Komplexní zateplení panelových domů v detailu - 2D výpočty tepelných mostů

Transkript

1 Komplexní zateplení panelových domů v detailu - 2D výpočty tepelných mostů Datum: Autor: Ing. Jiří Čech, AB Design Studio Zdroj: Konference Pasivní domy 2010 Recenzent: akad. arch. Aleš Brotánek, ing. Jiří Tokar, ing. Jiří Vápeník V panelových domech žije téměř třetina občanů ČR a přes 30% domů již prošlo rekonstrukcí, přičemž téměř žádná rekonstrukce nevyužívá skvělý potenciál změny na moderní bydlení s nejvyšším užitným komfortem bydlení 21. století, tedy změny na domy pasivní. 1. Úvod V panelových domech žije téměř třetina občanů ČR a přes 30% domů již prošlo rekonstrukcí, přičemž téměř žádná rekonstrukce nevyužívá skvělý potenciál změny na moderní bydlení s nejvyšším užitným komfortem bydlení 21. století, tedy změny na domy pasivní. K využití této šance je nutné opatření provádět komplexně a v logicky navazujících krocích. Hlavními úspornými opatřeními jsou řízená výměna vzduchu, kvalitní okna a dveře, dostatečné zateplení s důrazem na jeho spojitost bez tepelných mostů. Pro ilustrování významu tepelných mostů byl náhodně vybrán pětisekční panelový bytový dům. Jde jen o referenční příklad dokumentující zavedené postupy, kterých je s malými obměnami většina, a tento zdaleka nepatří mezi zástupce těch nejhorších. 2. Tepelné mosty Při jakémkoliv zateplení radikálně narůstá význam tepelných mostů (vazeb). Už i při běžných malých tloušťkách tepelné izolace zhoršují celkový činitel prostupu tepla obálkou budovy, což je v technických normách podchyceno pomocí přirážek k U-hodnotě. Při tepelných izolacích na úrovni pasivního domu s U-hodnotami kolem 0,1 W/(m2K) znamenají neřešené tepelné mosty zhoršení izolační schopnosti o 20 až 100%. Pokud taková izolace není souvislá, je U-hodnota pohoršena na 0,3 W/(m2K). Mnohem zásadnější vliv tepelných mostů je v průběhu teplot na vnitřím povrchu všech konstrukcí. Pokud tato teplota klesne pod hodnotu rosného bodu, dochází ke kondenzaci vzdušné vlhkosti a konstrukce je dlouhodobě mokrá, což je dobré prostředí pro růst plísní a dalších organizmů, např dřevokazných hub. Voda v jakémkoliv materiálu také znamená zkrácení jeho životnosti. Velikost tepelného mostu lze spočítat a je vyjádřena hodnotou lineárního (bodového) činitele prostupu tepla ψ (resp. χ) Jednotkou je W/(mK) (resp. W/K). Hodnota činitele se běžně pohybuje v rozmezí ψ = 0,00-1,00 W/(mK). Může být i záporná, což ovšem neznamená, že nejde o slabší místo v konstrukci s možnými poruchami. Jen je to způsobeno tím, že jako výchozí se uvažují vnější rozměry domu.

2 Pasivní domy by měly být navrhovány "bez tepelných mostů", což znamená, že žádný tepelný most není vyšší než 0,01 (ψ < 0,01 W/(mK)), nebo součet všech tepelných mostů je roven nule. V zahraničí se používá pouze pojem "tepelný most", my rozlišujeme mosty a vazby. Mosty, nejčastěji systematické, tedy pravidelně se opakující, jsou místní oslabení tepelné izolace v rámci jedné konstrukce (např. stěny). Tepelné vazby nejdou přiřadit žádné konstrukci, jsou vždy na styku dvou ploch (např. styk stěna - střecha, stěna - podlaha). Fyzikálně jde o stejnou veličinu, která ovlivňuje výpočet potřeby stejným způsobem. 3. Zateplení soklu Obr. 2,3 Nevhodné ukončení zateplení nad terénem s hliníkovou zakládací lištou Většina probíhajících zateplení panelových domů končí na podlaze přízemí. Izolační vrstva se přivede jen do roviny obytného prostoru a zakončí na soklu v rovině stropu sklepa. Navíc bývá sokl založen hliníkovou (dobře vodivou) zakládací lištou, která zaručeně "zruší" i několik desítek metrů čtverečních tepelné izolace (dnes už jsou na trhu plastové přerušené zakládací lišty). Z 2D výpočtu teplotních polí je vidět, že původní povrchová teplota v rohu podlahy byla původně 13,5 C, po zateplení 10ti cm (bez soklu) vzrostla jen na 14,5 C, takže dále hrozí kondenzace vlhkosti. Teprve po provedení souvislého zateplení až do terénu a zateplení stropní konstrukce včetně vnitřního lemu všech stěn je povrchová teplota 16,8 C.

3 Obr. 4-9 Varianty provedení soklu: běžné zateplení 10cm, 15cm a soklová izolace, pasivní varianta s 25cm grafitového EPS a soklové izolace 20cm

4 4. Osazení okna Osazení okna je klíčový detail při realizaci pasivního domu. Hodnota tohoto mostu může zásadně zvýšit U-hodnotu osazeného okna, nebo může efektivně odstranit horší izolační schopnosti okenního rámu. Tepelná izolace by měla plynule přecházet na okno, takže okno by mělo být osazeno blíže k vnějšímu líci. Při osazení na původní nevyhovující místo je sice rychlá montáž a zednické práce, ale efekt je špatný a řešení je tím pádem krátkodobé. Pro výpočet byla zvolena varianta původního okna umístěného na vnitřním líci, což je nejnepříznivější případ s povrchovou teplotou kolem 9 C. Při správném osazení máme 17,4 C. Obr Nevhodné osazení okna: na původní místo bez zateplení ostění, se zateplením ostění 20mm

5 Obr Energeticky pasivní řešení: s nulovou hodnotou činitele prostupu tepla 5. Lodžie Řešení lodžie je velice problematické. Stěnové panely nepřerušeně vybíhají jako boky lodžie, původní tepelná izolace nijak nenavazuje a takto vzniklá žebra fungují jako chladič. Povrchové teploty v rohu místnosti jsou kolem kritických 10 C. Takto teplotně namáhaná část domu logicky musí trpět poruchami. Při zateplení je nutné celé "zabalit" bez přerušení, tedy i z vnitřní strany, čímž dochází ke zmenšení plochy lodžie a může nastat konflikt s okny. Ideálním řešením je "posunutí" prosklené obvodové stěny, čímž dojde k odstranění komplikovaných míst a zvětší se obytná plocha.

6 Obr Varianty zateplení boční stěny lodžie: nevhodně s oslabenou vnitřní izolací, se zužujícím se zateplením mm (stále nedostatečné), ideální varianta se zápornou hodnotou

7 činitele prostupu tepla. 6. Závěr Při běžné rekonstrukci panelového domu se mrhá skvělým potenciálem, který tyto domy mají. Návrh a provádění zateplení musí jít společně s podrobným návrhem, jak budou správně řešeny detaily napojení konstrukcí, jak bude zajištěna souvislá a nepřerušená tepelná obálku domu. Tím bude vyrovaný průběh teplot v konstrukci a zajistí se vyšší životnost opatření. 2D výpočty tepelných mostů nám dávají možnost podrobně posoudit povrchové teploty a stanovit činitele prostupu, které jsou nutné k posouzení potřeby tepla na vytápění, jež by pro pasivní domy měla být pod 15kWh/(m2a). Zdroj: