Sienų šiluminė inercija

Pagrindinis tikslas renkantis išorinių atitvarų medžiagas ir konstrukcinius sprendimus turi būti komfortiško mikroklimato užtikrinimas patalpose. Higienos specialistų atliktų tyrimų rezultatai byloja, kad faktiškai daugelio chroniškų susirgimų priežastis yra netinkamas arba blogas patalpų mikroklimatas.

Būtų klaidinga teigti, kad pakanka patalpoms suprojektuoti reikiamą U vertę. Be būtinos oro cirkuliacijos ir santykinės drėgmės užtikrinimo patalpoje, taip pat labai svarbu patalpoje palaikyti stabilią temperatūrą, nepriklausomą nuo išorinės temperatūros svyravimų. Vidinio sienų paviršiaus temperatūrų svyravimai neturėtų viršyti 2°C, nepriklausomai nuo to, kokiu intervalu keičiasi išorinė temperatūra. Literatūros šaltiniuose paskelbti tyrimų rezultatai rodo, kad įvairių išorinių atitvarų atveju šis svyravimas yra gana skirtingas ir gali gerokai viršyti 2°C. Temperatūrų svyravimus sąlygoja įvairių medžiagų skirtinga geba išsaugoti (kaupti) šilumą ir vėliau ją skleisti. Statybinės fizikos kontekste, norint aprašyti šią medžiagų savybę, naudojama sąvoka savitoji šiluminė talpa (J/(K•kg). Geriausi šiluminės talpos rodikliai yra medienos, po to eina akytasis, keramzitinis betonas, keraminės ir silikatinės plytos ir gelžbetonis.
Labai svarbu ir tai, kaip greitai išorinė siena atiduoda sukauptą šilumą, t.y. jos atšalimo greitis. Jeigu ji atšąla greitai, patalpų šildymo išlaidos būna didesnės, kadangi norint palaikyti reikiamą vidaus temperatūrą, reikia dažniau įjungti šildymo sistemą. Pirmiau minėta sienų medžiagų savybė, t.y. šiluminė inercija, pavaizduota 4 paveikslėlyje. Šiame paveikslėlyje siena yra iš 250 mm storio akytojo betono. Paveikslėlyje matyti, kad vasarą išorinio sienos paviršiaus iš akytojo betono temperatūra pasiekia maksimalią vertę apyt. 17 val. Po to siena pradeda atiduoti sukauptą šilumą, dėl ko padidėja sienos vidaus temperatūra, kuri maksimalią vertę pasiekia per 7 valandas. Kaip buvo minėta pirmiau, maksimalūs sienos vidinio paviršiaus temperatūros svyravimai neturėtų viršyti 2°C. Sienos šiluminę inerciją atspindi maksimalios išorinės ir vidaus temperatūros skirtumai arba fazių skirtumas, kuris sienos iš 250 mm storio akytojo betono atveju sudaro 7 val. Tai įrodo akytojo betono teigiamas savybes – kaupti šilumą, o po to skleisti ją ilgą laiką.

Pav. 4 Sienos iš akytojo betono išorinės ir vidinės temperatūros skirtumai dienos bėgyje

Šaltinis: Porenbeton Handbuch, Wisbaden 2002

Bendradarbiaujant su Talino aukštąja technikos mokykla, buvo atlikti 375 mm išorinės sienos iš bauroc ECOTERM375 be papildomo apšiltinimo išorinės ir vidinės temperatūros matavimai. Matavimai buvo atlikti tiek žiemą, tiek vasarą.
Rezultatai pateikti žemiau Pav. 5 ir 6.

Pav. 5 Vidinė ir išorinė temperatūra vasaros metu

Pav. 6 Vidinė ir išorinė temperatūra žiemos metu 

Paveikslėliuose matyti, kad Baltijos šalims būdingi dideli temperatūros svyravimai tiek vasarą, tiek žiemą nesukelia sienos vidinio paviršiaus temperatūros skirtumų. Todėl karštomis vasaros dienomis patalpose maloniai vėsu, o žiemą – jaukiai šilta.