Pod na tlu – Da li je termoizolacija neophodna?

Podne konstrukcije na terenu, odnosno podovi na tlu, su pozicije u kućama i zgradama, u kojima stvari deluju da su jasne, a da li je baš uvek tako? Moglo bi se reći da je samo potrebno slediti logiku koja važi za nadzemne konstrukcije (u kontaktu sa spoljašnjim vazduhom). Dakle, potrebno je predvideti termoizolacioni sloj u sastavu konstrukcije, samo je pitanje od kog materijala i koje debljine. Ovo jeste ispravan princip, ali ima i izuzetaka.

Kako je moguće da ima izuzetaka i zbog čega?

Odgovor leži upravo u termičkim karakteristikama tla. Za razliku od termičkih karakteristika nadzemnog (spoljašnjeg) vazduha, koji ne doprinosi značajno poboljšanju toplotne izolovanosti, a često i odmaže (vetar), pa se na njega ne možemo osloniti u jednostavnim kalkulacijama, tlo (teren, zemlja) ima sasvim drugačije osobine. Zapravo, fenomen prolaza toplote kroz vazduh je drugačiji od prolaza toplote kroz čvrsto telo (tlo), što je i normirano kroz evropske propise koje definišu konkretan način proračuna:

Proračun prolaza toplote kroz konstrukcije u kontaktu sa tlom je definisan sa SRPS EN 13370;
Proračun prolaza toplote kroz neprozirne konstrukcije koje su okružene (spoljnim) vazduhom je definisan sa SRPS EN 6946. Prolaz toplote od enterijera, ka spoljašnjosti, u slučaju poda na tlu, ka zemlji, zavisi od nekih logičnih parametara, a u prvom redu je to vrsta tla, odnosno „zemlje“. Ukoliko je posmatrani objekat makar delimično ukopan, pa ima i podrum, stvari su još uočljivije i jasnije. Iskustvo koje većina nas ima iz svakodnevnog života kaže da je u kućama (zgradama) sa podrumom leti hladnije a zimi toplije, nego u ostalim delovima enterijera. Ovo je posledica izolacione sposobnosti terena (velika masa, velika toplotna inercija). Zbog toga je jasno da se ne mogu na isti način tretirati nadzemne pozicije (u kontaktu sa vazduhom) i podzemne pozicije ili pozicije u kontaktu sa tlom. Tlo koje okružuje podrum, ili objekat leži na njemu, može biti različito, a pomenuta norma EN 13370, prepoznaje tri vrste, predstavljene u tabeli ispod:

Tip	Opis	Provodljivost toplote λ [W/(mxK)]	Toplotni kapacitet ρc [J/(m³xK)]
1	Glina	1.5	3.0 x 10⁶
2	Pesak ili šljunak	2.0	2.0 x 10⁶
3	Homogena stena	3.5	2.0 x 10⁶

Obzirom da se tlo u ovom slučaju posmatra kao izolator, jasno je da od termičkih karakteristika tla (terena), zavisi i ishod. Ovde je relevantna toplotna provodljivost, preko vrednosti λ. Uočljivo je da je stenovito tlo značajno bolji provodnik toplote, dakle lošiji izolator, u poređenju sa glinovitim zemljištem. Sledeći važni parametri za proračun i donošenje odluke su:

Površina poda na tlu (spoljne mere);
Obim poda na tlu (spoljne mere) obuhvatajući stranice koje su direktno orijentisane ka tlu;
Debljina temeljnog zida
Dubina poda (ispod nivoa terena), za slučajeve kada postoji podrum;
Karakteristike podrumskog zida (ukoliko postoji podrum);
Opciono informacija o tome da li postoji termoizolacija u podnoj strukturi, kao i njena provodljivost i debljina.

Ne ulazeći u samu računicu, može se naglasiti da su dva najvažnija parametra (osim vrste tla) vezani za primarnu geometriju:

Površina i
Obim.

foto: freepik.com

Zaključak koji bi mogao da se izvede na osnovu prakse, kao i analize koja će ovde biti prikazana, se može izraziti rečenicom:

Veličina jeste bitna (size does matter)

Šta pokazuju rezultati iz donje tabele?

	Glina, nasip	Zadovoljava	min. izolacije		Pesak, šljunak	Zadovoljava	min. izolacije		Stena	Zadovoljava	min. izolacije
	U			U_kor	U			Uk_or	U			U_kor
Površina [m²]	[W/m²K]		[cm]	[W/m²K]	[W/m²K]		[cm]	[W/m²K]	[W/m²K]		[cm]	[W/m²K]
200	0.448	Ne	5	0.280	0.549	Ne	6	0.294	0.788	Ne	8	0.293
400	0.339	Ne	2	0.294	0.420	Ne	4	0.290	0.620	Ne	7	0.276
600	0.298	Da			0.370	Ne	2	0.297	0.552	Ne	6	0.294
800	0.276	Da			0.344	Ne	2	0.284	0.515	Ne	6	0.281
1000	0.262	Da			0.327	Ne	1	0.291	0.492	Ne	5	0.297
2000	0.234	Da			0.293	Da			0.443	Ne	5	0.275
4000	0.219	Da			0.275	Da			0.417	Ne	4	0.287
8000	0.212	Da			0.265	Da			0.404	Ne	4	0.280
10 000	0.210	Da			0.264	Da			0.401	Ne	4	0.278
20 000	0.207	Da			0.260	Da			0.396	Ne	4	0.275
100 000	0.205	Da			0.257	Da			0.392	Ne	3	0.299

U njoj se daje uporedna analiza karakteristika poda na tlu, na koti prirodnog terena (nije u pitanju ukopani podrum), za različite tipove tla (glina/nasip, pesak/šljunak i stena) u kombinaciji sa površinom prizemlja objekta (poda na tlu). Cilj je da se prikaže u kojim slučajevima se može projektovati podna struktura BEZ termoizolacije. Referentan odgovor je Da, u kolonama „zadovoljava“, kada je izračunata vrednost referentnog koeficijenta prolaza toplote Ukor, manja od maksimalno dozvoljene vrednosti Umax = 0.3 W/m²K, za NOVE zgrade u Srbiji. Iz distribucije zadovoljavajućih odgovora (Da), uočava se:

U slučaju stenovitog tla, bez obzira na veličinu objekta (poda), nijedan slučaj ne zadovoljava, tako da se mora projektovati podna termoizolacija, u debljinama od bar 3 cm za najveće objekte, do preko 8 cm za najmanje analizirane objekte;
U slučaju tla od peska ili šljunka, situacija je nešto povoljnija, pa se za objekte sa podnom konstrukcijom na terenu, površine preko 2000 m², može zaključiti da podna termoizolacija nije neophodna, a za objekte sa manjom površinom, jeste neophodna, u debljinama od 1 cm pa do preko 6 cm, za objekte sa najmanjom analiziranom površinom;
U slučaju tla od gline ili nasipa, situacija je povoljnija, blagodareći poroznosti ove vrste zemljišta, pa je i izolaciona sposobnost tla veća, što navodi na zaključak da se kod objekata površine poda na tlu preko 600 m² ne mora projektovati termoizolacioni sloj, a za manje objekte, mora, u debljinama od 2 do preko 5 cm, za najmanje objekte.

foto: freepik.com

Napomene:

Predstavljeni rezultati su orijentacionog karaktera i dobijeni na osnovu pretpostavljenih prosečnih karakteristika podne termoizolacije ekvivalentnog materijala kao EPS / MW / XPS. U slučaju primene materijala značajno boljih toplotnih karakteristika (PIR) i rezultati će biti različiti.

Zašto je ovakva analiza korisna i u kojim slučajevima?

Kao što se iz opšteg pregleda vidi, nijedan slučaj koji bi mogao biti doveden u relaciju sa porodičnom kućom, bez obzira na vrstu tla, ne pokazuje da je moguće projektovati pod na tlu bez termoizolacije. Međutim, sa prirastom podne površine, javlja se realna mogućnost da se ovaj termoizolacioni sloj izostavi. Ovo je naročito pogodno u slučajevima kada se projektuju objekti velikih ili čak ogromnih podnih površina, kao što su hale za različite namene, a pri tome se tretiraju kao kondicionirani prostori (greju se / hlade se). U slučaju industrijskih hala, dovoljno velike podne površine, izostavljanje termoizolacionog sloja pojednostavljuje projekat, a naročito proces realizacije, imajući u vidu da su često u opticaju povećana korisna opterećenja od opreme, vozila i sl. zatim temelji itd.

foto: freepik.com

Jasno je i da ekonomska korist izostavljanja termoizolacionog sloja, na ogromnoj površini, znači i ne malu dobit. Ovo ne podrazumeva da se u slučaju pomenutih industrijskih ili sličnih (izložbenih) hala, moraju izostaviti kompletni slojevi termoizolacije. U zonama u kojima je to iz funkcionalnih razloga dobro, npr. u svlačionicama, mokrim čvorovima, kancelarijama i sličnim prostorima u kojima su zaposleni bosi ili stalno sede ili povremeno i leže, termoizolacioni sloj treba projektovati, zbog ostvarivanja povoljnije mikroklime i kontaktne temperature. Ovakvi prostori su obično uz fasadu, pa je u tom smislu to i opravdano, zbog inteziviranog protoka toplote na spoju fasada / temelj / pod (slika desno). Termoizolacioni sloj treba OBAVEZNO projektovati u slučaju da se predviđa podno grejanje.

Temperatura unutrašnje površine

Zaključak

U slučaju objekta dovoljno velike podne površine, može se u projektu i izvođenju izostaviti termoizolacioni sloj. Individualni objekti (kuće) obavezno moraju imati isprojektovani termoizolacioni sloj u podnoj strukturi poda na tlu, uobičajene debljine 10 cm, materijala ekvivalentnog EPS-u. U slučaju projektovanja niskoenergetskih objekata / pasivnih zgrada, termoizolacija podne konstrukcije je neophodna, uglavnom u debljinama od oko 20 cm. Takođe je tada potrebno projektovati i prekide termičkih mostova na kontaktu temeljni zid / temellj / pod, ili termički obložiti kompletnu temeljnu konstrukciju (podnu ploču, temelj i temeljni zid sa spoljne strane, što će biti tema u nekom od narednih tekstova.

Originalna konstrukcija

Autor teksta: dr Aleksandar Rajčić, d.i.a. Vanredni profesor na Arhitektonskom fakultetu u Beogradu i vlasnik firme ARHITEKTURA I ENERGIJA