A gazdaságos hőszigetelési vastagság

Egy új épület építésekor, de felújítások során is gyakran felmerülő kérdés, hogy milyen vastag hőszigetelést alkalmazzunk. Az érvényben lévő rendeletek alapján meghatározható az egyes szerkezetekben minimálisan szükséges vastagság. De a hosszú távú költséghatékony működést figyelembe véve tényleg elegendő a kiszámított vastagság? Hosszabb távon vizsgálva is az az optimális mértékű szigetelés vastagság, amit a rendelet alapján meghatározunk?

Ebben a tanulmányban egy meglévő családi ház felújításának hőszigetelési kérdéseit vizsgálom az érvényes hőtechnikai szabályozás, a 7/2006. (V.24.) TNM rendelet egyszerűsített módszere alapján.
A tanulmány keretei között igyekszem a felújítás során alkalmazandó hőszigetelések vastagságának optimális mértékét meghatározni a bekerülési költség és a jövőbeli gázfogyasztás függvényében.
A számítások során különböző homlokzatra és tetőszerkezetbe kerülő hőszigetelési vastagságokkal kiszámítottam a hőtechnikai számítás során szükséges értékeket, majd a hőszigetelések bekerülési költsége és a várható gázfogyasztás függvényében igyekeztem meghatározni a gazdaságos hőszigetelés mértékét.

Az épület

A vizsgált épület jelenleg földszint + tetőtér kialakítású. A ház alápincézetlen, beton sávalapokkal rendelkezik. A meglévő és az átépítés után is megmaradó földszinti falak 30 cm vastag mészhomok anyagúak, az emeleten 25 cm vastag POROTHERM 25 N+F térdfalak és oromfalak készülnek. A homlokzatra expandált polisztirolhab anyagú homlokzati vakolati rendszer illetve egyes szakaszonokon erre ragasztott kőburkolat készül. A tető 22°-os hajlásszögű extenzív zöldtető, 25 cm üveggyapot hőszigeteléssel. A nyugati oldalon a földszinten terasz, az emeleten loggia található.

Földszinti alaprajz
Emeleti alaprajz
Metszetek

Az alaprajzokon látható, hogy az épület tájolása, formai kialakítása hőtechnikai és energetikai szempontból nem kedvező: – az épület a telekhatáron álló beton kerítésől kb. 1 méterre található, – déli irányba két kis földszinti ablak, továbbá egy emeleti teraszajtó nyílik, – a napsugárzásból eredő szoláris nyereség minimális.

Az egyszerűsített módszer használatával ezek a hátrányok nem jelentkeznek, mert az egyszerűsített számítás használata során nem vesszük a szoláris nyereségeket, így a számítással a biztonság javára tévedünk, a részletes számítással kapható értékeknél rosszabb adatokat kapunk.

A számításokat 25 cm vastag tetőszerkezetbe épített hőszigetelés mellett 4-20 cm vastagságú homlokzati hőszigeteléssel végeztem el, expandált polisztirolhabbal és grafitőrleményes expandált polisztirolhabbal. Összehasonlításként a hőszigeteletlen falszerkezetre vonatkozó értékeket is meghatároztam.
A számítások során a munkadíjat és egyéb járulékos költségeket (állványozás, különböző méretű rögzítő dübelek… stb.) nem vettem figyelembe, ezeket az összes esetre azonosnak tételeztem fel, tekintve, hogy a megtérülési számításokban nem játszanak szerepet ill. azok mértéke elenyésző.

Primer energiaigény

Az 1. ábrán látható, hogy már a 4 cm vastag homlokzati hőszigetelés is 41%-os fűtési energiaigény csökkenést jelent a hőszigeteletlen kialakításhoz képest, míg a tervezett 12 cm vastagságú hőszigeteléssel 55% megtakarítás érhető el. Érdekes összehasonlítás lehet, ha a 10 cm-t a 20 cm vastagsággal hasonlítjuk össze: míg a hőszigetelő anyag kétszeres vastagsága kétszer annyiba kerül, a további 10 cm beépítésével már csak 15% többlet megtakarítás érhető el. Az expandált polisztirolhab és a grafitőrleményes polisztirolhab hővezetési tényezőjéből adódik, hogy a 10 cm EPS-sel elérhető értékek a 8 cm vastag grafitőrleményes anyag értékeivel egyeznek (hasonlóan a 20 cm – 16 cm vastagságokhoz).

1. ábra
Primer energiaigény különböző vastagságú homlokzati hőszigetelések esetén

Megfigyelhető, hogy nagyjából a 10-12 cm-es vastagság után minden további 2 cm növekmény már csak további 2-3%-os, egyre csökkenő mértékű további megtakarítást jelent. A táblázat értékeit grafikusan a 2. ábra mutatja.

2. ábra
Fűtési rendszer primer energiaigénye különböző vastagságú homlokzati hőszigetelések esetén

Fűtési költség

A fűtési költségek számítása kiindulásként nagyjából a jelenlegi gázárral (~110 Ft/m3) történt, gépész tervezővel történt egyeztetés alapján. A 3. ábra soraiból kiderül, hogy az adott épület esetén már minimális hőszigetelés beépítésével is mintegy 130.000 Ft megtakarítás érhető el éves szinten. Ehhez képest a kiszámolt legnagyobb vastagságú hőszigetelés még nagyjából 60-65.000 Ft nyereséget jelenthet.

3. ábra
Éves fűtési költség különböző vastagságú homlokzati hőszigetelések esetén

4. ábra
Éves fűtési költség különböző vastagságú homlokzati hőszigetelések esetén

Bekerülési költség

A hőszigetelés költségeinek számításakor csak a hőszigetelés anyagárát vettem figyelembe, a kiegészítő anyagok (ragasztó, dübelezés, vakolat) ára közel azonos minden vizsgált beépítés esetén. Az expandált polisztirol hab árát 12.500 Ft-os, a grafitőrleményes anyagét 15.500 Ft-os bruttó árral vettem figyelembe köbméterenként, ami gyakorlatilag a jelenlegi piaci árnak felel meg. A tetőbe kerülő üveggyapot 20.000 Ft/m3 áron került beszámításra.

5. ábra
Hőszigetelések ára

6. ábra
Hőszigetelések ára

Megtérülés

A 7. ábra a hőszigetelések bekerülési költségét mutatja 15 év alatt kifizetett fűtési költségekkel együtt. Vastaggal kiemelve az egyes eltelt években a leggazdaságosabb megoldás, pirossal jelölve a legdrágább variáció.

7. ábra
Megtérülés számítás 110 Ft/m3 gázárral

Természetesen a vastagabb hőszigetelés időben egyre később térül meg. A jelenlegi bekerülési árakkal és gázárral számolva 15 éves időtávlatban az adott épület esetén 16 cm vastagságú hőszigetelés beépítése a leggazdaságosabb, míg grafitőrleményes polisztirol esetén a 14 cm vastagságú. A táblázatot illetve a 8. ábra grafikonját szemügyre véve látható, hogy a hőszigetelt falakkal mintegy 30-40 %-os megtakarítás érhető el 15 év alatt, ám 8 cm felett a vizsgált időtartam alatt a teljes ráfordítás már viszonylag ki szórást mutat – a leggazdaságosabb értékhez képest az eltérés nagyjából 4-5 %-on belül mozog. Ugyanez igaz a grafitőrleményes táblákkal készült kialakításokra is.

8. ábra
Megtérülés számítás 110 Ft/m3 gázárral

Amennyiben a gáz árát nagyjából a jelenlegi ár kétszeresével számítjuk (200 Ft/m3), természetesen a megtérülési idő is jelentősen rövidül, a 20 cm vastag hőszigetelés is a 10. évre megtérül, 9. ábra. 15 éves időtartam alatt a legjobb esetben közel 45-50 %-os a megtakarítás, ám a 10 és 20 cm-es vastagságokat összehasonlítva így csak mintegy 5-6 %-os különbségekkel találkozunk.

9. ábra
Megtérülés számítás 200 Ft/m3 gázárral

Értékelés

A leggazdaságosabb megoldás kiválasztása összetett feladat, a végeredmény nagyban függ a hőszigetelés bekerülési költségétől és a vizsgált időszak energia árától. Míg a jelenben jelentkező költségek viszonylag pontosan becsülhetők, az energia árának 15 évre történő előrejelzése szinte lehetetlen. A széles körben elterjedt várakozások szerint az energiaárak a jövőben növekedni fognak, ami a hőszigetelési beruházások megtérülési idejének lerövidülését jelenti illetve az egyre vastagabb hőszigetelések gazdaságos alkalmazását.
Érdekes tanulság, hogy bizonyos mértékű hőszigetelés vastagság alkalmazása felett a primergenergia fogyasztásban jelentkező nyereség már szinte elenyésző, a hőszigetelés mértékének növelése helyett esetleg költséghatékonyabb megoldást jelenthet a tájolás (ez természetesen felújítások során már nehezen változtatható), az építészeti kialakítás, az tömör és üvegezett felületek arányának változtatása vagy a gépészeti és egyéb rendszerek változtatása, például megújuló energiaforrások használatával.

Fontos megjegyezni, hogy az egyszerűsített számítás során a szoláris nyereségek nem kerültek beszámításra. Ha ezektől a nyereségektől nem tekintünk el illetve az épületet úgy tervezzük, hogy a napenergia hasznosítása szempontjából minél kedvezőbb legyen, úgy az éves fűtési energiafelhasználás akár jelentősen is csökkenhet, ami a gazdaságossági számításokat jelentősen módosíthatja.

Az elvégzett számítások a homlokzati hőszigetelés mértékére vonatkoznak, de tanulságos vizsgálatok tárgya lehet a továbbiakban:
• a tetőben lévő hőszigetelés mértékének vizsgálata
• a jelenlegi 110 Ft/m3-es helyett 50-100-200 %-kal magasabb gázár (gyorsabb megtérülési idők)
• az egyszerűsített számítás helyett részletes számítás a hőhidak és a sugárzásos nyereség figyelembe vétele, ami a valóságoshoz jobban közelítő értékeket eredményezne (kisebb fűtési energiaigény, ezért valamivel hosszabb megtérülési idők)
• az egyes változatok kombinálása
• az számított értékek ellenőrzése a megvalósult épületen
• a számítások ismételt elvégzése adott időközönként az aktuális árak figyelembevételével… stb.

Nagy Károly
okleveles építészmérnök

(Forrás: http://szigetelesinfo.hu/)