Tepelná izolace ulku polystyrénem – úprava úlku

Tepelná izolace úlku polystyrenem - úprava úlku

Na stránce se pracuje

Autor řešení (nápadu):  Ondřej Hercog                      
Testováno v praxi:  NE – bude testováno v sezóně 2021
Výsledky testování: zatím je měření  v modelových podmínkách, ale slibné výsledky
Skupina chovatelů, pro které je pomůcka vhodná:  bez omezení
Odůvodnění: snaha zlepšit tepelně izolační vlastnosti úlku tak, aby se snížila rychlost změn teploty v úlku v závislosti na okolní teplotě
Poznámka: řešení je jedním z variant zlepšení teplotního komfortu úlku pro čmeláky,  kterou testuje skupina Čmeláci PLUS

Datum poslední aktualizace: 21/2/2021

Tepelná izolace úlků (čmelínů) – úvod do problematiky

Pokud nabídnete čmelákům úlek, berete na sebe i odpovědnost za to, jak bude úlek chránit  jeho obyvatele.
 
Nejde jen o to, aby se do úlku nedostali parazité a nepřátelé čmeláků. V úlku by také neměla moc kolísat teplota. Pokud čmeláci žijí v dutině v zemi, ve zdi atd., teplota je tam většinou nižší než teplota vzduchu mimo dutinu , ale především je stabilní.  Takové místo také zabrání prochladnutí při prudkém poklesu teplot, nebo jeho prudké prohřátí  v horkých dnech.
 
Je poměrně komplikované podobné prostředí vytvořit v úlku, proto se jako optimální jeví umístit v interiéru viz popis umístění úlků. Řešení, kdy je úlek umístěn v relativně stabilním prostředí garáže/sklepa atd. , není bohužel pro každého dostupné.
 
Teplota v úlku se se teplou okolí vyrovnají vždy, to je fyzika, jde ale o to za jak dlouho (jak rychle) se tak stane. Optimální úlek by měl změnu vnitřní teploty zbrzdit a překonat špičky do doby, než se teplota okolí vrátí k normálním podmínkám.
 
Žádná sebedokonalejší tepelná izolace sama o sobě nezabrání změně teploty chráněného objektu / obsahu. Tepelná izolace prostě není topení/chlazení, s tím je potřeba se smířit. Navíc objekt uzavřený v izolaci stačí na chvíli otevřít a teplota se v něm začne rychle vyrovnávat s okolím. Proto musí být součástí systému tepelné izolace i dostatečná hmota, která akumuluje teplo. To spolu s tepelnou izolací brání rychlým výkyvům vnitřní teploty objektu.
 
Ukazuje se, že i v oblasti úlků funguje fyzika a stejná pravidla, jako se používají třeba pro pasivní domy. Bydlení lidí je skutečně dobrým příkladem, hovoří se tam o tzv. tepelné pohodě a tepelném komfortu. Proto se pasivní domy  vybavují co nejlepší vnější tepelnou izolací, ale uvnitř se doplňuje hmota v podobě neizolované zdi/konstrukce. Ta funguje jako akumulátor a spolu s tepelnou izolací brání rychlé změně teploty v interiéru. 
 
Úlek (čmelín) je ale malý a často nemá vhodnou konstrukci. Proto často prochladne/ohřeje se velmi rychle a to není dobré.  Pokud například úlek prochladne během noci na úroveň okolí, mohou ho ohrozit i krátké jarní mrazy. Izolací lze jeho vlastnosti vylepšit. Snahou je ale nevytvářet úlky moc těžké, aby s nimi bylo možné manipulovat.
 
Prováděli jsme jednoduchá měření a porovnávali základní typy úlků. Některá zjištění nás přeci jen překvapila. Třeba to, jak rychle se teplota v jednoduchém maloobjemovém úlku bez izolace vyrovná s okolní teplotou.  Ta v podstě kopíruje vnější teploty se zpožděním do jedné hodiny.
 
Nabízí se zdánlivě jednoduché  řešení s topením v úlku. Ve skutečnosti je to poměrně komplikované a neexistuje universální řešení.
 
Nevhodně navržené topení může poškodit plod (přehřeje se nebo vyschne), ohrozit jeho obyvatele a destabilizovat cyklus hnízda. Nemá ani cenu hodně topit v úlku a  zbytečně aktivovat matku, když venku není dost potravy. Taková situiace nen
Topení bez regulace je velké riziko.  Výjimku tvoří řešení, kdy se najde výkon topení takový, který vyhřeje konstrukci úlku a je v rovnováze topící výkon se ztrátami  do okolí. Bez regulace ale i v takovém úlku teplota kolísá v závislosti na okolní teplotě a neposkytuje čmelákům, přirozené prostředí. 
 
Každé topení v úlku znamená teplotní skok směrem vzhůru po zapnutí – klidně o 10°C během hodiny  a nebo dolů po vypnutí. Měřili jsme různé druhy topení a výsledky vám, spolu s vysvětlením poskytneme ZDE <připravujeme>
 
Pokud nemáte k dispozici ověření řešení (otestované) řešení které zajistí  nejlépe regulované topení které umí  zabránit prochladnutí úlku až k 0°C, doporučujeme v úlku netopit. I když takové topení máte k dispozici, mělo by být použito jen tehdy, kdy úlku hrozí skutečné dlouhodobé promrznutí.
Určitě není vhodné do úlku vkládat  topení které má kontaktní teplotu vyšší jak 35°C. Řada lidí si pořídila tepelné kabely. Ty ale podle výrobce mají povrchovou teplotu nad 40°C a  proto takové do úlku nepatří. Lze je umístit max tak do mezistěny úlku, který je na to výrobcem upraven.
Pokud máte jiný/vlastní úlek, je nutné pečlivě změřit a otestovat,  jak se takové topení chová a jak úlek vytápí.
Měřit musíte pečlivě, na správném místě a také měřit hodnoty v čase. Uvidíte jak rychle se úlek vytopí. Výkon topení musíte upravit tak, aby nedocházelo ke skokovým změnám teplot (zapnutí i vypnutí topení).
Topení lze regulovat vhodným termostatem. Počítejte ale s tím, že teploty budou i tak kolísat kolem nastavené teploty (úlek akmuluje teplo). Pokud ho budete regulovat spínacími hodinami, bude to zase řada teplotních změn.. 
 
Čmeláci PLUS proto doporučují
  • v úlku netopit, ale raději věnovat úsilí na přípravu dobré tepelné izolace a konstrukce úlku pasivního úlku.
    To se vyplatí i v době vysokých teplot a prudkých změn, kdy dobré řešení tlumí výkyvy a umožní v úlku udržet co nejdelší dobu vhodné podmínky.
  • Jarní poklesy teplot je možné řešit jinak. Například transportem úlku v noci, kde se čeká mráz, do místa kde úlek nepromrzne, ale ani se zbytečně neprohřeje. Teplota by v takovém místě neměla překročit 10-15°C.
  • Matce poskytnout příkrm (nektar a případně pyl), zbytečně jí ale nerušit zasahováním do hnízda
  • Nemá cenu topit v úlku tehdy, kdy je venku zima a čmeláci nemohou létat a sbírat potravu, nejsou to přirozené podmínky.
    Pro matky je přirozenější počkat ve stavu snížené aktivity na oteplení.  Krátkodobé poklesy teplot umí matky čmeláků v dobrém úlu s dostačeným množstvím dobré výstelky překonat i bez vytápění. 
 
O problematice tepelné izolace a o našich měřeních se dočtete ZDE <připravujeme>
 

Proto věnujeme úsilí vylepšení konstrukce pasivních úlků a proto i tato vychytávka a její příprava na otestování v sezóně.

Jako doklad chování  různých úlku uvádíme průběhy vnitřní teploty v různých ulcích. Graf a měření popíšeme, zde jen demonstrace vlivu vnější teploty na úlky a rozdíly ve změně vnitřních teplot.

Sami vidíte, jak se vnitřní teplota mění v čase a to i při statické vnější teplotě. čím méně teplota v úlku kolísá , tím lépe. Proto je nutné věnovat tepelné izolaci úlku pozornost, než topení které se v praxi využije jen pár dní v roce.

První graf ukazuje jak v úlcích stoupá teplota

Pro orientaci:

  • Zcela nahoře – teplota exteriéru
  • Pak postupně úlky s různou kvalitou tepelné izolace
  • Nejnižší křivka (šedá) reprezentuje  úlek s úpravami, které dále popisujeme


Druhý graf demonstruje průběh ochlazováním úlku.

Je to podobné jen v opačném pořadí. Dobře tepelně izolovaný  úlek prochladne nejpomaleji. Úlky bez tepelné izolace prochladnou velmi rychle.

Malý úlek se tohoto měřeni neúčastnil.  I velký úlek bez izolace srovnal svou vnitřní teplotu s okolím….

 


Úprava úlku (čmelínu)

Pro testy jsme velký úlek, s dutinou mezi stěnami 30 mm. jeho vlastnosti byly velmi dobré, ale hmotnost výrazně narostla.

Proto jsme navrhli jednodušší řešení, které testujeme.

 

V rámci našich úprav jsme hledali alternativu, kterou je možné si vytvořit doma svépomocí. Pokud se potvrdí funkčnost tohoto řešení, je to šance a inspirace pro kutily na úpravu komerčně dostupných úlků, nebo na výrobu nových modelů.

Jako základ pro úpravu jsme použili klasický model úlku ve tvaru krychle o straně 30cm. Takové úlky znáte z našich stránek. Navrhli jsme úpravu tak, aby ho bylo možné obložit deskou 30 mm polystyrénu z vnější strany.
To samo o sobě není nic složitého. My jsme ale hledali řešení, které poskytne ochranu hranám v místech, kdy by mohlo dojít k jejích poškození. Jak se nám to povedlo, vidíte na fotodokumentaci.

Upravený úlek jsme měřili v různých situacích a potvrdilo se, že došlo k výraznému snížení rychlosti změn teploty vzduch v úlku. Zatím se potvrzuje se že hmota obalená tepelnou izolací i v tomto případě funguje lépe, než izolace uvnitř úlku. Tam je navíc izolaci nutné po sezóně měnit.

Měřili situace kdy vyhřátý úlek byl z exteriéru umístěn ven k teplotám blízkým nule. Stejně tak jsme měřili rychlost změny teploty v úlku poté, co jsme ho z chladu umístili do tepla – viz výš uvedené grafy.

Z měření se tedy zdá, že úpravy splnily požadovaný cíl a tím je zlepšit tepelné vlastnosti klasického pasivního úlku

Nyní chceme úlek testovat v průběhu sezóny, abychom si výsledek potvrdili. 

O úspěchu rozhodnou čmeláci, ti mají poslední slovo. Pokud se jim bude v úlku bude dařit, úpravy potvrdíme jako funkční a doporučíme je i ostatním.

 

Popis úprav

Výchozí stav 

Upravili jsme několik let starý klasický úlek:

  • Rozměry: krychle o straně 30 cm
  • Materiál: lepené dřevo
  • Tloušťka stěny: 25,4 mm (1 coul)

Z úlku jsme demontovali všechny komponenty  a odstranili i těsnění. Na stěnách jsme nechali přisvorkovanou původní  dodatečnou izolaci z folie Mirelon.

Čmeláci PLUS - Úlek (čmelín)

Úlek (čmelín) klasické konstrukce
Krychle o straně 30 cm
Domáci výroba
Foto O, Hercog (5/2020¨)

Provedené úpravy konstrukce úlku

Následuje stručný popis úprav. Doporučujeme projít si fotodokumentaci. Všechny rozměry neuvádíme, protože ty odpovídají konkrétnímu úlku, který jsme upravovali.  

Horní strana

  • Korpus úlku byl doplněn na horní straně o límec.
  • Tento díl vytvořil horní stranu prostoru pro vložení polystyrenu o tl 30 mm. Díl současně slouží jako rozšíření těsnící plochy. 
    Poznámka
     – vyplatí se zvolit výšku 33-35 mm, protože k síle desky polystyrenu je nutné započítat i sílu folie Mirelon.
  • Mirelon byl ve styčně ploše odstraněn a nový okraj přisvorkován
  • Díl byl připevněn vruty do boků korpusu úlku, styčné plochy slepeny lepidlem na dřevo 
  • Horní plocha byla zbroušena do roviny.
  • Hrany límce byly zbroušeny do malého rádiusu.

Spodní strana

  • Podobně byl na spodní stranu přilepen a přišroubován díl, který vymezil spodní stranu prostoru pro izolaci
  • Tento díl  umožnil vložení izolační desky ze spodní strany úlku.
  • Do spodního dílu mohou být přichyceny nožičky, nebo konstrukce k upevnění na stojan.

Větrání

  • Na místě větracího otvoru byl k boku korpusu přišroubován dřevěný díl pro nastavení vývodu větracího otvoru. Tloušťka desky 32-35mm.
  • Do tohoto dílu se po obalení úlku svorkuje izolační fólie Mirelon.

Vstupní otvor

  • Podobně jako pro větrací otvor, byl nastaven otvor pro vstupní chodbu. Tloušťka desky 32-35mm aby se vyrovnala i vrstva mirelonu pod polystyrém
  • Na tento díl se po dokončení úprav přišroubuje ochranná klapka a nad ní i ochranná stříška (například pokud používáte stříšku podle našeho návodu).
  • Pozor – bez tohoto dílu by nebylo kam klapku a stříšku přichytit!

Doporučujeme 

  • vložené díly zbrousit do roviny
  • současně doporučujeme  hrany vložených dílů obrousit tak, aby nepoškodily izolační folii

 

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - celkový pohled

Úprava korpusu ulku – celkový pohled
Foto O. Hercog (2/2021)

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - celkový pohled

Úprava korpusu ulku – celkový pohled
Foto O. Hercog (2/2021)

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - detail spodní části

Úprava korpusu ulku – detail spodní části
Foto O. Hercog (2/2021)

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu úlku - detail horní části

Úprava korpusu úlku – detail horní části
Foto O. Hercog (2/2021)

Vložení izolace
  • Z desky 30 mm polystyrenu byly vyřezány desky a ty vloženy do konstrukce – na boky i pod dno úlku.
  • Pokud se pracujte přesně, desky při montáži samy drží ve vymezeném prostoru
  • Nerovnosti a přesahy byly zbroušeny do roviny smirkovým plátnem (bruskou)
  • Spoje byly přelepeny lepící páskou
  • Svislé hrany byly pro zpevnění oblepeny lepicí páskou
Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - Polystyren vložený do konstrukce

Úprava korpusu ulku – Polystyren vložený do konstrukce
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - Polystyren vložený do konstrukce - pohled ze spodní strany

Úprava korpusu ulku – Polystyren vložený do konstrukce – pohled ze spodní strany
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - d9l na přichycení ochranné klapky a stříšky

Úprava korpusu ulku – d9l na přichycení ochranné klapky a stříšky
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Čmeláci PLUS - Úprava korpusu ulku - d9l na přichycení ochranné klapky a stříšky

Úprava korpusu ulku – d9l na přichycení ochranné klapky a stříšky
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Obalení konstrukce izolační fólií

  • Výsledek  byl obalen izolační fólií Mirelon
  • Folie byla nasvorkována na dřevěnou konstrukci
  • Přebytečné části fólie byly odřezány/odstříhány
  • Tam kde je dřevěná konstrukce, byla fólie připevněna dřevěnými lištami, any se dobře přitiskla a její okraje chráněny.
  • Rohy lišt (spoje) byly obroušeny do plochy a rádiusu.

Doporučení

  • doporučujeme olištovat i spodní stranu úlku, lépe tím ochráníte úlek při položení.
Čmeláci PLUS - Úprava úlku - úlek obalený folií a opatřený lištami

Úprava úlku – úlek obalený folií a opatřený lištami
Foto O. Hercog (2/2021)

Čmeláci PLUS - Úprava úlku - úlek obalený folií a opatřený lištami - spodní strana

Úprava úlku – úlek obalený folií a opatřený lištami – spodní strana
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Ochranná síťka

  • Pokud používáte (doporučujeme) upravte si ochrannou síťku. Je nutné zvětšit její límec tak, aby využil celou novou dosedací plochu
  • Pozn. upravená síťka není součástí fotodokumentace
  • Pokud máte možnost, udělejte si z překližky vložku, kterou na jaře použijete jako místo ochranné síťky. Zlepšíte tak tepelnou izolaci úlku.

Těsnění na límec

  • Na dosedací plochu úlku bylo nové široké těsnění (těsnění na ventilátory) viz  naše tipy.

Větrání

  • Byl vloženo a utěsněno větrábí z HT trubky

Ochranná klapka a stříška

  • Byla připevněna klapka a nad ní stříška (zatím jen pro testy, bez vnitřní chodby.
Čmeláci PLUS - Úlek po úpravách

Úlek po úpravách
Foto O. Hercog (2/2021)

 

Čmeláci PLUS - Úlek po úpravách - detail vika (bude použito na jaře místo ochranné sítky)

Úlek po úpravách – detail vika (bude použito na jaře místo ochranné sítky)
Foto O. Hercog

 

Střecha 

  • Po úpravách došlo k zvětšení půdorys úlku, v tomto případě z 30 x 30 cm na  36,5  x 36,5 cm 
  • Proto byl úlek opatřen novou střechou.
  • Konstrukce byla využita podle postupu uvedeného ZDE.
  • Vnitřní rozměr byl zvětšen v obou směrech o 10 mm tak, aby se dal pod střechu vložit savý hadr. 
  • Výška byla upravena tak, aby byla pod střechou izolace 50 mm polystyren a okraje střechy přesahovaly přes olištování.
  • Místo latí byl v konstrukci střechy použit XPS Extrudovaný polystyren. Je pevný, lehký, hladký a dá se řezat. 
  • Vyjímatelná vložka byla vyrobena z polystyrenu 50 mm.
  • Polystyren s výjimkou vložky byl do konstrukce vlepen lepidlem na polystyren.
  • Na plochu, kterou dosedá střecha na korpus bylo vlepeno těsnění.

Pozor

  • vyjímatelná vložka ve střeše slouží k chlazení obsahu úlku, proto je potřeba jí mít možnost vyjmout
  • ochranná síťka v úlku brání čmelákům v prokousání těsnění a polystyrenu, proto jí vřele doporučujme
Čmeláci PLUS - Úprava úlku - úlek obalený folií s novou střechou

Úprava úlku – úlek obalený folií s novou střechou
Foto O. Hercog (2/2021

Čmeláci PLUS - Úprava úlku - nová střecha

Úprava úlku – nová střecha s vložkou
Foto O. Hercog (1/2021)

Čmeláci PLUS - Úprava úlku - nová střecha s vyjmutou vložkou

Úprava úlku – nová střecha s vyjmutou vložkou
Foto O. Hercog

 

Příprava úlku

Další příprava úlku je standardní, viz naše postupy