Kaj je fazni zamik?

Kaj je  fazni zamik prehoda toplote?

 

Fazni zamik nam pove časovni zamik med temperaturnim nihanjem na zunanji površini konstrukcije in odzivom na notranji strani. Torej fazni zamik je čas ki preteče od trenutka ko se na eni strani konstrukcije spremeni temperatura do trenutka ko to spremembno zaznamo na notranji strani konstrukcije. To najbolj opazimo poleti, ko se slabo izolirane stavbe hitro pregrejejo in jih moramo začeti hladiti že dopoldne. Če vgradimo dovolj izolacije z dobrim faznim zamikom, zunanja vročina v notranjost prodre šele pozno popoldne ali celo ko sonce že zaide in zunanja temperatura že pade (npr. ponoči) in se toplotni tok obrne. Na ta način se prostor manj pregreva in posledično porabimo bistveno manj energije za hlajenje.

Naravni materiali na bazi lesenih vlaken v primerjavi z mineralno volno ali stiroporjem toploto prepuščajo počasneje, saj imajo ob primerljivi izolativnosti bistveno višjo specifično toploto in maso kot klasične izolacije kot na primer EPS (stiropor) ali steklena volna.

 

Kot zanimivost navajamo okvirne čase faznega zamika za različne materiale v minutah na centimeter debeline:

Steklena volna gostote 15 Kg/m3 – 7 min/cm

EPS (stiropor) gostote 15 Kg/m3 – 10 min/cm

Kamena volna gostote 30 Kg/m3 – 11 min/cm

XPS (stirodur) gostote 30 Kg/m3 – 15 min/cm

Beton – 17 min/cm

Kamena volna za fasade gostote 80 Kg/m3 – 18 min/cm

Modularni opečni blok – 23 min/cm

Lesena volna gostote 50 Kg/m3 – 23 min/cm

Kamena volna (Termotop) gostote 160 Kg/m3 – 25 min/cm

Lesenovlaknena plošča gostote 160 Kg/m3 – 39 min/cm

Lesenovlaknena plošča gostote 260 Kg/m3 – 44 min/cm

 

Navedene minute pomnožite z debelino sloja v centimetrih, seštejete posamične sloje, rezultat delite s 60 in dobite okvirni podatek koloko ur faznega zamika ima neka sestava.

 

Oglejmo si nekaj primerov:

 

Primer 1: Betonska stena s fasadnim stiroporjem:

 

25 cm debela betonska stena: 25 cm x 17 min = 425 min

20 cm EPS fasadni stiropor: 20 cm x 10 min = 200 min

Skupaj 490 min / 60 min = 10,42 ur

U vrednost = 0,17 W/m2K  (ustreza PURES-u)

 

Iz izračuna faznega zamika vidimo, da je fazni zamik le dobrih 10 ur, zato se betonske stavbe izolirane s stiroporjem pregrevajo in jih je potrebno poleti dodatno hladiti s klimatskimi napravami, pozimi pa potrebujemo več energije za ogrevanje. Nekaj nižja investicija pri gradnji terja večje mesečne stroške za ogrevanje in hlajenje. Da bi izboljšali kvaliteto bivanja v tako grajene hiše nameščamo klimatske naprave, ki škodujejo našemu zdravju, namesto, da bi pri gradnji izbrali ustrezne izolacijske materiale.

 

 

Primer 2: Zidana stena z modularnim termo blokom in termo malto ter kameno volno na fasadi

 

25 cm modularni blok: 25 cm x 23 min = 575 min

20 cm kamene volne: 20 cm x 18 min = 360 min

Skupaj 935 min / 60 min = 15,58 ur

U vrednost = 0,17 W/m2K (ustreza PURES-u)

 

Iz izračuna vidimo, da so stavbe grajene z modularnim blokom sicer dražje od betonskih, vendar toplotno nakoliko stabilnejše. V kolikor stiropr zamenjamo s kameno volno še dodatno izboljšamo toplotno stabilnost in tudi požarno odpornost. Fazni zamik prehoda toplote se izboljša za 50% in znaša dobrih 15 ur, zato potrebujejo manj energije za hlajenje in ogrevanje, kljub temu, da so toplotne izgube (U vrednost) enake kot v primeru 1.

 

 

Primer 3: Zidana stena z YTONG zidakom in fasado iz stiroporja

 

30 cm Ytong zidni blok: 30 cm x 25 min = 750 min

20 cm EPS fasadni stiropor: 20 cm x 10 min = 200 min

Skupaj 950 min / 60 min = 15,83 ur

U vrednost = 0,13 W/m2K  (ustreza PURES-u in zahtevam Eko sklada za pasivno hišo pod 15 kWh/m2a)

 

Iz izračuna faznega zamika vidimo, da imata primer 2 in 3 zelo podobne karakteristike glede faznega zamika, vendar se razlikujeta v U vrednosti. Taoplotne izgube so v primeru 3 za 25% nižje, kot v primeru 2. Podatki kažejo, da je fazni zamik v primeru 2 in 3 podoben. V kolikor bi namesto stiroporja vgradili mineralno volno bi znašal skoraj 19 ur.

 

 

Primer 4: Lesena stena pri montažni hiši z mineralno volno in stiroporjem na fasadi

 

1,5 cm mavčna plošča: 1,5 cm x 26 min = 39 min

1,5 cm OSB plošča: 1,5 cm x 43 min = 64,50 min + parna zapora!

16 cm mineralne volne gostote 30kg/m3: 16 cm x 11 min = 176 min

1,5 cm OSB plošča: 1,5 cm x 43 min = 64,50 min

14 cm EPS fasadni stiropor: 14 cm x 10 min = 140 min

Skupaj 484 min / 60 min = 8,07 ur

U vrednost = 0,13 W/m2K  (ustreza PURES-u in zahtevam Eko za pasivno hišo pod 15 kWh/m2a)

 

Iz izračuna vidimo, da klasična montažna stena kljub manjšim toplotnim izgubam (U vrednost) v primerjavi z zidano ali betonsko gradnjo ne dosega zadostne toplotne stabilnosti. Značilno za tovrstno gradnjo je, da se hiša hitro segreje, vendar tudi hitro ohladi, zato jo je potrebno ves čas ogrevati oz. hladiti! Morebitni manjši strošek pri investiciji pomeni večji mesečni strošek pri ogrevanju in hlajenju. Vgrajena parna zapora preprečuje izsuševanje vodne pare navznoter, zato so pogoji bivanja slabši kot pri difuzijsko odprti gradnji.  

 

 

Primer 5: Lesena stena pri montažni hiši s celulozno izolacijo in lesnovlaknenimi ploščami

 

1,5 cm mavčna plošča: 1,5 cm x 26 min = 39 min

1,5 cm OSB plošča: 1,5 cm x 43 min = 64,50 min
16 cm lesna volna FLEX: 16 cm x 23 min = 368 min

14 cm lesnovlaknena plošča: 14 cm x 37 min = 518 min

Skupaj 989,50 min / 60 min = 16,49 ur

U vrednost = 0,13 W/m2K  (ustreza PURES-u in zahtevam Eko za pasivno hišo pod 15 kWh/m2a)

 

Iz izračuna vidimo, da sta steni v primeru 4 in 5 primerljivi v debelini. Umetni in anorganski materiali se nadomestijo z organskimi, kar bistveno izboljša toplotno stabilnost stavbe. V kolikor ekološko nizkoenergijsko hišo primerjamo z zidano hišo dosežemo podobne fazne zamike vendar so toplotne izgube (U vrednost) za 25% nižje. Ko primerjamo ceno gradnje pri leseni stavbi pri enaki bruto površini dobimo večjo neto površino, saj je debelina stene pri ekološki nizkoenergijski hiši 33 cm, pri zidani nizkoenergijski hiši pa 50-55 cm.