Soojustuspaneelid vähesoojustatud paneelmajade lisasoojustamiseks – sünteesi staadium (0)

1.  Soojustuspaneelid vähesoojustatud paneelmajade lisasoojustamiseks  – 
sünteesi staadium 
2.  Eesmärk 
Luua konseptuaalsed alused ehk enda arvamuste kokkuvõte väljapakutud ideede kohta. Leida 
ideede seast parim ning tuua välja lahenduse puudused, nende eemaldamise võimalused. 
3.  Töö  teoreetilised  alused  
Sünteestistaadium  on  etapp,  kus  arvestatakse  ka  realiseeritavust.  Eesmärgiks  on  luua 
edasiseks  tegevuseks  kindlad  konseptuaalsed  alused.  Staadiumi  käigus   selgub   töö  eesmärk, 
määratakse  ülesande  piirid.  Ülesanne  jagatakse  alaülesanneteks,  lihtsustatakse,  toonitades 
olulist  ja  jäetakse  kõrvale  ebaoluline.  Sünteesi  staadium  on   loominguline   ning  oluline  on 
projekteerija  isiksus.  Selles   staadiumis   tehakse  paraku  ka  kõige  suuremad  vead.   Vigade  
tegemine on põhjustatud üleliigsest pessimismist või optimismist. Sobiv isik selles staadiumis 
on  nn.  „kunstniku“  tüüp,  kes  on  võimeline  otsuseid  vastu  võtma  väheste  teadmiste  baasil. 
Staadiumi lõpus pannakse paika ka kriteeriumid. 
Sünteesi staadiumis kasutatakse 3 meetodit. Esimeseks meetodiks on projekti informatsiooni  
klassifitseerimine.  Selle  meetodi   eeliseks   on  see,  et  see  võimaldab  probleemid  jagada 
alaülesanneteks.  Piirideks  on  see,  et  tegu  on  ühemehe  tööga  ning  see  sobib  kõigile,  kes  on 
püsiv.  Ülesanneteks  on  see,  et  projekteerijal  on  vaja  oma  arvamus  kokku  viia  tegevuse 
tingimustega projekti  varajases staadiumis.  
Teiseks meetodiks on suhete  maatriks . Eeliseks on see, et see võimaldab elemendid vahetada 
suhete  sünteesi  analüüsita.  Piirideks  on  see,  et  inimesel  peab  olema  kogemus  jagada  asjad 
elementideks ja nende vahelisteks suheteks. Ülesandeid on palju, kuid peab olema kindel, mis 
on element ja mis on suhe.  
4.  Metoodilised alused  
Antud   etapis   peab  hästi  teadma   olemasolevat   olukorda.  Teades  olemasolevat  olukorda  on 
võimalik  välja  selgitada  lahenduse  puudused  ning  leida  neile  põhjused.  Samuti  tuua  välja 
puuduste  eemaldmise  viise  ning  koostada   majandusanalüüs .  Majandusanalüüsi  käigus 
hinnatakse,  kas  mingil  suunal  on  majanduslikult  mõistlik  jätkata.  Seejärel  teostatakse 
teostusanalüüs, mis selgitab kas on keerukas valmistada valitud suuna  toodet või mitte. Pärast 
eelmainitud tegevusi selgub valitav suund ehk suund millel jätkata. 
 
5.  Olemasolev olukord  
Lähteülesandeks 
on 
vähesoojustatud 
paneelmajade 
lisasoojustamiseks 
mõeldud 
soojustuspaneeli(de)  väljatöötamine.  Uute  ideede  genereerimiseks  kasutati  analüüsi 
staadiumis  ajurünnakut,  mille  tulemusena   kogunes   suur  hulk  ideid  ja  lahendusi 
soojustuspaneelide arendamiseks. Enim ideid kogunes  ökoloogia  ja taaskasutuse valdkonnast. 
Piiratud  ressurssidega  maailmas  on  oluline  valida  keskkonnasõbralikud  lahendused,  kuid 
lahendus  peab  olema  ka  teostatav,  vastupidav  ning  efektiivne.  Samuti  ei  saa  alahinnata 
lahenduse välimust, kuna see hakkab katma hoone fassaadi.  Kolmandaks  oluliseks  teguriks  on 
majanduslik   tasuvus .  Lahendus  ei  tohi  olla  kallis,  see  peab  olema  piisavalt  efektiivne,  et 
investeeringud rahuldada mõistliku tasuvusajaga.  
6.   Puudused ja nende põhjuste leidmine  
Puudused:  Nõrk  vastupidavus  ilmastikule,  keeruline  ja  kallis  tootmine,  lühike 
ekpluatatsiooniaeg,  ebapiisav   soojapidavus ,    keeruline  paigaldamine  fassaadile,  ebapiisav 
mehaaniline tugevus. 
Põhjused:  Vale  materjalide  valik,  puuduvad   tehnoloogilised   võtted  ja   seadmed   uudsete 
soojustuspaneelide  tootmiseks,    puudub  julgus  „teistmoodi“  toodet  toota  või  osta, 
taaskasutatavate materjalide kallis töötlemine. 
7.   Puuduste eemaldamise viisid  
Viisid:  Uute  tehnoloogiate  kasutusele  võtmine;  valitud  materjalide  töötlemine,  omadusi 
parandavate  ainetega;  teha  kampaaniaid,  et  süstida  inimeste  julgust  tarbida  „teistmoodi“ 
lahendusi; otsida võimalikult otstarbekad materjalid, et saavutada vajalik lahendus. 
8.   Võimalikud suunad  
Suunad: 
 Taaskasutatavatest materjalidest soojustuspaneelid -  papi - ja paberjäätmetest pressitud 
paneelid, mööblijäätmetest tehtavad soojustuspaneelid jm. 
Kombineeritud soojustuspaneelid - mitmekihilised paneelid, mis sisaldavad nii  soojustuse  
kihti, kui ka viimistluskihti. 
Looduslikest materjalidest soojustuspaneelid -  sambla , puidu, tuha jm. kasutamine 
soojustuspaneeli valmistamisel. 
 
9.   Majandusanalüüs 
Erinevate  materjalide  taaskasutamine  on  keskkonna  parandamise  seiskohalt  igati  teretulnud. 
Paraku  jäätmete  ja  prügi  muutmine  efektiivseks  soojustuspaneeliks  võib  osutada  väga 
kulukaks.  Tuleb  väljatöötada  uued   tehnoloogiad   ja  meetodid,  mis  aitaksid  materjalid  teha 
ilmastiku  kindlaks,  piisavalt   tugevaks   ja  soojapidavaks.  See  kõik  nõuab  majanduslikke 
ressursse.   Teisalt   taaskasutatavatest  materjalidest  soojustuspaneelide  tootmiseks  on  võimalik 
taodelda  erinevaid  keskkonnakaitsega  seotud  toetusi,  mis  aitavad  hoida   toodetava     paneeli 
hinna  konkurentsivõimelisena.  Toetused  ei  ole  aga  lõputud,  mistõttu  võib  need  lugeda 
ajutisteks abinõudeks. 
Kombineeritud  soojustuspaneelides  seotakse  mitu  materjali  kihti  ühtseks  paneeliks.  Selline 
lahendus  võib  osutada  tarbijale  vägagi  soodsaks.  Kombineeritud  paneelid  saab  valmistada 
näiteks  viimistluskihiga  ning  seetõttu  jääb  tarbijal  tegemata  kulutused  fassaadi 
viimistlemisele.  Kuid  sellegi  lahenduse  juures  tuleb  kasutusele  võtta  mitmeid  uusi 
tehnoloogilisi võtteid, mis võivad osutuda kulukateks. 
Looduslikest materjalidest soojustuspaneelide valmistamine on loodussõbraliku ja  naturaalse  
elukeskkonna  loomisel  igati  õige  lahendus.  Paraku  ei  suuda  sellised  materjalid  võistelda 
tööstuslikult  toodetud  toodete  omaduste  ja  hinnaga.  Seega  looduslikest  materjalidest 
soojustuspaneelide tootmine on kallis, kuid kindlasti leidub sihtgrupp, kellele sellist  lahendust  
saaks müüa. 
10. Teostusanalüüs 
Valitud lahendus peab olema vastupidav, soojapidav, niiskustehniliselt toimiv ning mõistliku 
tootmiskuluga.  Erinevaid  materjale  taaskasutades  on  keeruline  saavutada  soovitud  tulemusi 
mõistliku hinnaga.  Teostus  võib osutuda keeruliseks,  sest jäätmed ja prügi ei ole ettenähtud 
traditsiooniliseks  soojustamiseks.  Selliseid  materjale  tuleb  töödelda  erinevate  ainetega,  et 
muuta nende omadused vajalikeks.  Näiteks vanapaberist või  papist  lahendus peab olema ka 
niiskuse ja veekindel, aga ka piisavalt tugev. Sellise olukorra saavutamine on keeruline ning 
kulukas.  
Teiseks  võimaluseks  on  kombineeritud  lahendus.  Ka  siin  saab  taaskasutada  erinevaid 
materjale,  mida  kombineeritakse  tuntud  ehitusmaterjalidega.  Selline  lahendus  võimaldab 
saavutada  vajalikud  omadused  mõistlikuma  ressursi  kuluga.  Näiteks  paber-  või  papp-
jäätmetest soojustus kaetakse ilmastikukindla kaitsekihiga, mis koos moodustavad tervikliku 
 paneeli. Paraku võib ka selline kombineerimine osutada keeruliseks ja kulukaks. Vajalik on 
hinnata materjalide omavahelist koostoimivust.  
Ainult looduslike materjalide kasutamine soojustuspaneelide tootmisel on igati loodussõbralik 
lähenemine .  Paraku  on  raske  looduslikest  materjalidest  toota  sama  heade  omadustega 
soojustuspaneele,  kui  tehislikult.  Looduslikud  materjalid  nõuavad  samuti  töötlemist,  et 
takistada hallituse, seente jms teket.  
11. Valitud suund 
Valitud  suunaks  on  kombineeritud  lahendus.  Kombineeritud  lahendus  võimaldab  siduda 
loodussõbraliku-,  taaskasutatavad-,  kui  ka  traditsioonilised  materjalid  ühtseks  efektiivseks 
tervikpaneeliks. 
 
 
12. Soojustuspaneelid vähesoojustatud paneelmajade lisasoojustamiseks  – 
sünteesi staadium (kriteeriumite paikapanemine) 
13. Eesmärk 
Kriteeriumite valiku meetodi eesmärgiks on välja töötada kriteeriumid sobivale lahendusele. 
Formulleerida ülesanne, mille lahendamisega kaasneb sobiv projektlahendus. 
14. Töö teoreetilised alused  
Tegevused kriteeriumite paikapanemise  meetodis : 
1.  Formulleerida ülesanne, mille lahendamisega kaasneb sobiv projektlahendus. Püstitada 
küsimus: „Mida teha, et tuleks sobiv lahendus?“ 
2.  Püstitatud ülesande raames valida suund, mis kindlustab edu. 
3.  Valitud suunal kaaluda kõrvalekaldeid. Kehtestada garanteeritud  edu piirkond. 
4.  Kriteeriumiteks valida lihtsaim mõõt, mis näitab, et lahendus asub garanteeritud edu 
piirkonnas. 
5.  Korrata eelmainitud tegevusi järgnevate kriteeriumite juures. 
Ülesande õnnestumiseks peab lahendusel olema võimalikult suur väärtus. Väärtust on 
võimalik hinnata järgmise valemi abil: 
𝐹𝑢𝑛𝑘𝑡𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑎𝑙𝑠𝑢𝑠, 𝒌𝒗𝒂𝒍𝒊𝒕𝒆𝒆𝒕, 𝑎𝑒𝑔
𝑉ää𝑟𝑡𝑢𝑠 →
𝑚𝑎𝑘𝑠𝑢𝑚𝑢𝑠
 
Antud töö hindame just kvaliteeti ehk vastavust defineeritud otstarbele. 
15. Metoodilised alused  
Atnud  töös  võetakse  projekteeritava  lahenduse  kriteeriumite  paikapanemise   alusteks  
ehitusseaduses olevad nõuded. Lahendus peab vastama seaduses olevatele nõuetele. 
16. Tulemused 
16.1. Lahenduse tugevus 
Ülesanne: Tagada lahenduse piisav tugevus võtmaks vastu tuulekoormusi, omakaalust tulevat 
koormust. Seega peab lahendus olema piisavalt tugev ja kerge. Selle hindamiseks kasutatakse 
konstruktiivsuse näitajat K. 
𝐾 = 𝑅
𝛾2, kus  
R –  kasutatava  materjali  survetugevus , 
γ – kasutatava materjali tihedus. 
Kriteerium   ja  garanteeritud  edu  väärtus:  Lahenduse  edu  garanteerib  kergus  ja  piisav 
survetugevus,  mis  suudab  vastu  võtta  omakaalust  ja   tuulest   põhjustatud  koormused.  Seega 
konstruktiivsuse näit, mis tagab edu on K=30 MPa/(t/m3). 
16.2. Lahenduse kasutusohutus 
Ülesanne:  Leida  piirdetarindi  ekspluatatsiooniiga,  mille  jooksul  on  tagatud  selle 
terviklikkus ,  tugevus -  ja  soojusisolatsiooni  omadused  ning  esteetiline  välimus.   
Kriteerium  ja  garanteeritud  edu  väärtus:   Ekspluatatsiooniiga,  mille  jooksul  ei 
vaja  fassaad  renoveerimist  võiks  jääda  vahemikku  1 5-50  aastat.  Edu  tagab 
kasutusiga  30 aastat. 
16.3. Lahenduse hügieenilisus 
Ülesanne: Lahendus ei tohi eraldada kahjulikke aineid, ega soodustada hallituse ja bakterite 
teket. Ei tohi tekkida tarindisse kondensaati, ega niiskust. 
Kriteerium  ja  garanteeritud  edu  väärtus:  Kriteeriumite  hindamine  ja  garanteeritud  edu 
vahemiku leidmine viiakse läbi pallisüsteemis: 
1. 
Kondensaat tekib  tarindi sees ja sisepinnal, esineb  hallitus . 
2. 
Kondensaati ei teki tarindi sees, eksisteerib liigniiskus , suur hallituse oht. 
3. 
Puuduvad liigniiskus ja hallitus tarindis.  
4. 
Puuduvad liigniiskus ja hallitus tarindis ning piiret on võimalik puhastada   kuivalt .  
5. 
Puuduvad liigniiskus ja hallitus tarindis ning piiret saab pesta mõne puhastus-
vahendiga ja survepesuriga. 
Garanteritud edu vahemik jääb punktide 3-5 vahele. Edu tagab punkt nr. 4.  
20.4. Lahenduse energiatõhusus 
Ülesanne: Järjest kallineva küttehinna ja rangemate nõuetega energiakasutusele, tuleb energia 
säästmiseks  leida  võimalikult  optimaalne  lahendus.  Lisasoojustamine  on  üks  võimalustest. 
Lisasoojustatud  tarindi   soojatakistus   peab  olema  võimalikult  suur.  Samas  tuleb  arvestada  ka 
majanduslikku efektiivsusega. 
Kriteerium  ja  garanteeritud  edu  väärtus:  Praeguste  materjalide  puhul  on  majanduslikult 
efektiivne soojatakistus: RT= 5 m2K/W.  
20.5. Lahenduse müratõrje omadused 
Ülesanne: Lahenduse lisamisega, tarindi optimaalse konstruktsiooni helipidavuse tagamine. 
Kriteerium ja garanteeritud edu väärtus: Keskpärase helikeskkonna tagamiseks elamutes   peab 
konstruktsiooni   helipidavus   olema  vähemalt  45  dB.  Teades,  et  avatäidete  helipidavus  on 
oluliselt madalam sellest suurusest , siis võibki võtta konstruktsiooni helipidavuseks: 45 dB. 
20.6. Lahenduse tuleohutus 
Ülesanne:  Materjal    peab  tagama  tulekahju  korral  piisava  tulepüsivuse  ning  takistama  tule 
levikut.  
Kriteerium  ja  garanteeritud  edu  väärtus:  Kuna  tegu  on  lisasoojustuspaneelidega,  siis 
tulepüsivusele kriteeriumeid ei kehtestata. 
20.7. Lahenduse  uudsus  
Ülesanne:  Lahendus  peab  olema  uudne,  erinema  hetkel  toodetavatest  lahendustest.  Seda  on 
võimalik saavutada kas täiesti uue lahenduse väljatöötamisega või vana lahenduse täiustamise 
teel. 
Kriteerium  ja  garanteeritud  edu  vahemik:  Kriteeriumite  hindamine  ja  garanteeritud  edu 
vahemiku leidmine viiakse läbi pallisüsteemis: 
1. 
Lahenduse uudsus puudub 
2. 
Vana lahenduse täiustamine                                  
3. 
Vana lahenduse uuel eesmärgil kasutamine 
4. 
Vana lahenduse täiustamine ja uuel eesmärgil kasutamine 
5. 
Leiutis  
Edu  tagavad  variandid  2-4.  Viienda  variandi  kasutamine  nõuab  suuri  kulutusi  katsetustele 
jms, mistõttu  võib  uue lahenduse leiutamine, antud juhul, osutuda vähem kasulikuks. Seega 
garanteerib edu punkt nr. 3. 
17. Järeldus 
Erinevate kriteeriumite määramine ja neile vastavate väärtuste hindamine, annab lahendusele 
kindlad  omadused  ja  nõudmised.  Nende  omaduste  ja  nõudmiste  täitmine  omakorda 
garanteerib edu. 
 
 
18. Soojustuspaneelid vähesoojustatud paneelmajade lisasoojustamiseks  – 
hindamise staadium  
19. Eesmärk 
Hinnata kahte soojustuspaneeli lahendust ning valida loodetavalt  edukam . 
20. Töö teoreetilised alused  
Hinnangu  staadium  on  nn.  „jalad  maapeal“  staadium,  kus  valitakse  alternatiivsetest 
lahendustest edukam. Traditsiooniliste lahenduste korral tuleb selles staadiumis toime arvuti. 
Inimene peab ainult  vastu  võtma otsuse, otsuse vastuvõtmise kohta.  Uudse lahenduse puhul 
arvutit kasutada ei saa. Vastuolude tekkimise korral, peab inimene vastu võtma otsuse, millist 
meetodi edasi kasutada. Otsus tehakse tõustes kõrgema taseme probleemini. Seda staadiumit 
sobib läbiviima kitsa silmaringiga inimene ehk nn „matemaatiku tüüp“. 
21. Metoodilised alused  
Töö käik: 
1.  Sõnastada ülesanded, millele peavad vastama alternatiivsed lahendused. (Tehtud sünteesi 
staadiumis) 
2.  Eesmärkide järjestamiseks kasutada eelistusmaatriksit. 
3.  Kui  eesmärke  on  vaja  kaaluda,  siis  omistada  igale   eesmärgile   kaalutegur.  Kaalutegur 
iseloomustab ühe eesmärgi olulilust võrreldes teistega . 
4.  Mõõta või hinnata alternatiivsete lahenduste vastavust järjestatud või kaalutud eesmärgil. 
5.  Muuta tulemused protsentsuhteks ning eelistada kõrgema protsentsuhtega lahendust. 
22. 
Tulemused 
Esimene  lahendus:  Kombineeritud  soojustuspaneel,  mis  koosneb  soojustuskihist, 
tuuletõkkekihist ning viimistluskihist. Soojustuskihi moodustab 150mm paksune mineraalvill 
(λ=0,035  W/(mK)).  Tuuletõkkeks  kasutatakse  30mm  paksust  tuuletõkkeplaati  (λ=0,037 
W/(mK)).   Viimistluskiht   koosneb  ilmastikukindlaks  töödeldud  seamaterjali  jääkidest 
(erinevad puitplaatide,  laudade  ja õhemate prusside jäägid).  Viimistulskihi  ja tuuletõkkekihi 
vahele jääb tuulutusvahe ning vertikaalroov Paksusega 25mm. 
1.  Lahenduse soojapidavus 
Rsoojustuspaneel = Rvälispind + Rtuuletõke + Rsoojustus = 0,04+0,03/0,037+0,15/0,035=5,14[W/m2K] 
 
 
2.  Lahenduse konstruktiivsus [1,4] 
Konstruktiivsus  on  suurus,  mis  iseloomustab  materjali  tugevust  ja  kergust.  Materjalide 
konstruktiivsus leitakse valemiga: 
𝐾 = 𝑅
𝛾2 , kus 
R – kasutatava materjali survetugevus, 
γ – kasutatava materjali tihedus. 
Kogulahenduse  konstruktiivsus  leitakse  materjalide  konstruktiivsusnäitajate  kaalutud 
keskväärtuse leidmise teel, mis arvestab lahenduses kasutavate materjalide  osakaalu . 
Tabel 1. Lahenduses kasutatavad materjalid  
Materjal 
Tihedus, γ,  Survetugevus, R, 
Konstruktiivsus, K, 
Materjalikihi 
[t/m³] 
[MPa] 
[MPa/(t/m³)2] 
paksus, [mm] 
Mineraalvill 
0,07 
0,3 
61,22 
150 
Tuuletõkkeplaat  
0,12 
0,3 
20,83 
30 
Puit 
0,5 
15 
60,00 
25 
Klahendus = 55,16 [MPa/(t/m³)] 
3.  Lahenduse kasutusiga [4] 
Lahenduses  kasutatavate  tuuletõkkeplaadi  ja  soojustusplaadi  omadused  ajas  ei  muutu. 
Viimistluskihis  kasutatakse  erinevaid  saematerjali  jääke,  mis  süvaimmutatakse.  Seetõttu 
loetakse  lahenduse  kasutusiga  võrdseks  sügavimmutatud  puidu  kasutuseaga,  milleks  on  25 
aastat. 
4.  Lahenduse hügieenilisus 
Lahendus  hügieenilisus  väärtuseks  on  4  palli.  Puuduvad  liigniiskus  ja  hallitus  tarindis  ning 
piiret on võimalik puhastada kuivalt.  
5.  Lahenduse helipidavus [2,3] 
Lahenduse helipidavust hinnatakse nn. massiseaduse alusel. Helipidavused leitakse valemiga:  
R=20*log(m*f)-49 (dB), kus 
R - heliisolatsioonivõime (dB) 
m - mass ruutmeetri kohta (kg/m²) 
f - sagedus (Hz). 
Soojustuspaneeli  ning  kogu  tarindi  (  soojustupaneel  +  klassikaline  paneelmaja  välissein) 
helipidavused erinevatel  sagedustel  on toodud tabelis 2. 
 
 
Tabel 2. Lahenduse helipidavus 
Soojustuspanee-
Soojustuspaneeli 
Kogu tarindi mass 
Kogu tarindi 
li mass 
Sagedus 
helipidavus, R, 
ruutmeetri kohta, 
helipidavus, 
ruutmeetri kohta, 
[kg/m²]
[dB] 
[kg/m²] 
R, [dB] 
 
125 
32,30 
23,12 
413,3 
45,3 
250 
32,30 
29,14 
413,3 
51,3 
500 
32,30 
35,16 
413,3 
57,3 
1000 
32,30 
41,18 
413,3 
63,3 
2000 
32,30 
47,20 
413,3 
69,3 
4000 
32,30 
53,23 
413,3 
75,4 
Selgub, et  madalatel  helisagedustel  on kogu tarindi helipidavus