Toplotni mostovi pri balkonih in nadstreških

Srečujemo se z naraščajočimi energetskimi zahtevami in energijsko učinkovito gradnjo, kar se odraža že pri pri projektiranju in oblikovanju. Čim bolj je zgradba energetsko optimizirana, tem pomembnejši za dobro energijsko bilanco postajajo pri tem detajli in s tem tudi majhna problematična območja. Takšna območja so toplotni mostovi, ki lokalno povzročajo velike toplotne izgube. Če imajo le-te pri starih zgradbah s sorazmerno velikimi toplotnimi izgubami skozi stene in okna še majhen vpliv, pa njihov pomen narašča s kakovostjo izolacije zgradbe. Zato dobiva vpliv toplotnih mostov tako v novogradnji kot pri energetski sanaciji vedno večji pomen. Večje izgube energije, manjše bivalno udobje, v najslabšem primeru tudi rosenje in razvijanje plesni so posledice, o katerih je treba razmisliti pri obravnavi toplotnih mostov. V nadaljevanju so opisane težave zaradi toplotnih mostov in tipični konstrukcijski toplotni mostovi v novogradnji in sanaciji ter prikazane zahteve.

Problematika toplotnih mostov

Toplotni mostovi so krajevno omejene motnje v ovoju zgradbe, ki lokalno povzročajo večje prevajanje toplote kot v sosednji konstrukciji. Takšna primera sta balkonski priključek ali fasadno sidro. Vzrok je lahko v konstrukciji, geometriji ali materialu. Če območje gradbenega elementa odstopa od ravne oblike, kot na primer pri vogalih prostorov, pri katerih je zunanja površina znatno večja od notranje, govorimo o „geometrijskem toplotnem mostu“, če pa so v določenem območju gradbenega elementa krajevno vgrajeni materiali z večjo toplotno prevodnostjo, npr. jekleni priključki, ki prehajajo v fasado, pa o „materialnem toplotnem mostu“.

Konstrukcijski toplotni mostovi

Konstrukcijski toplotni mostovi nastanejo, če se skozi ravnino izolacije prenašajo nosilne sile. Tako nastopajo v okolici konstrukcijskih priključkov, kot so balkonske konzole ali vezi med streho in zunanjo steno. Izvajati jih je treba posebno skrbno. V praksi imajo priključki gradbenih elementov pogosto velike toplotne izgube in nizke notranje površinske temperature. Posledica konstrukcijskih toplotnih mostov so lahko rosenje in razvijanje plesni.
Posledica večjega prevajanja toplote so večje izgube energije. Od tod sledi nižja notranja površinska temperatura in nastajajo nevarnost razvijanja plesni, nevarnosti za zdravje in morebitni higienski problemi ter omejitve pri bivalnem udobju. Druge posledice so nevarnost rosenja in z njim pogojenih poškodb gradbene substance.

Analiza toplotnih mostov
Pri analizi učinkov toplotnih mostov nastopajo razne veličine, ki opisujejo lastnosti toplotnih mostov. Medtem ko toplotni prehodnosti ψ in χ informirata o izgubah toplotne energije, se s temperaturnim faktorjem f in minimalno površinsko temperaturo Θ_min vrednoti tveganje razvijanja plesni in rosenja. Velik problem pri toplotnem mostu je, da so navedene lastnosti odvisne od številnih parametrov. Po eni strani je toplotni most vezan na kakovost uporabljenih materialov – kako dobro namreč posamezni sestavni deli prevajajo toploto – po drugi strani pa je odvisen tudi od geometrijske razporeditve teh sestavnih delov. Posledično je treba pri analizi natančno upoštevati zgradbo toplotnega mostu in obdajajoče konstrukcije. Pri balkonski plošči na primer za prehod toplote ni odločilen le uporabljeni nosilni toplotnoizolacijski element, ampak tudi konstrukcija sosednje stene. Če si predstavljamo, da toplotni most zaradi velikega odvajanja toplote vedno hladi obdajajočo konstrukcijo, je logično, da ima kakovost te konstrukcije vpliv na to, kako močno se da nanjo vplivati. Zaradi te kompleksnosti je računsko določanje navedenih gradbeno-fizikalnih veličin mogoče samo s toplotnim izračunom konkretnega toplotnega mostu po metodi končnih elementov (FE). Pri tem se geometrijska zgradba konstrukcije v območju toplotnega mostu modelira skupaj s toplotnimi prevodnostmi uporabljenih materialov z FE-programom.

Zahteve za toplotne mostove
Pri toplotnih mostovih je treba upoštevati dve bistveni točki:
1. Držati se je treba minimalnih zahtev za zaščito pred vlago.
2. Upoštevati je treba dodatne izgube energije skozi toplotni most.

Balkoni in nadstreški
Posebna pozornost velja konzolnim elementom, kot so balkoni in nadstreški, ker predstavljajo najvplivnejše toplotne mostove v zgradbi. Pri neizoliranih konzolnih gradbenih elementih, npr. armiranobetonskih balkonih ali jeklenih nosilcih, povzroča kombinacija učinka hladilnega rebra pri konzoli (geometrijski toplotni most) in prebijanja toplotnoizolacijske ravnine z armiranim betonom ali jeklom (materialni toplotni most) močan odtok toplote. Posledica neizoliranih konzol so lahko okoli petkrat večje toplotne izgube in znatno znižanje površinske temperature (za 5 do 10 °C). To vodi do precej višjih stroškov ogrevanja in zelo velike nevarnosti nastajanja plesni v predelu priključka konzolnega elementa.