Ēkas ārējais apvalks

a) Siltuma caurlaidība

Siltuma caurlaide, labāk pazīstama kā U vērtība, ir siltuma nodošanas ātrums (vatos) caur vienu konstrukcijas kvadrātmetru, dalīts ar temperatūru starpību konstrukcijas pretējās pusēs.

Ja divām sistēmām ir vienāda temperatūra, tās atrodas termiskā līdzsvarā un siltuma nodošana nenoris. Ja pastāv temperatūras atšķirība, siltumam ir tendence pārvietoties no augstākās temperatūras sistēmas uz zemākās temperatūras sistēmu līdz tiek sasniegts termiskais līdzsvars. Šī siltuma nodošana ēkā var norisēt caur vadīšanu, konvekciju vai starojumu. Tādēļ siltumizolācija tiek veidota tā, lai kontrolētu siltuma caurlaides dažādos komponentus.

Siltuma vadīšana: Tā noris cietā vielā, kad molekulas vienā materiāla pusē kustina siltuma avots. Šīs molekulas nodod enerģiju (siltumu) uz materiāla auksto pusi. Siltuma vadīšana noris galvenokārt caur ēkas pamatiem un karkasa daļām.
Konvekcija:

Siltais gaiss kļūst mazāk blīvs un ceļas augstāk, aukstākais gaiss tiek iesūkts, lai aizpildītu vietu, kur atradās siltais gaiss. Dabiskā konvekcija noris, piemēram, ļoti zema blīvuma minerālvates siltumizolācijas slānī ļoti aukstās ziemas dienās.

Starojums: Objekts nodod siltumu citam objektam, izdalot siltuma viļņus. Piemēram, saule rada starojuma enerģiju, kas silda mūsu planētu. Starojums ēkās nokļūst galvenokārt caur stikla logiem un durvīm.

Lielākais siltuma zudums noris siltuma vadīšanas veidā caur ēku komponentēm un gaisa noplūžu rezultātā. 


Minerālvates produktu siltumvadītspēja sastāv no četriem komponentiem:

 Siltumvadītspēja siltums 1
  • Statiskā gaisa siltumvadītspēja tukšumos starp akmens vates šķiedrām. 
  • Siltuma vadītspēja pa šķiedrām. 
  • Dabiskā un/vai forsētā konvekcija caur gaisa kustību vatē. 
  • Siltuma starojums.
 


Siltumvadītspēja siltums 2
  • Zema blīvuma vatē ir daudz vietas starojumam un gaisa kustībai. 
  • Izolācijas blīvuma pieaugums samazina konvekciju caur siltumizolāciju un jo īpaši starojumu vatē. 
  • Siltumizolācijas blīvuma palielināšana tikai nedaudz palielina siltuma vadīšanu pa šķiedrām.

Siltumvadītspēja siltums 3
  • Pieaugot vidējai temperatūrai, palielinās siltumvadītspēja. 
  • Augstākā vidējā temperatūrā optimālais siltumizolācijas blīvums pieaug.
 

Visiem celtniecības materiāliem ir noteikta īpatnējās siltumvadītspējas vērtība, kas tiek izteikta W/mK. Jo zemāka materiāla īpatnējās siltumvadītspējas vērtība, jo labākas ir tā siltumizolācijas īpašības.
Materiāls Īpatnējā siltumvadītspēja, W/mK
Varš
Alumīnijs
Tērauds
Ūdens
Koks
Akmens vate
Gaiss
401
237
60.5
0.613
0.04–0.4
0.036
0.0263
Tabula: Atlasītu materiālu siltuma vadītspēja istabas temperatūrā



 Siltumvadītspēja siltums 4 Īpatnējā siltumvadītspēja jeb lambda vērtība (λ) ir siltuma daudzums, kas ilgstoši nemainīgos apstākļos tiek nodots caur materiāla vienas vienības laukumu pie viena vienības biezuma vienā laika vienībā, kad starp pretējām virsmām pastāv temperatūras starpība. 


Materiāla īpatnējā siltumvadītspēja tiek noteikta, izmantojot EN standartus. Tas ir vissvarīgākais siltumizolācijas materiāla aspekts. 95–98 % no akmens vates siltumizolācijas apjoma veido nekustīgs gaiss, līdz ar to tas ir lielisks siltumizolācijas materiāls. Celtniecības siltumizolācijas produktu lambda vērtība tiek norādīta tā, lai 90% no lambda mērījumiem būtu 90% diapazonā no norādītās vērtības – tādēļ to sauc ‘Lambda 90/90’. Visiem siltumizolācijas produktiem, kas tiek ražoti saskaņā ar Eiropas Savienības saskaņotajiem standartiem, ir testētas un noteiktas lambda vērtības, izmantojot to pašu metodoloģiju.
 
Materiāla siltumpretestību (R) un ēkas konstrukcijas siltuma caurlaidības koeficientu (U) var aprēķināt, izmantojot materiāla biezuma un īpatnējās siltumvadītspējas vērtības.

Siltumpretestība (R vērtība)

Materiāla siltumpretestību nosaka, dalot biezumu (d) metros ar īpatnējo siltumvadītspēju (λ), kas izteikta W/mK:

Thermal resistance R-value

Siltumpretestība tiek izteikta kā m2 K/W. Jo lielāka vērtība, jo efektīvāka ir materiāla siltumizolācija. Siltumpretestība atšķiras atkarībā no materiāla veida, blīvuma un poru struktūras, mitruma satura un temperatūras.

Virsmas pretestība

Virsmas pretestība norāda materiāla virsmas dabisko pretestību pret gaisa plūsmu veidošanos un tā nav atkarīga no materiāla fiziskajiem izmēriem. To ierobežo plāna relatīvi nekustīga gaisa slāņa atrašanās uz ķermeņa virsmas. Tas rada pretestību siltuma plūsmai un izraisa temperatūras krišanos gaisa slānī. Virsmas temperatūra mainās atkarībā no siltuma nodošanas veida
  • Rse = ārējās virsmas gaisa pretestība (kustīgs gaiss)
  • Rsi = iekšējās virsmas gaisa pretestība (nekustīgs gaiss)

Lai aprēķinātu kopējo R vērtību konstrukcijām, kas sastāv no vairākiem materiāliem, aprēķiniet R vērtības katram komponentam, ieskaitot iekšējo un ārējo virsmu. 

Rtotal = Rse + R1 + R2 + R3 + Rsi

Siltuma caurlaidības koeficients (U vērtība)

Siltuma caurlaidības koeficients (U) definē konstrukcijas elementa, kas sastāv no noteikta biezuma materiāliem, gaisa tilpuma, u.c., spēju nodot siltumu nemainīgos apstākļos.

Tas norāda siltuma daudzumu, kas plūdīs caur vienu laukuma vienību vienā laika vienībā uz vienu temperatūras atšķirības vienību individuālās vidēs, starp kurām atrodas konstrukcija.

Šo vērtību iegūst kā visu komponentu materiālu siltumpretestības (R) un iekšējās un ārējās virsmas pretestības summas apgriezto lielumu:
 
Projekta U vērtības tiek salīdzinātas ar paredzēto energoefektivitātes klasi vai vismaz ar vietējiem celtniecības normatīviem.


Siltuma caurlaidības koeficients


Vērtība tiek izteikta kā W / m2

Karkasa celtniecības sistēmās liela daļa no siltuma zuduma noris siltuma vadīšanā caur karkasa komponentiem, kuriem ir zemāka siltumpretestība nekā siltumizolācijai (termiskie tilti).

Konstrukcijas siltumpretestību var uzlabot, samazinot termisko tiltu efektu caur karkasa komponentiem. U vērtības uzlabošana nav nepieciešama, ja:
  • siena aizsedz tukšu dobumu; 
  • siena sasaista mūra slāni ar koka spraišļiem; 
  • stiprinājuma vai tā daļas īpatnējā siltumvadītspēja ir mazāka par 1 W/(mK).

Siltuma caurlaidības koeficients U-vērtības

U vērtības analīzē jo īpaši jāietver termisko tiltu atstātais iespaids, jo, uzstādot papildus siltumizolāciju, palielinās termisko tiltu atstātais relatīvais iespaids. Termiskos tiltus iespējams ievērojami samazināt, optimāli nosakot ēkas elementu izmērus un rūpīgi izplānojot savienojumus.

Tāpat projektēšanas fāzē novērtējiet un aprēķiniet iespaidu, ko atstāj ģeometriskie termiskie tilti, piemēram, stūri un palodzes. Optimizējot nesošos elementus, ir iespējams samazināt karkasa konstrukciju skaitu un izvairīties no termiskā tilta efekta.
 
Veiciet U vērtības aprēķinu saskaņā ar standartiem (piemēram, EN ISO 6946 Eiropas Savienībā). Standartā pieejama šāda informācija, pēc kuras varēsiet aprēķināt U vērtību:
  • virsmas pretestība (krāsa, vēja ātrums, virsmas, kas nav plakanas); 
  • ventilējamo un neventilējamo gaisa slāņu siltumpretestība (konvekcijas efekts);
  • kopējais siltumpretestības aprēķins viendabīgiem un neviendabīgiem (pretestības augšējās Rmax un apakšējās Rmin robežas) un konusveidīgajiem slāņiem 
  • korekcijas (ΔU) → gaisa spraugas ΔUg + mehāniskie stiprinājumi ΔUf + invertētie jumti ΔUr

Pasīvās mājas tiek būvētas, izmantojot dažādas celtniecības sistēmas. Tomēr mazam siltuma patēriņam ir nepieciešams siltumizolācijas līmenis, kas ir ievērojami labāks par parasto. Zemāk ir norādītas orientējošas mērķa vērtības kopējam konstrukcijas siltumcaurlaidības koeficientam un ārējā apvalka elementiem:
  • Ārējā siena 0.07–0.1 W/m2K
  • Pamatnes grīda 0.08–0.1 W/m2K
  • Jumts 0.06–0.09 W/m2K
  • Logs 0.7–0.9 W/m2K
  • Neatverams logs 0.6–0.8 W/m2K
  • Ieejas durvis 0.4-0.7 W/m2K

Siltuma zudumi

Aprēķiniet siltuma zudumus caur jebkuru doto konstrukciju, reizinot virsmas laukumu ar konstrukcijas U vērtību un tad reizinot to ar temperatūras atšķirību (parasti tiek apzīmēta ar grieķu burtu delta) starp ārpusi un iekšpusi.

Q = A*U*(Tiekšpuse–Tārpuse)*h vai Q = A*U*ΔT*h

Ja konstrukcija ir veidota no dažādiem materiāliem, piemēram, siena ar logiem un durvīm, aprēķiniet siltuma zudumus katram no komponentiem atsevišķi, tad saskaitiet tos kopā, lai iegūtu kopējo siltuma zudumu vērtību.

Qsiena= Qkarkasa zona+ Qlogi + Qdurvis

Jo lielāka temperatūru atšķirība, jo lielāks gradients – siltuma plūsmas dzinējspēks – un lielāks siltuma zudumu potenciāls.

Pasīvās ēkās enerģijas ietaupījums atbilst bieziem siltumizolācijas slāņiem. 
  • Sienas struktūras biezums var būt 400–600 mm, atkarībā no konstrukcijas un materiāliem. 
  • Jumtu konstrukcijās, kur izolēšana ir relatīvi vieglāka, izolācijas biezums var būt līdz pat 700 mm. 
  • Izolācijas biezums ventilētās grīdās var būt 500 mm, savukāŗt uz zemes balstītu konstrukciju siltumizolācijas biezumu nosaka aizsardzība pret sasalšanu.
Somijas celtniekiem ir pieredze ar 250–300 mm biezu zemes balstīto grīdu siltumizolāciju. Pašreizējās sala aizsardzības instrukcijas paredz izolācijas biezumu līdz 200 mm. Iespēja, ka pamati sasals, atkarīga no celtniecības vietas un augsnes apstākļiem. Siltuma zudums no labi izolētas grīdas ir tik mazs, ka, bez īpašas sala aizsardzības seklo pamatu konstrukcijās, tas nevar novērst augsnes sasalšanu zem pamatiem.
 
Novērst pamatu sasalšanu var, izmantojot sala izolāciju pamatos un siltuma zudumus caur grīdu uz grunts. Pasīvās mājas pamatnes grīdas siltumizolācija ir tik laba, ka siltuma zudums no tās nepalīdz aizsargāt pret salu. Būvlaukuma sala risks ir jānosaka, veicot augsnes izpēti, un pamatu sala izolācijai ir jāatbilst noteiktajam riskam.

Siltuma zudums, kuru izraisa pūšamās vates nosēšanās

Pūšamā siltumizolācija ir uz vietas uzstādāms izstrādājums, kas balstīts uz granulētās minerālvates, kas tiek iepūsta bēniņos ar pūšamo mašīnu. Pūšamo izolāciju var izmantot arī sienu izolēšanai.

Pūšamā siltumizolācija laika gaitā nosēžas, tādēļ stabilitātes apsvērumu dēļ ir nepieciešams, lai nosēšanās laika gaitā nepārsniedz projekta vērtības. Nosēšanos izraisa gan vibrācija, gan temperatūras un mitruma atšķirības dažādos gadalaikos.

Zīmējumā zemāk ir attēlots siltumizolācijas nosēšanās atstātais iespaids praksē. Nosēšanās var radīt spraugas un caurumus bēniņu siltumizolācijā, kā rezultātā aukstais gaiss iekļūst konstrukcijās un palielinās kondensācijas risks.

Siltuma zudums

Ilgā pieredze rāda, ka PAROC pūšamās akmens vates nosēšanās ir apmēram 2-3%. Tas nozīmē, ka akmens vates siltumizolācijas nosēšanās bēniņos nerada nekādu risku. Paroc vienmēr uzstāda pūšamās siltumizolācijas slāni, kas ir par 5% biezāks par nepieciešamo 

b) Hermētiskums

Gaisa kustību ēkas apvalkā izraisa ārtelpu un iekštelpu temperatūras vai spiediena atšķirības. To izraisa šādi efekti: 
Hermētiskums

1. Vēja efekts  Vēja spiediens ietekmē gaisa noplūdes, iespiežot auksto gaisu caur plaisām vēja pusē un izspiežot silto gaisu no pārējās konstrukcijas daļas.

2. Skursteņa efekts Ēka funkcionē kā skurstenis – siltais gaiss paceļas un var iziet caur atverēm ēkas augšdaļā, bet aukstais gaiss tiek iesūkts caur grīdām un pamatnes dēļiem, nomainot izejošo silto gaisu.

3. Ventilācijas efekts Mehāniskās un pasīvās ventilācijas sistēmas ar nolūku nomaina telpu gaisu ar svaigāku āra gaisu. Augstspiediena sistēmas pūš gaisu ēkā, zemspiediena sistēmas izpūš gaisu ārā un līdzsvarotās sistēmas iepūš tikpat, cik tās izpūš.

Ir būtiski, ka gaisa kustība ēkas apvalkā tiek kontrolēta, lai samazinātu siltuma zudumus un novērstu mitruma veidošanos. Cirkulējošais gaiss izvada gan siltumu, gan mitrumu (ūdens tvaiku veidā) uz āru. Ūdens tvaiki (ko nes gaiss) var kondensēties ēkas apvalkā un tas ir galvenais ēkas struktūras problēmu cēlonis.

Ēkas apvalka hermētiskumu var izmērīt, izmantojot standartizēto spiediena testu EN 13829, pakļaujot ēku 50 Pa pārspiedienam un nosakot ēkas gaisa apmaiņas ātrumu. Ēkas gaisa noplūdes ātrumam nevajadzētu pārsniegt 1 reizi stundā.
Zemāk ir norādīti tipiskie gaisa noplūdes ātrumi dažāda veida ēkām:
  • Pasīvā ēka n50 = 0.6
  • Hermētiska ēka n50 = 1 
  • Jaunbūves (Somijā) n50 = 3–4 
  • Normāls hermētiskums n50 = 5...10 (tipiska vecā Somijas māja) 
  • Konstrukcija ar noplūdēm n50 = 15  

Enerģijas patēriņš

 
Nepieciešamais hermētiskuma līmenis ir ievērojami augstāks, un pasīvajai ēkai raksturīgais gaisa noplūdes ātrums (< 0.6 1/h) kļūst par standartu. Gaisa blīves ir jāplāno tā, lai varētu veikt to nepārtrauktu uzstādīšanu visā ārējā apvalkā. 

Vēja/klimata barjera    
  • Gaisa/tvaika barjera novērš gaisa/ūdens tvaiku iekļūšanu caur ārējo apvalku. Vienmēr izvietojiet to norobežojošo konstrukciju siltajā pusē. 
  • Vēja/klimata barjera ārējā apvalka ārpusē novērš vēja iekļūšanu caur izolāciju un aizsargā ārējo apvalku no lietus un sniega.


Gaisa/tvaika barjera

Tvaika barjera ir izvietota aiz iekšējās sienas plāksnes. Aizsargājiet tvaika barjeru, izmantojot 45–70 mm biezu izolācijas slāni tieši aiz iekšējā sienas plāksnes. Tvaika barjera nepieļauj gaisa un mitruma iekļūšanu konstrukcijā. Ir svarīgi nodrošināt, lai tvaika barjera būtu vienlaidu un hermētiska ap visām iekļūšanas vietām.

Gaisa/tvaika barjeras gaisa caurlaides spējai vajadzētu būt < 3 x 10-6 m3 / m2 s Pa. Ja tiek izmantota plastmasas plēve, savienojuma vietā jāizveido pietiekoši liels pārlaidums un tas tvaika barjera jāieplāno tā, lai to varētu savienot caur bloķējošām konstrukcijām, piemēram, starpsienām. Izvietojiet pārlaidumu starp divām cietām virsmām, kur ir iespējams izveidot savienojumu saspiest kopā.

Izvietojiet tvaika un gaisa barjeru dziļāk par iekšējo virsmu, lai atstātu vietu elektrības vadiem.
Izvairieties no potenciālām noplūdēm caur gaisa blīvējumu. Ja tas nav iespējams, noblīvējiet potenciālās noplūžu vietas masīvās konstrukcijās ar drīvēšanu un izmantojiet ieliktni vai atloku vietās, kur caur plēvi var notikt noplūde.

Tvaika barjera ir izvietota aiz iekšējās sienas plāksnes. Aizsargājiet tvaika barjeru, izmantojot 45–70 mm biezu izolācijas slāni tieši aiz iekšējā sienas plāksnes. Tvaika barjera nepieļauj gaisa un mitruma iekļūšanu konstrukcijā. Ir svarīgi nodrošināt, lai tvaika barjera būtu vienlaidu un hermētiska ap visām iekļūšanas vietām. Gaisa/tvaika barjeras gaisa caurlaides spējai vajadzētu būt < 3 x 10 m / m s Pa.

Ja tiek izmantota plastmasas plēve, savienojuma vietā jāizveido pietiekoši liels pārlaidums un tas tvaika barjera jāieplāno tā, lai to varētu savienot caur bloķējošām konstrukcijām, piemēram, starpsienām. Izvietojiet pārlaidumu starp divām cietām virsmām, kur ir iespējams izveidot savienojumu saspiest kopā. Izvietojiet tvaika un gaisa barjeru dziļāk par iekšējo virsmu, lai atstātu vietu elektrības vadiem. Izvairieties no potenciālām noplūdēm caur gaisa blīvējumu. Ja tas nav iespējams, noblīvējiet potenciālās noplūžu vietas masīvās konstrukcijās ar drīvēšanu un izmantojiet ieliktni vai atloku vietās, kur caur plēvi var notikt noplūde.

Vēja barjera

Vēja barjera ir izvietota aiz ārējā apšuvuma un tā ir nepieciešama, jo bieži vien ēku ārējais apšuvums nav hermētisks. Izmantojiet vēja barjeru, lai novērstu vēja iekļūšanu caur vai gar siltumizolāciju. Nodrošiniet, lai vēja barjera nefunkcionētu kā tvaika barjera un mitrums nepaliktu ēkas apvalkā. Vēja barjerai jābūt izturīgai pret vēju, tomēr tai vajadzētu būt arī ūdens tvaika caurlaidīgai. Vēja barjeras ūdens tvaiku pretestībai vajadzētu būt vismaz piecas reizes mazākai par gaisa/tvaiku barjeras pretestību.

Prasības attiecībā uz energoefektīvo ēku vēja aizsardzību neatšķiras no prasībām attiecībā uz standarta ēkām. Tomēr pareiza vēja aizsardzība spēlē būtisku lomu ēkas energoefektivitātē. Uzziniet vietējās celtniecības normatīvu prasības attiecībā uz maksimālo gaisa caurlaidi, tai skaitā gaisa caurlaidi savienojumos. Piemēram, Somijā maksimālā vēja barjeras gaisa caurlaide ir < 10 x 10-6 m3 / m2 s Pa. 

Vēja barjera ir izvietota aiz ārējā apšuvuma un tā ir nepieciešama, jo bieži vien ēku ārējais apšuvums nav hermētisks. Izmantojiet vēja barjeru, lai novērstu vēja iekļūšanu caur vai gar siltumizolāciju. Nodrošiniet, lai vēja barjera nefunkcionētu kā tvaika barjera un mitrums nepaliktu ēkas apvalkā. Vēja barjerai jābūt izturīgai pret vēju, tomēr tai vajadzētu būt arī ūdens tvaika caurlaidīgai. Vēja barjeras ūdens tvaiku pretestībai vajadzētu būt vismaz piecas reizes mazākai par gaisa/tvaiku barjeras pretestību. Prasības attiecībā uz energoefektīvo ēku vēja aizsardzību neatšķiras no prasībām attiecībā uz standarta ēkām. Tomēr pareiza vēja aizsardzība spēlē būtisku lomu ēkas energoefektivitātē. Uzziniet vietējās celtniecības normatīvu prasības attiecībā uz maksimālo gaisa caurlaidi, tai skaitā gaisa caurlaidi savienojumos. Piemēram, Somijā maksimālā vēja barjeras gaisa caurlaide ir < 10 x 10 m / m s Pa.  

 Standarta māja
(orientējošas vērtības)
  Zema enerģijas patēriņa māja
(orientējošas vērtības)
  Paroc pasīvās mājas
koncepcija (orientējošas vērtības)
 
 U-vērtība, W/m2K Izolācijas biezums    U-vērtība, W/m2K Izolācijas biezums    U-vērtība, W/m2K Izolācijas biezums
 Jumta izolācija
 0.15 260 - 310 mm   0.08 - 0.12 300 - 400 mm   0.06 - 0.09  > 450 mm
 Ārējā siena
 0.24 150 - 175 mm  0.13 - 0.15  230 - 300 mm  0.07 - 0.1  > 300 mm 
 Grīda
 0.2  100 - 150 mm 0.13 - 0.17 150 - 250 mm  0.08 - 0.1  > 300 mm 
 Logi
 1.4   1.0 - 1.3    0.7 - 0.9   
 Montētie logi
        0.6 - 0.8   
 Durvis
 1.4   0.9 - 1.2    0.4 - 0.7   
 Hermētiskuma novērtējums
 < 4   < 1    < 0,6   
 Ikgadējais siltuma atguves koeficients ventilācijā
 30 %   > 60%    > 75%   

Akmens vates izolācijas blīvuma atstātais iespaids uz tās hermētiskumu
Minerālvates siltumizolācijas spēja ir saistīta ar statisko gaisu starp šķiedrām. Gaisa kustība siltumizolācijas slānī samazina siltumizolācijas spēju. Siltumizolācijas blīvuma palielināšana samazina gaisa kustību un uzlabo siltumizolācijas spēju. Jo zemāks blīvums, jo labāka vēja barjera ir nepieciešama.

Ietekme akmens vates izolāciju

 

c) Mitrums

Viens no galvenajiem faktoriem ilgtspējīgu māju būvēšanai ziemeļu klimatā ir mitruma kontrole visos tā stāvokļos: cietā, šķidrā un gāzveida.

Mitrums   

Pastāv četri galvenie veidi, kā mitrums iekļūst vai izkļūst no ēkas: 

  • Lietus iekļūšana (vēja barjera) 
  • Gaisa noplūdes (gaisa barjera) 
  • Difūzija 
  • Kapilārais ūdens no zemes

Ūdens tvaiki telpu gaisā rodas no parastām ikdienas aktivitātēm (skat. tabulu zemāk). Ikdienišķu mājsaimniecības darbību radītais ūdens daudzums var būt diezgan liels.

Ūdens tvaiku avots
(vidējā mājā vienā dienā)  
Aptuvenais ģenerētā ūdens apjoms
(litros dienā)
 4/5 cilvēki, guļot:  1,5
 2 cilvēki, darbojoties:  1,6
 Grīdu mazgāšana u.t.t.  0,2
 Drēbju mazgāšana un žāvēšana  8,5
 Ēdiena gatavošana  2,6
 Duša  0,5
 Augi/dzīvnieki  0.2–0.5 (pieci augi vai viens suns)

Relatīvais mitrums

Gaisam, atkarībā no tā temperatūras, var būt dažāds mitruma līmenis. Faktiskais tvaika spiediens ir ūdens tvaiku daudzums gaisa tilpuma vienībā, un tas palielinās, pieaugot ūdens tvaiku apjomam.

Gaiss, kas sasniedz savu piesātinātības tvaika spiedienu, ir izveidojis līdzsvaru ar plakanu ūdens virsmu. Tas nozīmē, ka ūdens molekulu skaits, kas izgaro no ūdens virsmas gaisā, ir vienāds ar molekulu skaitu, kas kondensējas no gaisa atpakaļ ūdenī.

Ūdens tvaiku apjoms gaisā parasti ir mazāks par apjomu, kas ir nepieciešams, lai piesātinātu gaisu. Relatīvais mitrums ir piesātinātības mitruma procentuālā vērtība, kas parasti tiek aprēķināta attiecībā pret piesātināto tvaiku blīvumu.  

 

Relatīvais mitrums

 

Relatīvais mitrums funkcija

 

Visbiežāk tvaiku blīvums tiek izteikts g/m3.

Piemēram, ja faktiskais tvaiku blīvums 20°C temperatūrā ir 10 g/m3, salīdzinājumā ar piesātinātības tvaiku blīvumu tādā pašā temperatūrā 17.3 g/m3, tad relatīvais mitrums ir:

Relative humidity

 

Relatīvais mitrums  Relatīvais mitrums (RH 40%) nozīmē, ka gaisā noteiktā temperatūrā ir 40% no maksimālā iespējamā mitruma daudzuma.

 

Rasas punkts

Rasas punkts ir temperatūra, kurā ūdens tvaiks kļūst par šķidru ūdeni. Tas ir atkarīgs gan no temperatūras, gan no mitruma daudzuma gaisā.

Rasas punkts ir temperatūra, kurā ūdens tvaiks kļūst par šķidru ūdeni. Tas ir atkarīgs gan no temperatūras, gan no mitruma daudzuma gaisā.

Ja rasas punkta temperatūra ir 10°C, jebkura virsma telpā, kas sasniedz šo temperatūru, pārklāsies ar šķidru ūdeni. Lai novērstu šo kondensēšanos, var vai nu palielināt virsmas temperatūru, vai arī samazināt relatīvo mitrumu.

Ūdens tvaiks kondensēsies uz citas virsmas tikai tad, ja šī virsma ir aukstāka par rasas punkta temperatūru, vai arī, ja ir pārsniegts ūdens tvaiku līdzsvars gaisā.

Vieglākais veids, kā novērst bojājumus, ko rada ūdens tvaiki un mitrums, ir samazināt ģenerēto ūdens tvaika apjomu.

Difūzija

Difūzija noris ūdens tvaika spiediena atšķirību dēļ, kas rodas no atšķirībām ūdens tvaiku koncentrācijā starp divām vietām. Apkures sezonā šī tvaiku kustība pārvieto ūdens tvaikus caur ēkas apvalku, kur tie var kondensēties uz aukstām virsmām. Lai novērstu mitruma kustību, apvalka iekšpusē tiek izmantotas tvaika barjeras.

Difūzija noris ūdens tvaika spiediena atšķirību dēļ, kas rodas no atšķirībām ūdens tvaiku koncentrācijā starp divām vietām. Apkures sezonā šī tvaiku kustība pārvieto ūdens tvaikus caur ēkas apvalku, kur tie var kondensēties uz aukstām virsmām. Lai novērstu mitruma kustību, apvalka iekšpusē tiek izmantotas tvaika barjeras.

Jebkurš materiāls ļauj caur to iziet noteiktam ūdens tvaiku daudzumam. Kondensācija parasti nenotiek, ja vien divas trešdaļas no sienas izolācijas vērtības atrodas ārpus tvaika barjeras. Tomēr tālajos ziemeļu reģionos var būt spēkā prasība, ka līdz pat 80% no izolācijas vērtības ir jāatrodas ārpus tvaika barjeras

Kapilārais mitrums

Kapilaritāte ir šķidruma spēja plūst šaurās vietās bez ārējo spēku (piem., gravitācijas spēka) palīdzības vai pretstatā šiem spēkiem. Šī parādība noris, piemēram, augsnē. 

 

Kapilārais mitrums  Tādā pašā veidā kā ūdens caurulē pretēji gravitācijas spēkam plūst uz augšu, ūdens caur augsnes porām vai caur spraugām starp augsnes daļiņām arī plūst uz augšu. Augstums, līdz kuram paceļas ūdens, ir atkarīgs no poru izmēra. 

 

Vietas, kur bieži sastopama kapilārā pacelšanās, ir pamata sienas pakāje un ūdens kapilārā sūkšanās aiz apšuvuma. Kapilaritāti var kontrolēt, noblīvējot poras vai arī izveidojot ļoti lielas poras. Nehigroskopiskā akmens vate funkcionē arī kā kapilārā barjera starp augsni un pamatiem.

 

Projektēšanas padomi mitrumdrošu ēkas norobežojošo konstrukciju būvēšanai

- Līdzsvarojiet samitrināšanu, žūšanu un uzglabāšanu

Praktiski noteikumi
- Nodrošiniet vienlaidu lietus kontroles plakni, ietverot katru ārējā apvalka detaļu
- Nodrošiniet vienlaidu gaisa/tvaika barjeras
- Nodrošiniet izolāciju, lai kontrolētu kondensācijas problēmas
- Ļaujiet izžūt mitrumam, kas ir iebūvēts vai radies nejauši – izvairieties no žūšanas aizkavētājiem

- Līdzsvarojiet samitrināšanu, žūšanu un uzglabāšanu Praktiski noteikumi - Nodrošiniet vienlaidu lietus kontroles plakni, ietverot katru ārējā apvalka detaļu - Nodrošiniet vienlaidu gaisa/tvaika barjeras - Nodrošiniet izolāciju, lai kontrolētu kondensācijas problēmas - Ļaujiet izžūt mitrumam, kas ir iebūvēts vai radies nejauši – izvairieties no žūšanas aizkavētājiem

Tāpat jāpievērš uzmanība konstrukciju žūšanas spējai. Projektā jāieplāno ar konstrukciju saistītā mitruma izžūšana. Ēkai vajadzētu būt aizsargātai pret mitrumu, projektējot virsmas ūdens notekas un kapilāro barjeru, lai nodrošinātu, ka pamati ir sausi. Projektējot konstrukcijas detaļas (palodžu savienojumus), jāņem vērā lietus lāšu plūsma.

 

d) Logi

Logi ir ēkas apvalka daļa ar visaugstāko siltuma caurlaides koeficientu, tādēļ ēkas projektā jāpievērš uzmanība logu efektivitātei, izmēram un orientācijai. Logi iegūst un zaudē siltumu šādos veidos: tiešas siltuma vadīšanas rezultātā caur stiklu un rāmi, caur siltuma starojumu ēkā no saules un uz āru caur istabas temperatūras priekšmetiem, un caur gaisa noplūdēm gar logiem un caur tiem.

Kopējais siltuma caurlaides koeficients – U vērtība (W/m²K) – tiek izmantota, lai noteiktu ātrumu, ar kādu logs vada siltumu, kas nenāk no saules. U vērtības līmeņi, kurus nosaka Eiropas standarti, atveido visu loga, ieskaitot rāmja un starplikas materiāla, efektivitāti; jo zemāka U vērtība, jo energoefektīvāks ir logs.

Logu laukums parasti ir 15–20% no grīdas laukuma. Arī tad, ja logiem ir zems enerģijas patēriņa līmenis (U vērtība < 0.8 W/m2K), tie nedrīkst būt pārāk augsti. Pat labs logs nevar novērst caurvēja sajūtu, kas rodas no augstiem logiem. 1,8 metri ir maksimālais logu augstums, lai uzturētu siltuma komfortu Lai nodrošinātu komfortu un hermētiskas konstrukcijas detaļas aukstā klimatā, logiem nevajadzētu atrasties grīdas līmenī.

Gaisa noplūdi – gaisa infiltrācijas ātrumu gar logu pie noteiktas spiedienu atšķirības – ietekmē loga bloka daļu savienojumi.

Kopējā saules starojuma caurlaide – g vērtība – ir daļa no saules starojuma, kas tiek nodota caur logu tiešā veidā un/vai tiek absorbēta un pēc tam atbrīvota kā siltums ēkas iekšpusē. Jo zemāka g vērtība, jo tiek nodots mazāks saules siltuma daudzums un labāka ir loga apēnošanas spēja. Logs ar augstu g vērtību efektīvāk uzņem saules siltumu ziemas laikā. Logs ar zemu g vērtību efektīvāk samazina dzesēšanas slodzi vasarā, bloķējot siltumu, kas tiek iegūts no saules. Tādēļ g vērtība, kas ir nepieciešama logam, ir jānosaka, vadoties pēc klimata, logu orientācijas un ārējā apēnojuma.

Selektīvais pārklājums ir caurspīdīgs metāla vai metāla oksīda slānis, kas atšķirīgi nodod un atstaro dažādas radiācijas frekvences. Selektīvais pārklājums samazina radiācijas ātrumu caur stiklu un uzlabo loga termisko efektivitāti.

Lai uzlabotu loga enerģijas efektivitāti, var izmantot kādas gāzes, kas nav gaiss, pildījumu (argons, kriptons un ksenons). Arī starplikas materiālam ir svarīga loma.

Ārējā mitruma kondensēšanās uz augstas efektivitātes loga ārējās virsmas ir jauna parādība. Kondensāciju izraisa ārējās virsmas temperatūras kritums zem ārējā gaisa rasas punkta. Temperatūras kritums rodas starojuma apmaiņas rezultātā, kad ārā ir skaidras debesis. Tas pats noris arī standarta logos, tomēr tiem šo parādību kompensē siltuma noplūdes.

Apēnojošie logi samazina saules termisko slodzi par līdz pat 60%. Turklāt apēnošana samazina kondensētā mitruma daudzumu uz logu ārējās virsmas skaidrās naktīs. Kondensāciju izraisa loga virsmas atdzišana, kas rodas no siltuma starojuma; līdz ar to tas norāda, ka logu termiskās īpašības ir pietiekami labas.