod vertikalnih spojnica posmatrano od spoljne strane ka unutrašnjoj, po dubini – razlikuju se þetiri zone (slika 4.84): (1) pojas primarne zaptivke (ako je ima: kod tzv. „zatvorenih spojnica“) ili drenažni pojas (kod tzv. „otvorenih spojnica“); (2) „ekranski pojas“, sa štitnikom protiv udara kiše (obaveznim kod tzv. „otvorenih“ i kombinovanih spojnica – dok se kod tzv. „zatvorenih spojnica“ izostavlja ili reÿe tretira kao „rezervna“ dekomSlika 4.83. Horizontalna spojnica sa preklopnom presiona zona); keceljicom i zubom (3) „dekompresiona komora“ – u vidu „vazdušne cevi“ – obavezni je sastavni deo rešenja tzv. „otvorenih“ spojnica (ali se i ona iz praktiþnih razloga u nekim sluþajevima izostavlja; (4) unutrašnja zaptivka sa toplotnom izolacijom (meÿutim nije redak sluþaj da se i unutrašnja zaptivka izostavlja iz „praktiþnih razloga“).

O IZOLACIJI

375

Slika 4.84. Vertikalna spojnica složenog preseka

376


4.5.3.2.2. Materijali za zaptivanje Za zatvaranje spojnica proizvedeni su i standardizovani zaptivni materijali na bazi sintetiþkih smola koji usled elastiþnih, elastoplastiþnih i plastiþnih karakteristika mogu da prate rad konstrukcije. Na slici 4.85 prikazana je reološka kriva od mase ı–İ koja karakteriše svojstva zaptivnih masa za konkretne konstrukcije u obliku spojnica.

Slika 4.85. Reološka kriva – odnos ı–İ za mase za zaptivanje spojnica fasadnih elemenata Prema fransuckom standardu NF P850-210-1:2002. zaptivne mase su klasificirane u 3 grupe prema totalnom kapacitetu kretanja mase u spojnici što je prikazano u tabeli 4.24. Tabela 4.24. Klasifikacija zaptivnih masa Klasa 25 E 12.5 E ili P 7.5

Totalni kapacitet kretanja mase u spojnici % 25 12.5 7.5

Primer proraþuna fasadne spojnice izmeÿu betonskih elemenata dužine 4 m koja se zaptiva polisulfidnim kitom (kapaciteta 20-25). Proraþun se bazira na sledeüim poznatim faktorima koji utiþu na dimenzionalne promene graÿevinskog elementa:

O IZOLACIJI

377

a) skupljanje i istezanje elementa konstrukcije izazvano temperaturnim promenama, b) dimenzionalne promene elementa konstrukcije usled uticaja vlage, c) promene usled uticaja vetra. (1) Ovaj proraþun je baziran na faktoru temperature kao najbitnijem za promene uzimajuüi u obzir karakteristiku materijala, temperaturni koeficijent istezanja koji za beton iznosi Į = 12x10-6 m/(m°C). Skupljanje ili rastezanje elemenata može se jednostavno izraþunati na osnovu sledeüe formule: ¨l = l Į ¨T l = dužina elementa Į = temperaturni koeficijent ¨T = temperaturna razlika. Betonski element dužine l = 4 cm Maksimalna temperatura Tmax = +65°C Minimalna temperatura Tmon = –20°C Temperatura ugradnje Tug = +5°C za beton temperaturni koeficijent istezanja Į = 12 10-6 izduženje elementa: ¨l2 = 4 12 10-6 (65-5) = 2,88 mm 1,20 mm skupljanje elementa: ¨l2 = 4 12 10-6 (5+20) = ukupno: 4,08 mm Izraþunata vrednost predstavlja ukupnu vrednost elongacije betonskog elementa. (2) Za izraþunavanje širine spojnice mora se uzeti u obzir „praktiþno“ istezanje zaptivne mase. Plastoelastiþni hermetiþki prema modulu elastiþnosti odnosno na osnovu sile koja mora delovati da bi se postiglo izduženje od 100 %. Praktiþna rastegljivost za ovaj tip mase iznosi 25 % (Fo) – za polisulfidni kit Fo = 20-25 %. Širina spojnice se izvodi pomoüu formule b

l u 100 , Fo

l = izduženje graÿevinskog elementa, Fo = maksimalno (praktiþno) istezanje. Za konkretan sluþaj za ukupno izduženje elementa od 4 mm pod pretpostavkom da je za zaptivanje upotrebljena zaptivna masa tiokit (polisulfidni kit) širina spojnice bi bila b

4 u 100 16 mm. 25

Ukupna temperaturna razlika u datom primeru je 85°C tako da za meÿusobno spajanje betonskih elemenata treba formirati spojnicu širine 16 mm. Napomena: Praktiþno izvedene spojnice izmeÿu fasadnih elemenata na montažno izgraÿenim stambenim zgradama na Novom Beogradu su 20 mm sa izvesnim

378


odstupanjima usled greške u proizvodnim dimenzijama fasadnih elemenata ili greške pri montaži. Zaptivanje je vršeno tiokitom domaüe proizvodnje. 4.5.3.2.3. Iskustva u kontroli kvaliteta zaptivnih spojnica „in situ“ pre izdavanja upotrebne dozvole U vreme industrijsko montažne gradnje stambenih objekata na Novom Beogradu (1970-1980) iako nije bilo zakonom regulisano graÿevinska služba za izdavanje upotrebnih dozvola zahtevala je i dokaz o kvalitetu zaptivanja fasadnih spojnica tiokit masama. Izveštaj je baziran na laboratorijskim ispitivanjima kvaliteta primenjene mase za zaptivanje na osnovu važeüih standarda i na ispitivanjima zaptivnih spojnica na objektu. Ova ispitivanja su bazirana na vizuelnim pregledima spojnice – bez razaranja i – sa razaranjem posle provere vodonepropustljivosti zaptivne spojnice. Provera vodonepropustljivosti je vršeno po originalnoj metodi (N. Deniü – IMS) razraÿenoj za ovu svrhu koja se u praksi pokazala efikasnom. Metoda ispitivanja simulira najnepovoljnije uticaje kiše, a sastoji se u prskanju spojnice vodom sa malog odstojanja preko specijalne prskalice (slika 4.86) spojene sa gradskom vodovodnom mrežom (p = 6 bar.). Prskanje se vrši sa najviše taþke objekta (terase) neprekidno 24 þasa s tim što se 3 (tri) odabrana radna mesta razliþito/proporcionalno optereüenju – prvo, po vertikali najniže mesto 8 + 8 + 8 = 24 þasa, – drugo, po vertikali srednje mesto 8 + 8 = 16 þasova, – treüe, po vertikalli najviše mesto 8 = 8 þasova. Utvrÿivanje efekata ispitivanja vršeno je osmatranjem prskanih zidova po spratovima sa unutrašnje strane (ispitivanja su vršena u blokovima – naseljima: Blok 30 Novi Beograd, Karaÿorÿev trg Zemun, Liman I Novi Sad, Banjica Beograd, Dorüol Beograd, Crveni krst Beograd, Kijevo-Kneževac, Beograd, Blok 70a – Novi Beograd, Mirijevo Beograd i drugi). 4.5.3.2.4. Stanje fasada od prefabrikovanih betonskih elemenata Spoljni uticaji vlaga, kiša, sneg, vetar, sunce, toplota deluju razarajuüe na betonske fasadne elemente što se ispoljava pojavom prslina, odvajanjem i krunjenjem betona usled ispiranja rastvorljivih sastojaka iz cementa i agregata. Uticaj mraza (odmrzavanje-zamrzavanja) deluje razarajuüe na strukturu betona – vlaga i agresivne materije iz vazduha prodiru u beton i utiþu razarajuüe na armaturu. Ako je fasada obraÿena dekorativnim premazima ove pojave su još izrazitije jer dolazi još i do starenja i ljuštenja premaza. Ošteüenja spojnica su takoÿe uoþljiva, zidovi spojnica su ošteüeni, a masa u spojnici je ostarila, izgubila elastiþnost i sposobnost prijanjanja a time i vodonepropustljivost. Voda i vlaga prodiru kroz spojnicu. Zidovi nemaju toplotnu izolaciju pa su koeficijenti prolaza toplote „k“ visoki a temperature unutrašnjih površina zidova niske što za posledicu ima kondenzovanje vlage; zidovi su vlažni i moguüe je mržnjenje; uoþava se pojava buÿi.

O IZOLACIJI

379

Slika 4.86. Tip prskalice pod uglom od 90° i 180° U ovim zgradama potrošnja energenata je nekontrolisana, jer je merni sistem centralizovan, a gubitak toplote je ogroman, jer su stanovi graÿeni bez toplotne izolacije.

380


Pored fasadnih spojnica, loša mesta su spojevi elemenata i ugraÿene stolarije koja su propustljiva za kišu i vazduh kao i za toplotu. Zakljuþak je da se fasade ovih zgrada posle 40 godine eksploatacije bez održavanja nalaze u veoma lošem stanju. Meÿutim sa gledišta energetske efikasnosti zgrada ove zgrade usled nedostatka toplotne izolacije (ili nedovoljne izolacije) ne mogu bez radikalnih zahvata fasade da odgovore današnjim zahtevima za dobijanje Energetskog pasoša („Službeni glasnik RS“ broj 61/2011). Prema tome, veüina postojeüih zgrada zahteva izradu sistemskog rešenja za saniranje fasade koje üe pored arhitektonsko graÿevinskih rešenja obuhvatiti i energetsko poboljšanje u smislu ugraÿivanja sloja toplotne izolacije na osnovu termiþkih proraþuna za toplotu i difuziju vodene pare za svaki objekat posebno. 4.5.3.2.5. Preporuke za revitalizaciju fasade od prefabrikovanih betonskih elemenata Kao moguüa varijantna rešenja postavljanja toplotne izolacije na pripremljenu spoljnu stranu zida (posle saniranja svih ošteüenja na fasadnim elementima) bila bi dva davno proverena sistema savremene fadade sa lakom ili teškom oblogom – sistem neventilisane fasade (kontaktne) i – sistem ventilisane fasade. 1) Sistem neventilisane fasade se realizuje ugraÿivanjem ploþa od stirodura (ekstrudiranog polistirena EPS. Ove ploþe (d = 10 cm) se priþvršüuju direktno na pripremljene spoljne zidne površine pri þemu bi se preko njih izvodila završna dekorativna obloga debljine nekoliko mm (kao na primer kod tzv. Demit fasade). Za stirodur raþunske karakteristike su: zapreminske mase 30 kg/m3 i koeficijent toplotne provodljivosti Ȝ = 0,035 W/(m K). 2) Sistem ventilisane fasade se realizuje ugraÿivanjem tvrdih toplotno izolacionih ploþa od mineralne vune mehaniþkim priþvršüivanjem direktno za konstrukciju sa spoljne strane. Za ovaj sistem je potrebna i metalna podkonstrukcija od aluminijumskih profila ili druga koja bi se direktno ugradila na postojeüu zidnu površinu i predstavljala bi sistem za kaþenje ploþa odabrane fasadne obloge. Za proraþun debljine toplotne izolacije je usvojena srednja vrednost koeficijenta provodljivosti mineralne vune Ȝ = 0,039 W/(m K). Za ventilacioni sloj u okviru ovog fasadnog sistema usvojena je širina od 2 cm. Ovaj sistem saniranja fasade je kvalitetan i zbog postojeüeg prodora vlage u postojeüe zidove, jer se uz postavljanje toplotne izolacije obezbeÿuje i omotaþ sa dobro ventiliranim vazdušnim slojem koji obezbeÿuje znatno smanjenje uticaja spoljne toplote leti dok se zimi gubitak toplote obezbeÿuje spreþavanjem ventilacije vazdušnog sloja. Prilikom rešavanja ventilacije fasada postojeüih zgrada treba uzeti u obzir i þinjenicu da se fasada jedne zgrade ne završava samo vertikalnim zidovima veü da se i ravan krov podrazumeva kao peta fasada koju treba sanirati u smislu važeüih propisa za poboljšanje energetske vrednosti zgrade i oþuvanja þovekove sredine. Prema tome, saniranjem toplotno izolacionih slojeva i hidroizolacije kao i pretvaranjem gornje površine krova u zelene bašte, poligone za postavljanje fotonaponskih panela za

O IZOLACIJI

381

proizvodnju energije i druge namene biüe ispunjeni osnovni energetski zahtevi kao i zahtevi za oþuvanje životne sredine. 4.5.3.3. SAVREMENE FASADE (III KATEGORIJA) Tokom najveüeg dela graÿenja zgrada fasada je definisana i kao spoljni i kao noseüi konstruktivni spojni zid zgrade. Meÿutim, krajem dvadesetog veka u arhitekturi dolazi do razdvajanja funkcije konstrukcije i spoljnjeg omotaþa zgrade. Savremeni zahtevi u oblasti toplotne zaštite, novi materijali i savremene tehnologije uslovljavaju da savremena fasada postaje nezavisna od konstrukcije sa þitavim nizom prednosti u tehniþkom i ekonomskom smislu. Moguünost brze zamene omoguüava promenu izgleda objekta za kratko vreme, a zahvaljujuüi novim tehnologijama razvijeni su sistemi fasada koji pored navedenih zahteva integrišu i tehniþke instalacije kao što su sistemi za hlaÿenje, grejanje, solarni kolektori, fotovoltaik sistemi toplotne pumpe, sonde i sliþno. Razlikuju se dva osnovna tipa savremene fasade koje ukljuþuju višeslojne sastave: noseüu konstrukciju, termoizolaciju, završni sloj, a po potrebi i druge slojeve kao, na primer, parnu branu, protivpožarne prepreke i sliþno. – Sistem neventilisanih fasada (kontaktne fasade) je sastavni deo konstruktivnog zida koji se realizuje ugraÿivanjem toplotnog sloja izolacije sa završnom obradom, na spoljni noseüi zid (lepljenjem i kotvama). – Sistem ventilisanih fasada koji omoguüava strujanje vazduha u prostoru izmeÿu termoizolacije i fasadne obloge, se realizuje oslanjanjem fasadnog omotaþa na meÿuspratne tavanice, podvlake ili stubove. 1) Kontaktne fasade su najþešüi tip, meÿu razliþitim sistemima toplotne zaštite gde je izolacija priþvršüena direktno na zid objekta sa spoljne strane. Najpoznatiji sistem za ovu vrstu fasada je stiropor fasada – Demit fasada (sa toplotnom izolacijom od stiropora, stirodura i neopora) sa armiranim tankoslojnim malterom i završnim dekorativnim fasadnim premazom. 2) Ventilisane fasade prema tipu sistema same fasade koji može da bude izraÿen od teških ili lakih elemenata obloge. Osnovna podela fasada je ipak prema materijalu od koga je napravljena pa se tako razlikuju: a) fasade od lakih elemenata: staklene, metalne (od aluminijumskih i þeliþnih ploþa i sendviþ panela) i b) fasade od teških elemenata (obloge). a) Fasade od lakih elemenata poznate su pod uobiþajenim nazivom "zid zavesa" koji predstavlja spoljašnji omotaþ zgrade koji mora da zadovolji odreÿene uslove zaštite unutrašnjeg prostora: – zaštitu od atmosferskih uticaja, – toplotnu zaštitu, – zvuþnu zaštitu, – regulisanje uticaja sunþevih zraka (osvetljenje i osunþanost prostora), – zaptivanje, – otpornost na vatru. – Staklene fasade spadaju u fasade izvedene od lakih elemenata (obloge) i dele se na dva osnovna tipa. Prvi tip predstavlja tzv. strukturne fasade pomoüu kojih se dobija jednoobrazna staklena površina i gotovo da su planirane samo za oblaganje nebodera. Drugi tip su polustrukturne fasade kod ko-

382


jih dominira staklo, ali su više ili manje vidljivi metalni i plastiþni okviri. Kod ovakvog tipa fasada uobiþajena je upotreba izolacionog stakla koje sadrži reflektujuüe ili panel efekte u boji. Klasiþna staklena fasada se formira od horizontalnih i vertikalnih noseüih aluminijumskih profila koji su u punoj veliþini vidljivi na fasadi. – Metalne fasade spadaju u fasade izvedene od lakih elemenata (obloge) od þeliþnih ili aluminijumskih ploþa – sendviþ panela sa termiþkom ispunom. ýeliþne ploþe uglavnom su u vidu bojenih ili impregnisanih limova. Aluminijumske ploþe se uglavnom izraÿuju kao polirane sa eloksiranom površinom. Osnovne prednosti aluminijuma su u njegovoj maloj specifiþnoj gustini, jednostavnost pri obradi i oblikovanju i moguünost kvalitetnog bojenja. b) Fasade od teških elemenata – Kamene fasade spadaju u fasade izvedene od teških elemenata (obloge) od prirodnog klesanog ili rezanog kamena. Mogu se postavljati suvim ili mokrim postupkom. Mokri postupak se koristi onda kada fasada nije ventilisana i danas se uglavnom primenjuje na manjim objektima jer se spoljni zidovi oblažu klesanim kamenom klasiþnim postupkom zidanja. Suvi postupak je savremeni postupak oblaganja zgrada kamenom koji zahteva stabilne trajne i jake podkonstrukcije na koju se zatim profilima, kukama ili zavrtnjima kaþe precizno seþeni modularni kameni elementi. Ovaj postupak se koristi onda kada je fasada ventilisana, odnosno postoji sloj vazduha izmeÿu kamena i termoizolacije. U ovom sluþaju minimalna debljina ploþa je 3 cm jer se kaþenje ploþa vrši sa strane. Kamen, granit ili mermer mora da zadovolji standarde (prvenstveno parametre pritiska i savojne þvrstoüe), Mermeri vremenom matiraju, gube boju, dok su kod granita boja i politura postojani. Kod klasiþnog naþina nošenja ventilisane kamene fasade ako je fasadni zid noseüi (armiranobetonski) onda se koriste specijalni ankeri. Noseüa konstrukcija od giter blokova bez obzira na upotrebu specijalnih ankera nije još uvek dovoljno ispitana da bi bila i potvrÿena. Najkvalitetniji ankeri i podkonstrukcija se prave od inoxa mada mogu biti i od pocinkovanih profila, a poslednjih godina i od aluminijumskih profila. Uobiþajeni slojevi ventilisane fasade od kamena su kamen d = 3 cm, vazdušni prostor 2 do 3 cm, termoizolacija 8 do 10 cm i konstrukcija zida. Optimalne dimenzije ploþa su približno 60 x 80 cm, površine oko 0,5 m2 a težine do 50 kg ili veüih dimenzija. – Fasade od fasadne opeke spadaju u fasade izvedene od pune glinene opeke (i blokovi) i silikatne opeke (i blokovi). Svi ovi proizvodi zadovoljavaju posebne zahteve definisane propisima i standardima za fasadne obloge SRPS B.D1.013 – Fasadna puna opeka od gline, SRPS B.D1.014 – Šuplja fasadna opeka i blokovi, SRPS U.N3.300 – Kreþno silikatna opeka i blokovi. U kombinaciji sa ostalim glinenim proizvodima i drugim materijalima za izradu noseüih zidova ili zidova ispune u skeletnom sistemu, toplotnom izolacijom, fasadnom opekom izraÿuju se ventilisane i neventilisane fasade, slika 4.87.

O IZOLACIJI

383

Slika 4.87. Fasada od opeke: a) neventilisana i ventilisana fasada Fasadni zid se izvodi kao polusloj sa potpuno ispunjenim horizontalnim i vertikalnim spojnicama glatko popunjenim ili fugovanim. Malter za zidanje je cementni malter u razmeri 1:2:8 ili 1:2:6. Postavljanje opeke se vrši oslanjanjem na donju podkonstrukciju skrivenu u fugama. Postoje i razliþiti dodatni naþini kao što su sistemi sidrenja konzole, šinske konstrukcije i sliþno. Zid mora imati kvalitetan oslonac (prepust temeljnog zida, prepust podrumskog zida, ispust na horizontalnim betonskim serklažima, þeliþni „L“ profil tiplovan u noseüi zid serklaž, specijalni prohromski nosaþ koji se koristi za nadvratnike i nadprozornike. Izvode se i oslonci u visini svake etaže na koji se oslanja fasadna opeka sa 2/3 širine. Hidroizolacija od kapilarne vlage iz terena izvodi se u spojnici od maltera ispod fasadnog zida i ispod temeljnog zida. Princip zidanja fasadnom opekom prikazan je na slikama 4.88, 4.89, 4.90, 4.91.

Slika 4.88. Ventilisana fasada od fasadne opeke. Oslanjanje fasadnog zida na temeljni zid podruma

Slika 4.89. Neventilisana fasada od fasadne opeke. Oslanjanje fasadnog zida na „L“ profil

Iz iznetih podataka o savremenim fasadama može se zakljuþiti da vrsta i kvalitet zavise od projektovnih statiþkih rešenja nosivosti konstrukcije, toplotne i zvuþne izolacije, kondenzacije vodene pare, zaptivnosti, sistema priþvršüavanja, dilatacionih spojnica, otpornosti na vatru i estetskih zahteva za izgled fasade uz zavisnosti od namene objekta i urbanistiþkog plana podruþja.

384


Slika 4.90. Neventilisana fasada od fasadne opeke. Oslanjanje fasadnog zida na prepust serklaža

Slika 4.91. Neventilisana fasada od fasadne opeke. Horizontalna hidroizolacija od kapilarne vlage iz terena

U potupku saniranja fasada zidanih kao i skeletnih gradnji danas su moguüe kompletne zamene staklenim i metalnim površinama. Takoÿe savremeno graÿenje zgrada se usmerava sve više na razvoj tzv. pametnih zgrada a s tim u vezi i na razvoj novih tehnologija þiji je cilj ušteda i proizvodnja energije i razvoj pristupa zasnovanih na odgovornijim pristupima u trošenju prirodnih resursa i u spreþavanju zagaÿenja životne sredine.

PRILOG 4.1. SRKIZOL – INJEKCIONA PASTA NA BAZI SEPIOLITA Problem hidroizolacije graÿevinskih objekata je star koliko i samo graÿevinarstvo. Kroz istoriju razvoja graÿevinarstva razvijali su se i razni naþini rešavanja izolacije objekata od podzemnih voda, hidroizolacije krovova i zidova od nadzemnih – atmnosferskih voda. Do skoro za hidroizolaciju u graÿevinarstvu koristili su se uglavnom konvencionalni premazi na bazi preraÿenih ulja i masti, zatim premazi na bazi raznih prirodnih ili veštaþkih smola rastvorenih u rastvaraþima te najþešüe korišüenih premaza na bazi bitumena i razni trakasti proizvodi na bazi bitumena (katranom impregnisan karton papir tzv. lepenka, te razne sendviþ trake gde je nosivi sloj impregnisan bitumenom, a zatim oslojen papirom, plastiþnom folijom ili aluminijumskom folijom tzv. kondor trake i sliþno). U novije vreme kada su se u arhitekturi poþeli koristiti novi, savremeni materijali, lakše i slobodnije forme graÿevinskih objekata te zbog problematike nedostatka stambenog prostora (potreba da se za stanovanje koriste i podrumske prostorije), do skoro korišüeni konvencionalni hidroizolacioni materijali sve više se zamenjuju sa materijalima mnogo efikasnijim za tu namenu, razvijenih u velikim multinacionalnim kompanijama DU PONT de NEMOR, DOW CHEMICAL, AKZO NOBEL, BASF, TEXACO, TOLSA, KUKDO, ALCHEMICA i sliþno. Pomenute kompanije su paralelno sa osvajanjem tehnologije proizvodnje tih savremenih hidroizolacionih materijala razvile i vrlo efikasne metode za njihovu aplikaciju na i u supstrat kao što su metode injekcionog ubrizgavanja materijala u zidove kroz izbušene otvore kroz

O IZOLACIJI

385

koje hidroizolacioni materijal penetrira pod pritiskom ili slobodno po celoj površini objekta koji je izložen uticaju podzemnih ili nadzemnih voda. Razvijene su zatim metode za aplikaciju dvokomponentnih samorazlivajuüih premaza na bazi epoksidnih, poliuretanskih elastomera ili nekih treüih polimernih materijala. Ovakvi samorazlivajuüi materijali osim što obezbeÿuju potpunu hidroizolaciju, multifunkcionalni su jer imaju izvanrednu hemijsku i mehaniþku otpornost,a veoma su dekorativni u isto vreme, tako da doprinose i estetskom izgledu savremenih arhitektonskih formi, tako da su sve više zastupljeni za ovu namenu u graÿevinarstvu. U stanje tehnike veü spadaju postupci zaptivanja prodora vode u unutrašnjost objekata, u kojima se koriste injekcioni materijali. Ovi materijali su jednokomponentni, dvokomponentni ili više komponentni i umešani pre ili pri samoj upotrebi u jednokomponentu masu koja se aplicira ubrizgavanjem u ili iza graÿevinske konstrukcije.Oni su na bazi poluretana, poli akrilata, epoksidnih materijala i nakon završene aplikacije vrlo brzo se stvrdnjavaju te postoji moguünost pucanja ubrizganog materijala i ponovnog prodora vode iz konstrukcije usled njenog daljeg rada.

Slika 1. Prodor vode kroz konstrukciju Takoÿe postoje i nešto mekši materijali mineralnog porekla sastavljeni od betonita, koji zbog svoje morfoloske strukture više bubre, ekspandiraju, u odnosu na hidroizolacionu pastu SRKIZOL, sa istom koliþinom vode koju upije. Imajuüi u vidu prisustvo velikog broja materijala i tehnologija naša razmišljanja su išla u pravcu razvoja potpuno nove injekcione paste koju smo nazvali SRKIZOL. Ovaj proizvod je namenjen hidroizolovanju podzemnih objekata ili nepristupaþnih objekata u koje permanentno ulazi voda, a za þiju sanaciju ne postoje druga adekvatna tehniþko-tehnološka rešenja.

386


Slika 2. Prodor vode kroz konstrukciju PODRUýIJE PRIMENE HIDROIZOLACIONE PASTE SRKIZOL

Slika 3. Podruþije primene hidroizolacione paste SRKIZOL

O IZOLACIJI

387

SRKIZOL pasta je posebno praktiþna i možemo slobodno reüi nezamenljiva kod spreþavanja prodora vode u unutrašnjost podzemnih (podrumskih) prostorija, odnosno za sanaciju nepristupaþnih delova ukopanih ili delimiþno ukopanih delova objekata, tipa tunela, podzemnih garaža, bazena,fontana i sl. SRKIZOL hidroizolacija se od navedenih razlikuje po tome što je formulisana na bazi minerala sepiolita, koji je za razliku od minerala bentonita nešto tvrÿi mineral, a zbog morfološke strukture tokom upijanja vode manje ekspandira (bubri) sa istom koliþinom vode koju upije. Prema svojim reološkim i tiksotropskim svojstvima materijala od kojih je napravljena, ova hidroizolacija permanentno se voda koja nadolazi vezuje za materijal,a oformljeni upijajuüi pastozni sloj u isto vreme je i mehaniþka zaptivna prepreka. SRKIZOL pasta je proizvod, prevashodno namenjen sanacijama objekata, a ne celokupnom hidroizolovanju objekta. SRKIZOL pasta se koristi iskljuþivo kod direktnih prodora vode kroz konstrukciju u unutrašnjost objekta. Na ovaj naþin pasta u potpunsti zauzima mesto vode i ostaje iza konstrukcije ili u konstrukciji u formi trajno elastiþne vodo-nepropusne prepreke.

Slika 4. Bušenje injekcionih rupa Kada govorimo o SRKIZOL pasti, važno je istaüi da se radi o elastiþnoj masi mineralnog porekla,namenjenoj apliciranju kako u suvim, tako i u potpuno mokrim uslovima. SROIZOL pasta se aplicira na mestima gde podlogu ne treba pethodno pripremati, niti je prethodno obraditi da bi hidroizolacija bila korektno nanešena,ona se ne rastvara niti umrežava posebnim dodatcima, koji bi obezbedili njeno aktiviranje. SRKIZOL pasta je proizvedena kao jednokomponentni proizvod potpuno autonoman za ugradnju u razliþitim uslovima. Aplikacija na starim objektima koji su veü godinama u funkciji,a nemaju kvalitetno rešenu hidroizolaciju, odnosno objekata na kojima nije uraÿena hidroizolacija u toku graÿenja ili je postojeüa popustila, te dolazi do prodora podzemne ili nadzemne vode u objekat.

388


Slika 5. Bušenje injekcionih rupa

Skica 1. Prikaz sanacije prodora vode kroz ošteüenu konstrukcij (perspektiva) Legenda: 1. AB zid, 2. Injekcioni pakeri, 3. Injekciona pasta Srkizol, 4. Bitumenska hidroizolacija, 5. Zaštita hidroizolacije (zid) Princip funkcionisanja ovakvih hidroizolacionih materijala, koji se ubrizgavaju pod pritiskom, u konstrukciju, u raznovrsne graÿevinske otvore ili se ubrizgavaju izvan konstrukcije,izmeÿu zida i postojeüe ošteüene hidroizolacije ili izvan konstrukcije i zemlje, za razliku od konvencionalnih (npr. katranskih izolacija) koji samo mehaniþki štite od prodora vode, ogleda se u tome da zahvaljujuüi reološkim i tiksotropskim svojstvima materijala od kojih su napravljeni, permanentno se voda koja nadolazi vezuje za materijal, a oformljeni upijajuüi pastozni sloj u isto vreme je i mehaniþka membrana. Sanacija se u najveüem broju sluþajeva,vrši tako što se u zoni ošteüenog dela objekta otvore injekcione bušotine i u njih se postave injekcioni pakeri (radni i kontrolni). Broj i raspored injekcionih pakera se utvrdjuje posebno za svaki sluþaj, a zavisi od kvantiteta doticanja vode, dimenzija elementa koji se buši i kvaliteta materijala od koga je element izveden.

O IZOLACIJI

389

Skica 2. Raspored injekcionih pakera na rastojanjima od 15 do 20 cm. Legenda: 1. Injekcioni paker; 2. Injekciona pasta iz konstrukcije Kroz radne pakere se uz pomoü razliþitih tipova mašina, pod pritiskom od 50 do 200 bara i razliþitih kapaciteta (protoka) materijala, ubrizgava odgovarajuüa koliþina injekcione paste i to u pravcu vidljivog prodora iz koga voda pod pritiskom ulazi u unutrašnjost objekta. Koliþina paste koja se injektira,u principu odgovara koliþini vode koja se istisne. Injekciona pasta ostaje trajno elastiþna, blokira prolaz vodi,što u krajnjem rezultira uspešnom elimisanju vode iz ošteüene zone. Ovim se uspešno sanira predviÿeni prostor,a potom dugotrajno preventivno deluje na eventualne dalje prodore vode. Injektiranje se vrši sve dotle dok se na kontrolnim pakerima umesto vode ne pojavi injekciona pasta SRKIZOL.Time se postiže da voda iz injektirane zone biva trajno odstranjena i njeno mesto zauzima SRKIZOL pasta koja zaustavlja eventualno zaostale podzemne vode pod pritiskom. SLIVNICI (PRODORI VERTIKALNIH CEVI KROZ KONSTRUKCIJU) SRKIZOL pasta je veoma pogodna za pravljenje vodonepropusne membrane oko cevi (slivnika) koje prodiru kroz AB konstrukciju,a gde najþešüe dolazi do ošteüenja postojeüe hidroizolacije.

Skica 3. Sanacija oko cevi (slivnika) Legenda: 1. Cev; 2. Injekcioni paker; 3. AB ploþa; 4. Injekciona pasta; 5. Hidroizolacija; 6. Beton za pad; 7. Keramiþke ploþice

390


Na rastojanju 5-10 cm od slivnika pod uglom od 45o ka cevi probuše se injekcione rupe u koje se postavljaju injekcioni pakeri,razliþitih preþnika,preko kojih se pod pritiskom ubrizgava injekciona pasta SRKIZOL. PRODORI HORIZONTALNIH CEVI / INSTALACIJSKIH KANALA KROZ KONSTRUKCIJU Prostorije kroz koje prolaze instalacijski kanali se jednostavno mogu rešiti hidroizolacionom pastom SRKIZOL, metodom injektiranja. Pod uglom 45o u pravcu instalacijske cevi ili kanala buše se injekcione rupe. U njih se postavljaju injekcioni pakeri,preko kojih se ubrizga odgovarajuüa koliþina injekcione paste SRKIZOL. Tako ubrizgana pasta u prostor izmeÿu betona i cevi napraviüe elastiþnu, vodonepropusnu hidroizolacionu zaptivku.

Skica 4. Detalj sanacije prodora cevi kroz zid Legenda: 1. AB zid; 2. Injekcioni paker; 3.Injekciona pasta SRKIZOL (injektirana u prostor izmeÿu cevi i AB zida); 4. Cev; 5. Postojeüa hidroizolacija INJEKTIRANJE PRODORA VODE IZ TEMELJNE PLOýE Metodom injektiranja ubrizgavanjem paste SRKIZOL rešavaju se prodori vode kroz AB ploþu. U AB ploþi buše se injekcione rupa do postojeüe hidroizolacije. U injekcione bušotine postavljaju se injekcioni pakeri razliþitih preþnika (fi 8 – fi 20). Kroz injekcione pakere ubrizgava se injekciona pasta SRKIZOL mašinom pod pritiskom.

Skica 5. Detalj injektiranja temeljne ploþe. Legend : 1. Mršav beton; 2. Hidroizolacija; 3. Injekciona pukotina; 4. AB ploþa; 5. Injekcioni paker

O IZOLACIJI

391

Ubrizgavanje se vrši dok se injekciona pasta ne pojavi na svim injekcionim rupama. Injekciona pasta u potpunosti istisne vodu i zauzme prostor u postojeüoj hidroizolaciji, izmeÿu AB ploþe i mršavog, nearmiranog betona ili AB ploþe i zemlje u situacijama gde ne postoji mršav beton i hidroizolacija. Pakeri se postavljaju sa leve i desne strane pukotine po sistemu W, na udaljenosti 5 –10 cm od same pukotina,a na meÿusobnom rastojanju od 15 do 20 cm. Takav raspored pakera dozvoljava da materijal proÿe u potpunosti ispod pukotine i time zatvori prodor vode iz pukotine. Ovakav sistem injektiranja se odnosi i na pukotine na vertikalnim površinama (zidovima). Buše se injekcione rupe na rastojanjima od 5 cm od pukotine iz koje prodire voda. Pakeri se postavljaju u W sistem na meÿusobnom rastojanju od 15 do 20 cm. Injektiranje se zapoþinje iz jedne (radne) rupe u kojoj se nalazi paker, dok su ostale rupe otvorene i služe za kontrolu kretanja injekcionog materijala. Kada se pojavi injekcioni materijal u kontrolnim rupama,one se zatvaraju injekcionim pakerima i one takoÿe postaju radne preko kojih se mašinama pod pritiskom ubrizgava pasta SRKIZOL.

Slika 6. Injektiranje SRKIZOL paste oko instalacione cevi u AB zidu

392


Skica 6. Raspored pakera (sistem W) na rastojanju od 15 cm (OSNOVA). Legenda: 1. Pukotina kroz koju prodire voda; 2. Injekcioni pakeri

Proizvod injekcione paste SRKIZOL i izvoÿenje radova opisanih u prilogu 4.1 izvodi ADECOM GROUP DOO Preduzeüe za projektovanje, izvoÿenje i inženjering usluge 26000 Panþevo Osogovska 41 www.adecomgroup.com

O IZOLACIJI

393

5. ENERGETSKI EFIKASNE ZGRADE

5.1. UVODNA RAZMATRANJA 5.1.1. UVODNE NAPOMENE Propisi, standardi i zakonske odredbe za izgradnju energetskih zgrada u zemljama Evropske Unije nisu definisani kao jedinstvena regulativa na nivou Evropske Unije veü su uslovi definisani kao domicilni za pojedine zemlje þlanice EU. Direktiva EPBD-2002/91/EC – Energy Performance of Buildings Directive o energetskim performansama zgrada je u neposrednoj vezi sa direktivom o graÿevinskim proizvodima – CPD 89/106/EEC kojom je deklarisan zahtev da se graÿevinski objekti i odgovarajuüe instalacije grejanja, hlaÿenja i ventilacije projektuju i izvedu tako da koliþina energije koja je potrebna za korišüenje objekata bude niska pri þemu se uvažavaju lokalni klimatski uslovi i specifiþnosti korisnika objekta. Propisani su opšti uslovi, a u okviru nacionalnih regulativa vrši se prilagoÿavanje – usklaÿeno sa klimatskim uslovima, stepenom tehnološkog razvoja i usvojenim prioritetima. Energetska certifikacija zgrada zahteva i predstavlja mehanizam kontrole. Utvrÿeno je da su zgrade najveüi pojedinaþni potrošaþi energije, koje proizvode oko polovine ukupne energije ugljen-dioksida (CO2) što je dvostruko više od ugljen-dioksida koji oslobaÿaju saobraüajna vozila. Naþin izgradnje toplotne izolacije sistema grejanja i hlaÿenja, tip goriva koji se koristi su þinioci koji definišu emisiju ugljen-dioksida jedne zgrade. 5.1.2. UŠTEDA ENERGIJE ZA GREJANJE I/ILI HLAĈENJE GRAĈEVINSKIH OBJEKATA POSTIŽE SE: – ograniþavanjem transmisionih toiplotnih gubitaka i/ili dotoka toplote, – ograniþavanjem toplotnih gubitaka i/ili rashladnog sistema. U skladu sa EN-standardima u ovoj oblasti ušteda energije se postiže ograniþavanjem u relativnim oblastima za sva tri naredna segmenta. Cilj je nacionalnog standarda da odredi pojedinaþne nivoe i stepen koordinacije, tj. uþešüe svakog od navedenih segmenata u globalnom aspektu uštede energije u zgradarstvu. U širem smislu tehniþko-ekonomska optimizacija energetskog utroška ovde treba da podrazumeva: – analizu troškova i analizu resursa za proizvodnju, ugradnju i eksploataciju graÿevinskih materijala, elemenata i sistema, – odreÿivanje ciljnih nivoa energetske uštede, koji bi se uspostavili za naredni vremenski period sa razliþitim vremenskim intervalima.

394

5. Energetski efikasne zgrade

Cilj treba da bude energetski efikasan objekat (novogradnja ili revitalizacija) s obzirom na: – tipsko arhitektonsko-graÿevinsko rešenje, – lokalne klimatske uslove, – namenu objekta. Prilagoÿavanje regulative odnosi se na optimizaciju toplotne zaštite koja treba da ukljuþi: – „k“ – aspekt tj. „U“ – aspekt (klimatske zone, vetrovitost, geografsku orijentaciju, stepen-dan, vrstu graÿevinske konstrukcije: po masi – lake, srednje teške, teške; po sistemu: ventilisane, neventilisane), – difuziju vodene pare (spreþavanje unutrašnjeg površinskog orošavanja, spreþavanje – ili ograniþavanje – kondenzacije u unutrašnjosti konstrukcije), – infiltraciju vazduha (izbor optimalnih dopuštenih graniþnih vrednosti; definisanje zahteva za objekte razliþite namene; inovacije postojeüih standarda), – toplotnu akumulaciju (novi pristup: toplotna akumulacija prostorije za razliku toplotne akumulacije pojedinaþnih konstrukcija, – A/V – aspekt (geometrija objekta, parametar za izbor dopuštenih specifiþnih transmisionih toplotnih gubitaka, – insolaciju (posebno: korišüenje pasivne solarne energije), – toplotnu ugodnost (toplotni konfor), – ekonomski aspekt. Ekološki aspekt treba da bude stalno prisutan kontrolni i korektivni faktor: od faze proizvodnje preko faze eksploatacije ugraÿenog materijala do faze odlaganja materijala. Ovde se u širem smislu ukljuþuje i aspekt zaštite od požara kao i zvuþne zaštite. Treba uspostaviti smernice za inovaciju postojeüe tehniþke regulative u oblasti toplotne termike u graÿevinarstvu, sa procenom nivoa – raspodele energetskih utrošaka za odabrana tipska rešenja u visokogradnji, individualnoj gradnji i posebno – revitalizaciji postojeüih objekata. – – – – – – –

5.1.3. STATISTIKA ENERGETSKE EFIKASNOSTI Sniženje temperature u stanu samo za 1 % umanjenje troškove grejanja oko 7 %. U Beogradu se godišnje u proseku za grejanje troši 135 kWh/m2. Zgrade koje štede energiju smanjuju tu potrošnju na manje od 50 kWh/m2. Gotovo 60 % energije u zgradasma potroši se na grejanje prostora. Oko 70 % izgubljene energije odlazi kroz spoljne zidove i prozore. Prema podacima kompanije Henkel u Srbiji je potrošnja energije visoka kao šezdesetih prošlog veka u EU. Proseþna potrošnja energije po kvadratu je 2,5 puta veüa nego u Severnoj Evropi. Polovina domaüinstava u Srbiji troši tri puta više energije od domaüinstava u EU.

O IZOLACIJI

395

– Energetskim saniranjem fasada zgrada iz osamdesetih uštedelo bi se 57 % energije, a investicija bi se isplatila za 4 do 8 godina. – Ustanovljavanjem sistema za praüenje potrošnje procenjuje se da bi se troškovi za energiju mogli smanjiti za 5 do 10 %. – Pravilnim održavanjem i upotrebom ureÿaja i odgovarajuüom regulacijom i modernizacijiom osvetljenja može se uštedeti i do 20 % energije. 5.1.4. ENERGETSKI PASOŠ Predstavlja sertifikat o stepenu energetske efikasnosti. Naši zakoni treba da budu usklaÿeni sa EU direktivom 2002/91/EC (Energy Performance of Building Directive – EPBD) o energetskoj efikasnosti zgrada, po kojem üe svaki objekat u Srbiji morati da poseduje energetski pasoš – ustanovljavanje kategorije energetske efikasnosti objekta što za kranji ishod ima nužu potrošnju energije. Pasoš rangira zgrade u 7 kategorija – od kategorije A, koja predstavlja energetski najefikasnije objekte do kategorije G, koja predstavlja energetski najmanje efikasne objekte (tabela 5.1). Energetski pasoš biüe izdavan od strane nezavisnih eksperata koje svaka država sama odreÿuje. Za ocenjivanje energetske efikasnosti zgrada i izdavanje pasoša objavljen je Pravilnik o energetskoj efikasnosti zgrada ("Službeni glasnik RS" broj 61/2011) sa obaveznom primenom. Tabela 5.1. Podela objekata na energetske razrede prema utrošku energije Zgrade sa više stanova QHnd Energetski razred > %@ A+ d 15 A d 25 B d 50 C d 100 D d 150 E d 200 F d 250 G ! 250

nove QHnd >kWh/(m2a)@ d9 d 15 d 30 d 60 d 90 d 120 d 150 ! 150

postojeüe QHnd >kWh/(m2a)@ d 10 d 18 d 35 d 70 d 105 d 140 d 175 ! 175

Razred (kategorija) objekta je pokazatelj koliko zapravo troši odreÿeni objekat. Recimo za stambene objekte energetski razred odreÿuje se na osnovu maksimalno dozvoljene godišnje potrebne finalne energije za grejanje. To znaþi da nove zgrade koje dobiju graÿevinsku dozvolu, ne smeju godišnje da troše više od 60 kilovat þasova po kvadratnom metru korisnog prostora što odgovara „C“ razredu.

5.2. ENERGETSKI EFIKASNO ZGRADARSTVO U EVROPI 5.2.1. KONCEPTI I DEFINICIJE Izrazi, koncepti, metode, proraþuni korišüeni za ove tipove zgrada znaþajno se razlikuju meÿu þlanicama EU, ali i šire. Ne postoji globalna definicija za nisko energetske zgrade (low energy) ali se zna da su to zgrade sa boljim energetskim karak-

396


teristikama nego što je zahtevano u važeüim graÿevinskim propisima (standardi za energetsku efikasnost ili upotrebu alternativnih izvora energije). Ova vrsta zgrada obiþno podrazumeva izuzetnu toplotnu izolaciju, energetski efikasne prozore, odliþnu zaptivenost i primenu izmenjivaþa toplote radi smanjenja energije neophodne za grejanje i hlaÿenje prostora. Trakoÿe one se mogu koristiti i tehnikama pasivne solarne arhitekture i dizajnerskih rešenja ili aktivnih solarnih sistema za grejanje vode ili proizvodnju elektriþne energije (PV-fotovoltažni i fotonaponski paneli). Dodatno koncepti koji izmeÿu ostalog podrazumevaju i parametre niske potrošnje energije poznati su pod imenom ekološka ili zelena gradnja (eco-building, odnosno green building) o þemu üe biti više reþi u taþki 5.3. Razliþite vrste zahteva u vezi sa potrošnjom energije prisutne su širom Evrope. – DK low energy class 1 Danska – 35+1100/A, kWh/m2, godišnje (energija za grejanje, hlaÿenje, ventilaciju i zagrevanje vode; A je površina poda grejanog dela zgrade). – Minergie (Švajcarska) – 42 kWh/m2 godišnje (energija za grejanje, hlaÿenje, ventilaciju i zagrevanje vode). – Effinergie (Francuska) – 50 kWh/m2 godišnje (energija za grejanje, hlaÿenje, ventilaciju, zagrevanje vode i osvetljenje). – Passivhaus (Nemaþka) – 100 kWh/m2 godišnje (energija za grejanje, hlaÿenje, ventilaciju, zagrevanje vode, osvetljenje i aparate za domaüinstvo). Energetski efikasna kuüa je ekološka kuüa. Njeni osnovni principi su ekonomiþno korišüenje energije te generisanja iste pomoüu alternativnih izvora. Kategorizacija energetskih efikasnih kuüa prema potrošnji primarne energije za grejanje je sledeüa: 1. Niskoenergetska kuüa koja troši do 50 kWh/m2 godišnje. 2. Pasivna kuüa – koja troši do 15 kWh/m2 godišnje. 3. Energetski nulta kuüa (Zeroenergy Building) – koja je sposobna da generiše svu potrošenu energiju. 4. Autonomne kuüe. 5. Kuüe sa viškom energije. Niskoenergetske kuüe (Low Energy House) – generalno niskoenergetska kuüa je bilo koji tip kuüe koji koristi manje energije. 5.2.2. PRINCIPI ENERGETSKIH ZAHTEVA ZA STAMBENE ZGRADE PREMA NEMAýKOJ UREDBI EnEV (2009) Nemaþka naredba EnEV (2009) proizašla je iz EnEG – Zakona o štednji energije, osnovne Direktive EPBD-2002/91/EC zgrade u rekonstrukciji ili delove zgrada sa normalnim ili niskim temperaturama. U tabeli 5.2 su data kontrolna svojstva i veliþine za referentni objekat – stambene zgrade, a u tabeli 5.3 dati su podaci o najveüim dopuštenim vrednostima koeficijenta prolaza toplote kao srednje vrednosti za odreÿeni graÿevinski element UE W/(m2 K) za nestambene zgrade.

O IZOLACIJI

397

Tabela 5.2 Referentni objekat – Kontrolna svojstva i veliþine Vrsta Graÿevinski element/sistem 1.1 Spoljni zidovi meÿuspratne konstrukcije iznad otvorenog prolaza 1.2 Ukopani spoljni zidovi, temeljne ploþe, zidovi i meÿuspratne konstrukcije prema negrejanom prostoru osim iz 1.1 1.3 Krovovi, meÿuspratne konstrukcije, potkrovlja, zidovi krovnog prostora 1.4 Prozori, balkonska vrata

1.5

1.6

1.7 2 3

Krovni prozori

Svetlosne kupole

Kontrolno svojstvo/veliþina koeficijent prolaza toplote

U = 0,28 W/(m2K)

koeficijent prolaza toplote

U = 0,35 W/(m2K)

koeficijent prolaza toplote

U = 0,20 W/(m2K)

koeficijent prolaza toplote zbirni koeficijent propustljivosti energije, staklo koeficijent prolaza toplote zbirni koeficijent propustljivosti energije, staklo koeficijent prolaza toplote zbirni koeficijent propustljivosti energije, staklo koeficijent prolaza toplote

Uw = 1,30 W/(m2K)

Spoljna vrata Graÿevinski elementi prema dodatak za toplotni most 1.1 i 1.7

g = 0,60 Uw = 1,40 W/(m2K) g = 0,60 Uw = 2,70 W/(m2K) g = 0,64 'UWB = 0,05 W/(m2K)

proraþun DIN V4108-6 DIN V18599-2 4 do 8 Zaštita od insolacije (bez zaštite), sistemi grejanja, sistemi za snabdevanje toplom vodom (razliþiti sistemi) hlaÿenje (bez hlaÿenja), ventilacija (centralni odvodi iskorišüenog vazduha, po potrebi snabdeveni DC-ventilatorima sa reuglacijom). Nepropustljivost za vazduh omotaþa zgrade

broj izmena vazduha proraþunski n50

Tabela 5.3 Nestambene zgrade. Najveüe dopuštene U-vrednosti [W/(m2 K)]

Vrsta

Graÿevinski element

1

Spoljni graÿevinski elementi, osim navedenih u 3 i 4 Transparentni spoljni graÿevinski elementi osim navedenih u 3 i 4 Viseüe fasade Ostakljeni krovovi, svetlosne trake, svetlosne kupole

2 3 4

U >W/(m2K)@ zone sa temperatu- zone sa temperaturom rom vazduha u provazduha u prostoristoriji (period greja- ji (period grejanja od nja t19°C) 12°C do 19°C) 0,35

0,50

1,90

2,80

1,90

3,00

3,10

3,10

398


5.3. ZELENA GRADNJA 5.3.1. OSNOVNI POJMOVI Pojam zelene gradnje objedinjuje energetiku i graÿenje objekata sa stanovišta energetske efikasnosti i oþuvanja životne sredine. Energetska efikasnost pametne zgrade i zelena gradnja sve su þešüe pominjani pojmovi u graÿevinarstvu, meÿutim, još uvek nisu praktiþno propraüeni zakonskim, tržišnim pa i jeziþkim i pravopisnim principima i normama. Na primer, sam graÿevinski proizvod ili materijal ne mora biti ekološki da bi nosio oznaku „zelenog“ proizvoda, veü je može dobiti prema ulozi koju ima u energetskoj efikasnosti nekog objekta i sliþno. Prema tome, pojam ekološki ne mora istovremeno da znaþi i zelen. Dakle, zeleno graÿenje nije samo praüenje preporuka i karakteristika pojedinih materijala veü struþno proraþunavanje (maksimalno iskorišüenje energetskih sposobnosti) sistema i tehnologije graÿenja i planiranje u kojoj meri üe oni uticati na sveukupne karakteristike þitavog objekta. Zelenost nekog proizvoda pa i þitavog projekta, odreÿuje se na osnovu velikog broja parametara od kojih svaki ponaosob može da bude presudan u oceni, koja opet ne mora biti konaþna, tj. može važiti samo dok tehnologija ne stvori uslove za još zeleniju proizvodnju, sirovine i transport. Momenat kada neki proizvod postaje zelen pored osnovnih pitanja (šta jedan proizvod þini zelenim, kako pronaüi zelene materijale itd.) nosi sa sobom i jedno od najkomplikovanijih: kako proceniti relativnu zelenu vrednost nekog proizvoda ili meÿusobno razliþitih proizvoda za odreÿeni projekat i tehnologiju izvoÿenja. Zatim sledi i pitanje ko odreÿuje šta je zeleno a šta ne, izdaje sertifikate za proizvode, materijale i tehnologije u graÿevinarstvu. Dovoÿenjem energetike u vezu sa zelenom gradnjom nastoji se da se potrošnja proizvedene energije smanji korišüenjem obnovljivih izvora energije (solarne ploþe, vetrenjaþe). Savremeno graÿenje zgrada u zemeljama EU je sve više usmereno na uštedu energije poštujuüi preporuke i direktive za štednju energije koji su sve strožiji. Dovoljno je reüi da u Evropi, samo zgrade potroše preko 45 % proizvedene energije. Prema tome, nedopustivo je graditi danas stambene jedinice ne vodeüi raþuna o uštedi energije kada se zna da üe veü u prvoj godini korišüenja doüi do visoke potrošnje energije za grejanje i hlaÿenje loše izolovanih prostora. Pokušaj þlanova za zeleno graÿenje da se formira jedinstvena baza podataka u kojoj bi bio detaljno predstavljen uticaj razliþitih materijala na energetsku efikasnost zgrada, odnosno na životnu sredinu i planetu uopšte i na osnovu koje bi projektanti mogli da se odluþe za one materijale koji üe doprineti da njihovi projekti imaju odgovoran odnos prema bližem i daljem okruženju je teško ostvarljiv. Napredak se ogleda u preporukama i praktiþnim savetima upuüenim proizvoÿaþima materijala kako i na koji naþin da svoje proizvode uþine zelenim ili kako da na tržište ponude nove proizvode. 5.3.2. PAMETNE ZGRADE U modernom svetskom graÿevinarstvu velikih poslovnih i stambenih zgrada sve se þešüe spominju „pametne zgrade“. Veliki troškovi za potrošnju elektriþne energije mnoge poslove þine neisplativim. Nastojanje da se uštedi energija koja se troši kada su ljudi van kancelarija (više od 40 % od svog radnog vremena) dovelo je

O IZOLACIJI

399

do razvoja tehnologije, tj. do automatizacije poslovnih ali i stambenih objekata. Pametna gradnja kontroliše potrošnju energije i þini je efikasnijom. Da bi se uveo kompjuterski sistem kontrole grejanja i hlaÿenja u neki objekat, osnovni je preduslov da zgrada bude dobro toplotno izolovana. Ceo sistem se kontroliše putem kompjutera koji taj sistem þini efikasnijim i ekonomiþnijim. Naime senzori detektuju da li ima nekoga u odreÿenoj prostoriji ili ne. Ako nema, za propisano vreme ceo sistem grejanja ili hlaÿenja prelazi na „stend by“, a kada se osoba vrati temperatura se u veoma kratkom roku vrati na željeni nivo. Još jedan koristasn primer koji postoji u pametnoj zgradi jeste taj, da þim se otvori prozor grejanje ili hlaÿenje se automatski gasi i na taj naþin ne dolazi do rasipanja energije, veü do njene uštede – nepažnja potrošaþa energije je iskljuþena. Osim materijalne uštede „pametnom gradnjom“ se doprinosi i zaštiti životne sredine što bi trebalo da je prioritet u svim oblastima života pa samim tim i u graÿevinarstvu. Što se tiþe ulaganja u gradnju pametnih zgrada ona su poveüana za oko 2 % ali su isplativa u toku 3 godine. Taþno je da se ovakav sistem isplati na velikim javnim objektima koji ujedno i traže najviše toplotne i elektriþne energije. Ovakva gradnja ima opravdanja zbog stvaranja bezbednog, konfornog, produktivnog i ekonomiþnog okruženja uz istovremenu štednju energenata, smanjenje troškova održavanja i opšte društvenu korisnost zaštite životne sredine.

400


O IZOLACIJI

401

6. PROPISI I STANDARDI

6.1. IZVOD IZ EVROPSKOG STANDARDA EN 12831:2003. SISTEMI GREJANJA U ZGRADAMA – METOD ZA PRORAýUN PROJEKTNIH GUBITAKA TOPLOTE UVOD Ovaj standard odreÿuje metod za izraþunavanje potrebne koliþine toplote za snabdevanje u okviru standardnih projektnih uslova, kako bismo bili sigurni da je postignuta potrebna unutrašnja projektna temperatura. Ovaj standard opisuje proraþun gubitaka toplote pri projektnim uslovima: – raþunajuüi gubitke toplote za sobu po sobu ili grejanu prostoriju po grejanu prostoriju, u svrhu dimenzionisanja grejnih tela, – raþunajuüi gubitke toplote za celu zgradu ili deo zgrade, u svrhu proraþuna ukupne koliþine toplote za snabdevanje. Ovaj standard takoÿe predviÿa pojednostavljen metod za proraþun. Skup vrednosti i faktora potrebnih za proraþun toplotnih gubitaka trebalo bi da bude definisan nacionalnim aneksom pri ovom standardu. Aneks D tabelarno prikazuje sve faktore koji se mogu odrediti na nacionalnom nivou i daje polazne vrednosti za sluþajeve kada nacionalni aneks nije dostupan (ne postoji).

1 -DOMEN Ovaj standard opisuje metode proraþuna projektnog gubitaka toplote i ukupne projektne gubitake toplote za osnovne sluþajeve u projektnim uslovima. Osnovni sluþajevi obuhvataju sve zgrade: – sa ograniþenom vrednošüu visine sobe (koja ne prelazi 5 m); – pretpostavlajuüi da üe se grejanje odvijati u stacionarnim uslovima u okvirima projektnih uslova. Primeri ovakvih zgrada su : zgrade za stanovanje; poslovne i zgrade raznih nadleštava; škole; biblioteke; bolnice; objekti za rekreaciju; zatvori; ugostiteljski objekti; skladišta i druge zgrade za poslovne namene; industrijski objekti. U aneksima su, takoÿe, date i informacije za sledeüe specijalne sluþajeve: – zgrade sa visokim plafonima ili velikim omotaþem; – zgrade u kojima se znaþajno razlikuju temperatura vazduha i proseþna temperatura zraþenja.

402

6. Propisi i standardi

3 -TERMINI, DEFINICIJE I SIMBOLI 3.1 -TERMINI I DEFINICIJE Za potrebe ovog Evropskog standarda, se upotrebljavaju sledeüi termini i definicije.

3.1.1 Suteren Prostor je klasifikovan kao suteren (podrum) ako se više od 70% njegovih spoljašnjih zidova nalazi ispod površine tla

3.1.2 Elementi zgrade Komponenete zgrade kao što su zid, pod

3.1.3 Celina zgrade ili celina dela zgrade Ukupna zapremina grejanih prostorija opslužena jednim zajedniþkim sistemom za grejanje (na primer, jednoporodiþne kuüe ili stanovi) gde stanari mogu centralno kontrolisati toplotu dovedenu svakoj stanbenoj jedinici.

3.1.4 Projektna temperaturska razlika Razlika izmeÿu unutrašnje projektne temperature i spoljašnje projektne temperature

3.1.5 Projektni gubici toplote Koliþina toplote koja napušta zgradu u jedinici vremena i odlazi u spoljašnju sredinu u okviru naznaþenih projektnih uslova

3.1.6 Koeficijent projektnih toplotnih gubitaka Projektni toplotni gubitak po jedinici temperaturske razlike

3.1.7 Projektni prenos toplote Toplota preneta unutar dela zgrade ili same zgrade

3.1.8 Projektni gubici toplote Potreban toplotni protok neophodan da bi se postigli naznaþeni projektni uslovi

3.1.9 Projektni transmisioni gubici toplote razmatrane prostorije Gubici toplote u okolinu kao rezultat toplotnog provoÿenja kroz okolne površine, kao i prenošenje toplote izmeÿu grejanih prostorija unutar zgrade

O IZOLACIJI

403

3.1.10 Projektni ventilacioni toplotni gubici razmatrane prostorije Toplotni gubici u spoljašnju sredinu putem ventilacije i infiltraciije kroz omotaþ zgrade i toplota preneta ventilacijom iz jedne grejane prostorije u drugu grejanu prostoriju

3.1.11 Spoljašnja temperatura vazduha Temperatura vazduha izvan zgrade

3.1.12 Spoljašnja projektna temperatura Spoljašnja temperatura vazduha koja se koristi za proraþun projektnih gubitaka toplote

3.1.13 Grejana prostorije Prostorija koju treba zagrejati do naznaþene unutrašnje projektne temperature

3.1.14 Unutrašnja temperatura vazduha Temperatura vazduha unutar zgrade

3.1.15 Unutrašnja projektna temperatura Operativna temperatura u središtu grejane prostorije (izmeÿu 0,6 i 1,6m visine) korišüena za proraþun projektnih gubitaka toplote

3.1.16 Proseþna godišnja temperatura spoljnog vazduha Proseþna vrednost temperature spoljnog vazduha tokom godine

3.1.17 Operatvina temperatura Aritmetiþka sredina unutrašnje temperature vazduha i proseþne temperature zraþenja

3.1.18 Toplotna zona Deo grejanog prostora sa zadatom temperaturom vazduha i sa zanemarljivim prostornim odstupanjima od iste unutrašnje temperature

3.1.19 Negrejana prostorija Prostor koji nije deo grejanog prostora

404


3.1.20 Ventilacioni sistem (mehaniþki) Sistem koji treba da obezbedi potreban protok vazduha

3.1.21 Zona Grupa prostorija koje imaju sliþne termiþke karakteristike

3.2 – SIMBOLI I JEDINICE Za potrebe ovog Evropskog standarda, upotrebljavaju se sledeüi termini, definicije i indeksi. Tabela 1 – Simboli i jedinice Simbol a, b, c,f A Bc cp d ei ek, el Gw h H l n n50 P Q T U v V

V· H ) )HL K O Ǉ ȡ <

Veliþina

Jedinica m2 m J/(kg ·K) m W/( m2·K) W/K m h-1 h-1

razliþiti korekcioni faktori površina karakteristiþni parametar specifiþni toplotni kapacitet pri konstantnom pritisku debljina koeficijent zaklonjenosti korekcioni faktor izloženosti korekcioni faktor podzemnih voda Površinski koeficijent prenosa toplote koeficijent toplotnih gubitaka, koeficijent prenošenja toplote Dužina Broj izmena spoljašnjeg vazduha broj izmena vazduha pri razlici pritisaka od 50 Pa izmeÿu unutrašnjosti zgrade i okoline obim meÿuspratne konstrukcije koliþina toplote, koliþina energije termodinamiþka temperatura prema Kelvinovoj skali koeficijent prolaza toplote brzina vetra zapremina zapreminski protok vazduha

m J K W/( m2·K) m/s m3 m3/s

korekcioni faktor visine toplotni gubici, toplotna snaga ukupni projektni gubici toplote zgrade ili dela zgrade efikasnost toplotna provodljivost temperatura prema Celzijusovoj skali

W W % W/( m·K) °C

gustina vazduha na Ǉ int,i linijski koeficijent prolaza toplote

kg/m3 W/( m·K)

O IZOLACIJI

405

Tabela 2 – Indeksi a: (air) vazduh A: (building entity) deo zgrade

h: (height) visina inf: (infiltration) infiltracija

B, bdg: (building) zgrada bf: (basement floor) pod suterena bw: (basement wall) zid suterena e: (external, exterior) spoljašnji, spoljašnjost env: (envelope) omotaþ

int: (internal) unutrašnji i,j: (heated space) grejana prostorija k: (building elelment) element zgrade l: (thermal bridge) toplotni most tb: (type of building) vrsta zgrade m: (annual mean) srednji gou: (unheated space) negrejana dišnji prostorija mech: (mechanical) mehaniþki V: (ventilation) ventilacija

equiv: (equivalent) ekvivalentno ex: (exhaust) povrat, izvlaþenje g: (ground) zemlja

min: (minimum) najmanji nat: (natural) prirodni

o: (operative) operativni r: (mean radiant) srednje zraþenje RH: (reheat) ponovo grejati su: (supply) razvod, snabdevanje T: (transmission) transmisija

'Ǉ: (higher indoor temperature) viša unutrašnja temperatura W: (water/ window/ wall) voda/ prozor/zid

4 -NAýELO METODA PRORAýUNA Metod proraþuna za osnovne sluþajeve bazira se na sledeüim pretpostavkama: – temperaturska raspodela (temperatura vazduha i projektna temperatura) smatra se uniformnom; – gubici toplote se raþunaju za stacionarne uslove, podrazumevajuüi konstantna svojstva, kao što su: vrednosti temperature, karakteriistike elemenata zgrade, itd. Procedura za osnovne sluþajeve može biti korišüena za veüinu zgrada: – þija spratna visina (visina sa plafonom) ne prelazi 5 m; – za zagrejane ili prostorije koje koje üe se grejati na naznaþenu temperaturu stacionarno; – kod kojih se za temperaturu vazduha i operativnu temperaturu podrazumeva da imaju istu vrednost.– U slabo izolovanim zgradama i/ili tokom perioda zagrevanja emisionim sistemima sa velikim udelom konvektivnog prenošenja toplote, tj., vazdušnim grejanjem, ili velikim grejnim površinama sa znaþajnim zraþeüim komponentama, tj., podnim ili plafonskim grejaþima, može postojati znaþajna razlika izmeÿu temperature vazduha i operativne temperature, kao i odstupanja od uniformne raspodele temperature unutar sobe, koje mogu voditi do bitnih odstupanja od osnovnog sluþaja. Ovi sluþajevi üe biti razmotreni u okviru specijalnih sluþajeva (vidi aneks B). Sluþaj neuniformne raspodele temperature takoÿe üe biti razmotren u poglavlju 7.1.4. Za poþetak, raþunaju se projektni toplotni gubici. Ovi se rezultati potom koriste za odreÿivanje ukupnih projektnih gubitaka toplote. Za proraþun projektnih toplotnih gubitaka zagrejane prostorije, trebalo bi razmotriti sledeüe komponente: – projektne transmisione gubitke, koji predstavljaju toplotne gubitke u spoljašnju sredinu kao rezultat provoÿenja toplote kroz okolne površine, kao i usled prenošenja toplote izmeÿu grejanih prostorija zbog þinjenice da date susedne prostorije mogu biti grejane (ili samo formalno smatrano grejane) na razliþitim temperaturama. Na

406


primer, za susedne prostorije koje pripadaju drugom stanu, može se pretpostaviti da se greju na stalnu temperaturu koja odgovara nenastanjenom stanu; – projektni ventilacioni toplotni gubici, koji predstavljaju toplotne gubitke u spoljašnju sredinu, putem ventilacije ili infiltracije kroz omotaþ zgrade i toplotu prenetu ventilacijom iz jedne grejane prostorije u drugu grejanu prostoriju unutar zgrade.

5 -OPŠTA RAZMATRANJA 5.1 –POSTUPAK PRORAýUNA ZA GREJANU PROSTORIJU Koraci: a) odrediti vrednost spoljašnje projektne temperature i proseþne godišnje spoljašnje temperature; b) odrediti status svake prostorije (grejana ili negrejana) i vrednosti unutrašnjih projektnih temperatura svake grejane prostorije; c) odrediti dimenzijske i termiþke karakteristike elemenata zgrade za svaku grejanu i negrejanu prostoriju; d) izraþunati koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka i pomnožiti ga projektovanom temperaturskom razlikom kako bi se dobili projektni transmisioni toplotni gubici grejane prostorije; e) izraþunati koeficijent projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka i pomnožiti ga projektovanom temperaturskom razllikom kako bi se dobili projektni ventilacioni toplotni gubici grejane prostorije; f) odrediti ukupne projektne toplotne gubitke grejane prostorije sabiranjem projektnih transmisionih toplotnih gubitaka i projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka; g) izraþunati grejni kapacitet grejane prostorije, tj., dodatnu snagu potrebnu za kompenzaciju efekata grejanja sa prekidima; h) odrediti ukupne projektne gubitke toplote dela zgrade ili cele zgrade sabiranjem ukupnih projektnih toplotnih gubitaka i grejnih kapaciteta.

5.2 -POSTUPAK PRORAýUNA ZA DEO ZGRADE ILI ZGRADU Za odreÿivanje koliþine toplote koju treba dovesti, tj., za dimenzionisanje razmenjivaþa toplote ili izvora toplote, potrebno je proraþunati ukupne projektne gubitke toplote dela zgrade ili þitave zgrade. Ovaj postupak zasnovan je na rezultatima proraþuna za grejanu prostoriju po grejanu prostoriju. Koraci: a) sumirati projektne transmisione toplotne gubitke svih grejanih prostorija bez razmatranja prenete toplote unutar naznaþenih granica sistema, kako bi se dobili ukupni projektni transmisioni toplotni gubici dela zgrade ili same zgrade; b) sumirati projektne ventilacione toplotne gubitke svih grejanih prostorija bez razmatranja prenete toplote unutar naznaþenih granica sistema, kako bi se dobili ukupni projektni ventilacioni toplotni gubici dela zgrade ili same zgrade; c) odrediti ukupne projektne toplotne gubitke dela zgrade ili same zgrade sabiranjem ukupnih projektnih transmisionih toplotnih gubitaka i ukupnih projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka; d) sumirati kapacitete zagrevanja svih grejanih prostorija kako bi se dobio ukupni grejni kapacitet dela zgrade ili same zgrade potreban za kompenzaciju efekata grejanja sa prekidima;

O IZOLACIJI

407

e) odrediti ukupne projektne gubitke toplote dela zgrade ili same zgrade sabiranjem ukupnih projektnih toplotnih gubitaka i ukupnih grejnih kapaciteta.

5.3 -POSTUPAK POJEDNOSTAVLJENOG METODA PRORAýUNA Postupak proraþuna po pojednostavljenoj metodi prati postupak opisan u taþkama 5.1 i 5.2. Izvesna pojednostavljenja su izvršena pri odreÿivanju nekih toplotnih gubitaka. Pojednostavljeni metod proraþuna je opisan u poglavlju 9. Korak a)

Korak b)

Korak c)

Korak d) Korak e) Korak f) Korak g) Korak h)

Odreÿivanje osnovnih podataka: – spoljašnje projektne temperature – proseþne godišnje spoljašnje temperature Definisanje svake prostorije u zgradi: Grejana prostorija ili ne?

Ne Negrejani prostor Da

Klimatski podaci

Položaj svake prostorije i unutrašnja projektna temperatura svake grejane prostorije

Unutrašnja projektna temperatura Odreÿivanje: – dimenzijskih karakteristika Podaci o zgradi (graÿevinska fizika) – termiþkih karakteristika svih elemenata zgrade za svake grejanu i negrejanu prostoriju Za toplotne gubitke kroz: Proraþun projektnih transmisionih toplotnih gubitaka: – omotaþ zgrade koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka · – negrejane prostorije projektna temperaturska razlika – susedne prostorije – tlo Proraþun projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka: koeficijent projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka · Proraþun toplotnih projektna temperaturska razlika gubitaka zgrade Proraþun ukupnih projektnih toplotnih gubitaka: projektni transmisioni gubici + projektni ventilacioni gubici Proraþun grejnog kapaciteta: Efekti grejanja sa dodatna snaga potrebna za kompenzovanje nekontinuiranog prekidima grejanja Proraþun ukupnih Proraþun ukupnih projektnih gubitaka toplote: projektnih gubitaka ukupni projektni toplotni gubici + grejni kapacitet toplote

6 -POTREBNI PODACI Aneks D ovog standarda daje informacije za odgovarajuüe podatke potrebne za proraþun gubitaka toplote. Ove informacije se mogu koristiti kao polazne vrednosti u sluþaju kada nacionalni aneks ovog standarda nije dostupan. Potrebni su sledeüi podaci.

6.1 -KLIMATSKI PODACI Za ovaj metod proraþuna koriste se sledeüi klimatski podaci: – spoljna projektna temperatura, șe , za proraþun projektnih toplotnih gubitaka u spoljašnju sredinu; – godišnja proseþna spoljna temperatura, șm,e, za proraþun toplotnih gubitaka ka tlu.

408


Proraþuni moraju postojati da bi se odredili projektni klimatski podaci. Kako još uvek nema evropskog dogovora za ovaj proraþun ni publikovanja ovih klimatskih parametara, proraþunate i objavljene biüe korišüene nacionalne vrednosti. Za odreÿivanje i prezentaciju spoljašnje projektne temperature mogu se koristiti odredbe iz prEN ISO 15927-5. Jedan od naþina odreÿivanja spoljašnje projektne temperature je i usvajanje najniže proseþne dvodnevne temperature, koja je registrovana bar deset puta u periodu od dvadeset godina, za spoljašnju projektnu temperaturu.

6.2 – UNUTRAŠNJA PROJEKTNA TEMPERATURA Unutrašnja temperatura koja se koristi za proraþun projektnih toplotnih gubitaka, je unutrašnja projektna temperatura, șint. Za osnovni sluþaj, smatra se da operativna temperatura i unutrašnja temperatura vazduha imaju istu vrednost. U sluþajevima kada ova aproksimacija nije primenjiva, više informacija daje aneks B. Polazne vrednosti unutrašnje projektne temperature treba da budu date u okviru nacionalnog dodatka (aneksa) ovom standardu ili u specifikaciji projekta. U odsustvu nacionalnog aneksa, date su u odeljku D.2.

6.3 – PODACI O ZGRADI Ulazni podaci za proraþun „soba po soba“ su sledeüi: Vi , (m3)– unutrašnja zapremina svake sobe (grejane i negrejane); Ak, (m2)– površina svakog elementa zgrade; Uk, (W/( m2·K))– koeficijent prolaza toplote za svaki element zgrade; ȥl, (W/( m·K))– linijski koeficijent prolaza toplote svakog linijskog toplotnog mosta; li, (m)– dužina svakog linijskog toplotnog mosta. Proraþun koeficijent prolaza toplote (U-vrednost) elemenata zgrade trebalo bi sprovesti uz poštovanje graniþnih uslova i karakteristika materijala, koji su definisani i preporuþeni (pr)EN-standardima. Pregled svih parametara koji se koriste za proraþun U-vrednosti elemenata zgrade, zajedno sa preporukama za upotrebu odgovarajuüeg standarda, date su u sledeüoj tabeli. Mogu se koristiti nacionalne vrednosti ukoliko postoje tipiþni nacionalni uslovi ili propisi. Takve vrednosti treba definisati i publikovati na nacionalnom nivou. Za odreÿivanje koeficijenta ventilacionih toplotnih gubitaka, koriste se sledeüe veliþine: nmin , (h-1) – minimalni broj izmena spoljašnjeg vazduha na þas; n50 , (h-1) – broj izmena vazduha na sat pri razlici pritisaka od 50 Pa izmeÿu unutrašnjosti i spoljašnjosti; · 3 V inf, (m /s) – zapreminski protoka vazduha infiltracijom zbog nezaptivenosti omotaþa zgrade, uzimajuüi u obzir vetar i efekte dimnjaka; · 3 V su, (m /s) – zapreminski protok dovedenog vazduha; V· ex , (m3/s) – zapreminski protok izlaznog vazduha; ȘV – stepen korisnosti sistema iskorišüenja otpadne toplote odsisnog vazduha. Izbor dimenzija zgrade trebalo bi jasno postaviti. Kakav god da je izbor, trebalo bi uzeti u obzir gubitke kroz celokupnu površinu spoljašnjih zidova. Unutrašnje, spoljašnje ili celokupne unutrašnje dimenzije mogu se koristiti u skladu sa EN ISO 13789, ali izbor dimenzija zgrade treba jasno postaviti i pridržavati ga se tokom proraþuna. Treba obratiti pažnju na to da EN ISO 13789 ne pokriva pristup „soba po soba“.

O IZOLACIJI

409

Tabela 3– Parametri za proraþun U-vrednosti Simbol i jedinica

Naziv parametra

Rsi (m2·K/W) Rse (m2·K/W) O (W/( m·K))

Otpor prelazu toplote sa unutrašnjih površina Otpor prelazu toplote sa spoljnih površina Toplotna provodljivost (homogenih materijala): – odreÿivanje nazivnih i projektnih vrednosti (postupak) – Tabelarni prikaz projektnih vrednosti (sigurne vrednosti) – tipovi zemlje – lokalni uslovi lokacije i vlažnosti (zavisno od zemlje do zemlje) Otpor prelazu toplote sa (ne)homogenih materijala Otpor prelazu toplote vazdušnog sloja ili šupljina: – neprovetrenih, blago i dobro provetrenih vazdušnih slojeva – dvokrilnih i dvostrukih prozora Koeficijent prolaza toplote: – opšti metod proraþuna – prozori, vrata (proraþunate i vrednosti iz tabela) – okvirne pregrade (numeriþka metoda) – zastakljenja linijski koeficijent prolaza toplote (toplotni mostovi): – detataljan proraþun( numeriþki-3D) – detataljan proraþun( numeriþki-2D) – pojednostavljen proraþun Koeficijent taþkastog prolaza toplote (3D toplotni mostovi)

R (m2·K/W) Ra (m2·K/W)

U (W/m2·K)

F(W/ K)

Uput na odgovarajuüi (pr) EN standard EN ISO 6946 EN ISO 6946 EN ISO 10456 EN 12524 EN ISO 13370 nacionalni standardi EN ISO 6946 EN ISO 6946 EN ISO 10077-1

EN ISO 6946 EN ISO 10077-1 prEN ISO 10077-2 EN 673 EN ISO 10211-1 EN ISO 10211-2 EN ISO 14683 EN ISO 10211-1

7 – UKUPNI PROJEKTNI TOPLOTNI GUBICI ZA GREJANU PROSTORIJU – OSNOVNI SLUýAJEVI Ukupni projektni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i), ĭi, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭi = ĭT,i + ĭV,i [W]

(1)

gde je ĭT,i , (W) = projektni transmisioni toplotni gubici za grejanu prostoriju; ĭV,i , (W) = projektni ventilacioni toplotni gubici za grejanu prostoriju.

7.1 – PROJEKTNI TRANSMISIONI TOPLOTNI GUBICI Projektni transmisioni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i), ĭT,i, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭT,i = (HT, ie + HT, iue + HT,ig + HT, ij)·( șint,i – șe) [W] gde je HT, ie [W/K]

(2)

= koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e) kroz omotaþ zgrade; HT, iue [W/K] = koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e) kroz negrejanu prostoriju (u);

410


HT, ig [W/K] HT, ij [W/K]

șint,i [°C] șe [°C]

= koeficijent toplotnih gubitaka usled stacionarne transmisije iz grejane prostorije (i) ka tlu (g); = koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u susednu grejanu prostoriju (j), grejanu na znatno razliþitu temperaturu, tj., u susednu grejanu prostoriju u okviru jedne celine zgrade ili u grejanu prostoriju susedne celine iste zgrade; = unutrašnja projektna temperatura grejane prostorije; = spoljna projektna temperatura.

7.1.1 – TOPLOTNI GUBICI DIREKTNO U OKOLINU – KOEFICIJENT TOPLOTNIH GUBITAKA HT, ie Koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije (i) u spoljašnju sredinu (e), HT,ie, obavezan je za sve elemente zgrade i sve linijske toplotne mostove koji odvajaju grejanu prostoriju od spoljašnjeg okruženja, kao što su: zidovi, pod, plafon, vrata, prozori. HT,ie se raþuna na sledeüi naþin: HT, ie = Ȉk Ak·Uk·ek + Ȉl Ȍl·ll·el [W/K]

(3)

gde je Ak, [m2] ek, el

– površina elementa (k) zgrade; – korekcioni faktori izloženosti koji uzimaju u obzir klimatske uticaje kao što su razliþita izolacija, apsorpcija vlage od strane elemenata zgrade, brzina vetra i temperatura, pod uslovom da ovi uticaji nisu veü bili uzeti u obzir pri odreÿivanju U-vrednosti (EN ISO 6946). ek i el üe biti odreÿeni na nacionalnom nivou; ako vrednosti nisu definisane na nacionalnom nivou, polazne vrednosti su date u D.4.1; Uk, [W/m2·K] – koeficijent prolaza toplote kroz element (k) zgrade, proraþunat prema: – EN ISO 6946 (za neprozirne elemente) – EN ISO 10077-1 (za vrata i prozore) – ili prema indikacijama datim u Evropskim tehniþkim odobrenjima; ll, [m] – dužina linijskog toplotnog mosta (l) izmeÿu unutrašnjosti i spoljašnjosti; Ȍl [W/m·K] – koeficijent linijske toplotne provodljivosti linijskih toplotnih mostova (l), biüe odreÿen na jedan od dva naþina: – za grubu procenu, korišüenjem vrednosti iz tabele date u standardu EN ISO 14683; – proraþunom u skladu sa EN ISO 10211-2. Tabelarne vrednosti za Ȍl u standardu EN ISO 14683 date su samo za proraþun þitave zgrade, a ne za proraþun po sistemu „soba po soba“. Srazmerna raspodela Ȍl vrednosti po sobama je diskreciono pravo projektanta sistema. NeLinijski toplotni mostovi nisu uzeti u obzir za ovaj proraþun.

Pojednostavljen metod za linijske transmisione toplotne gubitke Sledeüi pojednostavljeni metod se može koristiti za proraþun linijskih transmisionih toplotnih gubitaka: Ukc = Uk + Ütb [W/m2·K] gde je Ukc [W/m2·K]

(4)

– korigovani koeficijent prenošenja toplote elementa (k) zgrade, koji uzima u obzir linijske toplotne mostove

O IZOLACIJI

411

Uk [W/m2·K] – koeficijent prenošenja toplote elementa (k) zgrade Ütb [W/m2·K] – korekcioni faktor koji zavisi od vrste elementa zgrade; polazne vrednost su date u D.4.1.

7.1.2 -TOPLOTNI GUBICI KROZ NEGREJANU PROSTORIJU – KOEFICIJENT TRANSMISIONIH GUBITAKA TOPLOTE HT, IUE Ako se izmeÿu grejane prostorije (i) i okoline (e) nalazi negrejana prostorija (u), koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka iz grejane prostorije u spoljašnjost se raþuna na sledeüi naþin: HT, iue = Ȉk Ak·Uk·bu + Ȉl Ȍl·ll· bu [W/K]

(5)

gde je bu – faktor smanjenja temperature koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature negrejane prostorije i spoljne projektne temperature. Faktor smanjenja temperature, bu, može se odrediti trojako: a) ako je temperatura negrejane prostorije, șu, data ili izraþunata unutar projektnih uslova, bu se odreÿuje na sledeüi naþun: bu = (șint,i – șu)/( șint,i – șe); naþin:

(6)

b) ako je temperatura negrejane prostorije, șu, nepoznata, bu se odreÿuje na sledeüi bu = Hue/(Hiu+Hue)

(7)

gde je Hiu [W/K] – koeficijent toplotnih gubitaka iz grejane (i) u negrejanu prostoriju (u), koji uzima u obzir: – transmisione toplotne gubitke (iz grejane u negrejanu prostoriju); – ventilacione toplotne gubitke (protok vazduha iz grejane u negrejanu prostoriju); Hue [W/K] – koeficijent toplotnih gubitaka iz negrejane prostorije (u) u okolinu (e) koji uzima u obzir: – transmisione toplotne gubitke (prema okolini i prema tlu); – ventilacione toplotne gubitke (izmeÿu negrejane prostorije i okoline); c) Pronaüi u nacionalnom aneksu ovog standarda vrednost faktora za svaki od navedenih sluþajeva. U nedostarku nacionalnog aneksa polazne vrednosti date su u poglavlju D.4.2.

7.1.3 -TOPLOTNI GUBICI KROZ TLO – KOEFICIJENT TOPLOTNIH GUBITAKA HT, ig Vrednost toplotnih gubitaka kroz podove i zidove suterena, bilo da su direktno ili indirektno u kontaktu sa tlom, zavisi od nekoliko faktora. Oni ukljuþuju površinu i obim izložene podne konstrukcije, dubinu poda suterena ispod nivoa tla, kao i termiþka svojstva tla. Za potrebe ovog standarda vrednost toplotnih gubitaka kroz tlo može se izraþunati u skladu sa EN ISO 13370: – detaljnim postupkom; – pojednostavljenim postupkom, opisanim u nastavku. U ovom sluþaju toplotni gubici preko toplotnih mostova se ne uzimaju u obzir.

412


Koeficijent projektnih transmisionih toplotnih gubitaka u stacionarnom stanju iz grejane prostorije (i) kroz tlo (g) , HT, ig, raþuna se na sledeüi naþin: HT, ig = fg1·fg2·(Ȉk Ak ·Uequiv,k) · Gw [W/K]

(8)

gde je fg1 – korekcioni faktor koji uzima u obzir uticaj godišnjeg kolebanja spoljašnje temperature. Ovaj faktor üe biti odreÿen na nacionalnom nivou. U nedostatku nacionalnog aneksa, polazne vrednosti date su u poglavlju D.4.3. fg2 – faktor reedukcije temperature koji uzima u obzir razliku izmeÿu proseþne godišnje temperature i spoljne projektne temperature na sledeüi naþin: fg2 = (șint,i – șm,e)/( șint,i – șe); Ak [m2] – površina elementa zgrade (k) u dodiru sa zemljom; 2 Uequiv,k [W/m ·K] – ekvivalentni koeficijent prolaza toplote elementa zgrade (k), odreÿen u skladu sa tipologijom podova (videti slike 3-6 i tabele 4-7); Gw – korekcioni faktor koji uzima u obzir uticaj podzemnih voda. Ako je rastojanje izmeÿu gornje granice podzemne vode i nivoa poda suterena (podne konstrukcije) manje od 1m, ovaj uticaj treba uzeti u obzir. Ovaj faktor se može proraþunati prema EN ISO 13370 i biüe odreÿen na nacionalnom nivou. U nedostatku nacionalnog aneksa, polazne vrednosti date su u poglavlju D.4.3. Slike 3 do 6 i tabele 4 do 7 daju vrednosti Uequiv,k za razliþite tipove podova istaknute u EN ISO 13370, kao funkcije U-vrednosti elemenata zgrade i karakteristiþnog parametra, Bƍ. Na ovim slikama i tabelama toplotna provodljivost tla se usvaja da je Ȝg=2.0 W/m·K i efekti izolacije ivica nisu uzeti u obzir. Karakteristiþni parametar, Bƍ, je odreÿen na sledeüi naþin: Bƍ=Ag/ (0,5·P) [m]

(9)

gde je Ag [m2] – površina razmatrane podne ploþe. Za celu zgradu, Ag je ukupna površina prizemlja. Za deo zgrade, tj., za deo zgrade u nizu kuüa, Ag je površina prizemlja razmatranoe celine; P [m] – obim razmatrane podne ploþe. Za celu zgradu, P je ukupan obim zgrade. Za deo zgrade, tj., za deo zgrade u nizu kuüa, P ukljuþuje samo dužinu spoljašnjih zidova koji odvajaju grejani prostor u okvirima razmatranog dela zgrade od spoljašnjeg okruženja. 15 m

7,5 m 10 m

Ag = 150 m2 P = 50 m B’ = 6

10 m Ag = 75 m2 P = 15 m B’ = 10

Slika 2 – Odreÿivanje karakteristiþnog parametra B’

O IZOLACIJI

413

U EN ISO 13370, karakteristiþni parametar, Bƍ, je proraþunat za zgradu u celini. Za pristup „soba po soba“, Bƍ üe biti odreÿen za svaku prostoriju na jedan od sledeüa tri naþina: – za sve sobe bez spoljašnjih zidova koji odvajaju grejanu prostoriju unutar razmatranog prostora od spoljašnjeg okruženja, koristi se Bƍ – vrednost proraþunata za zgradu u celini; – za sve sobe sa dobro izolovanim podom (Ufloor < 0,5 W/m2·K), koristi se Bƍ – vrednost proraþunata za zgradu u celini; – za sve ostale sobe, pojedinaþno proraþunati Bƍ – vrednost prema principu „soba po soba“ (konzervativan proraþun)

Podna konstrukcija na tlu

Uequiv,bf [W/(m2 K)]

Ekvivalentni koeficijent prolaza toplote kroz pod prizemlja dat je na Slici 3 i u Tabeli 4, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra, Bƍ. 1,4 a U = 2 W/(m2 K) U = 1 W/(m2 K) U = 0,5 W/(m2 K) U = 0,25 2 W/(m2 K)

1,2 1,0 0,8

z=0m

0,6 Uequiv,bf

0,4 0,2 0,0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20 b

Slika 3 - Uequiv, bf – vrednost za podnu konstrukciju prizemlja na nivou tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra Bƍ. Kljuþ: a – betonski pod (neizolovan); b – Bƍ– vrednost, [m] Tabela 4 - Uequiv, bf – vrednost za podnu konstrukciju prizemlja na nivou tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra Bƍ B’-vrednost m 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Bez izolacije

Upoda=2,0

Uequiv, bf (z =0m) W/m2·K Upoda=1,0

1,30 0,88 0,68 0,55 0,47 0,41 0,37 0,33 0,31 0,28

0,77 0,59 0,48 0,41 0,36 0,32 0,29 0,26 0,24 0,22

0,55 0,45 0,38 0,33 0,30 0,27 0,24 0,22 0,21 0,19

Upoda=0,5

Upoda=0,25

0,33 0,30 0,27 0,25 0,23 0,21 0,19 0,18 0,17 0,16

0,17 0,17 0,17 0,16 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,12

414


Grejani suteren sa podnom konstrukcijom ispod nivoa tla Osnova proraþuna ekvivalentnog koeficijenta prolaza toplote za grejani suteren delimiþno ili potpuno ispod nivoa zemlje je sliþan proraþunu za podnu ploþu na nivou zemlje, ali ukljuþuje dva tipa elemenata zgrada, tj., Uequiv, bf za podne elemente i Uequiv, wf za zidne elemente. Ekvivalentni koeficijent prolaza toplote za podne elemente dat je na slikama 4 i 5 i tabelama 5 i 6, kao funkcija prolaženja toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra, Bƍ. Ekvivalentni koeficijent prolaza toplote za zidne elemente dat je na slici 6 i tabeli 7, kao funkcija prolaza toplote kroz zid i dubine ispod nivoa zemlje.


Za grejani suteren delimiþno ispod nivoa tla, toplotni gubici direktno u spoljašnju sredinu iz onih delova prizemlja koji su iznad nivoa zemlje, odreÿuju se u skladu sa 7.1.1 bez uticaja iz zemlje i uzimajuüi u obzir samo one delove koji su iznad nivoa tla. 1,4 a U = 2 W/(m2 K) U = 1 W/(m2 K) U = 0,5 W/(m2 K) U = 0,25 2 W/(m2 K)

1,2 1,0 0,8

z = 1,5 m

0,6 Uequiv,bf

0,4 0,2 0,0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20 b

Slika 4 -Uequiv, bf – vrednost za elemente poda grejanog suterena na 1,5 m ispod nivoa tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra, Bƍ. Kljuþ: a – betonski pod (neizolovan); b – Bƍ– vrednost, [m] Tabela 5 – Uequiv, bf – vrednost za elemente poda grejanog suterena na 1,5 m ispod nivoa tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra, Bƍ B’-vrednost m 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Bez izolacije

Upoda=2,0

Uequiv, bf (z =1,5m) W/m2·K Upoda=1.0

0,86 0,64 0,52 0,44 0,38 0,34 0,30 0,28 0,25 0,24

0,58 0,48 0,40 0,35 0,31 0,28 0,25 0,23 0,22 0,20

0,44 0,38 0,33 0,29 0,26 0,24 0,22 0,20 0,19 0,18

Upoda=0,5

Upoda=0,25

0,28 0,26 0,25 0,23 0,21 0,19 0,18 0,17 0,16 0,15

0,16 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,12 0,11


O IZOLACIJI

415

1,4 a U = 2 W/(m2 K) U = 1 W/(m2 K) U = 0,5 W/(m2 K) U = 0,25 2 W/(m2 K)

1,2 1,0 0,8

z=3m

0,6 Uequiv,bf

0,4 0,2 0,0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20 b

Slika 5 – Uequiv, bf – vrednost za elemente poda grejanog suterena na 3,0 m ispod nivoa tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra Bƍ. Kljuþ: a – betonski pod (neizolovan); b – Bƍ– vrednost, [m] Tabela 6 – Uequiv, bf – vrednost za elemente poda grejanog suterena na 3,0 m ispod nivoa tla, kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz pod i karakteristiþnog parametra Bƍ B’-vrednost m

Bez izolacije

Upoda=2,0

Uequiv, bf (z =3,0m) W/m2·K Upoda=1.0

0,63 0,51 0,43 0,37 0,32 0,29 0,26 0,24 0,22 0,21

0,46 0,40 0,35 0,31 0,27 0,25 0,23 0,21 0,20 0,18

0,35 0,33 0,29 0,26 0,24 0,22 0,20 0,19 0,18 0,16


2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Upoda=0,5

Upoda=0,25

0,24 0,24 0,22 0,21 0,19 0,18 0,17 0,16 0,15 0,14

0,14 0,14 0,14 0,14 0,13 0,13 0,12 0,12 0,11 0,11

1,4 z=0m z=1m z=2m z=3m

1,2 1,0 0,8

2

0,6 Uequiv,bf

0,4 0,2 0,0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20 b

Slika 6 -Uequiv, bw – vrednost za zidne elemente grejanog suterena kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz zidove i dubine z ispod nivoa tla. Kljuþ: a – U vrednost zidova [W/m2K]

416


Tabela 7 – Uequiv, bw – vrednost za zidne elemente grejanog suterena kao funkcija koeficijenta prolaza toplote kroz zidove i dubine z ispod nivoa tla: Uwall W/m2·K

Uequiv, bw W/m2·K

0,00

z = 0m 0,00

z = 1m 0,00

z = 2m 0,00

z = 3m 0,00

0,50

0,44

0,39

0,35

0,32

0,75

0,63

0,54

0,48

0,43

1,00

0,81

0,68

0,59

0,53

1,25

0,98

0,81

0,69

0,61

1,50

1,14

0,92

0,78

0,68

1,75

1,28

1,02

0,85

0,74

2,00

1,42

1,11

0,92

0,79

2,25

1,55

1,19

0,98

0,84

2,50

1,67

1,27

1,04

0,88

2,75

1,78

1,34

1,09

0,92

3,00

1,89

1,41

1,13

0,96

Negrejani suteren Koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka za pod koji razdvaja grejanu prostoriju od negrejanog suterena raþuna se u skladu sa 7.1.2. U-vrednost poda se raþuna na isti naþin kao za pod bez uticaja tla, tj., ne važi relacija (8), (pa se ne primenjuju ni faktori fg1, fg2 i Gw).

Izdignut pod Koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka za izdignut pod raþuna se u skladu sa 7.1.2. U-vrednost za pod koji ima vazdušni sloj izmeÿu ploþe i betonske ploþe oslonjene na tlo se raþuna na isti naþin kao za pod bez uticaja tla, tj., ne važi relacija (8), (pa se ne primenjuju ni faktori fg1, fg2 i Gw).

7.1.4– TOPLOTNI GUBICI IZ PROSTORIJE ILI U PROSTORIJU GREJANU NA RAZLIýITU TEMPERATURU – KOEFICIJENT GUBITKA TOPLOTE HT,ij HT,ij izražava toplotu prenetu transmisijom iz jedne grejane prostorije (i) u susednu grejanu prostoriju (j), zagrejanu na znaþajno drugaþiju temperaturu. Ovo može biti susedna soba unutar istog dela zgrade (tj., kupatilo, soba za medicinske preglede, skladište), ili soba

O IZOLACIJI

417

koja pripada susednom delu zgrade, (stan) ili soba koja pripada susednoj zgradi koja može biti negrejana. HT,ij se raþuna na sledeüi naþin: HT,ij = Ȉk fij·Ak ·Uk [W/K]

(10)

gde je fij = faktor redukcije temperature koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature susedne prostorije i spoljne projektne temperature, date kao: fij = (șint,i – șadjacent space) / ( șint,i – șe). U odsustvu nacionalnih propisa za vrednosti temperatura susednih grejanih prostorija, treba koristiti polazne vrednosti koje su date u D.4.4. Nacionalni aneks ovog standarda može sadržati informacije o efektima vertikalnih temperaturnih gradijenata; Ak = površina graÿevinskog elementa (k) [m2]; Uk = koeficijent prolaza toplote kroz graÿevinski element (k) [W/m2K] Efekti toplotnih mostova nisu uzeti u obzir u ovim proraþunu.

7.2 – PROJEKTNI VENTILACIONI TOPLOTNI GUBICI Projektni ventilacioni toplotni gubici, ĭV,i, za grejanu prostoriju (i) raþunaju se na sldeüi naþin: ĭV,i = HV,i·( șint,i – șe ) [W]

(11)

gde je HV,i [W/K] – koeficijent projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka; șint,i [°C] – unutrašnja projektna temperatura grejane prostorije; șint,i [°C] – spoljna projektna temperatura. Koeficijent projektnih ventilacionih gubitaka, HV,i, grejane prostorije raþuna se na sledeüi naþin: H = V· ·ȡ·c [W/K] (12) V,i

i

p

gde je – zapreminski protok vazduha kroz grejanu prostoriju (i); V· i [m3/s] 3 ȡ [kg/m ] – gustina vazduha na unutrašnjoj temperaturi șint,i; cp [kJ/kg·K] – specifiþni toplotni kapacitet vazduha na unutrašnjoj temperaturi șint,i. Pretpostavljajuüi veliþine ȡ i cp konstantnim, izraz za projektne ventilacione gubitke dobija izgled: H = 0,34 · V· [W/K] (13) V,i

i

gde je protok V· sada izražen u kubnim metrima na sat (m3/h). Postupak proraþuna za odreÿivanje merodavnog protoka vazduha, V· i , direktno zavisi od razmatranog sluþaja, tj., da li je objekat sa ventilacionim sistemom ili bez ventilacionog sistema.

Bez mehaniþkih ventilacionih sistema: U odsustvu mehaniþkih ventilacionih sistema, pretpostavljeno je da vazduh koji prestrujava u prostoriju kroz otvore i procepe ima termiþke karakteristike spoljašnjeg vazduha. Zbog toga su toplotni gubici proporcionalni razlici izmeÿu unutrašnje projektne temperature i temperature spoljašnjeg vazduha.

418


Vrednost zapreminskog protoka vazduha koji infiltracijom prodire u grejane prostorije (i), a koja se koristi za proraþun koeficijenta projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka, jeste veüa vrednost od: – vrednosti zapreminskog protoka vazduha, V·inf,i koji infiltracijom prodire u prostoriju usled strujanja vazduha kroz otvore i procepe u termiþkom omotaþu zgrade, i · – vrednosti zapreminskog protoka vazduha V min,i , potrebne da se zadovolje higijenski zahtevi: · V i = max (V· inf,i , V· min,i) [m3/h], (14) gde: · V inf,i · V min,i

– treba odrediti u skladu sa 7.2.2 – treba odrediti u skladu sa 7.2.1

Sa sistemom mehaniþke ventilacije: Ako mehaniþki ventilacioni sistem postoji, dovedena koliþina vazduha ne mora obavezno imati termiþke karakteristike spoljašnjeg vazduha, na primer: – kada se koristi toplota otpadnog vazduha; – kada se spoljašnji vazduh centralno predgreva; – kada se vazduh dovodi iz susednih prostorija. U ovim sluþajevima se uvodi faktor smanjenja temperature, koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature dovedenog vazduha i spoljne projektne temperature. U sistemima sa veüim protokom vazduha koji se odvodi u odnosu na koliþinu vazduha koji se ubacuje, ova razlika se nadoknaÿuje spoljnim vazduhom koji prestrujava kroz procepe i otvore u termiþkom omotaþu zgrade, što se takoÿe mora uzeti u obzir. Izraz za odreÿivanje zapreminskog protoka vazduha kroz grejanu prostoriju (i), koji se koristi za proraþun koeficijenta projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka, je sledeüi: V· = V· , + V· , ·f + V· [m3/h] (15) i

inf i

gde je V· inf,i [m3/h] V· su,i [m3/h] V· mech,iinf,i [m3/h] fVi

su i V,i

mech,iinf,i

– zapreminski protok vazduha koji infiltracijom dospeva u grejanu prostoriju (i) – zapreminski protok vazduha koji se dovodi u grejanu prostoriju (i) – razlika odsisane i ubaþene koliþine vazduha u grejanu prostoriju odreÿena u skladu sa 7.2.3.2, – faktor redukcije temperature, dat izrazom:

fVi =( șint,i – șsu,i ) / ( șint,i – șe ) șsu,i [°C]

– temperatura vazduha koji se dovodi u grejanu prostoriju (i), (bilo da se dovodi iz centralnog vazdušnog sistema grejanja, ili iz susedne grejane ili negrejane prostorije, ili iz spoljnog okruženja). Ako se primenjuje sistem korišüenja otpadne toplote, șsu,i može biti izraþunata iz stepena korisnosti sistema za korišüenje otpadne toplote. șsu,i može biti viša ili niža od unutrašnje temperature vazduha. Trebalo bi da je V· i jednaka ili veüa od minimalnog broja izmena vazduha prema 7.2.1. Metod za odreÿivanje zapreminskog protoka vazduha u zgradama na precizan naþin, dat je u prEN 13465. Pojednostavljen metod za odreÿivanje zapreminskog protoka vazduha dat je u poglavljima 7.2.2 i 7.2.3.

O IZOLACIJI

419

7.2.1 – ZAPREMINSKI PROTOK VAZDUHA DEFINISAN PREMA HIGIJENSKIM ZAHTEVIMA, V· min,i Iz higijenskih razloga, zahteva se minimalni zapreminski protok vazduha. Kada naci· onalni aneks nije dostupan, minimalni zapreminski protok vazduha, V min,i, grejane prostorije (i), može se odrediti na sledeüi naþin: · V min,i = nmin·Vi [m3/h] (16) gde je nmin [h-1] – minimalni broj izmena vazduha spoljašnjim vazduhom, na þas Vi [m3] – zapremina grejane prostorije (i), proraþunata na osnovu unutrašnjih dimenzija. Minimalni broj provetravanja biüe odreÿen nacionalnim aneksom pri ovom standardu ili preko specifikacije. Kad nacionalni aneks nije dostupan, polazne vrednosti su date u D.5.1. Više informacija o broju izmena vazduha može se dobiti iz CR 1752. Broj izmena vazduha dat u D.5.1 baziran je na unutrašnjim dimenzijama prostorije. Ako se u proraþunu koriste spoljašnje dimenzije, vrednost broja izmena vazduha datog u D.5.1 treba pomnožiti odnosom izmeÿu unutrašnje i spoljašnje zapremine prostorije (aproksimirano, polazna vrednost ovog odnosa je 0,8). Za otvorene kamine treba obratiti pažnju na veüi broj izmena vazduha koje su potrebne zbog vazduha potrebnog za sagorevanje.

7.2.2 -INFILTRACIJA KROZ OMOTAý ZGRADE – V· inf,i

Zapreminski protok vazduha usled infiltracije, V· inf,i, grejane prostorije (i), uzrokovan vetrom i efektima uzgonskog strujanja vazduha kroz omotaþ zgrade, može se izraþunati na sledeüi naþin: V· inf,i = 2Vi · n50 · ei · İi [m3/h] (17) gde je n50 [h-1] – broj izmena vazduha, kao rezultat razlike pritisaka od 50Pa izmeÿu spoljašnjosti i unutrašnjosti zgrade, kroz otvore u termiþkom omotaþu zgrade, na þas. ei – koeficijent zaklonjenosti; – faktor korekcije visine, koji uzima u obzir porast brzine vetra sa poveüanjem visiİi ne prostorije u odnosu na nivo tla. Množitelj 2 se u uvodi zato što u izrazu (17) figuriše n50– vrednost koja je data za celu zgradu. Proraþun mora uzeti u obzir najnepovoljniji sluþaj, kada kada sva koliþina vazduha prestrujava usled infiltracije sa jedne strane zgrade. Vrednost V· inf ,i bi trebalo da bude jednaka nuli ili veüa od nule. Vrednosti za n50 biüe date nacionalnim aneksom pri ovom standardu. Kada nacionalni aneks nije dostupan, polazne vrednosti za razliþite konstrukcije zgrade, date su u poglavljima D.5.3 i D.5.4.

7.2.3 -ZAPREMINSKI PROTOK VAZDUHA USLED RADA MEHANIýKOG VENTILACIONOG SISTEMA 7.2.3.1 -ZAPREMINSKI PROTOK UBACNOG VAZDUHA , V· su,i Ako su nepoznat podaci o mehaniþkom ventilacionom sistemu, ventilacioni toplotni gubici se raþunaju kao za instalaciju bez ventilacionog sistema. Ako su podaci o ventilacionom sistemu poznati, zapreminski protok ubacnog vazduha grejane prostorije (i), V· su,i, odreÿen je dimenzionisanjem ventilacionog sistema i dat od strane projektanta ventilacionog sistema.

420


Ako dovedeni vazduh prestrujava iz susedne prostorije ili više njih, imaüe termiþke karakteristike vazduha iz te sobe ili tih soba. Ako se ubacni vazduh distribuira kanalima, u opštem sluþaju je predgrejan. U oba sluþaja, treba definisati pravac (trasu) strujanja vazduha, i izraþunati potreban zapreminski protok vazduha u odgovarajuüim sobama.

7.2.3.2 -VEûI PROTOK ODSISNOG VAZDUHA U ODNOSU NA UBACNI, V· mech,inf,i Višak izvuþenog vazduha u svim ventilacionim sistemima se zamenjuje spoljašnjim vazduhom koji prestrujava kroz omotaþ zgrade. Ako razlika protoka odsisnog i ubacnog vazduha nije drugaþije odreÿena, može se za þitavu zgradu izraþunati na sledeüi naþin: · · (18) V· mech,iinf, i = max(V ex - V su , 0) [m3/h] gde je V· ex [m3/h] – protok odsisnog vazduha za þitavu zgradu; V· su [m3/h] – protok ubacnog vazduha za þitavu zgradu; U zgradama za stanovanje, protok dovedenog vazduha za þitavu zgradu þesto je podešen da bude jednak nuli. U poþetku, V· mech,iinf, i je odreÿen za þitavu zgradu. Zatim, raspodela protoka ovog spoljašnjeg vazduha na svaku prostoriju u zgradi, raþuna se na osnovu propustljivosti (zaptivenosti omotaþa zgrade i projektnih prirodnih otvora na zgradi) svake prostorije u proporciji sa propustljivošüu þitave zgrade. Ako nisu dostupne vrednosti termiþke propustljivosti, raspodela protoka spoljašnjeg vazduha može se izraþunati na pojednostavljen naþin srazmerno zapremini svake prostorije u odnosu na zapreminu zgrade: · (19) V· mech,iinf, i= V mech,iinf ·(Vi/ ȈVi) [m3/h], gde je Vi – zapremina prostorije i . Ovaj izraz može biti korišüen na odgovarajuüi naþin za odreÿivanje protoka dovedenog vazduha za svaku prostoriju ako je dat samo protok dovedenog vazduha za celu zgradu.

7.3 -PROSTORIJE GREJANE SA PREKIDIMA Prostorije grejane sa prekidima zahtevaju odreÿeni grejni kapacitet kako bi postigle unutrašnju projektnu temperaturu nakon prekida za dato vreme. Grejni kapacitet zavisi od sledeüih faktora: – toplotnog kapaciteta elemenata zgrade; – vremena dogrevanja, – sniženja temperature u toku prekida; – karakteristika upravljaþkog sistema. Uveüani grejni kapacitet ne mora biti uvek neophodan, na primer : – ako upravljaþki sistem može da iskljuþi prekide grejanja tokom najhladnijih dana; – ako toplotni gubici (ventilacioni gubici) mogu biti smanjeni tokom perioda prekida. Grejni kapacitet treba usaglasiti sa klijentom. Grejni kapacitet može biti odreÿen na detaljan naþin dinamiþkim procedurama proraþuna. Gore navedeni, pojednostavljeni metod može biti korišüen za odreÿivanje toplotnog kapaciteta potrebnog za izvore toplote i grejnih tela u sledeüim sluþajevima: – za stambene zgrade:

O IZOLACIJI

421

– kada prekid grejanja (noüni prekid) traje do 8h; – ako konstrukcija zgrade nije lakog tipa (kao npr. drvena ramna konstrukcija); – za zgrade koje nisu stambene: – kada prekid grejanja traje do 48h (vikend); – kada je period zauzetosti tokom radnih dana veüi od 8h dnevno; – ako je unutrašnja projektna temperatura izmeÿu 20°C i 22°C. Kod grejnih tela sa velikom termiþkom masom, treba obratiti pažnju da je potrebno duže vreme zagrevanja.

Pojednostavljen metod odreÿivanja grejnog kapaciteta Grejni kapacitet potreban da kompenzuje efekte grejanja sa prekidima , ĭRH,i, u grejanoj prostoriji (i), raþuna se na sledeüi naþin: ĭRH,i= Ai·fRH [W]

(20)

gde je – površina poda grejane prostorije; Ai [m2] 2 fRH [W/m ] – korekcioni faktor koji zavisi od vremena uzgrevanja i pretpostavljenog sniženja unutrašnje temperature tokom obustave grejanja. Ovaj korekcioni faktor biüe dat u nacionalnom aneksu standarda. Kada aneks nije dostupan, polazne vrednosti su date u D.6. Ove alternativne vrednosti se ne primenjuju za grejne sisteme sa skladišnim rezervoarima tople vode.

8 – UKUPNI PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE Ukupni projektni gubici toplote mogu biti izraþunati za grejanu prostoriju, za deo zgrade, ili za zgradu u celini, kako bi se odredila potrebana instalisana snaga grejnih tela, razmenjivaþa toplote ili izvora toplote.

8.1 – UKUPNI PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE ZA GREJANU PROSTORIJU Za grejanu prostoriju (i), ukupni projektni gubici toplote, ĭHL,i , raþunaju se na sledeüi naþin: ĭHL,i= ĭT,i +ĭV,i + ĭRH ,i [W]

(21)

gde je : ĭT,i [W] – transmisioni toplotni gubici grejane prostorije (i); ĭV,i [W] – ventilacioni toplotni gubici grejane prostorije (i); ĭRH [W] – grejni kapacitet potreban da kompenzuje efekte grejanja sa prekidima grejane prostorije (i);

8.2 – UKUPNI PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE ZA DEO ZGRADE ILI ZGRADU Proraþun ukupnih projektnih gubitaka toplote za deo zgrade ili zgradu ne bi trebalo da uzima u obzir toplotu prenetu transmisijom i ventilacijom unutar zagrejanog omotaþa posmatranog dela zgrade, tj., toplotne gubitke izmeÿu stanova. Ukupni projektni gubici toplote dela zgrade ili zgrade, ĭHL, raþuna se na sledeüi naþin: ĭHL= ȈĭT,i +ȈĭV,i +ȈĭRH ,i [W]

(22)

422


gde je : Ȉ ĭT,i [W] – suma transmisionih toplotnih gubitaka svih grejanih prostorija, iskljuþujuüi toplotu prenetu unutar dela zgrade ili zgrade; Ȉ ĭV,i [W] – ventilacioni toplotni gubici svih grejanih prostorija, iskljuþujuüi toplotu prenetu unutar dela zgrade ili zgrade; Prethodni izraz (22) podrazumeva ukupni zapreminski protok vazduha zgrade. Pošto se vrednost zapreminskog protoka vazduha svake prostorije bazira na najnepovoljnijem sluþaju za svaku prostoriju pojedinaþno, ne treba sabrati protoke svih prostorija, jer se najnepovoljniji sluþaj dešava istovremeno samo u odreÿenom broju prostorija. Zapreminski protok · vazduha zgrade, Ȉ V i, raþuna se na sledeüi naþin: Bez ventilacionog sistema: ȈV· i = max(0,5·ȈV· , ȈV· ) inf,i

min,i

Sa ventilacionim sistemom: ȈV· i = 0,5·ȈV· inf,i + (1-Șv) ȈV· su,i + ȈV· mech, inf, i gde je Șv stepen korisnosti sistema za korišüenje otpadne toplote povratnog vazduha. U sluþaju da tog sistema nema, Șv = 0. Za dimenzionisanje izvora toplote, koristi se 24-h prosek. Ako se dovedeni vazduh greje sistemom iz susedstva, za taj üe se sistem i raþunati gubici toplote. Ȉ ĭRH,i [W] je suma grejnih kapaciteta svih grejanih prostorija potrebnih za kompenzovanje efekata grejanja sa prekidima.

9 -POJEDNOSTAVLJEN METOD PRORAýUNA Ograniþenja za korišüenje pojednostavljenog metoda proraþuna biüe definisana u nacionalnom aneksu. Tamo gde aneks nije dostupan, informacije su date u D.7. Spoljašnje dimenzije biüe korišüene za osnovu ovog proraþuna (videti Sliku 7). Osnova za vertikalne dimenzije je rastojanje od površine poda do površine poda (tj. debljina poda suterena ne ulazi u proraþun). Kada se razmatraju unutrašnji zidovi, osnova za horizontalne dimenzije je rastojanje do centra zida (tj., unutrašnji zidovi se uzimaju sa pola svoje debljine).

Slika 7 – Primeri spoljnih dimenzija u pojednostavljenom metodu proraþuna

O IZOLACIJI

423

9.1 -PROJEKTNI TOPLOTNI GUBICI ZA GREJANU PROSTORIJU 9.1.1 -UKUPNI PROJEKTNI TOPLOTNI GUBICI Ukupni projektni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i), ĭi, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭi = ( ĭT,i+ĭV,i)·fǻș,i [W]

(23)

gde je ĭT,i [W] – projektni transmisioni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i); ĭV,i[W] – projektni ventilacioni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i); – faktor korekcije teemperature koji uzima u obzir dodatne toplotne gubitke soba fǻș,i grejanih na više temperature u odnosu na susedne zagrejane sobe (npr. kupatilo se greje na temperaturu 24°C). Vrednosti fǻș,i biüe date u nacionalnom aneksu pri ovom standardu. Kada nacionalni aneks nije dostupan, polazne vrednosti su date u poglavlju D.7.3.

9.1.2 -PROJEKTNI TRANSMISIONI TOPLOTNI GUBICI Projektni transmisioni toplotni gubici, ĭT,i, za grejanu prostoriju (i), raþunaju se na sledeüi naþin: ĭT,i = Ȉk fk · Ak · Uk (șint,i – șe) [W]

(24)

gde je fk

– faktor korekcije temperature za element zgrade (k), koji uzima u obzir razliku izmeÿu temperature za konkretan razmatrani sluþaj i spoljašnje projektne temperature; – površina elementa (k) zgrade; Ak [m2] 2 Uk [W/m ·K] – koeficijent prolaza toplote kroz element (k) zgrade. Vrednosti temperaturskog korekcionog faktora, fk , biüe date u nacionalnom aneksu pri ovom standardu. Kada aneks nije dostupan, polazne vrednosti date su u poglavlju D.7.2.

9.1.3 -PROJEKTNI VENTILACIONI TOPLOTNI GUBICI Projektni ventilacioni toplotni gubici, ĭV,i, za grejanu prostoriju raþunaju se na sledeüi naþin: ĭ = 0,34 · V· ·( ș -ș ) [W] (25) V,i

min,i

int,i

e

gde je V· min,i [m3/h] – minimalni zapreminski protok vazduha grejane prostorije (i), potreban iz higijenskih razloga Minimalni zapreminski protok vazduha grejane prostorije (i), potreban iz higijenskih razloga je odreÿen u skladu sa: V· min,i = nmin · Vi [m3/h] (26) gde je nmin [h-1] – minimalni broj izmena vazduha na þas; Vi[m3] – zapremina grejane prostorije (i), proraþunata korišüenjem unutrašnjih dimenzija. Aproksimativno, ova zapremina je 0,8 puta zapremina iste prostorije raþunata na bazi spoljašnjih dimenzija.

424


Vrednosti minimalnog broja izmena vazduha biüe date u nacionalnom aneksu pri ovom standardu. Ukoliko nacionalni aneks nije dostupan, polazne vrednosti su date u poglavlju D.5.1. Važno! U sluþaju postojanja mehaniþkog ventilacionog sistema, protok vazduha kroz sistem zavisi od konstrukcije i kapaciteta ventilacionog sistema. Ekvivalentni broj izmena vazduha na þas može se izraþunati za svaku sobu provetravanu mehaniþkim ventilacionim sistemom, bazirano na protoku vazduha kroz mehaniþki ventilacioni sistem (dobijenom od projektanta mehaniþkog ventilacionog sistema), temperaturi dovedenog vazduha i zapremini svake prostorije.

9.2 -PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE ZA GREJANU PROSTORIJU 9.2.1 -UKUPNI PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE þin:

Ukupni projektni gubici toplote grejane prostorije (i), ĭHL,i, raþunaju se na sledeüi naĭHL,i =ĭi+ ĭRH,i [W]

(27)

gde je – ukupni projektni toplotni gubici za grejanu prostoriju (i); ĭi [W] ĭRH,i [W] – grejni kapacitet za grejanu prostoriju (i).

9.2.2 – PROSTORIJE GREJANE SA PREKIDIMA Grejni kapacitet potreban da kompenzuje efekte grejanja sa prekidima prostorije (i), ĭRH,i, izraþunava se na sledeüi naþin: ĭRH,i = Ai·fRH [W]

(28)

gde je Ai, [m2] – površina poda grejane prostorije (i); – faktor uzgrevanja koji zavisi od tipa zgrade, konstrukcije zgrade, vremena uzgrefRH vanja i pretpostavljenog sniženja unutrašnje temperature tokom prekida. Vrednosti faktora dogrevanja, fRH, biüe date u nacionalnom aneksu pri ovom standardu. Ukoliko nacionalni aneks nije dostupan, polazne vrednosti su date u poglavlju D.6.

9.3 -UKUPNI PROJEKTNI GUBICI TOPLOTE DELA ZGRADE ILI ZGRADE Proraþun ukupnih projektnih gubitaka toplote dela zgrade ili zgrade neüe uzimati u obzir toplotu prenetu transmisijom i ventilacijom unutar termiþkog omotaþa dela zgrade, odnosno toplotne gubitke izmeÿu stanova. Ukupni projektni gubici toplote za deo zgrade ili zgradu, ĭHL, raþunaju se na sledeüi naþin: ĭHL = ȈĭT,i + ȈĭV,i + ȈĭRH,i [W] gde je ȈĭT,i [W]

(29)

– suma projektnih transmisionih toplotnih gubitaka svih grejanih prostorija ne uzimajuüi u obzir toplotu prenetu u okviru dela zgrade ili zgrade; ȈĭV,i [W] – suma projektnih ventilacionih toplotnih gubitaka svih grejanih prostorija ne uzimajuüi u obzir toplotu prenetu u okviru dela zgrade ili zgrade; ȈĭRH,i [W] – suma grejnih kapaciteta svih grejanih prostorija, potrebna da kompenzuje efekte grejanja sa prekidima.

O IZOLACIJI

425

ANEKS A (INFORMATIVAN) OSNOVNI PARAMETRI UDOBNOSTI LJUDI U UNUTRAŠNJEM TERMIýKOM OKRUŽENJU – ZNAýAJ OPERATIVNE TEMPERATURE U PRORAýUNIMA UKUPNIH GUBITAKA TOPLOTE

Cilj proraþuna ukupnih projektnih gubitaka toplote je obezbeÿivanje odgovarajuüih unutrašnjih uslova ugodnosti pri spoljašnjim projektnim temperaturskim uslovima. Unurašnja projektna temperatura za grejanje data je na nacionalnom nivou ili u aneksu D. Sledi metod za odreÿivanje unutrašnje projektne temperature. Projektovanje unutrašnjeg termiþkog okruženja trebalo bi da se bazira na EN ISO 7730, gde se kvalitet termiþkog okruženja izražava preko vrednosti PMV (predicted mean vote – predviÿeni broj zadovoljnih korisnika) i PPD (predicted percentage of dissatisfied predviÿen procenat nezadovoljnih ispitanika). Željeni termiþki kvalitet u prostoriji može biti odabran iz sledeüe tri kategorije A, B i C nabrojane u Tabeli A.1. Tabela A.1 Kategorija unutrašnjeg termiþkog okruženja A B C

Termiþko stanje tela u celini predviÿen procenat predviÿeni broj nezadovoljnih zadovoljnih korisnika – PPD – PMV PPD < 6% – 0,2 < PMV < + 0,2 PPD < 10% – 0,5 < PMV < + 0,5 PPD < 15% – 0,7 < PMV < + 0,7

Slika A.1 pokazuje optimalnu operativnu temperaturu i opseg dozvoljenih temperatura za svaku od ove tri kategorije kao funkciju stepena odevenosti i aktivnosti za svaku kategoriju. Optimalna operativna temperatura je ista za sve tri kategorije, dok opseg dozvoljenih temperatura varira. Operativna temperatura na svim mestima u okviru razmatrane grejane prostorije, u svakom trenutku, treba da je u dozvoljenom temperaturskom opsegu. Ovo znaþi da opseg dozvoljenih temperatura treba da obuhvati obe varijacije (prostornu i vremensku), ukljuþujuüi i fluktuacije uzrokovane upravljaþkim sistemom. Unutrašnja projektna temperatura za grejanje treba da se odredi kao najniža operativna temperatura iz opsega dozvoljenih temperatura u odabranoj kategoriji. Za pretpostavljene vrednosti odevenosti i aktivnosti, unutrašnja projektna temperatura može se odrediti sa Slike A.1, iz tabele A.2, ili iz standarda EN ISO 7730.

426


0

0,1 PPD < 6 %

mW/2 ra 1 10°C u t 2° C ra pe 1 14°C m 6 °C te

a 18 dn 20 °C a a r22 °C n l °C a im 24° t C O2p6

2,0

100

0

1,0 Odevenost 0,1

1,5

50 clo

m2 °C/W

0,2

PPD < 10 %

mW/2 150

a2 aln 2°C tim 24°C O2p6

±4,0°C

±3,0°C ±2,5°C ±2,0°C ±1,5°C

±1,0°C

0

0,5

0

100

C

°C 28° C

1,0

125

±0°C

a 18°C dn ra 20°

2,0

1,0 Odevenost 0,1

1,5

150 125

1,0

±1,0°C

0

±1,5°C

0,5

100

±4,0°C

C

Do zv olj en io ps ez i

°C C

50

mW/2

a 18°C dn ra 20°

28°

75

m2 °C/W

0,2

10 ra tu 12°C °C a r pe 1 14°C m 6° e C t

a2 aln 2°C m ti 24°C O2p6

100

Katetorija B Unutrašnje termičko okruženje

clo

PPD < 15 %

2,0

Katetorija A Unutrašnje termičko okruženje

75


Aktivnost

0,5

ra 1 10°C u t 2° C ra pe 1 14°C m 6° C te

met 3,0

100

±1,0°C ±0,8°C

met 3,0

125

±1,8°C

°C C

0

150

±20°C

28°

1,0

Aktivnost

m2 °C/W

0,2


Aktivnost

met 3,0

100

Katetorija C Unutrašnje termičko okruženje

±3,0°C ±4,0°C ±3,0°C ±2,0°C ±2,5°C

1,0 Odevenost

1,5

75 50

clo

Slika A.1 Optimalna operativna temperatura kao funkcija odevenosti i aktivnosti za tri kategorije unutrašnjeg termalnog okruženja. Dijagrami takoÿe prikazuju dozvoljene temperaturske opsege oko optimalne operativne temperature za date tri kategorije

O IZOLACIJI

427

Relativna brzina vazduha var, uzrokovana pomeranjem tela, procenjena je da je var = 0 m/s za fiziþku aktivnost M < 1 met, i var = 0,3 za fiziþku aktivnost M > 1 met. Dijagrami su odreÿeni za relativnu vlažnost vazduha od 50 % . Tabela A.2– Unutrašnja projektna temperatura Tip prostorije Pojedinaþna kancelarija Kancelarija sa zid-zavesom Sala za sastanke

Auditorijum

Kafe/Restoran

Uþionica

Obdanište

Ostava/skladište

Stambeni prostor

Kupatilo

Crkva

Muzej / Galerija

Odevenost, zimi Aktivnost Kategorija unutrašnjeg (clo) (met) termiþkog okruženja A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,2 B C A 1,0 1,6 B C A 1,0 1,2 B C A 0,2 1,6 B C A 1,5 1,3 B C A 1,0 1,6 B C

Operativna temperatura, zimi (°C) 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 17,5-20,5 16,0-22,0 15,0-23,0 21,0-23,0 20,0-24,0 19,0-25,0 24,5-25,5 23,5-26,5 23,0-27,0 16,5-19,5 15,0-21,0 14,0-22,0 17,5-20,5 16,0-22,0 15,0-23,0

428


ANEKS B (INFORMATIVAN) UPUTSTVA ZA PRORAýUN PROJEKTNIH TOPLOTNIH GUBITAKA ZA SPECIJALNE SLUýAJEVE

B.1– PLAFONSKA VISINA I VELIKI OGRAĈENI PROSTORI Za osnovni sluþaj, toplotni gubici se raþunaju pretpostavljajuüi da je temperatura uniformna u grejanim prostorima visine 5 m ili manje. Ova pretpostavka nije taþna za sobe þija visina prelazi 5 m, pošto se tad temperaturski gradijent po visini prostorije, koji poveüava toplotne gubitke naroþito kroz tavanicu, ne sme zanemariti. Temperaturski gradijent po vertikali raste sa poveüanjem visine sobe i takoÿe je u znatnoj meri zavistan od ukupnih projektnih toplotnih gubitaka (stepena izolacije omotaþa zgrade i spoljašnje projektne temperature) i vrste i lokacije grejaþa. Ovi efekti bi trebalo da budu uzeti u obzir preko dodataka na projektne toplotne gubitke. Ovi dodatni projektni toplotni gubici najbolje se odreÿuju korišüenjem rezultata dinamiþkih simulacionih proraþuna, pošto oni uzimaju u obzir pojedinaþna svojstva zgrade. Tabela B.1 – Korekcioni faktor spratne visine, fh,i fh,i Visina grejanog prostora 5-10 m UGLAVNOM ZRAýENJE Podno grejanje 1 Plafonsko grejanje (temperatura plafona <40°C) 1,15 Naþin grejanja i vrsta ili lokacija grejaþa

Srednje i visoko temperatursko zraþenje sa višeg 1 nivoa naniže UGLAVNOM KONVEKCIJA Prirodna konvekcija toplog vazduha 1,15 PRINUDNA KONVEKCIJA - TOPLI VAZDUH Unakrsno strujanje na nižem nivou 1,3 Nadole sa višeg nivoa 1,21 Srednje i visoko-temperaturski unakrsni protok 1,15 vazduha sa srednjeg nivoa

Visina grejanog prostora 10-15m 1 Ne odgovara za ovu primenu 1,15 Ne odgovara za ovu primenu 1,60 1,45 1,30

Za zgrade sa projektnim toplotnim gubicima manjim ili jednakim 60 W po kvadratnom metru površine poda, ukupni projektni toplotni gubici, ĭi, za prostorije sa visokim pla-

O IZOLACIJI

429

fonima mogu biti korigovani uvoÿenjem korekcionog faktora plafonske visine, fh,i, na sledeüi naþin: ĭi = (ĭT,i + ĭV,i)· fh,i [W],

(30)

gde su vrednosti za fh,i date u Tabeli B.1.

B.2 -ZGRADE U KOJIMA SE TEMPERATURA VAZDUHA I SREDNJA TEMPERATURA ZRAýENJA ZNAýAJNO RAZLIKUJU Za osnovni sluþaj, smatra se da temperatura vazduha, srednja temperatura okolnih zraþeüih površina i operativna temperatura imaju iste vrednosti. Stoga se u ovom sluþaju pri izraþunavanju transmisionih i ventilacionih toplotnih gubitaka koristi vrednost operativne temperature. Za prostorije gde postoji znaþajna razlika izmeÿu temperature vazduha i proseþne temperature okolnih zraþeüih površina, korišüenje operativne temperature u proraþunu toplotnih gubitaka vodi netaþnim rezultatima. Za ove sluþajeve, transmisioni toplotni gubici se još uvek izraþunavaju korišüenjem operativne temperature, ali ventilacione toplotne gubitke treba izraþunati korišüenjem unutrašnje temperature vazduha. U suprotnom, proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka (infiltracija), daüe suviše visoke vrednosti za radijacione grejne sisteme, a previše niske vrednosti za konvektivne grejne sisteme. Ovo treba uzeti u obzir ako je greška proraþunatih ventilacionih toplotnih gubitaka veüa od 5 %. Na primer, na projektovanoj temperaturskoj razlici od 30 K, razlika izmeÿu temperature vazduha i operativne temperature od 1,5 K odgovara vrednosti razlici od 5 % pri proraþunu ventilacionih toplotnih gubitaka. Ovo odgovara razlici od 3 K izmeÿu temperature vazduha i proseþne temperature okolnih zraþeüih površina. Za prostorije za koje proseþna U-vrednost spoljašnjih prozora/zidova zadovoljava sledeüi izraz, potrebno je izvršiti korekciju za razliku izmeÿu temperature vazduha i operativne temperature: Uw> 50/( șint – șe ) [W/( m2·K)]

(31)

gde je Uw [W/( m2·K) ] – proseþna U-vrednost za prozore/zidove; – unutrašnja projektna temperatura; șint [°C] șe [°C] – spoljna projektna temperatura. Za ove sluþajeve, srednja temperatura zraþenja se izraþunava preko temperature unutrašnjih površina. Temperature unutrašnjih površina mogu se izraþunati na osnovu zadate U vrednosti, unutrašnje projektne temperature, spoljne projektne temperature i temperature površina grejnih tela. Ako se proraþunata proseþna temperatura zraþenja razlikuje za više od 1,5 K od unutrašnje projektne temperature, ventilacioni toplotni gubici se mogu izraþunati korišüenjem temperature vazduha, șa, date kao: șa=2·șo – șr [°C] gde je șo [°C] – operativna temperatura; șr [°C] – proseþna temperatura zraþenja.

(32)

430


U nekim industrijskim objektima gde brzina vazduha prelazi 0,20 m/s, ispravnija je sledeüa relacija izmeÿu operativne temperature, temperature vazduha i srednje temperature zraþenja: șo =FB·șa + (1– FB)·șr [°C], gde je vrednost faktora FB: FB = 0,5 za brzinu vazduha manju od 0,2 m/s; FB = 0,6 za brzinu vazduha izmeÿu 0,2 m/s i 0,6 m/s; FB = 0,7 za brzinu vazduha veüu od 0,6 m/s.

(33)

O IZOLACIJI

431

ANEKS C

(INFORMATIVAN) PRIMER PRORAýUNA UKUPNIH GUBITAKA TOPLOTE

C.1 – UOPŠTENI OPIS PRIMERA PRORAýUNA C.1.2 – PRIMER OPISA ZGRADE Primer proraþuna je izveden za „Vivaldi“ zgradu. Zgrada je dvojna, prizemna sa podrumom u suterenu. Zapadni zid dnevne sobe je u kontaktu sa susednom zgradom. Prizemlje je izdignuto 0,5 m iznad kote tla. Dnevna soba ima pod koji ima vazdušni sloj izmeÿu ploþe i betonske ploþe oslonjene na tlo. Ostatak prizemlja se nalazi iznad suterena. U suterenu se nalazi podrum, garaža i grejana radna soba. Zgrada ima unutrašnju izolaciju.

C.1.2 – PLANOVI (OSNOVE) ZGRADE Detaljne osnove i preseci zgrade su dati na crtežima C.1 – C.4. Konstruktivni detalji i toplotni mostovi su prikazani na crtežima C.5 – C.7. Druga osnova prizemlja je data na crtežu C.8 sa naznaþenim spoljnim dimenzijama koje se koriste za primer proraþuna po pojednostavljenoj metodi.

C.1.3 – IZVRŠENI PRORAýUNI Primeri proraþuna su uraÿeni po detaljnoj, kao i po pojednostavljenoj metodi. Proraþun po detaljnoj metodi je izveden korišüenjem unutrašnjih dimenzija. Podaci o toplotnim mostovima odgovaraju unutrašnjim dimenzijama. Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka po detaljnoj metodi je izveden za sldeüa tri karakteristiþna sluþaja: – samo prirodna ventilacija (otvaranjem prozora); – izbalansirani ventilacioni sistem sa temperaturom dovedenog vazduha 12oC; – samo odsisavanje iz kuhinje, kupatila i WC-a. Proraþun transmisionih toplotnih gubitaka je nezavisan od ovih opcija. Proraþun transmisionih toplotnih gubitaka je detaljno uraÿen za jednu prostoriju, takoÿe po detaljnoj, kao i po pojednostavljenoj metodi.

432


C.2 – PLANOVI ZGRADE

Slika C.1 – Osnova prizemlja

O IZOLACIJI

433

Slika C.2 – Osnova suterena

434


Slika C.3 – Preseci A – A i B – B

O IZOLACIJI

435

Slika C.4 – Presek C -C

436


Slika C.5 – Konstruktivni detalji zgrade

O IZOLACIJI

437

Slika C.6 – Vertikalni toplotni mostovi

438


Slika C.7 – Horizontalni toplotni mostovi

O IZOLACIJI

439

Slika C.8 – Osnova prizemlja sa spoljašnjim dimenzijama korišüenim za pojednostavljeni metod

440


C.3 – PRIMER PRORAýUNA C.2 – OPŠTI PODACI Opšti podaci potrebni za proraþun dati su u Tabeli C.1 Tabela C.1 – Opšti podaci Klimatski podaci Opis Spoljna projektna temperatura Srednja godišnja spoljna temperatura Koeficijenti izloženosti ek and el

Oznaka șe șm,e

Jedinica °C °C

Vrednost p.u. 1,00

Orijentacija Sve Podaci o grejanim prostorijama Naziv sobe Radna soba Dnevna soba Kuhinja Spavaüa soba 1 Spavaüa soba 2 Spavaüa soba 3 Kupatilo Ulazni hol Hol WC Ukupno Podaci o negrejanim prostorijama Naziv sobe Susedna zgrada Garaža Stepenište Podrum Negrejano potkrovlje Izdignut pod prizemlja Izdignut pod prizemlja susedne zgrade

Vrednost -10,0 12

Projektna temperatura șint,i °C 20 20 20 20 20 20 24 20 20 20

Površina Ai m² 13,0 36,9 9,5 10,9 10,2 10,5 4,6 7,9 5,3 1,7 110,6

Unutrašnja zapremina Vi m³ 29,0 92,3 23,8 27,3 25,6 26,3 11,5 19,6 13,3 4,1 272,9

b-vrednost bu p.u. 0,8 0,4 0,5 0,9 0,8 0,8

Temperatura șu °C 12 -4 8 5 -7 -4 -4

C.3.2 – PODACI O MATERIJALIMA Podaci o materijalima su složeni u Tabeli C.2. Materijali se identifikuju “šifrom” materijala, koja se koristi kao referentna u sledeüoj Tabeli C.3 za U – vrednosti graÿevinskih materijala.

O IZOLACIJI

441

Tabela C.2 – Podaci o materijalima Toplotna provodljivost materijala Šifra materiala 1 2 11 13 21 23 24 25 31 32 41 51 53

Ȝ

Opis

W/m·K 0,8 1,75 0,35 1,15 0,043 0,042 0,037 0,041 0,7 0,23 0 0,15 0,12

Laka opeka Beton Gips Cementni malter Polistiren Kamena vuna Ekstrudirani polistirene Paneli mineralne vune prema DIN 18165 Šljunak Bitumen Neventilirani sloj vazduha s=40 mm Drvo Metal kompozit Otpor prelazu toplote (izmeÿu vazduha i konstrukcije)

Šifra materiala 41

Rsi ili Rse

Opis

m²·K/W

Neventilirani sloj vazduha s=40 mm Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni protok) Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni protok) Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (toplotni protok naviše) Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (toplotni protok naniže)

61 62 63 66

0,18 0,13 0,04 0,10 0,17

C.3.3 – PODACI O KONSTRUKTIVNIM ELEMENTIMA ZGRADE Tabela C.3 prikazuje proraþun U – vrednosti svakog graÿevinskog elementa. Tabela C.3 – Proraþun U – vrednosti graÿevinskih elemenata Šifre Element Materijal

Šifra graÿevinskog elementa

Šifra Šifra … Šifra Šifra

Opis Naziv graÿevinskog elementa Naziv unutrašnjeg laminarnog sloja Naziv materijala …. Naziv materijala Naziv spoljašnjeg laminarnog sloja Ukupna debljina i Uk

d m

Ȝ W/m·K

R m²·K/W

d1 … dn

Ȝ1 … Ȝn

R1 =d1/Ȝ1 … Rn =dn/Ȝn Rse ȈRi

Uk W/m²·K

Rsi

Ȉdi

1/ȈRi

442


Šifre Element Materijal 61 1

11 21 1 62

61

2

11 21 1 25 1 21 11 61

61 3

11 1 62

61 11

11 41 11 61

61

13

11 21 1 11 61

d m

Opis Izolovani spoljašnji zid Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Polistiren 0,080 Laka opeka 0,200 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,290 Izolovani spoljašnji zid (prema susednoj zgradi) Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Polistiren 0,080 Laka opeka 0,200 Panel mineralne vunel DIN 18 165 0,020 Laka opeka 0,200 Polistiren 0,080 Gips 0,010 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,600 Neizolovani spoljašnji zid Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Laka opeka 0,200 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,210 Unutrašnje pregrade Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Neventilirani sloj vazduha s=40 mm Gips 0,010 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,020 Izolovani unutrašnji zid Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Polistiren 0,040 Laka opeka 0,080 Gips 0,010 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,140

Ȝ W/m·K

R m²·K/W

Uk W/m²·K

0,13 0,350 0,043 0,800

0,03 1,86 0,25 0,04 2,31

0,433

0,13 0,350 0,043 0,800 0,041 0,800 0,043 0,350

0,03 1,86 0,25 0,49 0,25 1,86 0,03 0,13 5,03

0,199

0,13 0,350 0,800

0,03 0,25 0,04 0,45

2,229

0,13 0,350 0,350

0,03 0,18 0,03 0,13 0,50

2,011

0,13 0,350 0,043 0,800 0,350

0,03 0,93 0,10 0,03 0,13 1,35

0,742

O IZOLACIJI

443


51 61

63 16

11 23 63

66 17

2 24 2 66

20

61 21

51 62

61

32

11 21 1 13 32 31

d m

Opis Unutrašnja vrata Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Drvo 0,040 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,040 Tavanica prizemlja Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (toplotni tok naviše) Gips 0,010 Kamena vuna 0,080 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (toplotni tok naviše) Ukupna debljina i Uk 0,090 Pod prizemlja Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (toplotni tok naniže) Beton 0,030 Ekstrudirani polistiren 0,060 Beton 0,180 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (toplotni tok naniže) Ukupna debljina i Uk 0,270 Prozori Ukupna debljina i Uk Spoljašnja vrata Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Drvo 0,060 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,060 Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema tlu) Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Polistiren 0,040 Laka opeka 0,200 Cementni malter 0,020 Bitumen 0,002 Šljunak 0,200 Ukupna debljina i Uk 0,472

Ȝ W/m·K

R m²·K/W

Uk W/m²·K

0,13 0,150

0,27 0,13 0,53

1,899

0,1 0,350 0,042

0,03 1,90 0,10 2,13

0,469

0,17 1,750 0,037 1,750

0,02 1,62 0,10 0,17 2,08

0,480

-

2,100

0,13 0,150

0,40 0,04 0,57

1,754

0,13 0,350 0,043 0,800 1,150 0,230 0,700

0,03 0,93 0,25 0,02 0,01 0,29 1,65

0,606

444



11 21 1 62

66 35

2 24 2 32 31

d Opis m Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema vazduhu) Otpor prelazu toplote sa (na) unutrašnje površine (horizontalni toplotni tok) Gips 0,010 Polistiren 0,040 Laka opeka 0,200 Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (horizontalni toplotni tok) Ukupna debljina i Uk 0,250 Podrumski zid (izolovan, prema tlu) Otpor prelazu toplote sa (na) spoljašnje površine (toplotni tok naniže) Beton 0,030 Ekstrudirani polistiren 0,060 Beton 0,150 Bitumen 0,002 Šljunak 0,200 Ukupna debljina i Uk 0,442

Ȝ W/m·K

R m²·K/W

Uk W/m²·K

0,13 0,350 0,043 0,800

0,03 0,93 0,25 0,04 1,38

0,725

0,17 1,750 0,037 1,750 0,230 0,700

0,02 1,62 0,09 0,01 0,29 2,19

0,457

C.3.4 – PODACI O TOPLOTNIM MOSTOVIMA Tabela C.4 sadrži podatke o toplotnim mostovima. Toplotni mostovi se identifikuju prema šifri koja je upotrebljena kao referentna u sledeüim tabelama o toplotnim gubicima prostorija. Tabela C.4 – Podaci o toplotnim mostovima Šifra

Opis

01A 02A 02B 03A 04A

05B

Ugao spoljašnjeg zida Ugao spoljašnjeg zida prema susednij zgradi, iznutra prema spolja Ugao spoljašnjeg zida prema susednij zgradi, iznutra prema susednij zgradi Spoj unutrašnjeg zida i spoljašnjeg izolovanog zida Spoj unutrašnje pregrade i spoljašnjeg izolovanog zida, prema spolja Spoj unutrašnje pregrade i spoljašnjeg izolovanog zida, prema spolja kroz maksimalnu izolaciju Spoj unutrašnje pregrade i spoljašnjeg izolovanog zida, prema spolja kroz minimalnu izolaciju

11A 11B 12A 12B 13A 13B 14A 15A

Tavanica prizemlja prema potkrovlju ka susednoj zgradi Tavanica prizemlja prema potkrovlju susedne zgrade Tavanica prizemlja, iznutra prema okolnom vazduhu Tavanica prizemlja, iznutra prema potkrovlju Tavanica prizemlja na istoþnoj fasadi, iznutra prema okolnom vazduhu Tavanica prizemlja na istoþnoj fasadi, iznutra prema potkrovlju Tavanica prizemlja prema potkrovlju, unutrašnji zid Tavanica prizemlja prema potkrovlju, unutrašnja pregrada, prema potkrovlju

05A

Ȍl W/m·K 0,01 0,01 0,01 0,195 0,125 0,125 0,125 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,01 0,01

O IZOLACIJI

Šifra 21A 21B 22A 22B 23A 23B 24A 25A 28A 28C 29A 29C 30A 31A 34A 35B 41A 41B 42A 43A 47A 47B 48A 48B 49A 50A 51A 51B 61A 61B 61C 62A 62B

445

Opis Pod prizemlja prema suterenu ka susednoj zgradi Pod prizemlja prema susednoj zgradi Pod prizemlja, neizolovani podrumski zid ili suteren, iznutra prema suterenu ili podrumu Pod prizemlja, neizolovani podrumski zid ili suteren, iznutra prema spolja Pod prizemlja, izolovani podrumski zid, iznutra prema podrumu Pod prizemlja, izolovani podrumski zid, iznutra prema spolja Spoj unutrašnjeg zida i poda prizemlja, iznutra prema podrumu ili suterenu, direktno Unutrašnja pregrada na podu prizemlja iznad podrumskog zida, iznutra prema podrumu, direktno Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na podrumskom zidu) iznutra prema stepeništu Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na podrumskom zidu) iz podruma prema stepeništu Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na izolovanom podrumskom zidu), iznutra prema stepeništu Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na izolovanom podrumskom zidu), iz podruma prema stepeništu Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na ivici poda), iznutra prema stepeništu Unutrašnja pregrada na podu prizemlja, iznutra prema podrumu Ugao unutrašnje pregrade Spoj unutrašnjih pregrada, most kroz prav zid Spoljni podrumski ugaoni zid, u suterenu, iz podruma prema spolja Spoljni podrumski ugaoni zid, u suterenu, iz podruma prema suterenu Izolovani spoljni podrumski ugaoni zid, iz podruma prema spolja Spoljni podrumski ugaoni zid, iz podruma prema spolja Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i spoljašnjeg (izolovanog i neizolovanog), iznutra prema spolja kroz izolaciju Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i spoljašnjeg (izolovanog i neizolovanog), iznutra prena spolja kroz neizolovani deo Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i izolovanog spoljašnjeg, iznutra prema spolja kroz izolaciju Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i izolovanog spoljašnjeg, iznutra prema spolja kroz neizolovani deo Spoj unutrašnjeg podrumskog zida i spoljnog zida, iznutra prema spolja Spoj unutrašnjih podrumskih zidova kroz prav zid Spoj unutrašnjih podrumskih zidova kroz prav neizolovan zid Spoj unutrašnjih podrumskih zidova kroz prav izolovan zid Donji deo ulaznih vrata Gornji deo ulaznih vrata Stranica ulaznih vrata Donji deo prozora Gornji deo prozora

Ȍl W/m·K 0,325 0,325 0,325 0,325 0,325 0,325 0,24 0,24 0,04 0,17 0,04 0,095 0,04 0,04 0,035 0,03 0,035 0,035 0,01 0,035 0,01 0,03 0,01 0,13 0,03 0,03 0,03 0,01 0,13 0,12 0,12 0,12 0,12

446


Šifra 62C 63A 63B 63C 64A 64B 64C 65A 65B 65C 66

Opis Stranica prozora Donji deo prozor-vrata Gornji deo prozor-vrata Stranica prozor-vrata Donji deo garažnih vrata Gornji deo garažnih vrata Stranica garažnih vrata Donji deo unutrašnjih vrata Gornji deo unutrašnjih vrata Stranica unutrašnjih vrata Stranica vrata na unutrašnjem zidu

Ȍl W/m·K 0,12 0,13 0,12 0,12 0,13 0,12 0,12 0,13 0,12 0,12 0,54

Podaci o toplotnim mostovima su izraþunati u skladu sa EN ISO 10211-1 vodeüi raþuna da EN ISO 10211-1 obezbeÿuje globalne Ȍl vrednosti za svaki toplotni most. U ovom standardu je sproveden proraþun po sistemu soba po soba, pa je tako svaki toplotni most (izuzev toplotnih mostova na vratima i prozorima) dva puta ukljuþen u proraþun (po jedanut u svakoj prostoriji sa obe strane toplotnog mosta). Sledstveno tome, globalne Ȍl vrednosti izraþunate u skladu sa EN ISO 10211-1 su podeljene sa dva i tako date u Tabeli C.4. Vrednosti izraþunate za vrata i prozore nisu deljene sa dva. NAPOMENA: Tabela C.4 je primer vrlo detaljnog proraþuna toplotnih mostova da bi se naglasio znaþaj toplotnih mostova u proraþunima ukupnih gubitaka toplote. Najveüi broj toplotnih mostova u zgradama nastaje zbog korišüenja unutrašnje izolacije, odnosno mnogi toplotni mostovi se automatski stvaraju zbog prekida izolacionog sloja na skoro svim zidnim spojevima.

O IZOLACIJI

447

C.3.5 – TRANSMISIONI TOPLOTNI GUBICI PO SOBAMA Opšte U ovom odeljku daje se detaljni proraþun projektnih transmisionih gubitaka toplote za jednu prostoriju i to za radnu sobu.

Radna soba (hobi soba) Ova soba reprezentuje sobu u dodiru sa tlom. Tabela C.5 – Proraþun transmisionih toplotnih gubitaka za radnu sobu Toplotni gubici direktno u okolinu Uk Ak ek Aɤ·Uk·ek Šifra Graÿevinski element p. u. W/K m2 W/m2·K 33 Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema 3,56 0,725 1,00 2,58 vazduhu) 20 Prozori 1,04 2,100 1,00 2,17 33 Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema 1,78 0,725 1,00 1,29 vazduhu) Ukupno od graÿevinskih elemenata Ȉk Aɤ·Uk·ek W/K 6,04 Ik ɟk Ȍk·Ik·ɟk Ȍk Šifra Toplotni most m p. u. W/K W/m·K 47A Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i spoljašnjeg (izolovanog i neizolovanog), 0,01 0,50 1,00 0,005 iznutra prema spolja kroz izolaciju 42A Izolovani spoljni podrumski ugaoni zid, iz po0,01 1,00 1,00 0,010 druma prema spolja 48A Spoj unutrašnjeg izolovanog podrumskog zida i izolovanog spoljašnjeg, iznutra prema spolja 0,01 0,50 1,00 0,005 kroz izolaciju 62A Donji deo prozora 0,12 0,90 1,00 0,108 62B Gornji deo prozora 0,12 0,90 1,00 0,108 62C Stranica prozora 0,12 2,30 1,00 0,276 Ukupno od toplotnih mostova Ȉk Ȍk·Ik·ɟk W/K 0,512 Ukupni koeficijent toplotnih gubitaka direktno u okolinu HT,jie = Ȉk Aɤ·Uk·ek + Ȉk Ȍk·Ik·ɟk Toplotni gubici kroz negrejane prostorije Ak bu Uk Aɤ·Uk·bu Šifra Graÿevinski element 2 2 m W/m ·K p. u. W/K 13 Izolovani unutrašnji zid (zidovi radne sobe) 6,78 0,742 0,40 2,01 15 Unutrašnja vrata 1,40 1,899 0,40 1,06 13 Izolovani unutrašnji zid (zidovi radne sobe) 7,90 0,742 0,80 4,69 Ukupno od graÿevinskih elemenata Ȉk Aɤ·Uk·bu W/K 7,77 bu Ik Ȍk·Ik·bu Ȍk Šifra Toplotni most m p.u. W/m·K W/K 51B Spoj unutrašnjih podrumskih zidova kroz prav 0,01 2,23 0,80 0,02 izolovan zid 29C Unutrašnja pregrada prema stepeništu (na izolovanom podrumskom zidu), iz podruma pre0,095 1,77 0,40 0,07 ma stepeništu Ukupno od toplotnih mostova Ȉk Ȍk·Ik·bu W/K 0,085 Ukupni koeficijent toplotnih gubitaka kroz negrejane prostorije ɇT,iue = Ȉk Aɤ·Uk·bu + Ȉk Ȍk·Ik·bu

6,557

7,850

448


Tabela C.5 (nastavak) – Proraþun transmisionih toplotnih gubitaka za radnu sobu Toplotni gubici ka tlu Proraþun B’

Šifra


Ag m2 13,05 Uk

P m 7,225 Uequiv,k

B’= 2·Ag / P m 3,6 A k ·Uequiv,k Ak

W/ W/ W/K m2 m2·K m2·K 32 Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema tlu) 0,606 0,40 12,513 5,01 35 Podrumski zid (izolovan, prema tlu) 0,457 0,25 13,046 3,26 8,27 Ukupno od ekvivalentnih graÿevinskih elemenata Ȉk A k ·Uequiv,k W/K Gw fg1 fg2 fg1·fg2- G w Korekcioni faktori p.u. p.u. p.u. p.u. 1,450 0,267 1,00 0,387 Ukupni koeficijent toplotnih gubitaka kroz tlo HT,jg = (Ȉk A k ·Uequiv,k)· fg1·fg2- G w Toplotni gubici kroz prostorije grejane na razliþite temperature Ak Uk f ij · A k · Uk f ij 2 Šifra Graÿevinski element p.u. m W/ W/K m2·K Nema Ukupni koeficijent toplotnih gubitaka kroz prostorije grejane na razliþite temHT,jj = Ȉk f ij · A k · Uk perature Ukupni koeficijent transmisionih toplotnih gubitaka HT,i = HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij W/K Temperaturni podaci °C -10 Spoljna projektna temperatura șe Unutrašnja projektna temperatura °C 20 șint,l Projektna temperaturska razlika °C 30 șint,i – șe Projektni transmisioni toplotni gubici W ĭT,i = HT,j·( șint,i – șe)

3,197

0,000 17,60

528

O IZOLACIJI

449

C.3.6 – VENTILACIONI TOPLOTNI GUBICI PROSTORIJE Opšte U ovom odeljku daje se detaljni proraþun projektnih ventilacionih gubitaka toplote za sve prostorije. Proraþun je sproveden za tri tipiþna naþina ventilacije.

Prirodna ventilacija (otvaranjem prozora) Podrazumeva se da ne postoji mehaniþki ventilacioni sistem. Stepen vazdušne zaptivenosti zgrade je srednji (normalno zaptivanje) i pretpostavlja se da je zgrada delimiþno zaklonjena.

Ukupno

Vi șe șint,i

m3 °C °C

29,0 92,3 23,8 27,3 25,6 26,3 11,5 19,6 13,3 4,1

273

nmin,i

h-1

0,5

Minimalni higijenski protok vazduha

V’min,i

Protok vazduha koji prodire infiltracijom Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka calculation

Izloženi otvori Broj izmena vazduha pri razlici pritisaka od 50 Pa Koeficijent zaklonjenosti Visinski korekcioni faktor Protok vazduha koji prodire infiltracijom V’inf,i=2·Vi·n50·e·İ Izabrana vrednost za proraþun V’i = max(V’inf,i, V’min,i) Projektni koeficijent ventilacionih toplotnih gubitaka Temperaturna razlika Projektni ventilacioni toplotni gubici ĭv,i = Hv,i·( șint,i – șe)

20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 24,0 20,0 20,0 20,0 0,5

1,5

m3/h 14,5 46,1 35,7 13,7 12,8 13,1 17,3 9,8

6,7

6,2

0

0

p.u.

n50

h-1

V’inf,i

-10,0

0,5

-

e İ

Hol

Unutrašnja zapremina sobe Spoljašnja temperatura Unutrašnja temperatura Minimalni higijenski broj izmena vazduha

Min.higijen. zahtevi

WC

Ulazni hol

Kupatilo

Spavaüa soba 3

Spavaüa soba 2

Spavaüa soba 1

Kuhinja

Naziv sobe

Dnevna soba

Radna soba

Tabela C.6 – Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka, samo prirodna ventilacija

1

0,5

2

1,5

1

0,5

1

0,5

0,5

1

1,5

2

1

1

6,0

p.u. 0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 0,00 0,00 p.u. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 m3/h 7,0 33,2 5,7

6,6

6,1

4,7

0,0

0,0

V’i

m3/h 14,5 46,1 35,7 13,7 12,8 13,1 17,3 9,8

6,7

6,2

Hv,i

W/K 4,9 15,7 12,1 4,6

2,3

2,1

4,4

9,5

4,5

2,8

5,9

3,3

șint,i – șe

°C

30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 34,0 30,0 30,0 30,0

ĭv,i

W

148 470 364 139 131 134 199 100

68

63 1817

Prinudna ventilacija sa razmenjivaþem toplote Pretpostavka je da u zgradi postoji izbalansiran mehaniþki ventilacioni sistem sa razmenjivaþem toplote. Koliþina dovedenog i odvedenog vazduha definisane su projektom ventilacionog sistema. Sistem je izbalansiran, što znaþi da su koliþine dovedenog i odvedenog vazduha u jedinici vremena jednake. Temperatura dovedenog vazuha pri projektnim uslovima je usvojeno da bude 12°C. Obratiti pažnju na efekat vazduha koji ulazi u kupatilo sa 20°C koje treba da se zagreje na 24°C.

450


Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka calculation

m3 °C °C °C p.u.

29,0 92,3 23,8 27,3 25,6 26,3 11,5 19,6 13,3 4,1

273

h-1

6,0

p.u.

0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 0,00 0,00

p.u.

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

m3/h

7,0 33,2 5,7

6,6

6,1

9,5

2,8

4,7

0,0

0,0

75,5

m3/h m3/h

0

0

120

0

0

0

30

0

0

30

180

20

50

0

30

30

30

0

10

10

0

180

-10,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 24,0 20,0 20,0 20,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 34,0 30,0 30,0 30,0 1

2

1,0

1

1

1

2

°C p.u.

Hol

Ukupno

Ulazni hol

Kupatilo

Spavaüa soba 3

Spavaüa soba 2

Spavaüa soba 1

WC

protok vazduha usled mehaniþke ventilacije, temperature i korekc. faktori

protok vazduha koji prodire infiltracijom

Unutrašnja zapremina sobe Vi Spoljašnja temperatura șe Unutrašnja temperatura șint,i Temperaturska razlika șint,i -șe Izloženi otvori Broj izmena vazduha pri razlici pritisan50 ka od 50 Pa Koeficijent zakloe njenosti Visinski korekcioİ ni faktor Protok (spoljašnjeg) vazduha koji proV’inf,i dire infiltracijom V’inf,i=2·Vi·n50·e·İ Odvedeni vazduh V’ex,i Dovedeni vazduh V’SU,i Temperatura dovedeșSU nog vazduha Redukcioni faktor fV,i Prestrujavanje vazduV’ex,i – V’SU,i ha iz susednih soba Redukcioni faktor fV,i Razlika protoka odsisnog i ubacnog vazduha V’mech,inf za celu zgradu V’mech,inf = Ȉ V’ex,i – Ȉ V’SU,i Razlika protoka odV’mech,inf,i sisnog i ubacnog vazduha Ukupni korigovani protok vazduha usled mehaniþke ventilacije V’i V’i = V’inf,i + V’SU,i·fV,i + V’mech,inf,i Projektni koeficijent ventilacionih toplotHv,i nih gubitaka Projektni ventilacioni toplotni gubici ĭv,i ĭv,i = Hv,i·( șint,i – șe)

Kuhinja

Naziv sobe

Dnevna soba

Radna soba

Tabela C.7 – Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka, izbalansirani mehaniþki ventilacioni sistem sa razmenjivaþem toplote

1

1

0

0

12 0,27 0,27

-

0,27 0,27 0,27

-

0,27 0,27

-

m3/h

-

-

120

-

-

-

30

-

-

30

p.u.

-

-

0

-

-

-

0,12

-

-

0

0

0

0

0

m3/h 12,3 46,5 5,7 14,6 14,1 17,5 6,3

7,4

2,7

0,0

W/K

m3/h

m3/h

W

0,0

0

0

0

0

0

4,2 15,8 1,9

5,0

5,9

2,1

2,5

0,9

0,0

125 475

149 144 178

73

75

27

0

58

4,8

0

0

1304

O IZOLACIJI

451

Prinudno izvlaþenje Pretpostavka je da u zgradi postoji jednostavan mehaniþki ventilacioni sistem, koji se sastoji od izvlaþenja iz tri prostorije. Vazduh prirodnim putem prestrujava u zgradu, i u prvoj aproksimaciji üemo pretpostaviti da se rasporeÿuje prema zapremini soba.

Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka

protok vazduha usled mehaniþke ventilacije, temperature i korekc. faktori

m3 °C °C °C p.u.

29,0 92,3 23,8 27,3 25,6 26,3 11,5 19,6 13,3 4,1

273

h-1

6,0

p.u. p.u.

0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 0,00 0,00 1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

m3/h

7,0 33,2 5,7

6,6

6,1

9,5

2,8

4,7

0,0

0,0

75,5

Hol

Ukupno

Ulazni hol

Kupatilo

Spavaüa soba 3

Spavaüa soba 2

Spavaüa soba 1

WC

protok vazduha usled infiltracije

Unutrašnja zapremina sobe Vi Spoljašnja temperatura șe Unutrašnja temperatura șint,i Temperaturna razlika șint,i -șe Izloženi otvori Broj izmena vazduha pri n50 razlici pritisaka od 50 Pa Koeficijent zaklonjenosti e Visinski korekcioni faktor İ Protok (spoljašnjeg) vazduha usled infiltracije V’inf,i V’inf,i = 2·Vi·n50·e·İ Odvedeni vazduh V’ex,i Dovedeni vazduh V’SU,i Temperatura dovedenog șSU vazduha Redukcioni faktor fV,i Prestrujavanje vazduha iz V’ex,i – susednih soba V’SU,i Redukctioni faktor fV,i Višak odvedenog vazduha za celu zgradu V’mech,inf V’mech,inf = Ȉ V’ex,i – Ȉ V’SU,i Razlika protoka odsisnog i ubacnog vazduha po so- V’mech,inf,i bama Ukupni korigovani ventilacioni protok V’i V’i = V’inf,i + V’SU,i·fV,i + V’mech,inf,i Projektni koeficijent ventilacionih toplotnih guHv,i bitaka Projektni ventilacioni toplotni gubici ĭv,i ĭv,i = Hv,i·( șint,i – șe)

Kuhinja

Naziv sobe

Dnevna soba

Radna soba

Tabela C.8 – Proraþun ventilacionih toplotnih gubitaka, jednostavno izvlaþenje

-10,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 24,0 20,0 20,0 20,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 34,0 30,0 30,0 30,0 1

1,0

2

1,0

1

1

1

2

1

1

0

0

m3/h m3/h

0

0

120

0

0

0

30

0

0

30

180

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

°C

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

p.u.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

m3/h

-

-

104

-

-

-

22

-

-

27

p.u.

-

-

0

-

-

-

0,12

-

-

0

8

13

9

3

m3/h

m3/h

180,0

19

61

16

18

17

17

m3/h 26,1 94,1 21,4 24,6 23,0 26,8 13,0 17,7 8,8

2,7

W/K

W

8,9 32,0 7,3

8,4

7,8

9,1

4,4

6,0

3,0

0,9

266 959 218 251 235 273 150 180

90

28

180

2651

U kupatilu, koliþina vazduha koja prestrujava iz susednih soba, jednaka je odvedenoj koliþini vazduha umanjenoj za deo razlike protoka odvedenog i dovedenog vazduha (V’mech,inf,i na – 10°C) na ulazu kupatila.

452


C3.7 – GREJNI KAPACITET U nastavku se daju detalji proraþuna grejnog kapaciteta za svaku sobu. U ovom primeru: – masa zgrade je velika; – sniženje unutrašnje temperature tokom noünog režima iznosi 3 K; – vreme dogrevanja iznosi 4 h. Tabela C.9 – Proraþun grejnog kapaciteta Naziv sobe Radna soba Dnevna soba Kuhinja Spavaüa soba 1 Spavaüa soba 2 Spavaüa soba 3 Kupatilo Ulazni hol Hol WC

Faktor dogrevanja fRH W/m2

13

Površina poda A m2 13,0 36,9 9,5 10,9 10,2 10,5 4,6 7,9 5,3 1,7

Grejni kapacitet ĭRH,i = fRH·Ai W 169,6 479,7 123,7 142,2 133,1 136,5 59,8 102,1 69,3 21,5

C.3.8 – UKUPNI GUBICI TOPLOTE U nastavku se daju projektni gubici toplote za sve prostorije i za zgradu. Proraþun je sproveden za tri ranije razmotrena karakteristiþna sluþaja ventilacije. Transmisioni toplotni gubici su jednaki u sva tri sluþaja. U sledeüim proraþunima ukupni gubici toplote zgrade jednaki su zbiru ukupnih gubitaka toplote svih prostorija, pošto postoji samo jedna zona.

Prirodna ventilacija (otvaranjem prozora) Podrazumeva se da ne postoji poseban mehaniþki sistem ventilacije. Tabela C.10 – Ukupni projektni gubici toplote, samo prirodna ventilacija

Naziv sobe Radna soba Dnevna soba Kuhinja Spavaüa soba 1 Spavaüa soba 2 Spavaüa soba 3 Kupatilo Ulazni hol Hol WC Ukupno:

Transmisioni gubici toplote ɎT,i W 528 2169 515 514 801 998 472 451 199 4 6650

Ventilacioni gubici toplote ɎV,i W 148 470 364 139 131 134 199 100 68 63 1817

Grejni kapacitet ɎRH,i W 170 480 124 142 133 137 60 102 69 21 1437

Ukupni gubici toplote ɎHL,i W 846 3119 1003 796 1064 1268 731 654 337 88 9905

O IZOLACIJI

453

Prinudna ventilacija sa razmenjivaþem toplote Tabela C.11 – Ukupni projektni gubici toplote, izbalansirani mehaniþki ventilacioni sistem sa razmenjivaþem toplote


Transmisioni gu- Ventilacioni gubiGrejni kapacitet ci toplote bici toplote ɎT,i ɎV,i ɎRH,i W W W 528 125 170 2169 475 480 515 58 124 514 149 142 801 144 133 998 178 137 472 73 60 451 75 102 199 27 69 4 0 21 6650 1304 1437


Prinudno (mehaniþko) izvlaþenje Tabela C.12 – Ukupni projektni gubici toplote, jednostavno izvlaþenje


Transmisioni gu- Ventilacioni gubiGrejni kapacitet bici toplote ci toplote ɎT,i ɎV,i ɎRH,i W W W 528 266 170 2169 959 480 515 218 124 514 251 142 801 235 133 998 273 137 472 150 60 451 180 102 199 90 69 4 28 21 6650 2651 1437


454


C.3.9 – GUBICI TOPLOTE SOBE PO POJEDNOSTAVLJENOJ METODI Opšte U ovom odeljku se daju detalji pojednostavljenog proraþuna projektnih ukupnih gubitaka toplote za jednu sobu, i to za radnu sobu.

Radna soba (hobi soba) Ova soba pretstavlja sobu u kontaktu sa tlom. Tabela C.13 – Pojednostavljeni proraþun ukupnih gubitaka toplote radne sobe Temperatuski podaci Spoljna projektna temperatura Unutrašnja projektna temperatura Projektna temperaturska razlika

șe șint,i șint,i – șe

°C °C °C

-10,0 20,0 30,0

Transmisioni toplotni gubici Šifra


33 20 33 13 15 13 35 32

Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema vazduhu) Prozori Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema vazduhu) Izolovani unutrašnji zid (zidovi radna sobe) Unutrašnja vrata Izolovani unutrašnji zid (zidovi radna sobe) Podrumski zid (izolovan, prema tlu) Spoljašnji podrumski zid (izolovan, prema tlu) Ukupan transmisioni koeficijent toplotnih gubitaka Ukupni transmisioni toplotni gubici

Ak Uk fk·Ak·Uk fk p.u. m2 W/m2·K W/K 1,40 4,75 0,73 4,82 1,00 1,04 2,10 2,17 1,40 2,93 0,73 2,97 1,12 8,39 0,74 6,98 1,12 1,40 1,90 2,98 1,12 9,48 0,74 7,88 0,42 14,92 0,46 2,86 0,42 10,57 0,61 2,69 33,35 HT,i = Ȉk fk·Ak·Uk W/K W 1000 ĭT,i = HT,i ·( șint,i – șe)

Ventilacioni toplotni gubici Unutrašnja zapremina sobe Minimalni broj izmena vazduha Ukupan ventilacioni koeficijent toplotnih gubitaka Ukupni ventilacioni toplotni gubici Ukupni ventilacioni i transmisioni toplotni gubici Korekcioni faktor za više temperature Projektni ventilacioni i transmisioni toplotni gubici Grejni kapacitet Površina poda Faktor dogrevanja Ukupni grejni kapacitet Ukupni projektni gubici toplote

m3 29,0 Vi h-1 0,5 nmin W/K HV,i = 0,34·Vi· nmin ĭV,i = HV,i ·( șint,i – șe) ĭT,i + ĭV,i p.u. 1,0 fǻș ĭi = (ĭT,i + ĭV,i)·fǻș m2 13,0 2 W/m 13,0 ĭRH,i = Ai· fRH ĭHL,i = ĭi + ĭRH,i

4,93 W W

148 1149

W

1149

W W

170 1318

Ai fRH

O IZOLACIJI

455

C.3.10 – UKUPNI GUBICI TOPLOTE PO POJEDNOSTAVLJENOJ METODI U nastavku se daju ukupni projektni gubici toplote za svaku sobu, kao i za celu zgradu. Tabela C.14 – Pojednostavljeni proraþun ukupnih gubitaka toplote zgrade Transmisioni gubici toplote Naziv sobe ɎT,i W Radna soba 1000 Dnevna soba 2196 Kuhinja 503 Spavaüa soba 1 533 Spavaüa soba 2 1091 Spavaüa soba 3 1332 Kupatilo 329 Ulazni hol 454 Hol 411 WC 56 Ukupno: 7905

Ventilacioni gubici toplote ɎV,i w 148 470 364 139 131 134 199 100 68 63 1817

Faktor više temperature fǻș p.u. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,6 1,0 1,0 1,0 -

Grejni kapacitet ɎRH,i W 170 480 124 142 133 137 60 102 69 21 1437


456


ANEKS D (NORMATIVAN) POLAZNE VREDNOSTI ZA PRORAýUNE U ODELJCIMA 6-9

Ovaj aneks specificira normirane ulazne podatke i vrednosti korišüene za izraþunavanje projektnih ukupnih gubitaka toplote u odeljcima 6 – 9. Vrednosti i parametri u tabelama u ovom aneksu D treba da budu dati u nacionalnom aneksu ovog standarda. U sluþajevima kada nacionalni aneks ne postoji, treba koristiti polazne vrednosti date u ovom aneksu D. Nacionalni aneks se može dobiti od nadležne nacionalne organizacije za standarde. Nacionalni aneks treba da ima istu strukturu kao ovaj aneks D, ali je dozvoljeno dodavanje ili izbacivanje odreÿenih stavki u tabelama. NAPOMENA: Odeljci navedeni u zagradi se odnose na odeljke u osnovnom delu standarda.

D.1 – KLIMATSKI PODACI (VIDETI 6.1) Spoljašnja projektna temperatura șe, i proseþna godišnja spoljašnja temperatura șm,e, biüe date na nacionalnom nivou u obliku liste prema tabeli D.1 za razliþite geografske zone. Tabela D.1 – Spoljna projektna temperatura i proseþna godišnja spoljna temperatura șe °C

Geografska zona

șm,e °C

D.2 – UNUTRAŠNJA PROJEKTNA TEMPERATURA (VIDETI 6.2) Polazne vrednosti unutrašnje projektne temperature, șint,i, date su u tabeli D.2 za razliþite tipove prostorija: Tabela D.2 – Unutrašnja projektna temperatura Tip zgrade/prostorije

șint,i [°C]

Pojedinaþna kancelarija Kancelarija sa panelnim pregradama Sala za sastanke Auditorijum Kafe/Restoran Uþionica

20 20 20 20 20 20

Tip zgrade/prostorije Vrtiü Ostava Stambena prostorija Kupatilo Crkva Muzej/Galerija

șint,i [°C] 20 16 20 24 15 16

O IZOLACIJI

457

D.3 -PODACI O ZGRADI (VIDETI 6.3) Odreÿivanje dimenzija zgrade korišüenih za proraþune treba da bude definisano na nacionalnoj osnovi. Ukoliko nacionalni aneks ne postoji, kao osnovu za proraþune treba koristiti spoljašnje dimenzije (videti odeljak 9, sliku 7).

D.4 – PROJEKTNI TRANSMISIONI TOPLOTNI GUBICI D.4.1– TOPLOTNI GUBICI DIREKTNO U OKOLINU, HT,IE (VIDETI 7.1.1) Korekcioni faktori izloženosti, ek i el: Polazne vrednosti korekcionih faktora izloženosti, ek i el su 1,0. Linijski transmisioni toplotnih gubici – korekcioni faktor Ütb Polazne vrednosti korekcionih faktora Ütb, date su u tabelama D.3a do D.3c. Tabela D.3a – Korekcioni faktor, Ütb za vertikalne elemente zgrade Broj podova sa uklještenjima koja prekidaju izolacijua 0

1

2 a

Broj zidova sa uklještenjima koja prekidaju izolacijua 0 1 2 0 1 2 0 1 2

Ütb za vertikalne elemente zgrade W/ m2·K Zapremina prostorije Zapremina <=100m3 prostorije>100m3 0,05 0 0,10 0 0,15 0,05 0,20 0,10 0,25 0,15 0,30 0,20 0,25 0,15 0,30 0,20 0,35 0,25

Videti sliku D.1

Tabela D.3b – Korekcioni faktor, Ütb za horizontalne elemente zgrade Elementi zgrade Laka konstrukcija poda ( drvo, metal, i sliþno) Broj zidova u 1 kontaktu sa 2 Teška konstrukcija poda spoljašnjim 3 (beton, i sliþno) okruženjem 4

Ütb za horizontalne elemente zgrade, W/ m2·K 0 0,05 0,10 0,15 0,20

Tabela D.3c – Korekcioni faktor, Ütb, za otvore Površina elementa zgrade m2 0-2 > 2-4 > 4-9 >9-20 >20

Ütb za otvore W/ m2·K 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

458


Slika D.1 – Izgled konstrukcije sa prodorom kroz izolaciju (levo) odnosno bez prodora (desno) elementa To su elemeti zgrade koji su uklješteni u zid, pri þemu ne remete kontinuitet izolacionog sloja (bez prodora) odnosno presecaju ga (sa prodorom).

D.4.2 – TOPLOTNI GUBICI KROZ NEGREJANU PROSTORIJU – HT,IUE (VIDETI 7.1.2) Polazne vrednosti faktora smanjenja temperature, bu su date u tabeli D.4. Tabela D.4– Faktor smanjenja temperature, bu Negrejana prostorija Soba sa samo 1 spoljašnjim zidom sa najmanje 2 spoljašnja zida bez spoljnih vrata sa najmanje 2 spoljašnja zida sa spoljnim vratima (hale, garaže) sa 3 spoljašnja zida (spoljašnje stepenište) Suteren bez prozora/spoljnih vrata sa prozorima/spoljnim vratima Potkrovlje veliki broj izmena vazduha na þas potkrovlja (npr. krovovi prekriveni crepom ili drugim materijalima koji daju diskontinualan pokrivaþ) bez drvene ili jutane oplate drugi neizolovani krov izolovani krov Prostori sa unutrašnjom cirkulacijom (bez spoljašnjih zidova, broj izmena vazduha manji od 0,5/h) Prostori sa cirkulacijom usled slobodnog provetravanja (površina otvora/zapremina prostorije>0,005m2/m3) Izdignut pod

bu 0,4 0,5 0,6 0,8 0,5 0,8 1,0 0,9 0,7 0 1,0 0,8

ƅSoba se može smatrati suterenom ako je više od 70% površine spoljnih zidova u kontaktu sa tlom.

D.4.3 –TOPLOTNI GUBICI KA TLU - HT,IG (VIDETI 7.1.3) Polazne vrednosti korekcionih faktora fg1 i Gw su: fg1 = 1,45; GW = 1,0 ako je rastojanje izmeÿu gornje granice podzemne vode i podne konstrukcije veüe od 1 m; GW = 1,15 ako je rastojanje izmeÿu gornje granice podzemne vode i podne konstrukcije manje od 1m;

O IZOLACIJI

459

D.4.4 –TOPLOTNI GUBICI PREMA ILI IZ PROSTORIJA GREJANIH NA RAZLIýITU TEMPERATURU – HT,IJ (VIDETI 7.1.4) Polazne vrednosti temperatura susednih grejanih prostorija su date u tabeli D.5. Tabela D.5 –Temperatura susednih grejanih prostorija Toplota preneta iz grejane prostorije (i): u susednu sobu unutar iste celine zgrade

șsusedne prostorije, °C șsusedne prostorije trebalo bi da je odreÿena: -za kupatilo, ostavu -uticaj vertikalnog temperaturskog gradijenta

u susednu sobu koja pripada drugom delu zgrade (npr., stanu) u susednu sobu koja pripada odvojenoj zgradi (grejanoj ili negrejanoj)

(șint,i + șm,e)/2 șm,e

șm,e je proseþna godišnja spoljašnja temperatura.

D.5 –PROJEKTNI VENTILACIONI TOPLOTNI GUBICI – HV,I D.5.1 -MINIMALNI BROJ IZMENA VAZDUHA NA ýAS – NMIN (VIDETI 7.2.1 I 9.1.3) Polazne vrednosti za minimalni broj izmena (spoljašnjeg) vazduha na þas nmin date su u tabeli D.6 Minimalni broj izmena vazduha na þas, nmin Tabela D.6 nmin, h-1

Tip sobe Soba za stanovanje Kuhinja ili kupatilo sa prozorom Kancelarija Soba za sastanke, uþionica

0,5 1,5 1,0 2,0

D.5.2 – BROJ IZMENA VAZDUHA – N50 (VIDETI 7.2.2) Polazne vrednosti za broj izmena vazduha n50 za þitavu zgradu kao rezultat razlike ptitisaka od 50 Pa izmeÿu unutrašnjosti zgrade i okoline, date su u tabeli D.7. Tabela D.7 – Broj izmena vazduha za þitavu zgradu, n50 n50, h-1

Konstrukcija

jednoporodiþna stambena kuüa druge kuüe ili zgrade

Stepen vazdušne nepropusnosti omotaþa zgrade (kvalitet zaptivenosti prozora) nizak srednji visok (dvostruko zastakljeni (jednostruko zastaklje(visok kvalitet zaptiveni prozori, nema zapprozori, nosti prozora i vrata) tivaþa) normalna zaptivenost) <4

4-10

>10

<2

2-5

>5

460


D.5.3 – KOEFICIJENT ZAKLONJENOSTI – E (VIDETI 7.2.2) Polazne vrednosti koeficijenta zaklonjenosti, e date su u tabeli D.8 Tabela D.8 – koeficijenta zaklonjenosti, e e Grejani prostor sa jednim izloženim otvorom

Grejani prostor sa više od jednog izloženog otvora

0

0,03

0,05

0

0,02

0,03

0

0,01

0,02

Grejani prostor bez izloženih otvora

Klasa zaklonjenosti Nezaklonjene (zgrade u vetrovitim predelima, visoke zgrade u centrima gradova) Umereno zaklonjeno (zgrade na selu, okružene drveüem ili drugim zgradama, predgraÿa) Visoka zaklonjenost (zgrade proseþne visine u centrima gradova, zgrade u šumama)

D.5.4 – FAKTOR KOREKCIJE VISINE – Ǽ (VIDETI 7.2.2) Polazne vrednosti faktora korekcije visine, İ, su date u tabeli D.9. Tabela D.9 – Faktor korekcije visine, İ Visina grejane prostorije iznad nivoa tla (visina središta sobe od nivoa tla) 0-10m > 10 – 30m > 30m

İ 1,0 1,2 1,5

D.6 PROSTORIJE GREJANE SA PREKIDIMA (INTERMITENTNO) Polazne vrednosti za faktor dogrevanja fRH, su dae u tabelama D.10a i D.10b. Tabele su zasnovane na unutrašnjim dimenzijama poda prostorije i mogu se koristiti za sobe þija srednja visina ne prelazi 3,5 m. Efektivna (akumulaciona) masa zgrade je data u tri kategorije, kako sledi: – velika masa zgrade (betonski podovi i tavanice sa zidovima zidanim opekama ili od betona) – srednja masa zgrade (betonski podovi i tavanice sa lakim zidovima) – mala masa zgrade (viseüe tavanice i izdignuti podovi sa lakim zidovima) Tabela D. 10a – Faktor uzgrevanja, fRH, za nestambene zgrade, noüni prekid najviše 12h Period uzgrevanja u þasovima 1 2 3 4

fRH, W/m2 Pretpostavljeno sniženje unutrašnje temperature tokom prekida 2K 3K 4K masa zgrade masa zgrade masa zgrade mala srednja velika mala srednja velika mala srednja velika 18 23 25 27 30 27 36 27 31 9 16 22 18 20 23 22 24 25 6 13 18 11 16 18 18 18 18 4 11 16 6 13 16 11 16 16

O IZOLACIJI

461

U dobro izolovanim i zaptivenim zgradama, pretpostavljeno sniženje temperature veüi od 2 – 3K tokom prekida nije poželjan. Zavisiüe od klimatskih uslova i termiþke mase zgrade. Tabela D.10b –Faktor dogrevanja, fRH, za stambene zgrade, noüni prekid najviše 8h

Period uzgrevanja u þasovima 1 2 3 4

fRH W/m2 Pretpostavljeno sniženje unutrašnje temperature tokom prekida 1K 2K 3K masa zgrade masa zgrade masa zgrade velika velika velika 11 22 45 6 11 22 4 9 16 2 7 13

U dobro izolovanim i zaptivenim zgradama, pretpostavljeno sniženje temperature veüe od 2 – 3K tokom prekida nije poželjno. Zavisiüe od klimatskih uslova i akumulacione mase zgrade.

D.7 – POJEDNOSTAVLJEN METOD PRORAýUNA (VIDETI 9) D.7.1 – OGRANIýENJA KOJA SE KORISTE Ograniþenja korišüenja pojednostavljenog metoda proraþuna opisanog u odeljku 9 treba da budu data u nacionalnom aneksu ovog standarda. Ukoliko takva nacionalna ograniþenja ne postoje, pojednostavljeni metod proraþuna se može koristiti za stambene objekte, za koje broj izmena vazduha na þas koji nastaje kao rezultat razlike pritisaka od 50 Pa, izmeÿu unutrašnjosti i spoljašnjosti zgrade, n50 je manji od 3 h-1.

D.7.2 – TEMPERATURSKI KOREKCIONI FAKTOR, FK (VIDETI 9.1.2) Polazne vrednosti temperaturskog korekcionoh faktora, fk, date su u tabeli D.11. Tabela D.11 – Temperaturski korekcioni faktor, fk, za pojednostavljen metod proraþuna Toplotni gubici: direktno u spoljašnjost kroz negrejanu prostoriju kroz tlo kroz potkrovlje izdignut pod u susednu zgradu u susedni deo zgrade

fk 1,00 1,40 1,00 0,80 1,12 0,3 0,42 0,90 1,26 0,90 1,26 0,50 0,70 0,30 0,42

Komentar: ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani za prozore, vrata ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani ako su toplotni mostovi izolovani ako toplotni mostovi nisu izolovani

462


D.7.3 –KOREKCIONI FAKTOR TEMPERATURE – FǻĬ (VIDETI 9.1.1) Polazne vrednosti korekcionog faktora temperature, fǻș, za sobe grejane na višu temperaturu nego susedne grejane prostorije (npr.kupatilo), date su u Tabeli D.12. Tabela D.12 Korekcioni faktor temperature, fǻș Unutrašnja projektna temperatura sobe: normalna viša

fǻǇ 1,0 1,6

NAPOMENA Prevod ovog standarda su izvršili obraÿivaþi ove knjige i prevod nije još potvrÿen od Instituta za standardizaciju Srbije.

O IZOLACIJI

463

6.2. PREGLED EVROPSKIH STANDARDA ZA METODOLOGIJU PRORAýUNA POTREBNE ENERGIJE ZA GREJANJE I HLAĈENJE U ZGRADAMA, ISKAZIVANJE ENERGETSKIH PERFORMANSI ZGRADA, I MONITORING I VERIFIKACIJU ENERGETSKIH PERFORMANSI Tabela 6.2.1. Pregled kljuþnih standarda relevantnih za energetsku efikasnost u zgradama Standard SRPS EN ISO 13790 (*) SRPS EN 15603 SRPS EN 15315 SRPS EN 15217 SRPS EN 15378 SRPS EN 15240

Opis: Ukupna potrebna energija za grejanje i hlaÿenje (uzimajuüi u obzir gubitke i dobitke toplote). Energetske performanse zgrada. Ukupna utrošena energija i definicija energetskih nivoa Primarna energija i emisija CO2. Smernice za iskazivanje energetske performanse (za energetski sertifikat) i smernice za iskazivanje zahteva (za regulativu). Sadržaj i oblik Sertifikata o energetskoj performansi. Pregledi (kontrole) ureÿaja za obezbeÿenje tople vode. Pregledi (kontrole) ureÿaja za pripremu vazduha za klimatizaciju.

Tabela 6.2.2. Pregled standarda podrške kljuþnim standardima Standard Opis na engleskom jeziku Opis na srpskom jeziku Standardi neophodni za primenu standarda SRPS EN 15603 i SRPS EN ISO13790 Thermal insulation – Physical quan- Toplotna izolacija – Fiziþke jediniSRPS EN ISO 7345 tities and definitions ce i definicije Thermal performance of buildings Toplotne performanse zgrada – – Transmission and ventilation heat Transmisioni i ventilacioni koeficiSRPS EN ISO 13789 transfer coefficients – Calculation jenti prolaza toplote method Energetske performanse zgrada – Energy performance of buildings – Energetski zahtevi za osvetljenje SRPS EN 15193-1 Energy requirements for lighting — – Deo 1: Odreÿivanje energije za Part 1: Lighting energy estimation osvetljenje Calculation methods for energy effi- Metodi proraþuna za poboljšavaciency improvements by the applica- nje energetske efikasnosti primeSRPS EN 15232 tion of integrated building automa- nom integrisanih sistema automatition systems ke u zgradama Ventilacija za zgrade (ili: VentilaciVentilation for buildings – Calcuja zgrada)– Metodi proraþuna gubilation methods for energy losses taka energije usled ventilacije i infilSRPS EN 15241 due to ventilation and infiltration in tracije u komercijalnim (poslovnim) commercial buildings zgradama Ventilacija za zgrade; VentilaciVentilation for buildings – Calcuja za zgrade (ili: Ventilacija zgrada) lation of room temperatures and of SRPS EN 15243 – Proraþun temperatura prostorije i load and energy for buildings with optereüenja i energije za zgrade sa room conditioning systems sistemima za klimatizaciju

464


Standard

Opis na engleskom jeziku Opis na srpskom jeziku Heating systems in buildings – Sistemi grejanja u zgradama – MeMethod for calculation of system tod proraþuna energetskih zahteSRPS EN 15316-1 energy requirements and system ef- va (potreba) sistema i efikasnosti sistema ficiencies – Part 1: General Sistemi grejanja u zgradama – MeHeating systems in buildings – tod proraþuna energetskih zahteva Method for calculation of system SRPS EN 15316-2-1 energy requirements and system ef- (potreba) sistema i efikasnosti sistema – Deo 2-1: Sistemi sa zraþenjem ficiencies Part 2-1 Space heating toplote u prostor emission systems Heating systems in buildings – Sistemi grejanja u zgradama – MeMethod for calculation of system tod proraþuna energetskih zahteva SRPS EN 15316-4 energy requirements and system ef- (potreba) sistema i efikasnosti sisteficiencies Part 4: Space heating gen- ma – Deo 4: Sistemi koji generišu toplotu u prostoru eration systems Sistemi grejanja u zgradama – MeHeating systems in buildings – tod proraþuna energetskih zahteva Method for calculation of system SRPS EN 15316-3 energy requirements and system ef- (potreba) sistema i efikasnosti sisteficiencies – Part 3: Domestic hot wa- ma – Deo 3: Sistemi za sanitarnu toter systems plu vodu Thermal insulation in buildings Toplotna izolacija u zgradama – – Determination of air change in Odreÿivanje izmene vazduha u SRPS EN ISO 12569 buildings – Tracer gas dilution zgradama – Metod sa razreÿenim method gasnim tragom Thermal performance of buildings Termiþke performanse zgrada – Determination of air permeabili– Odreÿivanje vazdušne SRPS EN 13829 ty of buildings – Fan pressurization propustljivosti zgrada – Metod venmethod tilatora pod pritiskom Metode za obezbeÿivanje podataka konstruktivnim elementima zgrada Glass in building – Determination of Staklo u zgradarstvu – Odreÿivanje SRPS EN 410 luminous and solar characteristics of svetlosnih i solarnih karakteristika zastakljenja (ostakljenja, stakla) glazing Staklo u graÿevinarstvu – OdreÿivaGlass in building – Determination nje toplotne propustljivosti (koeficiSRPS EN 673 of thermal transmittance (U value) – jenta prolaza toplote) (U vrednost) – Calculation method Metod proraþuna Thermal performance of windows, Toplotne performanse prozora, vrata doors and shutters – Determination i zaklona – Odreÿivanje koeficijenta SRPS EN 12412-2 of thermal transmittance by hot box prolaza toplote metodom tople kutimethod – Part 2: Frames je (hot-box metod) Thermal performance of buildings – Toplotne performanse zgrada – Qualitative detection of thermal irKvalitativno utvrÿivanje termiþkih SRPS EN 13187 regularities in building envelopes – iregularnosti u omotaþu zgrade – Infracrveni metod Infrared method Thermal performance of windows, Toplotne performanse prozora, vradoors and shutters – Calculation of SRPS EN ISO ta i zaklona – Proraþun koeficijenta 10077-2 thermal transmittance – Part 2: Nu- prolaza toplote – Deo 2: Numeriþki metod za okvire merical method for frames Thermal performance of windows Toplotne performanse prozora i vraand doors – Determination of therta – Odreÿivanje koeficijenta prolaSRPS EN ISO 12567 mal transmittance by hot box methza toplote metodom tople kutije od

O IZOLACIJI

Standard SRPS EN ISO 6946

SRPS ISO 9869

SRPS EN 15232

SRPS EN 15241

SRPS EN 15242

SRPS EN 15243

SRPS EN ISO 10077-1 SRPS EN ISO 10211:2005

465

Opis na engleskom jeziku Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation method Thermal insulation – Building elements – In-site measurement of thermal resistance and thermal transmittance Calculation methods for energy efficiency improvements by the application of integrated building automation systems Ventilation for buildings – Calculation methods for energy requirements due to ventilation systems in buildings Ventilation for buildings – Calculation methods for the determination of air flow rates in buildings including infiltration Ventilation for buildings – Calculation of room temperatures and of load and energy for buildings with room conditioning systems Thermal performance of windows, doors and shutters – Calculation of thermal transmittance – Part 1: General Thermal bridges in building construction – Heat flows and surface temperatures – Detailed calculations

Opis na srpskom jeziku Komponente i elementi zgrade – Toplotna otpornost i koeficijent prolaza toplote Toplotna izolacija – Elementi zgrade –merenja toplotne otpornosti i koeficijenta prolaza toplote na licu mesta Metodi proraþuna za poboljšanja energetske efikasnosti primenom integrisanih sistema automatike Ventilacija zgrada – Metode proraþuna energetskih zahteva koji proizilaze iz sistema za ventilaciju u zgradama Ventilacija zgrada – Metode proraþuna za odreÿivanje nivoa protoka vazduha u zgradama, ukljuþujuüi infiltraciju Ventilacija zgrada – Metode proraþuna temperatura u prostorijama i optereüenja i energije za zgrade sa sistemima za klimatizaciju Toplotne performanse prozora, vrata i zaklona – Proraþun koeficijenta prolaza toplote – Deo 1: Opšte Toplotni mostovi u konstrukciji zgrade – Toplotni protoci i površinske temperature – Detaljni proraþuni

Napomena: Standardi se mogu nabaviti u Institutu za standardizaciju Srbije, Stevana Brakusa 2, 11030 Beograd, tel. (011) 7541-260, 7541-261, faks. (011) 7541-257

466


6.3. PROPISI I STANDARDI U OBLASTI HIDROIZOLACIJE

Pravilnik o tehniþkim merama i normativima za ugljovodoniþne hidroizolacije krovova i terasa, „Službeni list SFRJ“ broj 26/69 Pravilnik o tehniþkim merama i uslovima za projektovanje i izvoÿenje betonskih i armiranobetonskih konstrukcija u sredinama izloženim agresivnom delovanju vode i tla, „Službeni list SFRJ“ broj 32/70. Pravilnik o tehniþkim i drugim zahtevima za hidroizolacione materijale, „Službeni list SCG“ broj 1/2006. Pravilnik o tehniþkim normativima za beton i armirani beton na objektima izloženim agresivnom dejstvu sredine, „Službeni list SFRJ“ broj 18/92. Pravilnik o energetskoj efikasnosti zgrada, „Službeni glasnik RS“ broj 61/2011. SRPS U.F2.024:1980. Tehniþki uslovi za izvoÿenje izolacionih radova na ravnim krovovima SRPS U.F2.020:1988. Plivajuüe podne konstrukcije. Vlažan postupak ugradnje cementna kruta ploþa SRPS U.F2.019:1988. Plivajuüa podna ploþa SRPS U.F2.023:1988. Plivajuüe podne konstrukcije. Suvi postupak ugradnje kruta ploþa SRPS U.F2.033:1982. Betonske podloge za nanošenje monolitnih polugotovih podova na bazi sintetiþkih smola. Tehniþki uslovi SRPS U.F2.034:1982. Izvoÿenje radova pri nanošenju monolitnih polugotovih podova na bazi sintetiþkih smola. Tehniþki uslovi SRPS U.F2.011:1977. Tehniþki uslovi za izvoÿenje keramiþkih radova SRPS U.F2.010:1978. Tehniþki uslovi za izvoÿenje fasaderskih radova SRPS U.F4.020:1990. Tehnþki uslovi za ugraÿivanje graÿevinske stolarije SRPS U.M3.010:1975. Bitumen za kolovoz. Uslovi kvaliteta SRPS U.B4.196:1996. Bitumen za industrijske svrhe SRPS U.M3.240:1989. Hidroizolacioni materijali na osnovu rastvaraþa za hladni postupak SRPS U.M3.244:1980. Hidroizolacioni materijali za topli postupak SRPS U.M3.246:1988. Hidroizolacioni materijali od mastiksa SRPS U.M3.220:1987. Neposuti bitumenom impregnisani krovni karton SRPS U.M3.226:1987. Bitumenska traka sa uloškom od sirovog krovnog kartona SRPS U.M3.231:1988. Bitumenska traka sa uloškom od staklenog voala SRPS U.M3.234:1991. Bitumenska traka sa uloškom od staklene tkanine SRPS U.M3.300:1989. Bitumenska traka za varenje SRPS U.M3.301:1991. Bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije za parnu branu i izjednaþenje pritiska SRPS U.M3.302:1991. Bitumenska traka za izjednaþenje parnog pritiska SRPS U.M3.229:1989. Aluminijumska folija jednostrano obložena bitumenskom masom SRPS U.M3.230:1989. Bitumenska traka sa uloškom od aluminijumske folije

O IZOLACIJI

SRPS U.M3.234:1988. SRPS U.M8.080-1990. SRPS B.D1.013SRPS B.D1.014SRPS U.N3.300SRPS EN 196:2008. SRPS EN 1015:2008. SRPS EN 998:2008. DIN EN 16967:2005. DIN EN 16956:2005. DIN EN 13707:2004. DIN 18195-1:2000. DIN 18195-2:2000. DIN 18195-3:2000. DIN 18195-4:2000.

DIN 18195-5:2000. DIN 18195-6:2000. DIN 18195-7:1989. DIN 18195-8:2004. DIN 18195-9:2004. DIN 18195-10:2004. DIN 18130-1:2000. DIN 18531:1987. DIN 52126:1977. DIN 52129:1993. DIN 52130:1995. DIN 52131:1995. DIN 52132:1996.

467

Bitumenizirani krovni karton Bitumenske trake za hidroizolacije – Metode ispitivanja Fasadna opeka od gline Fasadna opeka i blokovi Silikatna opeka i blokovi Cementi Malteri za malterisanje i zidanje Malteri za oblaganje spoljnih i unutrašnjih površina Abdichtungsbahnen – Kunststoff und Elastomer bahnen für die Bauwerksabdichtung gegen Bodenfeuchte und Wasser – Definition und Eigenschaften Abdichtungsbahnen – Kunststoff –und Elastomerbahnen für Dachabdichtungen – Definition und Eigenschaflen Flexibile sheets for waterproofing – Reinforced bitumen scheets for roof water proofing – Definitions and characteristics Bauwerksabdechtungen T1: Grundsätze, Definitonen, Zuordnung der Abdichtungen Bauwerksabdichtungen T2: Stoffe Bauwerksabdichtungen T3: Anforderung an der Untergrund und Verarbeitung der Stoffe Bauwerksabdichtungen T4: Abdichtungen gegen Bodenfeuchte (Kapilar wasser, Haftwasser) und nichtstauendes Hokerwasser an Bodenplatten und Wänden. Bemessungen und Ausführung Bauwerksabdichtungen T5: Abdichtungen gegen nichtdrückendes Wasser auf Deckenflächen und Nassräumen, Bemessungen und Ausführung Bauwerksabdichtungen T6: Abdichtungen gegen fon aussen drückendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser, Bemessung und Ausführung Bauwerksabdichtungen T7: Abdichtungen von innen drücken des Wasser, Bemessung und Ausführungs Bauwerksabdichtungen T8: Abidchlungen über Bewegungsfugen Bauwerksabdichtungen T9: Durchdringungen, übergänge, An-und Abschlüsse Bauwerksabdichtungen T10: Schutzschichten und Schutzmass nahmen Baugrund Untersuchung von Bodenproben – Bestinimung des Wasser dur lässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Laborversuhe Dachabdichtungen Begriffe, Anforderungen, Planungsgrundsätze Bitumendachbahnen mit Rohfilzeinlage Nackte Bitumenbahn Bitumen-Dachdichtungsbahnen Bitumen-Schweissbahnen Polymerbitumen-Dachabidchtungsbahnen

468


DIN 52133:1995. DIN 52134:1985. NF 11-231-1:2000. NF P10-203-1:1993.

Polymerbitumen-Schweissban Glasvlies-Bitumendachbahn (DTU 14.1) Travaux de Batiment, Travaux de Cuverlage (DTU 20.12) Maconnerie des Toitures et d’étanchéite Grosoeuvre en maconnerie des Toitures destinées â recevoir un revetement d’étanchéité NF P84-204-1:2004. (DTU 43.1) Travaux de Batiment, Etancheite des Toitures – terasses et Toitures inclinees avec elements porteurs en maconnerie an climat de plaine NF P84-205:2004. (DTU 43.2) Travaux de Batiment, Etancheité des Toitu res avec élements porteurs en maconnerie de pente >5 % NF P84-206:1995. (DTU 43.3) Travaux de Batiment, Mise en oeuvre des Toitures en toles d’acier nervurees avec revetement d’étanchéité NF P84-207:2002. (DTU 43.4) NF 84-207-1/2 + ADD.1; (DTU 43.4) Cahier des clauses techniquies applicables aux travaux de Toitures en dements poeteurs on bois et panncoux dérivés au bois avec revetements d’etanchélité suivi du cahier clauses spéciales NF P84-208:2002. (DTU 43.5) Travaux de Batiment, Refection des ouvrages d’etancheite des toitures – terasses ou inclines NF P84-404:1992. (DTU 42.1) Norme execution des travaux – Reflection de facades en service par revetements d’impermeabilité a base de polymeres NF P85-210-1,2,3:2000. (DTU 44.1) Travaux batiment Elancheite des joint de facade par nuse en ocuvre de mastics NF P98-282:1992. Produits d’etancheite pour ouvrages d’art – Liaison au support. Measure de l’adherence au suport NF P84-307:1981. Feutre bitumé a armature en voile de verre (36 S VV) NF P84-303:1992. Chape suple de bitume armé à armature en tissu de verre (T, V) NF P84-309:1991. Feutre d’amiante Bitumes NF P84-311:1981. Chape souple de Bitume armé à double armature en tissu de verre et voile de verre (40 T.V.-V.V.) NF P84-312:1981. Chape souple de Bitume armé à double armature en tissu de verre et voile de verre (50 TV-VV-HR) NF P84-313:1987. Feutre bitume a armature en voile de verre à haute resistance (36.S.V.V.-HR) NF P84-314:1981. Chape souple de Bitume armé a armature en voile de verre (40 V.V) NF P84-315:1980. Feutre bitume à double armature de poliester et voile de verre (36 S PY-VV) NF P84-316:1992. Chape souples de Bitume armé à armature en tissu de verre autopretegé par feuille metalique thermostable (TV-th) NF P84-350:1980. Feutres Bitumes et chapes souples d’essais (ovaj standard je zamenjen sa EN metodama iz standarda NF EN 13707).

O IZOLACIJI

469

LITERATURA

1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26]

Ministarstvo za infrastrukturu i energetiku: „Energetski bilans RS za 2008“, dostupno na www.mre.gov.rs , Ministarstvo za infrastrukturu i energetiku: Prvi akcioni plan za energetsku efikasnost za period 2010-2012, Beograd, juni 2010. Bogiüeviü, M.: Gradite pametno, izolujte pametnije, Build br.7, septembar 2008, Beograd, str. 20-24. Deviü, M.: Simprolit, sistem za utopljavanje fasada, Build br.1, mart 2007, Beograd. http://www.wienwrberger.co.uk/App/Maps/Wb-uk/Porotherm http://www.knaufinsulation.rs http://www.basf.rs http://www.plasticportal.net/.../neopor_neu/neopor_home http://www.austrotherm.rs http://www.tarolit.co.rs http://www.isover.rs http://www.beodom.com/sr/education ***: Ministarstvo gospodarstva, rada i poduzetništva Republike Hrvatske: Priruþnik za energetsko certificiranje zgrada, Zagreb, 2010. ***: „Službeni Glasnik RS“ 6/2011 – Pravilnik o energetskoj efikasnosti zgrada ***: „Službeni Glasnik RS“ 6/2011 – Pravilnik o uslovima, sadržini i naþinu izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada http://www.simprolit.rs/simpploce.html http://www.eurima.org Bezbradica, V.: Mineralna staklena vuna – osobine i prednosti, Build br.7, septembar 2008, Beograd. Recknagel, Sprenger, Schramek, ýeperkoviü: Grejanje i klimatizacija, 7. Prevod na srpski jezik, Interklima, Vrnjaþka Banja, 2012. Todoroviü, M.: „Optimizacija potrošnje energije klimatizacionog postrojenja primenom noüne ventilacije“, doktorska disertacija, Mašinski fakultet, Beograd, 2007. Sekuloviü, Z., Bogner, M.: Odimljavanje i arhitektura, ETA, Beograd, 2011. Milinþiü, D., D. Voronjec: Termodinamika, Mašinski fakutet, Beograd, 1991. str.358 – 377 Lobšajd, H.: Vodena para, prevod sa nemaþkog, Graÿevinska knjiga, Beograd, 1971. Živkoviü, B., Z. Stajiü: Mali termotehniþki priruþnik, 2. dopunjeno izdanje, SMEITS, Beograd, 2011. ***: Tvrdi poliuretanski penasti materijali kao izolacioni materijali, Tehniþke informacije (1) broj 1/1981. Oriolik, Oriovac, str. 5 – 10 Bogner, M.: Poliuretan kao izolacija i zaštita, KGH (11) broj 2/1982, str. 37 – 41

470


[27] Zeitler, M.: Berechnungsverfahren zur Bestimmung des Wärmeverlustes von verschiedenen Verlegesystemen erdverlegte Rohrleitungen, Fernwärme International – FWI (9), Heft 3/1980, str. 170 – 179 [28] Bogner, M.: Predizolovani cevovodi, SMEITS, Beograd, 1981, str. 43 – 56 Ispitivanje predizolovanih cevovoda [29] ýukvas, B.: Kontrola kvaliteta izvedene toplotne izolacije, KGH (15) broj 2/1986, str. 43 – 44 [30] Šargut, J., R. Petela: Eksergija, prevod na ruski, Energija, Moskva, 1968. [31] Sokolov, J.J.: Toplifikacija i toplotne mreže (prevod s ruskog M. Bogner, S. ûiriü), Graÿevinska knjiga, Beograd, 1985. str. 240 – 248 [32] Alkor Bright system – Mesirement of Solar Reflectance, Thermal Emittance – Report rev. 4.2009 – Dept. of Mechanical and Civil Engineering, University of Modena and Reggio Emilia – Italy. [33] Deniü, N., M. Muravljov: Hidroizolacioni malteri, Specijalni betoni i malteri – svojstva, tehnologija, primena, Graÿevinski fakultet Beograd, str. 163-167 (1999) [34] ***; Volgrip, bentonit membrane – Dokumentacija firme VOLTECO Building Technology, Penzano Veneto Italy (2009) [35] Deniü, N.: Hidroizolacije u zgradarstvu – Arhitektonski priruþnik, Savez arhitekata Srbije, IRO Prosveta, str. 12-74 (1982) [36] Deniü, N., A. Ĉekiü: Priruþnik za hidroizolacije zgrada ispod nivoa terena i ravni krovovi, IRO Graÿevinska knjiga, FIM Kanjiža, str. 1-67 (1994) [37] Deniü, N.: Starenje hidroizolacionih materijala, Goša, IMS, str. 1-193 (1995) [38] Deniü, N.: Savremeni hidroizolacioni materijali i njihova primena u zgradarstvu za zaštitu od vlage i podzemne vode, Graÿevinski kalendar 2009, SGIS, Beograd, str. 236299 (2009) [39] Mijin, S.: Hidoizolacija – krute hidroizolacije, str. 2 (2007) [40] Jungnickel, H.: Abdichtungs – und Bedachtungstechnik mit Kunststoffbahnen, Rudolf Müller, Köln, 1969. [41] Braas Handbuch Flachdach, Oberurssel (1995) [42] Miþev, D.: Sistemi jednoslojnih hidroizolacija ravnih krovova od razliþitih sintetiþkih materijala, Graÿevinski kalendar 2011, IT, SGIS, Beograd, str. 318-368 [43] Deniü, N.: Zaštita graÿevinskih objekata od vlage i vode, Graÿevinska fizika i materijali, JUDIMK, Beograd, str. 153-166 (2003) [44] Soprema: Cahier de Prescription de Pose, Alsan 400 Systeme d’Etancheite Luiquide sous protection lourde Strasbourg (2001) [45] Soprema: Cahier de Prescription de Pose, Toitures – terrasses pour parking sans isolation Systeme Antirock, Document examiné par le Bureau de Controle Ceten Apave 19.03/2002 (ETN no 181/DA-01/2002), Strasbourg [46] Deniü, N.: Izvoÿenje ugljovodoniþnih hidroizolacija krovova i terasa u zgradarstvu po vruüem postupku DGA, 1-28 (1968) [47] Richtlinien für die Planung und Abdichtung von Dächern mit Abdichtungen – Flachdachrichtlinien, Rudolf Müller, Köln, 1991. [48] Deniü, N.: Stanje ravnih krovova kao preduslov za nadogradnju objekta, Savetovanje nadogradnja stambenih i javnih zgrada, Beograd, 7. decembar 2000, JUDIMK, str. 223-229 [49] Deniü, N.: Zaštita podnih konstrukcija od vlage i vode, podovi u javnim stambenim zgradama, Institut IMS Beograd, str. 45-53 (1994)

O IZOLACIJI

471

[50] Deniü, N.: Uslovi kvaliteta i naþini ispitivanja materijala za zaptivanje spojnica zgrada, Plastiþni premazi, malteri i gitovi za fasade, Biro za graÿevinarstvo, Beograd, str. 75-93 (1974) [51] Žegarac, B.: Savremene fasade,, Modul br. 31, str. 10-17 (2005) [52] Turanski, Z.: Fasade od fasadne opeke, Okrugli sto Razgovori o primeni proizvoda od gline u zidanim konstrukcijama, DIMK 10.12.2009, Beograd, str. 85-93 [53] ***: Products et systemes d’etancheite et isolation complémentaire de facade Avis Technique 1. julliet 2002,Cahier du CSTB, 3445/2003 [54] ***: Exigences applicables aux facades legeres a ossature en bois ou en metal comporatnt en revetement exterieur une plan de bardage, Cahier du CSTB, 3450/2003 [55] ***: Energetski efikasno zgradarstvo u Evropi, Build br. 13, god. IV, str. 58-59 [56] Bogiþeviü, M.: Zelena gradnja, Build br. 6, god. II, str. 62-63 [57] Drpiü, M.: Tehniþki aspekti implementacije Evropske tehniþke regulative, Zbornik radova, Konferencija Graditeljstvo i održivi razvoj, 4-5. juni 2009, GF-DIMK, str. 307322 [58] ***: EPBD – Direktive 2002/91/EC – Energy Performance of Buildings Directive [59] ***: EnEV 2009 – Energiesparverordnung 30.04.2009, Bon [60] ***: Energetski pasoš http zelene vesti org/energetski-pass

472


PRENUMERANTI

Sve organizacije koje su dale oglas u ovoj knjizi su ustvari prenumeranti sa odreÿenim brojem primeraka knjige. Pored tih organizacija, javili su se i pojedinaþni prenumeranti. Svima se izdavaþ srdaþno zahvaljuje u ime kvalitetnog izdanja knjige. Do ulaska knjige u štampu javili su se prenumeranti (po redosledu prijavljivanja): Alfa projekt, Zrenjanin REMMING, Novi Sad SM inženjering, Zrenjanin Opštinska uprava, Srbobran NORTH PROJEKT, Subotica AMM – TERMO, Zemun GPTR Ojaþani beton, Barajevo Aleksandar Aleksiü, Užice Udruženje energetiþara, Subotica TE – TO Kostolac, Kostolac Branislav Rajkoviü, Bor Sava Pavkov, Kikinda Milijanko Radojeviü, Arilje Vladimir Stefanoviü, Beograd Miodrag Miladinoviü, Prokuplje POTENS PERFORACIJA, Požega Nenad Stanojeviü, Niš

IZOLACIJA

Recommend Documents