Technický popis pro odborníky

Princip funkce

ThermoSystem^® - elastomerický termopovlak
Systém povrchové úpravy nátěrů se ThermoSystem^® skládá ze známých chemických komponentů, které v nové kombinaci vytváří částečně keramickou vrstvu s řadou předností. Základem energetického a fyziologického účinku je speciální složení složek materiálu. Částečně keramické proto, poněvadž vrstva obsahuje cca 41% mikroskopických vakuovaných křemičito-keramických dutých tělísek ( bublinek ). Ty jsou uloženy v akrylátové bázi.

Při nanesení 0,25 mm tlusté vrstvy nátěru ThermoSystem^® získáme výpočtem následný objem při ploše 1m² materiálu v suchém stavu:

	DISPERZE	KERAMIKA	VAKUUM	SPOLEČNĚ
Suchý objem v%	53%	6%	41%	= 100%
Suchá vrstva 1/m2	0,133 1/m2	0,015 1/m2	0,102 1/m2	= 0,25 1/m2

Samotná vrstva keramických bublinek s obsahem vakua ideálně rozložená do plochy pokryje 11 m².
O tolik se tedy zvýší objem 1 m² stěny s bublinkovo - keramickým povrchem. Vlastnosti jako vysoký stupeň hladkosti, elasticita a hydroizolace. Mimo jiné , má na nanesenou plochu vysokou rozpínavost a vysokou hustotu bublinkovo-keramické disperze.
Bez toho aby, abychom se zaobírali zvláštním efektem složení materiálu a částečného vakua (cca 41% z prostoru vakua) v tenké vrstvě, uvedené údaje jasně ukazují, že při použití nátěru postačí na 1m² plochy stěny díky miliónům keramických bublinek proti jiným vrstveným materiálům jen 53% chemických složek ve stejném objemu materiálu.

To způsobuje:

• zvýšení pružnosti, schopnost povrchové reflexe světla, regulaci vlhkosti a snížení úniku tepla (přilnavostí akrylátové disperze na enormně velkém bublinkovém povrchu se také vysvětlují další technické přednosti ve vztahu k elektrostatickým a dalším parametrům)
• výraznému zlepšení kvality v porovnání s jinými současnými povrchovými úpravami.

Materiálové složení disperzního nátěru (receptura pojiva, plniva, pigmentů a exkluzivní výroba keramické složky) je přizpůsobené tak, aby společně s obsaženým bublinkovým vakuem vytvářeli úplně nové a výhodnější vlastnosti.

Mezi tyto vlastnosti patří:

• výrazné ovlivnění technicko-fyzikálních příčin vzniku tepelných ztrát s následkem snížení tepelných nákladů
• trvalá reflexe slunečního záření
• vysoká chemická odolnost tenkého částečně keramického nátěru.

Speciální živice regulují podle požadavků absorpci vodních pár a emisí.
Variabilní difúzní schopnost je příčinou snižování ztráty tepla a odstraňuje nežádoucí vlhkost stavebních konstrukcí.

Podle vědeckých zjištění je zřejmé, že snížení tepelných přestupů se dá dosáhnout použitím následujících materiálů s příslušnými vlastnostmi:

1. neprůhlednými (absorbujícími, resp. rozptylujícími) materiály

2. tenkostěnnými, ale velmi pevnými prachovými zrnky (bublinky) z materiálu s nízkou vodivostí (např. speciální keramikou)

3. vakuováním nebo nízkou tepelnou vodivostí plynů uvnitř stavebních částí

4. prachovými částicemi s velikostí pórů <1_m.

ThermoSystem^® - trvalá reflexe slunečního záření
Odborníci mají bohaté zkušenosti s reflexí slunečních paprsků. Vysokou reflexí v průměru 86% se chrání přilnavá vrstva před tepelnými změnami (zvlnění a praskání materiálu). Tím se zvyšuje stabilita a přilnavost. Životnost takto přilnavého povrchu je proto delší. Umožňuje to kompenzovat rozdílné koeficienty roztažnosti v rozmezí od -40 °C do +150 °C. Vysoká reflexní schopnost je daná chemickou odolností a stavbou bublinek a není závislá jen na bílém odstínu materiálu.
Proto odstíny nátěru ThermoSystem v pastelových barvách nevykazují skoro žádné snížení schopnosti reflexe. Barevné nátěry mají dobrou reflexní schopnost, což umožňuje jejich použití na střechy.
Výrazné ovlivnění v důsledku možných nečistot je možné minimalizovat díky chemické stabilitě.

Graf: Reflexe slunečních paprsků (400 - 2500 mm) viditelné spektrum slunečního světla)
Prověřené a potvrzené: Reflexe sluneční radiace 86% průměrně.

Nevzniká ani emise tepelného záření s velkou vlnovou délkou, které je součástí tepla vyráběného konvekčními metodami a zůstává tedy na relevantně nízké úrovni. To ostatně ani není žádoucí. Naopak požadované udržení tepla ve stavebních materiálech se nebrání, ale podporuje.
Užívaný výraz "reflexe" se v souvislosti se systémy povrchových nátěrů ThermoSystem^® vztahuje na viditelné světelné spektrum a na infračervený rozsah do 2500 nm. V odborných kruzích se pod pojmem reflexe dlouhovlnného tepelného záření rozumí pouze reflexe tepelného dlouhovlnného záření od 10 000 nm.
Početné opakované pokusy různých renomovaných odborných institucí potvrzují tyto výsledky při použití nátěrů THERMO-SYSTEM. Materiály THERMO-SYSTEM se zjevně odlišují od jiných tzv. "infračervených nátěrů", které dosahují podstatně nižší úspory energie.
Nežádoucí přívod tepla vlivem slunečního záření se reflexí sníží v průměru o 86% a není potřebné žádné přídavné chlazení.
Důsledkem tohoto je úspora energie a snížení emisí CO₂.
Uvedená měření dokazují výhody nátěrů fasád produktem ThermoSystem^® EXTERIER při přímém slunečním záření i v zimních klimatických podmínkách.

Měření uskutečněné asi 2 cm před natřeným úsekem fasády ThermoSystem^® ukazují na zjevné zvýšení teploty mezní vrstvy oproti neošetřenému úseku fasády. V důsledku natření nemá povrch fasády přímý kontakt s chladnější okolní atmosférou, z čehož vyplývá následné snížení tepelného proudění v příslušných stavebních částech.

Tepelné ztráty venkovních stěn se mohou v důsledku použití produktů ThermoSystem^® snížit až o 30%.

Oproti klasickým způsobům řešení tepelné ochrany budov ThermoSystem^® může způsobit obrovský pokrok v energetických úsporách národního hospodářství, ochraně zdraví a ochraně životního prostředí.

ThermoSystem^® - difúze vlhkosti
V roku 1994 byli publikovaná studie, která zjišťovala tepelné ztráty při ochlazování.
Největší vliv na posun vlhkosti se dá očekávat na stavebních částech, které jsou vystavené vysoké vlhkosti a teplotním změnám.
V porovnání k teplu sálání a vedení je střední hodnota tepelné ztráty zvlhčením dešťovými vodami při vysokých srážkách zanedbatelná.
Ale není zanedbatelné snížení teploty povrchu následkem přívalu dešťových vod. Lineární vztah mezi fiktivní tepelnou vodivostí a difúzním tokem poukazuje na to, že změny tepelné vodivosti vznikají výlučně změnou skupenství a nemají nic společného s vlastním vedením tepla.
Proudy difúze vázané na změny skupenství (vysoušecí pochody) mají pro tepelnou bilanci velký význam.
Přirážka na vlhkost pro tepelnou vodivost izolace nemá význam, protože ne vlhkost izolační vrstvy, ale obsah vody ve vrstvách navazujících na izolaci, ale i difúzní odpor tepelného toku při odpařování vlhkosti má vliv na poměr teploty k vlhkosti.
Ve výše uvedeném zdůvodnění je vypočítaná tepelná ztráta srážením až o 376% vyšší než ztráta vzniklá vedením tepla.
Tepelná ztráta vedením založená na výsledcích laboratorních měření je proto asi o 73,4% nižší než prokázaná tepelná ztráta při difúzním odpařování stanovená pro naše zeměpisné šířky (atmosférické a srážkové vlivy).
Proto laboratorní údaje o energetických úsporách při použití materiálů ThermoSystem^® zahrnují jen 1/8 teoretických tepelných ztrát vznikajících difúzním odpařováním.

Schématická představa důsledků teorie srážení vlhkosti ve stavební konstrukci:

Uvedené údaje u povrchů ošetřených nátěrem ThermoSystem^® nezohledňují například snížení transmise způsobené zvýšením tepelného přechodového odporu (o cca 4k).

Q_T : tepelná potřeba při transmisi (-)
Q_FV : tepelná potřeba při srážení (-)
Q_Fa : tepelná potřeba při sušení (-)
Q_S : solární prospěch (+)


Snížení tepelné ztráty pomocí nátěrů ThermoSystem^® se částečně uskutečňuje prostřednictvím redukce odpařování vody, která odjímá venkovní stěně značné množství tepla. Pokud se po dobu topné sezóny odpaří jen 50 litrů vody na m² plochy venkovní stěny - to odpovídá množství srážek ve výšce 50 mm, t. j. jen cca 7% průměrných ročních srážek. Což odpovídá ztrátě tepla ve výši cca 35 kWh/m² plochy venkovní stěny - to představuje víc jak 30% tepelné ztráty v porovnání s uvažovanou hodnotou "U".
Při normální venkovní stěně je hodnota "U" pod 1,4 kWh/(m² K). Tento efekt je možné očekávat pro vlhkost absorbující venkovní stěny namáhané silnými lijáky. Praktické a laboratorní pokusy minimálně potvrzují tento efekt, přitom v porovnání s jinými nátěry byly vždy vyhodnoceny ve prospěch nátěrů ThermoSystem^®. Jak dokáží ještě další mechanismy snížit tepelné ztráty, je v současnosti předmětem zkoumání.
Hodnota "U" zohledňuje tepelné podmíněné vedení tepla, tepelné záření a tepelné proudění, ne však přenos vlhkosti a odpařování, při kterých je přenášené značné množství tepla.

Příklad výpočtu tepelné úspory při použití ThermoSystemu ve vztahu k normované tepelné spotřebě:
Hodnota "U" reprezentuje izolační schopnost stavebního dílu vypočítanou podle DIN ve stacionárním energetickém stavu a slouží k teoretickému stanovení hodnot přenosu tepla / hustoty tepelného proudění (=W/m² oK).
Výpočtem stanovené hodnoty přenosu tepla se zpravidla značně odchylují od skutečných hodnot přenosu, což je způsobené vlivem proměnlivých teplotních stavů. Prostřednictvím vhodného nátěru (např. ThermoSystem^®) venkovních ploch stavebních dílů je možné pomocí cílené manipulace s rozličnými dynamickými stupni vlivu dosáhnout značné zlepšení reálně existujících hodnot izolací:

Výpočet roční spotřeby na vytápění budovy s neošetřenou fasádou
Q_H=0,9(Q_T+Q_L)-(Q_I+Q_S)+Q_FV+Q_Fa= 0,9*Q_T+Q_FV+Q_Fa-Q_S-Q_I+0,9*Q_L= (76k+36k+10k-6k)A-Q_I+0,9*Q_L= 116k*A-Q_I+0,9*Q_L

Výpočet roční spotřeby na vytápění budovy s fasádou ošetřenou nátěrem TS
Q_H=0,9(Q_T+Q_L)-(Q_I+Q_S)+0,2 Q_FV+0,2 Q_Fa= 0,9*Q_T+0,2 Q_FV+0,2 Q_Fa-Q_S-Q_I+0,9*Q_L= (76k+7k+2k-6k)A-Q_I+0,9*Q_L=
79k*A-Q_I+0,9*Q_L
(Q_FV i Q_Fa zredukované o 80%)

Základní údaje:
Tepelně přenosná celková plocha (podle DIN 4108): A = 1,580 m²
Vytápěný objem budovy (podle DIN 4108): V = 4 000 m³
Střední hodnota "U" (podle DIN 4108): K = 1,4 W/m²K
Interní tepelný přírůstek (podle DIN 4108): Q = 8 * V = 8 * 4.000 m³ = 32.000 kWh/a
Tepelná potřeba na větrání (podle DIN 4108): Q = 18,28 * V * WRG-faktor = 18,28 * 4.000 m³ * 1 = 73.120 k Wh/a

Vypočítaná úspora energie oproti neošetřenému stavebnímu dílu se určí - bez uvažování jiných energii šetřících vlastností - výhradně prostřednictvím snížení energetických ztrát způsobených vypařováním a vysušováním (Q_FV a Q_Fa). Snížení je možné, protože nátěr ThermoSystem^® zabraňuje kapilárnímu nasávání vody do stavebního dílu a neposkytuje žádnou vlhkost na odpařování. Faktor 0,2 je i tak zachovaný jako bezpečnostní přídavek. Povaha povrchu nanesené vrstvy způsobuje rychlý odtok dešťové vody, který dodatečně redukuje tepelné ztráty.

Procentuální úspora při použití nátěru ThermoSystem^®
(290.400 - 208.400) / 290.400 * 100 = 28,2%

Poznámky ke způsobu nahlížení na vzorec:
Hodnoty uvedené pro Q_FV = 36 k a Q_Fa = 10 k jsou založené na teoretickém předpokladu a ročních průměrných hodnotách srážek. Je prakticky nemožné, nebo možné jen s poměrně vysokými náklady, najít všeobecně platný vzorec, ve kterém se přesně zohledňují všechny individuální klimatické vlivy na stavbu. Proto je tento výpočet brán jen jako orientační a je vhodným přiblížením úspory energie zapříčiněné redukcí tepelných ztrát způsobených odpařováním a vysoušením při použití nátěru ThermoSystem^®. Hodnoty nejsou v současné době vhodné pro exaktní výpočet (!), asi tak jako jsou nevhodné výpočty hodnoty "U". Enormní vliv Q_FV a Q_Fa jsou závislé na faktorech, jako například množství srážek, povahy povrchu fasády, orientace stavebního dílu k světovým stranám a průběhu venkovních teplot.