Ar galime gyventi lyg neveiktų Niutono dėsniai? O kaip dėl konvekcijos?

PPP 2022 sausio 20 d.
konvekcija
Konvekcija.

Iš tiesų, kas būtų, jei gyventume lyg negirdėję apie Niutono dėsnius, gyventume įsivaizduodami esą lyg dvasios be masės, o judėtume paslaptingos teleportacijos būdu? Neabejotinai, greitai įvyktų  susidūrimas su realybe, galbūt jis būtų net skausmingas, jei, pavyzdžiui, svajose pakilus iki debesų staiga tektų nukristi ant įšalo sukaustytos žemės.

Ar galime gyventi ignoruodami kitus bazinius fizikos dėsnius? Kokios to pasekmės? Dėsniai tam ir yra, kad labai aiškiai galėtume numatyti tas pasekmes.

Ne išimtis yra ir termodinaminis reiškinys konvekcija. Žinome apie jį ar nežinome, išmanome jo algoritmus ar ne, konvekcija vyksta nepaisant mūsų valios.

Kaip nurodo Tarptautinių žodžių žodynas, konvekcija yra šilumos perdavimas aplinkoje, susijęs su aplinkos (skysčio, dujų ar birios medžiagos) dalelių judėjimu. (Kita konvekcijos reikšmė naudojama meteorologijoje ir yra neaktuali mūsų kalbama tema).

Šilumos laidumas ir konvekcija

Konvekcija veikia visoje žmogaus aplinkoje, įskaitant ir būstą, kuriame jis gyvena. Kad būstas būtų šiltas žiemą ir vėsus vasarą, jis turi būti sandarus, o jo atitvarai – turėti mažą šiluminį laidumą, kurį apibūdina šilumos laidumo koeficientas λ (lambda). Kuo mažesnė λ vertė, tuo geresnės medžiagos izoliacinės savybės.

Kuo mažesnio lambda koeficiento siekia visi termoizoliacinių medžiagų gamintojai, jo kruopščiai siekia gamyboje, jį kontroliuoja laboratorijose ir galiausiai deklaruoja ant savo gaminių pakuočių. Tačiau bėda ta, kad λ matuojamas idealiomis laboratorijos sąlygomis, o realybėje jį veikia atšiauri aplinka, be kita ko, pasitelkusi ir konvekciją.

Todėl didinant pastatų energinio efektyvumo reikalavimus, einant prie itin subtilių projektavimo ir statybos dalykų, konvekcija tampa vis svarbesniu faktoriumi, kurio nevalia ignoruoti.

Europos Parlamento ir Tarybos 2010 m. gegužės 19 d. direktyva 2010/31/ES dėl pastatų energinio naudingumo (OL 2010 L 153, p. 13) kalba apie tai, kad nustatant sąnaudų atžvilgiu optimalaus pastatams ir pastato dalims taikomų minimalių energinio naudingumo reikalavimų lygio skaičiavimo lyginamosios metodikos principus ir reikalavimus, be kita ko „reikėtų  atsižvelgti į galiojančius Europos standartus“.

kranas

Rinktinės statybų, NT, inžinerijos naujienos – gaukite pirmieji!

Tokį standartą turime. Tai LST EN 10456:2008 „Statybinės medžiagos ir gaminiai. Hidroterminės savybės. Lentelinės projektinės vertės ir deklaruojamųjų bei projektinių šiluminių verčių nustatymo procedūros (ISO 10456:2007)“. Jo 7.5 punkte pateikiama, kad termoizoliacinėms medžiagoms konvekcija turi įtakos jos šiluminėms savybėms ir ją privalu vertinti.

Tačiau Lietuvos Aplinkos ministerija pastaraisiais metais ignoruoja tiek direktyvą 2010/31/ES, tiek LST EN 10456:2008, tiek turbūt ir pačią konvekciją. Ar ji ignoruoja ir Niutono dėsnius?   

Asociacijos reikalauja į STR grąžinti konvekcijos koeficientą

Dabar Aplinkos ministerija rengia statybos techninio reglamento STR 2.01.02:2016 „Pastatų energinio naudingumo projektavimas ir sertifikavimas patvirtinimo pakeitimo projekto“ pakeitimus, apie tai paskelbta teisės aktų projektų bazėje.

Polistireninio putplasčio asociacija ir Nacionalinė pasyvaus namo asociacija bendru raštu ministerijai pasiūlė, kad būtų ištaisyta 2019 m. sausio 11 d. Aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-23 sukurta neteisybė, kai  buvo panaikinta λcv– šilumos laidumo koeficiento pataisa dėl šilumos konvekcijos poveikio, skaičiuojant projektinę termoizoliacinės medžiagos arba gaminio šilumos laidumo koeficiento vertę λds.

Toks sprendimas, kuris neturi jokio mokslinio pagrindimo, orui laidžių medžiagų termoizoliacines savybes „pagerino” 5–30 proc. (Pagal metodiką, galiojusią iki 2019 m. vasario 1 d., konvekcijos įtakos koeficientas imamas iš atitinkamos STR lentelės, kurioje daugiklio ribos yra nuo 0,05 iki 0,3).

Laikoma, kad oras yra labai geras šilumos izoliatorius. Tačiau toks jis yra, kai yra sandariai uždarytas, pavyzdžiui, šiuolaikiniuose paketiniuose languose arba statybiniame putplastyje, kuriame oras užima net 98 proc. tūrio. Tačiau oras negali būti laikomas šilumos izoliatoriumi orui laidžiose plaušinėse medžiagose, kuriose jis laisvai juda, išnešiodamas šilumą ar šaltį. Todėl tai būtina įvertinti skaičiavimo metodikoje, atsižvelgiant į šiltinimui naudojamos medžiagos oro laidumo koeficiento reikšmę, t. y., vertinti labai svarbią medžiagos savybę išlaikyti savyje šilumą, būti „neprapučiamai”.

Politinė darbotvarkė ir realybė

Aplinkos ministerijai atsisakius konvekcijos įtakos koeficiento, klaidingai apskaičiuojamas pastato energijos poreikis šildymui ir CO2 sutaupymai. Ir visa tai tęsiasi tuo metu, kai dekarbonizacija tapo viena savarbiausių Aplinkos ministerijos darbotvarkės temų!

Kaip žinoma, kita AM darbotvarkės aktualija – senų daugiabučių renovacija. Jei rūpestis renovacija tikrai nuoširdus, konvekcijos pataisos koeficientą būtina kuo skubiau grąžinti, kad projektuotojai ir sertifikavimo ekspertai, rengdami pastatų energinio naudingumo sertifikatus bei ruošdami investicijų planus ir skaičiuodami būsimus šilumos suvartojimus, tai darytų remdamiesi termodinaminiais dėsniais pagrįsta metodika ir gyventojams pateiktų objektyvesnius duomenis.

Naudojant konvekcijos pataisos koeficientą, europinėms struktūroms teikiami duomenys apie CO2 sutaupymus būtų parengti prisilaikant ES standartus atitinkančios metodikos. Deklaruodamos energetikos rodiklius Komisijai, ES narės vadovaujasi 2012 m. spalio 25 d. Europos Parlamento ir Tarybos Direktyva 2012/27/ES dėl energijos vartojimo efektyvumo, kuria iš dalies keičiamos direktyvos 2009/125/EB ir 2010/30/ES bei kuria panaikinamos direktyvos 2004/8/EB ir 2006/32/EB.

Konvekcijos poveikio koeficientas itin svarbus projektuojant ir įrengiant energijos beveik nevartojančius pastatus, kur nesvarbių detalių tiesiog nėra, kad būtų pasiekta reikiama energinio naudingumo klasė arba vokiško pasyvių namų standarto kriterijai.

Todėl dvi asociacijos ir pateikė STR 2.01.02:2016 pataisų pasiūlymą, kurį priėmusi Aplinkos ministerija patvirtintų, kad ji fizikos dėsnius pripažįsta, o savo politinę darbotvarkę vertina rimtai.

***

Šiame vaizdo įraše (nuo 8 min. 50 sek.) nepriklausomas pastatų šiltininimo ir šilumos išsaugojimo pastatuose ekspertas Robertas Karvauskas kalba apie konvekciją orui laidžiose termoizoliacinėse medžiagose. 

 

handshake PARTNERIO TURINYS

Komentarai