Změny klimatu přinesly v posledních dekádách několik negativních jevů spojených s nárůstem průměrné roční teploty. Jedním z nich je nadměrné zahřívání center měst a hustě obydlených částí. Maximální teplota asfaltu se může při extrémně vysokých teplotách vyšplhat až nad 60 °C.
Inovativní řešení využití tepla z asfaltu
Se zajímavým řešením problematiky obnovitelných zdrojů energie přišla nizozemská firma Ooms Avenhorn Holding. Rozhodla se totiž využít energie z rozpáleného asfaltu. Zařízení nazvané Road Energy Systems® využívá schopnost asfaltového povrchu silnic absorbovat teplo. Absorpční schopnost je podpořena navíc černou barvou asfaltu. Získaná energie se užívá na chlazení budov v létě a vyhřívání v zimě.
Firma je první na světě, která takové zařízení uvedla do provozu v Scharwoude v Nizozemí 1. října 2000. Zařízení připomíná síť ohebných trubek, naplněných vodou, umístěných na speciálním roštu pod asfaltovým kobercem přímo na silnicích a cestách. Ohřátá voda pak putuje do podzemních zásobníků, tvořených tzv. aquifery, vodonosnými vrstvami písku, odkud je dále využívána. Teplo zde zůstane akumulované až několik měsíců. Přes léto se teplo z rozpáleného asfaltu naakumuluje a na podzim se začne využívat. Část tepla slouží v zimních měsících k vyhřívání silnice, část se vede do bytů, kde plní funkci topení. V létě systém funguje obráceně - voda z chladného vodního zdroje ochlazuje byty, pak se vede pod asfalt a ohřátá se injikuje (vtlačuje injektáží) do podzemních zásobníků. Nápad již funguje v praxi, asfalt tak vyhřívá činžovní dům, hangár nebo průmyslový park.
Přestože zařízení není levné, údajně se vyplatí díky snížené spotřebě elektrické energie a především snížením emisí CO2. Ve srovnání s konvenčním systémem vytápění má zařízení 50% emise CO2 a v zimě minimalizuje použití soli na silnici.
Barevné asfalty a snížení tepelné zátěže
Jednou z možností, jak snížit akumulaci tepla slunečního záření, je použití světlých barev na povrchu městské zástavby, které sluneční paprsky dobře odráží. Pro tento účel lze využít tzv. barevných asfaltů, které poskytují možnost využití široké palety barev, včetně světlých odstínů. Použitím barevných asfaltů dochází ke snížení absorpce tepla na povrchu městských silnic, chodníků a parkovišť. Použití světlých odstínů pomáhá nejen ke snížení absorpce tepla na povrchu, ale také v tunelech, kde dochází k lepšímu odrazu světla a tím k výrazně lepší viditelnosti.
Čtěte také: Magnezitové cihly
Barevné asfalty přinášejí kromě snížení tepelné zátěže měst a estetického vzhledu také další benefity. Mezi jednu z dalších důležitých výhod barevných asfaltů patří přínos k bezpečnosti v dopravě. Výrazná barva asfaltu zklidňuje dopravu a zvyšuje viditelnost kritických míst, jako jsou křižovatky, přechody pro chodce, křížení cyklostezek se silnicí, kruhové objezdy apod. Barevný asfalt se také hojně využívá ke zvýraznění jízdních pruhů vyhrazených pro cyklisty a autobusy.
Technologie výroby barevného asfaltu
Barevná asfaltová směs použitá pro pokládku obsahuje tři základní komponenty:
- bezbarvé asfaltové pojivo,
- barevný pigment,
- kamenivo.
Bezbarvé asfaltové pojivo je synteticky vyrobený materiál, který lze obarvit širokou škálou běžně dostupných pigmentů. Synteticky vyrobené bezbarvé asfaltové pojivo firmy Total Česká republika má stejné kvalitativní parametry jako běžné černé asfalty. Modifikací polymerem a aditivací získává bezbarvý asfalt lepší reologické vlastnosti než silniční asfalt, výborné adhezní vlastnosti mezi pojivem a kamenivem, vynikající mechanickou odolnost proti vzniku deformací a trhlin a dlouhou životnost. Samotné bezbarvé asfaltové pojivo má světle okrovou, medovitou barvu.
Mezi nejběžněji používané pigmenty pro barvení asfaltu se používají oxidy kovů, jako jsou oxid železitý pro odstíny červené barvy, oxid chromitý pro odstíny zelené a oxid titaničitý pro odstíny žluté. Obsah pigmentu se pohybuje v množství 1-3 % (vztažených na výslednou asfaltovou směs) v závislosti na požadovaném odstínu.
Bezbarvý syntetický asfalt Kromatis® je dodáván do obaloven, kde je obarvován přidáním vybraného pigmentu a zároveň je v mísícím zařízení obalovny, tzv. míchačce, smíchán s kamenivem. Mísení asfaltové směsi a následná pokládka podléhá přísné technologické disciplíně, aby nedošlo ke znehodnocení barevného asfaltu zbytky klasického černého asfaltu.
Čtěte také: Zahradní design s cihlami
Výhody a aplikace bezbarvého asfaltového pojiva Kromatis®
Další výhodou bezbarvého asfaltového pojiva Kromatis® je aplikace výsledné asfaltové směsi při snížené teplotě pokládky až 150 °C, což snižuje náklady na pokládku a má pozitivní vliv na pracovní podmínky obsluhy. Bezbarvé asfaltové pojivo Kromatis® se dodává ve standardních gradacích 35/50, 50/70, 70/100 a 160/220, stejně jako běžná silniční pojiva a dá se také použít pro výrobu asfaltových emulzí. Kromatis® je dodáván pro velké objemy v automobilových cisternách, do 190 kg v sudech a do 0,5 kg v plastových pytlících, které jsou rozpustné spolu s pojivem a jsou tak bezodpadové.
Technologie výroby a pokládka barevného asfaltu Kromatis® od firmy Total Česká republika je již dlouhou dobu zvládnutý proces, který může velkou měrou přispět ke snížení tepelné zátěže městských center a obytných částí a tím i výrazně zvýšit kvalitu života nás všech.
Pěnoasfaltové technologie a snižování pracovních teplot
Využití nízkoteplotních (pěnoasfaltových) technologií je úzce spojeno s omezením energetické náročnosti výroby asfaltových směsí. Například zpráva [2] uvádí, že při průměrném snížení výrobní teploty asfaltové směsi o 27 °C dochází k poklesu spotřeby paliva v průměru o 22 % a ke snížení tvorby emisí oxidu uhličitého o 20 %.
Princip výroby pěnoasfaltu (zpěněného asfaltu) spočívá ve vstříknutí malého množství vody (v množství 1 % až 3 %) do nahřátého asfaltu ve zpěňovacím zařízení, které je napojeno na vedení asfaltu na obalovně. Díky vysoké teplotě načerpaného asfaltového pojiva se nadávkovaná voda přemění z kapalného skupenství na plynné (vodní pára). Asfaltové pojivo začne pěnit, což vede ke zvětšení objemu a dočasnému snížení viskozity.
V případě nevyčerpání celého potenciálu snížení teploty nízkoteplotní technologií je také možné při nevhodných klimatických podmínkách (např. v podzimním období) zvýšit míru zhutnění asfaltových směsí použitím nízkoteplotní technologie (tzn. i pěnoasfaltu), čímž se mohou částečně tyto nevhodné klimatické podmínky kompenzovat. Při využití nízkoteplotních technologií dojde totiž (při zachování standardní výrobní teploty asfaltové směsi) ke snížení viskozity použitého asfaltového pojiva a tím ke zlepšení zpracovatelnosti asfaltové směsi, čímž bude vrstva lépe zhutnitelná.
Čtěte také: OSB desky v praxi
Výsledky testování pěnoasfaltových směsí
V rámci porovnání vlastností byly odebrány na obalovně asfaltových směsí dvě asfaltové směsi typu asfaltový beton pro obrusné vrstvy ACO 11+ vyrobené se zpěněným asfaltem třídy 50/70, které se lišily pouze výrobní teplotou (150 °C vs. 130 °C).
Z obou odebraných srovnávaných asfaltových směsí bylo vyextrahováno (zpětně získáno) asfaltové pojivo. Na základě těchto zjištění je možné konstatovat, že výroba asfaltové směsi při nižší pracovní teplotě vede k menšímu zestárnutí asfaltového pojiva. Po provedení empirických zkoušek byl na asfaltových pojivech stanoven komplexní modul ve smyku a fázový úhel. Zkouška byla provedena v dynamickém smykovém reometru (DSR) při zatěžování o frekvenčním rozsahu 0,1 Hz až 10 Hz v teplotních mezích 10 °C až 70 °C s krokem 5 °C.
Tabulka porovnání empirických parametrů asfaltových pojiv
| Parametr | Pojivo z ACO 11+ (150 °C) | Pojivo z ACO 11+ (130 °C) | Rozdíl |
|---|---|---|---|
| Penetrace [penetračních jednotek] | 50 | 56 | 6 |
| Bod měknutí [°C] | 48 | 57 | 9 |
Zjištěné hodnoty komplexního modulu ve smyku potvrzují výsledky zjištěné při stanovení penetrace jehlou a bodu měknutí. Měřením v zařízení DSR se potvrdily závěry konstatované po provedení empirických zkoušek asfaltového pojiva.
U všech posuzovaných parametrů (nízkoteplotní vlastnosti, modul tuhosti a tvorba trvalých deformací) se projevil vliv nižší míry zestárnutí asfaltové směsi vyrobené při nižší teplotě (130 °C).
Využití geotermální energie pro temperování ploch
Systém REHAU RAUWAY pro temperování volných ploch s využitím geotermální energie zajistí ochranu povrchu před sněhem a ledem, sníží nebezpečí nehod a úrazů a minimalizuje požadavky na údržbu, včetně omezení solení. Ve střední Evropě je teplota na 100 m hloubky vyšší o cca 3 °C. Je smysluplné využít tento zdroj energie na odstranění sněhu a námrazy na kritických dopravních plochách.
Do komunikace je zabudován systém trubek ve formě kolektoru, ve kterém cirkuluje médium. Celý systém navíc doplňují geotermální sondy a čerpadlo. Tento systém využití tepla Země ocení zvláště v oblastech se zvýšeným výskytem zimních srážek, jelikož udrží povrch bez sněhu a ledu. V létě systém odvádí teplo z povrchu do půdy, čímž přispívá k regeneraci půdy a ochlazování vozovky. Vozovka je chráněna před vysokými povrchovými teplotami, a tím se prodlužuje i její životnost.
REHAU vyvinula pro temperování povrchů speciální trubku RAUWAY stabil. Tato trubka je určena pro vytápění asfaltových ploch, poměr mezi jejím průměrem a tloušťkou stěny je 11:1, tím je zajištěna minimální tlaková ztráta a zároveň vysoký přenos tepla.
Požadavkem investora bylo zajištění celoročního bezpečného používání 150 m nástupišť bez plýtvání energií. Temperování nástupišť bylo navrženo kompletně z obnovitelných zdrojů energie. Byla zvolena kombinace využití geotermální a solární energie. Geotermální teplo jímají sondy v hloubce 200 m. V létě se nadměrné teplo odvádí a v zimě je teplota povrchu udržována tak, aby neklesla pod bod mrazu.
Litý asfalt a jeho specifika
Litý asfalt je dutin prostá hustá směs z písku - štěrku, plniva a vysoce kvalitního bitumenu jako pojiva. Jedná se zde o přírodní látky a liší se jak složením, technickými vlastnostmi a tak i škálou použití od známých asfaltů v silničním stavitelství. Litý asfalt neobsahuje dehet ani obdobné zdraví škodlivé látky.
Litý asfalt se pokládá za horka, tj. při teplotě cca 230 °C. Okamžitě po zchladnutí (po 2-3 hodinách) může být přecházen a nebo může být položena podlahová krytina. Doby potřebné pro chemickou reakci, hydrataci nebo vytvrzování odpadají. Naopak díky vysoké teplotě při pokládce a velkému množstvím uvolňovaného tepla pomáhá litý asfalt k vysušování budovy.
Výhody litého asfaltu
- Díky visko-elastickému chování a vysokému vnitřnímu útlumu se ztrátovým faktorem 0,18 (beton má 0,0063) snižuje litý asfalt kročejový hluk až o 14 dB při jmenovité tloušťce 25-30 mm. Použitím vhodných izolačních hmot tak může být při konstrukčních výškách 35-55 mm dosaženo míry zlepšení kročejového hluku až o 32 dB.
- Protože litý asfalt neobsahuje žádné dutiny, nemůže tedy přijímat vodu a je tedy vodonepropustný. Odpadají tedy náklady na hydroizolaci v místnostech s mokrým provozem.
- Litý asfalt má uzavřený povrch bez pórů, neposkytuje tedy bakteriím a mikrobům prostor k usazení a k životu.
- Díky vysoké otěruvzdornosti a necitlivosti vůči vodě a mnoha agresivním látkám (kyselinám, louhům, olejům, pohonným hmotám apod.) představuje litý asfalt trvalé řešení průmyslových potěrů.
- Při jmenovitých tloušťkách 35-40 mm mohou být průmyslové potěry z litého asfaltu ihned po zchladnutí přejížděny i nejtěžšími vozidly bez rizika škod nebo poruch.
- Samozřejmě splňuje litý asfalt i veškeré nároky kladené obvykle na silniční asfalt. Mohou tak být prováděny dopravní plochy na veřejných silnicích, na parkovištích, halových garážích a jejich stropech a na mostech.
Náklady a dostupnost litého asfaltu
Náklady na výrobu a transport litého asfaltu a tím i nabídková cena vzhledem k běžným druhům potěru jsou na první pohled vyšší. To zejména proto, protože v současné době míchárny v České republice litý asfalt pro použití v interiérech nevyrábějí a horká směs se tedy musí importovat ze SRN. Litý asfalt je 30 let v celé Evropě stavební materiál, bez kterého si mnoho investorů, stavebníků a projektantů už svoje stavby nedokáže představit. Doporučujeme při projektování a přípravě stavby využít odborných konzultací specializované firmy a vyžádat si podrobné projektové a technické podklady.
tags: #vyuziti #tepla #asfaltu #k #vytapeni #bytu