fbpx

Soojusfüüsika ja maja sisekliima

Selleks, et mõista ja aru saada hoonete soojapidavusest ja piirdekonstruktsioonide projekteerimisest, tuleb teada veidi ehitusfüüsikat, täpsemalt ehituslikku soojusfüüsikat. Soojusfüüsika kirjeldab erinevaid soojusnähtusi ja selgitab aine osakeste liikumist.

Hoone soojapidavuse määrab suures osas välispiirdekonstruktsioonide soojusjuhtivus. Soojusjuhtivuse hindamisel on selle peamisteks kriteeriumiteks soojuslik mugavus ehk piirete sisepinna temperatuur ei tohi olla liiga madal ja ehitus- ja ekspluatatsioonikulude tasuvusaeg, mis peaks olema võimalikult lühike.

Soojusjuhtivus U näitab, kui palju soojust läbib m2 suurust seina ühekraadise sise- ja välistemperatuuri erinevuste puhul tunnis W/(m2K).

U=1/R ehk piirde soojusjuhtivus on soojustakistuse pöördväärtus. Soojustakistus R on sise-ja välispinna takistuste ja üksikute piirde materjalikihtide takistuste summa. Nii on võimalik iga piirde puhul välja arvutada soojusjuhtivus konkreetsete välis- ja sisetemperatuuride korral.

Mida väiksem on piirde soojusjuhtivus seda soojapidavam on hoone. Siiski ei ole soojusjuhtivus ainuke oluline kriteerium ning iga hoone puhul tuleks vaadata tervikut ja põhieesmärk peaks olema hea sisekliima loomine.

Hoone hea sisekliima saavutamiseks on oluline ruumi ja välispiirete sisepinna temperatuur, sest see mõjutab inimese mugavustunnet. Samuti võib piirdel, liiga madala sisepinna temperatuuri korral, tekkida veeauru kondenseerumine või tekib sisepinnale hallitus, mis toob kaasa olulise sisekliima halvenemise ja tervisekahjustuste riski.

Piirdekonstruktsioonide puhul on oluline arvesse võtta piirde soojusmahtuvust. Soojusmahtuvus on soojushulk, mis on vajalik antud ainekoguse (kg, m3) temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra.

Mida suurema soojusmahtuvusega on piirdekonstruktsioon, seda stabiilsem on ruumis sisekliima.

Suure soojusmahtuvuse ja -inertsusega hoonetele sobib hästi näiteks ahjuküte või mõni muu küttelahendus, mida tsükliliselt köetakse. Nimelt sellisel juhul salvestub soojusenergia seintesse ja järk-järgult peale kütmise lõpetamist annab soojust ruumi tagasi.

Samamoodi toimib hea soojusmahtuvusega seinakonstruktsioon ka suvel, kui see tasandab suuremaid välistemperatuuride kõikumisi. Näiteks suvel väga palavate ilmade korral ei tõuse hoones seetõttu kiiresti sisetemperatuur ja ruumide sisekliima on palju stabiilsem. Tänu sellisele soojusinertsusele ei ole üldjuhul ka vaja suure soojusmahtuvusega hoonetesse jahutussüsteemi välja ehitada.

Kui sageli peetakse hea soojusmahtuvusega majadeks ennekõike kivimaju siis tegelikkuses on ka palkmajad suurepärase soojusinertsusega.

Hoonete piirdekonstruktsioonide kavandamisel ja hea sisekliima saavutamiseks tuleb arvesse võtta ruumide õhuniiskust. Täpsemalt suhtelist õhuniiskust, mis on õhus oleva veeauru koguse ja samadel füüsikalistel tingimustel maksimaalse võimaliku absoluutse õhuniiskuse suhe väljendatuna protsentides. Hea sisekliima jaoks on ruumi suhteline õhuniiskus tavaliselt vahemikus 40-60%, kuid näiteks talvisel perioodil on see sageli ruumides palju väiksem.

Piirete puhul saab arvutada ruumi temperatuuri ja suhtelise õhuniiskuse alusel kastepunkti ehk millise temperatuuri korral tekib veeauru kondenseerumine. Näiteks ruumiõhu temperatuuri + 22 kraadi ja suhtelise õhuniiskuse 45% korral on kastepunkti temperatuur +9 kraadi. Kui ruumis on pind, mille temperatuur on + 9 kraadi või madalam siis sellele pinnale tekib kondensvesi, tavaliselt on sellisteks pindadeks aknapinnad.

Olulist rolli välispiirdekonstruktsioonide soojapidavuse juures mängib piirete õhutihedus, kuna see aitab vähendada hoone soojuskadusid. Hoone piirete õhutihedust kontrollitakse lähtuvalt standardist EVS EN 13829:2000, milles on toodud kriteeriumid vastavalt hoone ventilatsioonilahendusele. Näiteks loomuliku ventilatsiooni korral on lubatud piirde õhulekkeid kuni 3 l/h ja näiteks sundventilatsiooni korral kuni 1 l/h.

Praktilisest küljest vaadatuna on mitmekihiliste piirdekonstruktsioonide ehitamisel suuremad riskid, kui seda on ühekihilised piirdekonstruktsioonid (näiteks täispalkmajad). Seda seetõttu, et kuigi tänapäeva ehitus- ja soojusfüüsika võimaldab arvutada väga täpselt piirete soojusjuhtivust kihtide kaupa ja saada häid tulemusi, siis ehitusprotsessis erinevate seinakihtide paigaldamisel tekkida võivad vead või puudused viivad tegeliku tulemuse mõnevõrra väiksemaks.

Kokkuvõttes saab öelda, et iga maja sisekliima sõltub kõigi eeltoodud tegurite summast ning iga komponent on tähtis ning oluline. Hea sisekliima on vajalik igale hoones olevale inimesele kui ka hoonele endale, et pikaajaliselt oma ülesannet täita.

Kasutatud kirjandus:
Välispiirete soojapidavus ettekanne,
Mart Jõgioja, Energiaaudiitor
OÜ JÕGIOJA Ehitusfüüsika KB