Technické riešenie tepelnoizolačných panelov s aktívnym riadením prechodu tepla bolo opísané v európskom patentovom spise číslo EP 2 572 057 B1 uverejnenom v Bulletin of European Patent Office 2014/42, 15.10.2014. Jeho autorom je doc. Ing. Daniel Kalús, PhD. Vynález sa týka konštrukčných riešení tepelnoizolačných panelov s aktívnou tepelnou ochranou na aplikáciu so systémom aktívneho riadenia prechodu tepla, použiteľného na kontaktné aj odvetrané zateplenie nových aj obnovovaných budov, na výstavbu ľahkých obvodových plášťov a tvorbu vnútorného prostredia budov v aplikácii nízkoteplotného vykurovania a vysokoteplotného chladenia.

 

Návrh zvyčajných energeticky úsporných stavieb pozostáva z aplikácie stavebných konštrukcií s masívnou vrstvou tepelnej izolácie, ktoré majú z hľadiska skladby požadovaný tepelný odpor R (m2K/W), resp. súčiniteľ prechodu tepla U (W/m2K) v zmysle STN 73 0540, a energetických systémov slúžiacich na vykurovanie, vetranie a chladenie, ktoré využívajú najmä obnoviteľné zdroje energie, a to najviac solárnu energiu, termickú aj fotovoltickú, energiu okolitého prostredia a geotermickú energiu.

IFS – inteligentný fasádny systém s aktívnou tepelnou ochranou (ATO) inovatívnym spôsobom spája existujúce stavebné a energetické systémy do jedného kompaktného celku, a tým vytvára kombinované stavebno-energetické systémy. Ide o stavebné konštrukcie s vnútorným zdrojom energie. Aplikujú sa ako zatepľovacie systémy, veľkoplošné nízkoteplotné vykurovanie/vysokoteplotné chladenie a aktívne plochy – registre na zber solárnej energie a energie z okolitého prostredia. Sú určené na aplikáciu na nové budovy, ale aj na komplexnú obnovu všetkých typov budov. Hlavným prínosom je možnosť unifikovanej a prefabrikovanej výroby.

Inteligentný fasádny systém (IFS) s aktívnou tepelnou ochranou (ATO) sa v súčasnosti nachádza vo fáze experimentálneho overovania. Tvoria ho tepelnoizolačné panely pre systémy s aktívnym riadením prechodu tepla (tepelno-izolačné panely ATO), ktoré sa aplikujú rovnakým spôsobom ako kontaktné zatepľovacie fasádne systémy. Tieto panely sú chránené európskym patentom EP 2 572 057 B1 z 15. 10. 2014 (autor: D. Kalús) [1].

 

ATO – aktívna tepelná ochrana – definícia

ATO sú zabudované rúrové systémy v obalových stavebných konštrukciách budov (obr. č. 1B), do ktorých sa dodáva teplonosná látka (vykurovacia alebo chladiaca voda alebo vzduch) s upravovanou teplotou. Ide o stavebné konštrukcie s vnútorným zdrojom energie a vytvorenie kombinovaného stavebno-energetického systému.

 

Obr. č. 1 Povrchová teplota medzi vrstvami nosnej a tepelnoizolačnej časti stavebných konštrukcií s klasickým kontaktným zatepľovacím systémom „A“ a systémom s ATO „B“

ŽB  železobetón, EPS – extrudovaný polystyrén, x – zväčšenie tepelnej izolácie
(autor: D. Kalús)

 

Z hľadiska tepelnej ochrany budov je dôležité, aby zatepľované stavebné konštrukcie mali medzi vrstvami nosnej a tepelnoizolačnej časti čo najvyššiu povrchovú teplotu. Toto môžeme dosiahnuť väčšou hrúbkou tepelnej izolácie (obr. č. 1A) alebo teplotou teplonosnej látky v rúrovom systéme ATO v stavebnej konštrukcii (obr. č. 1B).

Aktívna tepelná ochrana (ATO) vnáša do stavebných konštrukcií tzv. vnútorný zdroj energie ponímaný ako energetický systém integrovaný do zóny medzi statickou časťou a tepelnoizolačnou časťou stavebnej konštrukcie v podobe nízkoteplotnej teplonosnej látky získavanej zo solárnej a geotermickej energie, ktorá sa zachytáva a kumuluje (obr. č. 2). Táto aktívna tepelná ochrana sa zatiaľ aplikuje na stavbe, kde sa na účely distribúcie nízkoteplotnej teplonosnej látky získavanej zo solárnej a geotermickej energie na obvodovú stenu postavenej budovy uchytí rúrkový alebo hadicový systém a prekryje sa omietkou, tepelnou izoláciou a krycou omietkou. Toto sa aplikuje nielen na novostavbách, ale aj pri zatepľovaní postavených budov.

 

Obr. č. 2 Multifunkčný charakter ATO,teplonosná látka voda (zdroj: autor – D. Kalús)

ŽB – železobetón, TI – tepelná izolácia

A – tepelná bariéra, B – vykurovanie, C – chladenie, D – akumulácia tepla/chladu

 

ATO na základe aktívneho riadenia prechodu tepla môže zmenou teploty na rozhraní nosnej a tepelnoizolačnej časti obalovej konštrukcie budovy (obr. č. 2) spĺňať funkciu viacerých „energetických systémov“, a to funkciu tepelnej bariéry, nízkoteplotného vykurovania, vysokoteplotného chladenia a akumulácie tepla/chladu v nosnej časti stavebných konštrukcií.

 

Súčasný stav problematiky

ATO sa zatiaľ aplikuje dvomi spôsobmi. Prvý spôsob – na stavbe, kde sa na účely distribúcie nízkoteplotnej teplonosnej látky na obvodovú stenu postavenej budovy uchytí rúrkový systém, ten sa prekryje vyrovnávacou omietkou, nalepí sa tepelná izolácia a zrealizujú sa všetky vrstvy povrchovej fasádnej omietky. Táto aplikácia je možná nielen na novostavbách, ale aj pri zatepľovaní postavených budov (obr. č. 3) [2], [3], [6].

Druhý spôsob sa vykonáva pomocou nosných panelov formou strateného debnenia (väčšinou polystyrénového), v ktorých je uložená aktívna tepelná ochrana a ich vnútorný priestor sa vyplní liatou betónovou zmesou zvyčajne až po uložení na stavbe. V ďalšej etape (v trvaní asi 28 dní) musí betón vytvrdnúť a dosiahnuť požadovanú pevnosť. Takúto technológiu výstavby nazývame „mokrý proces výstavby“. Toto sa aplikuje iba na novostavbách...

 

Článok dočítate v aktuálnom vydaní časopisu EUROSTAV

Digitalizované ukážky časopisov
E-shop eurostav
Archbooks
YTONG