Az U-érték szigetelőanyagok besorolásának képlete. A Protektor viszont nem szigetelő anyag, emiatt aztán nem is tekinthető úgy, mint szigetelő anyag.  Azt, hogy a Protektor energia bevonat módosított U- érték képlettel mégis működik, illetve azt, hogy az egy módosított U- érték képlettel is energia megtakarítási hatásokat előtérbe helyezve igen jól kiszámítható.

Az U- érték

Az U- érték, amennyiben energiafelhasználásról és az épületen belüli energia hatékonyságáról van szó, közszájon forog. Évek során sikerült elérni azt, hogy a legtöbb energia megtakarítás kapcsán alacsony U- értékre asszociáljanak az emberek. Mindegy, hogy tetőről, falakról, ablakokról vagy talapzatról van szó, úgy tűnik, hogy az U- érték valamennyi dolog mértékegysége.

Az épület, mint műszaki alkotás rendelkezik fűtéssel és épület burkolattal. A fűtés termeli a hőt, amely az épület burkolaton keresztül elvész. Az időjárással való összefüggést könnyen rá jöhet az ember, hogy a hő felhasználási igény februárban magasabb, mint augusztusban.

Nézzük például a homlokzatot

Az U- érték egy olyan modellt jellemez, ahol a belső térben mindig meleg van. (pl. 20°C), míg a külső téren hideg az idő (-5°C léghőmérséklet). A kettő között húzódik a külső falfelület. A belső és külső hőmérséklet különbségből adódik az úgynevezett hőmérséklet-változtatás, amely a hőáramlás mozgatórugóját képezi. Ennek a hőellenállása befolyással van a külső falfelület hőáramlási intenzitásával.

Röviden:

Ebből a mintaszerű megfontolásból egy rendkívül egyszerű, ám kézenfekvő szabály vonható le: ha az U- érték magas, a fűtési energiafelhasználás is magas – ha viszont alacsony, akkor a fűtési energiafelhasználás is alacsony értéken marad. Ahhoz, hogy alacsony U- értéket célozzunk meg, növelni kell a fal hő ellenállását, hogy ennek következtében a fogyasztás csökkenjen.

Itt két kiindulási alap van, amelyeket kombinálni lehet: egyre vastagabb szigetelést kell létrehozni, vagy egyre nagyobb szigetelési teljesítménnyel rendelkező építőanyagokat kell alkalmazni. Egy egyre vastagabb kezdeti szigetelési vastagság esetén az ember az úgynevezett Hyperbel – problémával szembesül: a szigetelés vastagságának megduplázása nem vezet az U- érték felezéséhez.

Mi is valójában az U- érték?

Olyan mértékű hő áthaladási tényezőről van szó, amely szerint a helyiség légterének hő átadása a külső falfelületén keresztül távozik a levegő hőmérséklet különbség következtében. Az U- érték a reciprok értéke a hő átadási ellenállásnak, az R- értéknek: U = 1 / ∑ R_i

A hő áthaladási ellenállás a kültéri – illetve beltéri úgynevezett átmeneti ellenállásokból tevődik össze. Ezeket a DIN szabványok szabályozzák és álladóként az alábbiak szerint jellemezhetők:  R_si + R_se = 0,13 + 0,04 = 0,17 m²K/W
A fal ellenállása azokból az egyes építőanyag rétegekből adódnak, amelyek vastagságuk illetve hővezető képességük folytán határozhatók meg: R = d / λ

A legtöbb külső falfelület a fennálló épületeknél 1,2 W/m²K U- értékkel jellemezhető. Ez megfelel az R = 1 / U = 1 / 1,2 = 0,833 m²K/W hő áthaladási ellenállási értéknek.  Az egységek reciprok értékeit az alábbiak alapján ismerhetjük fel: U- érték W/m²K und R- érték m²K/W- ben.

Szorosan kapcsolódik az U- értékhez az λ- érték, mint a hő vezetőképesség mértékegysége. Tudjuk jól, hogy a fém jobban vezeti a hőt, mint a fa. Az építőanyagok rendkívül sokféle, eltérő λ- értékkel rendelkeznek: a beton statikusan nagyon sokat elbír, de λ = 2,3 W/mK értékkel jó hővezető és ezzel gyengébb minőségű hőszigetelő. Az EPS (polisztirol) λ- értéke az évek során 0,040-ről 0,035-ön keresztül 0,032 és 0,028-ra fejlődött.

A λ- érték, mint épületfizikai nagyságot laboratóriumban, álló helyzeti feltételek mellett került mérésre: a lapos készülékben az előre tárolt próbatestet egy forró és egy hideg lemez közé tettük, s így került a hőáramlás mérésre. Az álló helyzet itt asz alábbiakat jelenti: a hőmérséklet és a levegő páratartalma állandó. A külső befolyások, mint pl. a nap sugárzása, vagy az eső, nem léteznek.

Ennyit a modellképzés szabvány szerinti elméletéről. A lakóépület az időjárási hatásoknak szabadon ki van téve változékony környezetben, eső, szél és napsugárzás ki van zárva. Belső terében emberek élnek, akik lélegzetükkel vagy zuhanyozásukkal növelhetik a levegő páratartalmát. Ennélfogva a ház a nap illetve az évszak folyamán erősen változó környezetbe kerül.

Az, hogy az U- érték szabványos peremfeltételeivel illetve állandó számítási értékeivel nem egészen egyezik, legutóbb a Galvin – tanulmány derítette átfogóan fel, és került átfogó magyarázatra.¹ Egy idézet a tanulmányból:

„Mivel a felújítást megelőzően a fogyasztás alacsonyabb, mint amit az EnEV a számítási módszereiben elismer, sokkal alacsonyabb megtakarítási arányik adódnak, mint amelyekre az EnEV számítások alapján számítani lehet. A megtakarítások átlagosan 40-50% alacsonyabbak, mint amit számítani lehet.“

Ezt követően a karaván továbbáll. 8 cm-es hőszigetelésről már senki sem beszél, 16 cm normálisként jóformán leoldható, a 30 cm-es a propagált.²

1. Miért nem szeretik a német háztulajdonosok energetikai szempontból felújítani épületeiket, Ray Galvin Üzlet és Gazdaság /EON Energetikai Kutatási Központ, A Jövő Energiája Intézet, Fogyasztói szükségletek és magatartás, RWTH-Aachen Egyetem, 2014.02.05.
2. Összehasonlító utalás a DIBT részéről 2015.05.27-ről: Hőszigetelés polisztirol lappal, konstruktív, égési viszonyok javításával összefüggő intézkedésekkel kialakításával „nehezen gyúlékony” besorolású hőszigetelő rendszerek polisztriol hőszigetelő anyaggal.

A kiszámított, tisztán fiktív megtakarítás 0,3 m szigetelés esetében mindenesetre figyelemreméltó. Ezt, tekintettel a hibaarányra, amelyet figyelembe veszünk, mint egy befektetési döntés alapját, a tulajdonosnak sajt magának kel eldöntenie. Ha egy 0,3 m vastag szigetelő anyagot állítunk szembe egy 0,0003 m (0,3 mm) vastag szigetelés vastagsággal, 1.000 : 1 arány adódik előle. Nem ilyen magas, de azért figyelemre méltó a gyártási költségek aránya.

Ha az U- értékelmélet szerint számolunk, látszólag nulla hatással lehet számolni: R = d / λ = 0,0003 m / 0,035 W/mK = 0,008 ~ 0 W/m²K. Ugyanakkor számos tapasztalati példa adódik (a gyakorlatból), amelyek említésre méltó energia megtakarítást bizonyítanak. Ennek során a Protektor se nem fal építési anyag, sem pedig szigetelőanyag, hanem egy olyan festék amelyet 300 μ. erősséggel hordunk fel. Ez a felületaktív rétegképzés magába foglalja a nedves és sugárzási eljárást is, amely a szabványosított U- értéke modell esetében nem létezik.

Azt, hogy a Protektorral történő energiamegtakarítás gyakorlata valósabb, mint a szigetelőanyagokra vonatkozó teóriáknál, nem is érdemes vitatni. Erre a kérdésre  egészen egyszerű a válaszadás: ha az elmélet nem illeszkedik a gyakorlathoz, akkor a gyakorlatot korrigálni, vagy az elmélethez igazítani kell?

Tekintettel a Protektor tudományának és technikájának állására egyértelművé válik, hogy már ez a kérdés is választ nyert. Elegendő adatbázis szilárd kiértékelését követően végül sikerült megtalálni azt az utat, amely a dolgot leegyszerűsíti, lehetővé téve a számítási lehetőségek hagyományos EnEV programmal történő végrehajtását. Az U_äqu értékkel kifejezésre kerül az, miszerint a Protektor technológia nem hasonlítható össze egy szigetelőanyaggal. A hatás ezzel együtt „mintha az U- értéket egy ’X’ értékkel javítanánk“.