Najbolj opazen del vsake stavbe je njeno pročelje, ki je znamenje kvalitete in skladnosti.

Obodni gradbeni deli stavbe, kot tudi zunanji zidovi, največ vplivajo na mikroklimatske pogoje bivanja v prostorih stavbe. Skozi zunanje zidove in odprtine se izgublja polovica energije potrebne za ogrevanje stavbe, nezadostna toplotna izolacija le-teh pa je vzrok za neudobne, nezdrave in nekvalitetne pogoje bivanja tako pozimi, kot poleti.

Vse dražja energija, ki je potrebna za ogrevanje in hlajenje, novi tehnični predpisi in standardi, opazne klimatske spremembe z nepredvidljivim potekom, boljša obveščenost investitorjev, lastnikov stavb, projektantov in kupcev, so vzroki za vedno večje zanimanje za učinkovitejšo toplotno zaščito. V državah EU je poraba energije potrebne za ogrevanje stavb pod 100 kWh/m2 letno. Pri nas je ta ista poraba 2-3 krat večja. Poraba energije za ogrevanje bi morala biti manjša, to pa lahko dosežemo le s popolno toplotno izolacijo obodnih gradbenih delov stavbe (tla, stene, streha).

V uporabi je novi Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah , ki je bil objavljen v Ur.l. RS št. 93/2008, dne 30.9.2008 in zamenjuje Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, ki je bil objavljen v Ur.l. RS št. 42/2002, dne 15.5.2002. Pravilnik prinaša vrsto pomembnih novosti in zaostruje kriterije za dovoljenjo toplotno prehodnost posameznih konstrukcij.

Za izdelavo izračunov gradbene fizike za področje toplote in smotrne rabe energije so v Sloveniji prevzeti harmonizirani evropski standardi SIST EN

Po pravilniku je Izkaznica energije potrebne za ogrevanje stavbe, ki je sestavni del gradbene dokumentacije. Izkazana je največja dovoljena letna potrebna toplota za ogrevanje po enoti ploščine koristne površine stavbe (kWh/m2a), ki zajema ogrevane dele stavbe (kWh/m3a). Obvezno se priloži dokumentaciji za tehnični pregled, potrjena mora biti s strani projektanta. Izkaz mora biti dostopen na vpogled bodočim lastnikom ali uporabnikom stavbe.

Več o tehničnem predpisu in prevzetih harmoniziranih standardih SIST EN:

NovoCAD - Računalniški program za izračun gradbene fizike za področje toplote

Iz spodaj prikazane tabele je razvidna povprečna letna poraba energenta za 1 m2 zunanje stene, izdelane iz različnih gradbenih materialov s toplotno izolacijo in brez nje. Vrednost koeficienta toplotnega prehoda U (W/m2K) pomnožena s 100, približno pove kolišna bo poraba kWh/leto, pomnožena z 10, pa kolikšna bo poraba m3 zemeljskega plina oziroma litrov kurilnega olja.

Tabela vrednosti koeficienta toplotne prehodnosti U* W/(m²K) *(prej "k")

Primer: za opečni modularni blok d=25 cm brez toplotne izolacije je poraba energije 14.5 m3 zemeljskega plina/leto (145 kWh/leto), z vgrajenim toplotnoizolacijskim sistemom (ETICS) na 6 cm Novolit Stiropora EPS – F pa je poraba 4.4 m3 zemeljskega plina letno (oziroma 44 kWh/leto ).

Približna poraba energenta se lahko na isti način ugotovi tudi za konstrukcijski element strehe (AB strešna plošča).

Toplotna izolacija zunanjih sten na zunanji strani - fasada (tudi stropi nad neogrevanimi ali zunanjimi prostori - balkoni, terase) se v največ primerih izvaja kot:

• sistem tankoslojne fasade (ETICS) na osnovi ekspandiranega polistirena - stiropora ali mineralne volne
• sistem tankoslojne ali debeloslojne fasade na osnovi kombi plošč

Oba sistema zadoščata zahtevam glede:

• ekonomičnega izvajanja in optimalne učinkovitosti
• preprečevanja toplotnih mostov
• toplotne stabilnosti v letnem času
• preprečevanja prevelike kondenzacije vodne pare v gradbenem
  elementu in na notranji površini gradbenega dela stavbe
• zaščite gradbenega dela stavbe pred prevelikim dilatacijskim delovanjem
• zagotavljanja zdravega in udobnega bivanja
• znatnih prihrankov energije za ogrevanje in/ali hlajenje

Na primeru zunanje stene - fasade je razvidno koliko toplotna izolacija pripomore k prihranku energije potrebne za ogrevanje, k zaščiti samega gradbenega elementa pred pregrevanjem, preprečevanju kondenzacije toplotni stabilnosti v letnem času in navsezadnje, kar je najpomembnejše, k udobnemu in zdravemu bivanju.

Primer zunanje stene z določenimi pogoji. Za vsak primer stene, ki meji na ogrevan in neogrevan ali zunanji prostor, je potrebno na osnovi tehničnih predpisov in zahtevanih standardov izdelati izračun gradbene fizike za področje toplote (NovoCAD).

Na levi je prikazana zunanja stena iz opečnega votlaka d = 25 cm brez toplotne izolacije, ometana z obeh strani.
Na desni je isti zid dograjen s tankoslojnim fasadnim sistemom (ETICS) na osnovi NOVOLIT STIROPORA EPS – F debeline 6 cm

Na notranji strani zunanje stene brez toplotne izolacije (diagram na levi strani – zunanja temperatura – 5 °C), je v zimskem času površinska temperatura (15.1 °C) nižja kot temperatura zraka v prostoru (+20 °C). Ohlajen zrak na zidovih kroži od stropa proti tlem in s tem povzroča nelagodje, občutek prepiha in hladu. Do 90 % izgube toplote človeškega telesa nastane z zračenjem toplote. Večje ko so razlike v temperaturi med človeškim telesom in gradbenimi elementi okrog njega, hitreje se človeško telo ohlaja, ljudje pa se počutimo neudobno.

Da bi izboljšali udobnost bivanja, prostore ogrevamo na precej višjo temperaturo, kot pa je normalno potrebno (+20°C). S tem povečujemo porabo energenta potrebnega za ogrevanje stavbe, bivanje v prostorih pa je še vedno neudobno in neprijazno (razlike v temperaturah so še večje, večja vsebnost relativne vlage - nastaja površinska kondenzacija).

Edina in najbolj ekonomsko upravičena rešitev je pravilna toplotna izolacija zunanjih gradbenih delov stavbe, postavljena čim bližje zunani strani. S tem omogočamo večjo akumulacijo toplote v osnovni konstrukciji in manjše razlike med temperaturo na notranji površini stene in ozračjem v prostoru.

Pri toplotno izoliranih zunanjih stenah (diagram na desni strani: samo 6 cm toplotne izolacije, zunanja temperatura - 5°C), je površinska temperatura notranje stene višja od +18°C za udobno in zdravo bivanje v prostorih ni potrebno, da temperatura zraka presega +20°C. Temperatura notranje površine stene je večja od temperature rosenja zraka v prostoru, na površini stene ne prihaja do kondenzacije. Zunanja stena je toplotno izolirana in lahko vzdržuje potrebno temperaturo na notranji površini skozi celo leto. Stena je toplotno stabilna.

Toplotna stabilnost pomeni dobro akumulacijo toplote, lastnost "shranjevanja toplote“ v masivnem delu zunanje stene. Ko zmanjšamo ali prenehamo z ogrevanjem ali se prostor ohladi, se akumulirana toplota vrača v prostor. Akumulacija toplote na zunanjih konstrukcijah bo toliko večja, kolikor bolj bo toplotna izolacija pomaknjena na zunanjo stran in čim debelejša bo. Vedno kadar je to mogoče, toplotno izolacijo položimo na zunanjo stran. V nasprotnem primeru zmanjšujemo akumulacijo v osnovni konstrukciji in povečujemo možnost nastanka toplotnih mostov na stikih zunanjih in notranjih gradbenih elementov in nastajanja kondenzacije na teh mestih.

Pri neizoliranih stenah/strehah toplota uhaja skozi konstrukcijo v atmosfero, s čimer je povečana poraba energenta potrebnega za ogrevanje. V poletnem obdobju so temperature na zunanjih stenah neizoliranih ali premalo izoliranih konstrukcij na južni in zahodni strani +30°C ali več, še posebej v večernih urah. Običajno je takrat tudi temperatura zraka v prostoru višja od +30°C. Pri pravilno toplotno izoliranih in toplotno stabilnih zunanjih stenah, je temperatura na notranji površini zidu 22°C do 24°C. Bivanje je zdravo in udobno, notranja temperatura zraka pa tudi ob najvišjih zunanjih temperaturah ni višja od ugodnih 24°C do 25°C (toliko se priporoča tudi v klimatiziranih prostorih).
Toplota iz prostora prehaja na hladnejše, zunanje toplotno izolirane zidove. Tekom dneva, posebej pa v popoldanskem času, ima zrak v prostoru višjo temperaturo kot pa zunanji zidovi, zato toplota prehaja iz prostora v zidove (hladi prostor), ponoči pa, ko se prostori ohlajajo, prehaja toplota iz zidov v prostor (zidovi se ohlajajo) in skozi odprta okna na zunanjo stran.

Zunanji gradbeni elementi stavbe (zunanje stene, talne konstrukcije, strehe) brez toplotne izolacije ne zadostujejo tehničnim predpisom glede difuzije vodne pare in s tem nastajanja gradbenih škod.

Zunanje gradbene elemente stavbe je potrebno toplotno izolirati najmanj toliko, da zaradi kondenzacije vodne pare, ki nastane z difuzijo znotraj gradbenega elementa, ne pride do nastajanja gradbenih škod. S toplotno izolacijo je potrebno ravno tako zagotoviti, da temperatura na notranji površini stene ne presega rosišča ozračja v prostoru (100% vlažnost). Zaradi preprečevanja razvoja mikroorganizmov je zaželena vlažnost na notranji steni do 80%.

Pozimi je v ogrevanih prostorih parcialni tlak vodne pare večji kot zunaj. Vodna para zato prehaja iz področja višjega tlaka proti področju z nižjim tlakom. V primeru nezadostno toplotno izoliranih zunanjih elementov stavbe bo prišlo v stiku ohlajene notranje površine s toplim notranjim zrakom do kondenzacije vodne pare na notranji površini zunanje stene, stropa...(površinska kondenzacija).

Če je toplotna izolacija nepravilno postavljena, recimo na notranjo stran zunanje stene ali bližje notranji steni ogrevanega prostora, je zelo verjetno da bo nastajala kondenzacija vodne pare v sami konstrukciji in s tem nepopravljiva gradbena škoda.

Difuzijo vodne pare in notranjo ali površinsko kondenzacijo je potrebno preračunati za vsako gradbeno konstrukcijo, ki meji na zunanji ali neogrevani prostor.

Ko je površinska temperatura stene/stropa nižja od temperature rosenja zraka v prostoru, se že za minimalno povečanje vlage v prostoru nad normalno, na površini notranje stene pojavi kondenzacija vodne pare. Ta pojav je še posebej prisoten na toplotno neizoliranih področjih zunanjih obodnih pregrad, na tako imenovanih konstrukcijskih toplotnih mostovih (betonske vezi, venci, preklade, balkoni...). Na ta proces v precejšnji meri vpliva tudi prezračevanje prostorov. Pogosti so primeri vgrajevanja PVC ali kovinskega stavbnega pohištva, ki ne zadošča predpisom o dovoljeni (potrebni) izmenjavi zraka iz prostora.

Posledice so dobro znane, žal pa velikokrat tudi ne. Na notranjih stenah se razvijajo mikroorganizmi (glivice, plesen...), pride do napihovanja in odpadanja barve in ometa, nedovoljenega navlaževanje in propadanja gradbene konstrukcije. Ob takih mikroklimatskih pogojih je bivanje v prostorih nezdravo in neprijetno.

S premazi in podobnimi izdelki ni mogoče preprečiti nastajanja površinske kondenzacije na notranjih stenah. Na razvoj mikroorganizmov lahko delujejo samo za kratek čas, ne vplivajo pa na izboljšanje kvalitete bivanja niti na prihranek energije za ogrevanje. Če želimo zanesljivo rešiti ta problem, je potrebno na zunanje stene/strope dograditi toplotno izolacijski fasadni sistem. Najcenejši in najbolj ustrezni so fasadni sistemi s toplotno izolacijo iz ekspandiranega polistirena (stiropora).

šKODE KI LAHKO NASTANEJO NA FASADNIH OMETIH

V poletnem času se zunanja toplota slabo prenaša preko toplotno izolirane fasade na masivno nosilno konstrukcijo ravno zaradi na zunanji strani vgrajene toplotne izolacije, ki ima veliki toplotni upor. Zaradi tega v zunanjih plasteh zaščite toplotne izolacije in dekorativnega ometa nastajajo velike obremenitve, večje, kot je to primer za omete narejene direktno na masivne konstrukcijske elemente stavbe.

Lastnosti ometov se razlikujejo glede na njihovo uporabo.

Če izbor vseh plasti toplotnoizolacijskega sistema ni skladen in kompatibilen, prihaja do gradbenih škod, razpok, odpadanja ometa in podobno. Plasti sistema morajo biti tako določene, da je gledano od znotraj navzven, upor difuziji vodne pare vsake plasti manjši.

Za vse plasti toplotnoizolacijskega sistema se morajo vgrajevati preverjeni, po predpisih proizvedeni materiali.

Ne smejo se uporabljati zaključni ometi, ki so pripravljeni na samem gradbišču ali recimo lepila za keramiko namesto predpisanih polimernih cementnih lepil.

Armirna plast na toplotno izolacijskih ploščah in dekorativni fasadni ometi ne smejo biti debelejši od predpisanih. Namen teh plasti ni izravnava večjih neravnin, na katere se sistem vgrajuje. Z neenakomernimi debelinami plasti prihaja v plasteh do neenakomernih raztezkov ali krčenj in s tem do nastajanja gradbene škode (razpoke, odpadanje ometa...). Enako velja tudi za omete ali lahke omete armirane s pocinkano mrežico.

Zaključni ometi morajo biti dovolj vodoodbojni, da v zimskem času ne prihaja do vpijanja vode, zmrzali in odpadanja ometa. Spreminjanje dnevne temperature vpliva na rosenje zunanjih sten, zato se priporoča vgrajevanje zaključnih ometov z dodatkom antifungicida.