Izolacja która grzeje.


Wykorzystanie promieniowania słonecznego może znacząco przyczynić się do obniżenia zużycia ciepła do ogrzewania domu. Mało znana u nas, a stosowana chociażby u naszych zachodnich sąsiadów transparentna izolacja umożliwia pozyskiwanie energii słonecznej przez ściany.
 Pozyskiwanie energii słonecznej do ogrzewania domów staje się popularne na całym świecie. Coraz powszechniej stosuje się zarówno kolektory słoneczne, jak buduje domy tak, aby jak najwięcej promieni słonecznych docierało bezpośrednio do ich wnętrza i było w nich akumulowanych. Służą do tego wszelkie przeszklenia usytuowane na południowej elewacji. Takie rozwiązanie jest jednak dalekie od doskonałości, przeszklenia bowiem przyczyniają się jednocześnie do zwiększenia strat ciepła domu. Dobierając zatem wielkość okien, dąży się do kompromisu między ilością pozyskiwanej i traconej przez nie energii, co jest równoznaczne ze świadomą rezygnacją ze znacznej ilości darmowego ciepła. Do poprawienia sprawności takiego systemu potrzeba materiału, który przepuszcza promienie słoneczne i ma dobre właściwości termoizolacyjne. Dlatego w ostatnich latach oferowane na rynku okna bardzo się zmieniły: ramy są standardowo wykonane z wielokomorowych profili z tworzywa sztucznego, w które wstawia się zestawy szyb zespolonych z przestrzenią wypełnioną gazem szlachetnym. Takie okna pozwalają ograniczyć straty ciepła w nowych lub modernizowanych domach. Jednak nawet przez najnowocześniejsze okna wciąż traci się kilkakrotnie więcej ciepła niż przez ocieplone ściany. Może więc zamiast przez okna spróbować wykorzystać mechanizm pozyskiwania promieniowania słonecznego właśnie przez ściany?

Dom bez izolacji?


 

Zastanówmy się, czy to możliwe. Promienie słońca, padając na zewnętrzną powierzchnię ściany domu, powodują jej znaczne nagrzanie.
Ponieważ między zewnętrzną powierzchnią ściany a wnętrzem domu znajduje się warstwa izolacji termicznej, ciepło z promieniowania słonecznego zakumulowane w ścianie od strony zewnętrznej nie może przeniknąć do środka i nie ogrzewa domu, tylko jego otoczenie. Gdyby docierało do pomieszczeń, wzrosłaby w nich temperatura, dzięki czemu znacznie obniżyłoby się zużycie konwencjonalnej energii do ogrzewania. Byłoby to możliwe, gdyby nie izolacja ściany. Gdyby jej jednak nie było, ciepło z pomieszczenia szybko uciekłoby na zewnątrz.
W naszym klimacie zimą zyski ciepła z nasłonecznienia są mniejsze od strat, jakie występowałyby przez nieizolowaną ścianę w czasie, kiedy nie padają na nią promienie słoneczne. Takie rozwiązanie nie ma więc sensu. Jak zatem wykorzystać ciepło z nagrzanej ściany, nie rezygnując z izolacji? Rozwiązaniem byłaby izolacja przepuszczająca ciepło w jedną stronę. W praktyce nie jest to jednak takie proste. Nie ma ogólnodostępnego materiału o takich właściwościach. Wymyślono zatem inny system.

Izolacja transparentna

Promieniowanie słoneczne ogrzewa powierzchnię, na którą pada, jeśli jest ona dla niego nieprzepuszczalna. Jeżeli materiał przepuszcza promieniowanie, dostaje się ono do tego, który znajduje się pod nim. To zjawisko wykorzystano, tworząc izolację transparentną. Przepuszcza ona promienie słońca, które dochodzą aż do znajdującej się za izolacją warstwy ściany i w ten sposób ją ogrzewają. Ciepło z nagrzanej masywnej ściany murowanej jest powoli oddawane do pomieszczenia, a jednocześnie dzięki izolacji nie ucieka na zewnątrz.

TWD – z czego?

Przepuszczalna dla promieni słonecznych (niekoniecznie przezroczysta) izolacja nazwana została transparentną, w skrócie TWD (Transparente Wärmedämmung). Materiał na izolację transparentną musi być odporny na działanie promieni UV i duże zmiany temperatury. Powinien być też lekki i odporny na uszkodzenia mechaniczne. W produkcji TWD sprawdziły się dotychczas poliwęglan, polimetakrylan (pleksiglas) i szkło. Prowadzone są prace nad udoskonaleniem aerożeli krzemionkowych, które ze względu na brak odporności na działanie wody nie mogą być powszechnie stosowane, mimo że ich właściwości termoizolacyjne i zdolność przepuszczania światła są bardzo dobre. W fazie badań są jeszcze izolacje transparentne ciekłokrystaliczne.
Z poliwęglanu, pleksiglasu i szkła wytwarza się płyty grubości od kilku do kilkunastu centymetrów. Mają one strukturę komórkową – są zbudowane z drobnych kanalików o przekroju okrągłym, prostokątnym lub sześciokątnym. Kanaliki są ustawione prostopadle do powierzchni płyty, a znajdujące się w nich powietrze lub gaz szlachetny sprawiają, że płyta jest dobrym izolatorem. W niektórych systemach taka płyta jest chroniona z obu stron szybami z przezroczystego szkła. Zabezpieczają one kanaliki przed zanieczyszczeniem, które obniżyłoby zdolność przepuszczania promieni słonecznych przez płytę. Są też systemy, w których płyty są pokryte warstwą przezroczystego tynku szklanego.


Gdzie stosować?

Izolację transparentną umieszcza się przede wszystkim na elewacjach południowych i południowo-zachodnich, ewentualnie południowo-wschodnich. Na pozostałych nie jest to opłacalne. Ściany nie mogą być zacienione, a w pomieszczeniach nie można ich zasłaniać meblami. Najlepsze efekty daje zastosowanie TWD na ścianach masywnych (aby po ogrzaniu przez słońce powoli oddawały ciepło): betonowych, z cegły wapienno-piaskowej i cegły pełnej. Jej powierzchnię maluje się na czarno, minimalizując w ten sposób odbijanie promieni słonecznych.
Płyty izolacji transparentnej montuje się tylko na niektórych fragmentach ścian domu. Pozostałą powierzchnię ociepla się materiałami tradycyjnymi: styropianem lub wełną.

Jak montować?

Płyty izolacji transparentnej są bardziej kłopotliwe w montażu od izolacji tradycyjnej ze względu na niewielką sztywność i duże rozmiary. Łatwo uszkodzić delikatną strukturę płyt. Trzeba też uważać, aby ich nie ubrudzić. Na budowę są dostarczane gotowe, docięte na wymiar elementy.
W niektórych systemach izolację transparentną mocuje się na ruszcie aluminiowym, ewentualnie z elementami drewnianymi. Wykończeniem elewacji budynku jest wtedy zewnętrzna szyba osłonowa grubości 4-5 mm, która może być wykonana ze szkła hartowanego. Powierzchnia pojedynczej płyty nie powinna być zbyt duża, co ułatwi transport i montaż. Typowe wymiary nie przekraczają 2,5 x 1,2 m. Między zewnętrzną szybę a płytę izolacji wsuwa się roletę zabezpieczającą przed przegrzewaniem pomieszczeń.
Jest też system, w którym nie ma rusztu, a płyty przykleja się bezpośrednio do powierzchni ściany czarnym klejem. Izolację tego typu umieszcza się miejscowo, w „oknach” utworzonych w warstwie izolacji tradycyjnej. Ich rozmiary są tak dobierane, aby latem nie dochodziło do przegrzewania pomieszczeń, nie ma zatem potrzeby instalowania zasłon. System ten zwany zespolonym jest prostszy w montażu od opisanego wcześniej i sprawdza się podczas modernizacji starej elewacji. Z daleka izolacja przypomina wyglądem ściany otynkowane w tradycyjny sposób. Współczynnik przepuszczalności energii tego systemu jest 10-20% niższy niż w przypadku płyt pokrytych szkłem.

Nie tylko na ściany
Izolacją transparentną można zastąpić niektóre okna, na przykład na elewacji północnej lub w połaci dachu, gdzie występują największe straty ciepła.
Współczynnik przenikania ciepła płyt izolacyjnych jest od półtora do dwóch razy lepszy niż okien z niskoemisyjnymi szybami zespolonymi. Wprawdzie płyty te nie są przezroczyste tak jak szyba, ale podobnie jak modne ostatnio luksfery doskonale nadają się do doświetlania wnętrz.
Izolację transparentną stosuje się także jako osłonę absorberów kolektorów słonecznych. Użycie jej zamiast szkła sprawia, że maleją straty ciepła przez obudowę kolektora, dzięki czemu jego sprawność jest większa.

Trzeba jeszcze zaczekać
Mimo iż różne systemy izolacji transparentnej są produkowane już od kilku lat, to jednak wciąż nie zdobywa ona sobie popularności. Jest tak droga (koszt 1 m² to 800-1000 zł), że zwrot wydanych na nią pieniędzy następuje najwcześniej po kilkudziesięciu latach.
W krajach wysoko rozwiniętych (USA, Niemcy, Austria, Szwajcaria) spotyka się już domy w nią wyposażone.
Wybudowano je jednak głównie w celach eksperymentalnych, nie zaś z chęci zaoszczędzenia pieniędzy. Tam na tego typu docieplenie ścian – tak jak na inne rozwiązania obniżające zużycie konwencjonalnej energii do ogrzewania – można uzyskać dotację. W Polsce wciąż jeszcze niewiele firm oferuje ten rodzaj izolacji. Może gdy także u nas będzie możliwe uzyskanie takiej dotacji, stanie się ona popularniejsza. Systemy izolacji transparentnej są cały czas doskonalone i można się spodziewać, że za kilka lat będą co najmniej tak popularne jak obecnie kolektory słoneczne.

Izolacja transparentna
Układ płyt izolacji transparentnej musi być dokładnie zaprojektowany. Nie stosuje się ich na całych ścianach, lecz zwykle na fragmentach południowej elewacji, między tradycyjną izolacją termiczną z wełny lub styropianu.

Poważnym problemem w przypadku izolacji transparentnej jest intensywne nagrzewanie się ścian latem. Dlatego zaleca się stosowanie rolet bądź żaluzji zasłaniających płyty izolacji transparentnej, gdy jest gorąco. Inne rozwiązanie to pozostawienie szczeliny między powierzchnią muru a płytą izolacyjną. Na zimę szczelinę zasłania się specjalnymi przysłonami, natomiast latem otwiera się ją u góry i od spodu. Dzięki naturalnemu obiegowi powietrza mur nagrzewa się jedynie w niewielkim stopniu.

NIE MOŻNA PRZESADZIĆ

Aby izolacja transparentna spełniała swoje funkcje, trzeba ją dokładnie zaprojektować. Oszczędność energii wynikająca z zastosowania transparentnej izolacji termicznej przy zachowaniu komfortowego mikroklimatu w pomieszczeniach jest możliwa tylko wtedy, gdy weźmie się pod uwagę wszystkie czynniki mające wpływ na pozyskiwanie i akumulowanie energii słonecznej. W zależności od lokalnych warunków pogodowych należy odpowiednio dobrać powierzchnię i grubość płyt izolacji, grubość ściany akumulacyjnej i rodzaj (gęstość) materiału, z którego jest zbudowana.
Uwaga! Zbyt duża powierzchnia izolacji transparentnej spowoduje wzrost strat ciepła budynku.

ILE MOŻNA ZAOSZCZĘDZIĆ?
Pomiary wykonane w Niemczech wykazały, że w zależności od rodzaju izolacji, warunków klimatycznych i materiału, z którego jest zrobiona ściana, oszczędność energii do ogrzania domu ocieplonego izolacją transparentną wynosi od 16 do 33% w skali roku.

Z jednego metra kwadratowego ocieplenia transparentnego można pozyskać 100-200 kWh energii rocznie. Oznacza to, że w sezonie grzewczym 10 m² ściany z izolacją transparentną pozwala zaoszczędzić około 200 m³ gazu lub 1/4 tony węgla.

Najwięcej energii dzięki zastosowaniu izolacji transparentnej udało się pozyskać w austriackiej miejscowości o ostrym, wysokogórskim klimacie, gdzie często świeci słońce. Natomiast o połowę mniej pozyskano w mieście na południu Niemiec.

Poznaj swoją przyszłość

Jedna z najlepszych wróżek w Polsce Wróżka Mira Elżbieta Sobczyk odpowiada na pytania na swoim Facebooku  lub przez e-mail. Problemy ze zdrowiem lub w sprawach "miłosnych" ? A może interesują Cię kwestie finansowe?  Sprawdź swoją przyszłość. Jej odpowiedzi pomogły już tysiącom ludzi w Polsce. Można się z nią skontaktować Jej profil na Facebooku lub http://twojawrozka24.pl
Podobne posty