Vzduchotěsnost obálky budovy

Transkript

1 Vzduchotěsnost obálky budovy Text pro potřeby programu Modernizace vzdělávacího obsahu na SPŠS Havlíčkův Brod sestavil Lubomír Krov, Ing Vzduchotěsnost budov byla tradičně spojována s problémem okenních spár a styků obvodových dílců panelových budov. V současnosti se, kromě požadavku na vzduchotěsnost jednotlivých stavebních dílců a konstrukčních spojů, zdůrazňuje potřeba zajištění vzduchotěsnosti obálky budovy jako celku, především z důvodu dosažení plánovaných energetických vlastností budovy (ENB), kvality vnitřního prostředí a spolehlivosti stavebních konstrukcí. Měření vzduchotěsnosti se postupně rozšiřuje zejména v segmentu výstavby dřevostaveb a nízkoenergetických budov. Novou vlnu zájmu vyvolal v posledních měsících program Zelená úsporám, který požaduje dosažení vynikající vzduchotěsnosti obálky jako jednu z podmínek přidělení dotace na pasivní dům. Využívají se přitom požadavky na vzduchotěsnost nově formulované v TNI a Vzduchotěsnost je v odborné literatuře a technických normách často označována také jako průvzdušnost (vysoká průvzdušnost značí špatnou úroveň vzduchotěsnosti a naopak). Vždy se jedná o schopnost obálky budovy propouštět vzduch. Proudění vzduchu obálkou budovy je podmíněno rozdílem tlaku vzduchu mezi vnitřním a vnějším prostředím a přítomností míst propustných pro vzduch (netěsností). Vzduchotěsnost obálky budovy jako celku je kombinovaným efektem všech dílčích netěsností. Rozdíl tlaku vzduchu působící na obálku budovy bývá vyvolán větrem, rozdílem vnitřní a vnější teploty nebo účinkem mechanických větracích zařízení (zpravidla jejich kombinací). Čím větší je tlakový rozdíl, tím větší je průtok vzduchu obálkou budovy. (přímá úměra) Nežádoucí netěsnosti v konstrukcích, které by mohly způsobit různé problémy jako například růst plísní na vnitřním povrchu, nadměrnou tepelnou ztrátu (povrchů/prostředí) nebo kondenzaci uvnitř konstrukce, jsou v normě vyřešeny velice podrobně. Normou je požadována téměř nulová průvzdušnost všech spár mimo funkčních spár oken. Prakticky to znamená, že každá netěsnost, která by mohla způsobit vyjmenované problémy je tedy nepřípustná. Neexistuje jednotná metodika pro stanovení netěsnosti spáry. Běžně se tedy netěsnosti insitu odhalují pomocí holých rukou, anemometrem, termovizní kamerou, kouřem. Ve všech případech je potřeba k odhalení netěsnosti tlakové diference mezi interiérem a exteriérem, jinak by se netěsnosti neprojevily. Tlakové diference je možno dosáhnout například zařízením blower-door. Těžko se například stanovuje nejistota lokalizace netěsnosti holou rukou nebo kouřem. Při použití termovizní kamery nebo anemometru je situace sice o něco příznivější. Výsledná měřená veličina ale záleží na tlakové diferenci mezi interiérem a exteriérem, která není pevně stanovena. Vzduchotěsnost obálky budovy - vyjadřuje jako intenzita výměny vzduchu při referenčním tlakovém rozdílu 50 Pa, n 50 :

2 kde: V 50 je objemový tok vzduchu skrz obálku budovy při tlakovém rozdílu 50 Pa v m 3.h -1 ; V je objem vnitřního vzduchu v m 3. Hodnota n 50 umožňuje vzájemně porovnávat vzduchotěsnost různých budov, neboť vztahuje průtok vzduchu netěsnostmi při referenčním tlakovém rozdílu na jednotku objemu budovy. Hodnota V 50 se zjišťuje měřením. Projevy a důsledky netěsností Netěsnosti, které umožňují neřízené proudění vzduchu mimo rozvody a regulační prvky větracího systému, jsou nežádoucí. Tento požadavek je pro tepelné chování budovy a správnou funkci větracího systému zásadní a v praxi vede k návrhu vzduchotěsné obálky, včetně spár výplní otvorů. Při správném řešení a provozování větracího systému není tento přístup v rozporu s hygienickými předpisy. Spoléhání na infiltraci okenními spárami a dalšími náhodnými netěsnostmi ve stavebních konstrukcích jako na hygienicky dostatečný způsob větrání se ukazuje jako mylné a navíc je spojené s řadou dalších rizik: - snížení účinnosti větracího systému - snížení účinnosti procesu zpětného získávání tepla (rekuperace) zvýšená tepelná ztráta budovy - zvýšené riziko kondenzace uvnitř konstrukce způsobené intenzivním transportem vlhkosti - urychlení degradačních procesů v okolí netěsnosti a snížení životnosti celé konstrukce; - snížení kvality vnitřního prostředí vlivem proudícího chladného vzduchu; - snížení teploty vnitřního povrchu v místě netěsnosti (riziko povrchové kondenzace) - zhoršení akustických vlastností konstrukce Požadavky na vzduchotěsnost Obecně platné požadavky na vzduchotěsnost obálky budovy i jejích částí jsou uvedeny v ČSN TNI a dále upřesňují požadavky na vzduchotěsnost pro účely podrobné klasifikace nízkoenergetických a pasivních domů. Vzduchotěsnost obálky budovy se ve všech těchto normativních dokumentech hodnotí pomocí intenzity výměny vzduchu při 50 Pa, n 50, která se zjišťuje měřením podle ČSN EN

3 Výsledná hodnota má splňovat podmínku: n 50 n 50,N Limitní hodnoty n 50,N jsou v ČSN , TNI a definovány odlišně. Alternativní hodnocení vzduchotěsnosti rodinných domů podle TNI dočasně umožňuje zařadit mezi pasivní domy také budovy, které sice splňují všechny ostatní požadavky na pasivní domy, pouze vzduchotěsnost mírně překračuje předepsaný limit. Důvodem je obtížná dosažitelnost velmi nízkých hodnot n 50 u rodinných domů vzhledem k nevýhodnému poměru objemu budovy a plochy obálky a také snaha vyjít vstříc projektovým a realizačním firmám, které v této oblasti dosud sbírají zkušenosti a optimalizují svá technická řešení. Využití alternativní hodnoticí veličiny (vzduchová propustnost q 50 namísto hodnoty n 50 ) je zcela v souladu s ČSN EN Splnění limitních hodnot podle ČSN není závazné, pouze doporučené. V rámci programu Zelená úsporám je splnění požadavků na vzduchotěsnost podle TNI a nutnou podmínkou pro přidělení dotace na novostavbu v pasivním standardu. Větrání v budově n 50,N [h -1 ] Přirozené nebo kombinované 4,5 Nucené 1,5 Nucené se zpětným získáváním tepla 1,0 Nucené se zpětným získáváním tepla v budovách se 0,6 zvláště nízkou potřebou tepla na vytápění (pasivní domy) Doporučené hodnoty intenzity výměny vzduchu n 50,N podle ČSN

4 Jev, veličina Označení Jednotka Požadavek Způsob prokázání Poznámka Neprůvzdušnost obálky budovy po dokončení stavby n 50 [1/h] n 50 0,6 Měření metodou Podrobněji v příloze tlakového spádu pro energeticky a výpočet A TNI n 50 pasivní rodinný dům; v souladu s ČSN n 50 1,5 EN 13829, pro nízkoenergetický metoda B dům Neprůvzdušnost obálky n 50 a [1/h] budovy - po dokončení současně [m 3 /h/m 2 ] stavby q 50 Alternativně, pro A/V > 0,6: Neprůvzdušnost obálky budovy vyjádřená hodnotou n 50 a současně i vzduchovou propustností budovy q50 pro energeticky Měření metodou Vzduchový tok při 50 Pa pasivní rodinný dům: tlakového spádu zjištěný měřením se vydělí n 50 0,8 a současně a výpočet n 50 a plochou obálky budovy A E q 50 1,0 q 50 v souladu s vypočítanou v souladu s ČSN EN 13829, ČSN EN 13829:2001 metoda B z celkových vnitřních rozměrů. Pokud n 50 0,6, provede se odpovídající přepočet energetické bilance a korekce výsledků E A a E A. Tab. 2. Požadavky na vzduchotěsnost obálky budovy podle TNI Jev, veličina Označení Jednotka Požadavek Způsob prokázání Poznámka Neprůvzdušnost obálky budovy po dokončení stavby n 50 [1/h] n 50 0,6 pro energeticky pasivní bytový dům n 50 1,5 pro nízkoenergetický bytový dům Měření metodou Podrobněji tlakového spádu a v příloze výpočet n 50 v souladu TNI s ČSN EN 13829, metoda B A Tab. 3. Požadavky na vzduchotěsnost obálky budovy podle TNI

5 Měření V praxi se nejvíce používá metoda tlakového spádu, pomocí zařízení typu blower door. Obecná pravidla a postupy měření jsou uvedeny v ČSN EN TNI v příloze A dále upřesňuje způsob ověřování požadavků na vzduchotěsnost pro účely klasifikace nízkoenergetických a pasivních bytových domů. Měření vzduchotěsnosti bytových i rodinných domů a zpracování výsledků pro účely programu Zelená úsporám se mají řídit pravidly TNI Princip metody spočívá v opakovaném měření průtoku vzduchu skrz obálku budovy při různých úrovních tlakového rozdílu. Tlakový rozdíl se vyvolává uměle, pomocí ventilátoru, který je součástí měřicího zařízení. Pomocí speciálního rámu a vzduchotěsné plachty nebo panelu se ventilátor osadí do otvoru v obálce budovy. Změnou otáček ventilátoru se postupně mění tlakový rozdíl mezi vnitřním a vnějším prostředím. Pro každý tlakový rozdíl se změří průtok vzduchu ventilátorem. Předpokládá se, že stejné množství vzduchu protéká netěsnostmi v obálce budovy. Měří se obvykle dvakrát, jednou při přetlaku, podruhé při podtlaku v budově. Moderní zařízení jsou řízena počítačem, takže měření probíhá zcela automaticky. Výsledkem měření je sada hodnot objemového toku vzduchu změřených při různých tlakových rozdílech. Pomocí rovnice proudění se vypočte objemový tok vzduchu při 50 Pa, V 50 a z něj se odvodí hodnota n 50. O výsledku měření se vystaví protokol, jehož náležitosti jsou definovány v ČSN EN a upřesněny v TNI Měřicí zařízení musí mít vlastnosti předepsané v ČSN EN TNI tyto obecné požadavky přejímá a doplňuje, že mají být používána pouze sériově vyráběná, k tomuto účelu určená zařízení. Použití improvizovaných zařízení se nepřipouští vůbec, měření s použitím větracího zařízení v budově pouze výjimečně a v odůvodněných případech. Výběr okamžiku měření a postup přípravy budovy před měřením se řídí účelem měření. V zásadě je možné rozlišit tyto dva hlavní účely měření: - kontrolní měření v průběhu výstavby - deklarace dosažené vzduchotěsnosti po dokončení budovy Smyslem kontrolního měření je prověření celistvosti vzduchotěsnicích vrstev (například parozábrany) v obalových konstrukcích před jejich zakrytím a kontrola splnitelnosti cílové hodnoty n 50. Součástí měření je často také detekce případných netěsností. V okamžiku měření musí být dokončeny všechny konstrukční vrstvy a další opatření, která mají zajistit vzduchotěsnost obálky, ale měly by být přístupné, aby bylo možné opravit nalezené netěsnosti. Kontrolní měření je důležité zejména u budov s velmi nízkými cílovými hodnotami n 50. Měření, jehož výsledek má sloužit k deklaraci dosaženého stavu, by pochopitelně mělo být realizováno až po úplném dokončení všech stavebních prací. TNI explicitně požaduje splnění této podmínky. Deklarace na základě výsledků získaných měřením před dokončením budovy se připouští pouze výjimečně. Během dokončovacích prací následujících po kontrolním měření totiž může dojít k poškození vzduchotěsnicích vrstev. Pokud k takovému poškození nedojde, může vlivem finálních vrstev dojít k určitému zlepšení vzduchotěsnosti (v některých případech až o 20 %). ČSN EN rozlišuje dvě metody měření, které se vzájemně liší přípravou budovy před měřením: metoda A měření budovy v provozním stavu (větrací otvory v obálce budovy, například okna a větrací mřížky, se uzavřou, ostatní záměrné otvory, například komíny, odvětrání kanalizačního potrubí apod., se ponechají ve stavu typickém pro období, kdy je v provozu systém vytápění nebo chlazení

6 metoda B měření vzduchotěsnosti obálky budovy (větrací otvory v obálce budovy se uzavřou, ostatní záměrné otvory se utěsní). Výsledky měření metodou A mají charakterizovat vzduchotěsnost budovy v provozním stavu. Měření by tedy mělo probíhat až po úplném dokončení budovy. Výsledky se použijí zejména jako vstupy do energetických výpočtů. Naopak metodou B lze měřit jak během výstavby, tak po jejím dokončení. Aby mělo kontrolní měření smysl, mělo by být zřejmě realizováno metodou B. V některých konkrétních případech je obtížné rozhodnout, jakou metodu použít. Zpracovatel měření musí svůj postup vždy vysvětlit v protokolu. ČSN neuvádí, která z měřicích metod se má použít pro ověření doporučených hodnot n 50,N. Naopak TNI jasně říká, že pro účely této normalizační informace má být vzduchotěsnost měřena metodou B po úplném dokončení budovy. Graf 1. Grafické vyjádření výsledků měření vzduchotěsnosti Zajištění vzduchotěsnosti Dosažení vynikající úrovně vzduchotěsnosti není úplně jednoduché, jak potvrzují výsledky dosavadních měření vzduchotěsnosti v ČR. Volba konstrukčního principu (dřevostavba/masivní stavba) a konstrukčních materiálů nemusí mít klíčový vliv na konečný výsledek. Ukazuje se však, že velmi významná je kvalita projektové přípravy a péče věnovaná realizaci technických opatření, která mají zajistit vzduchotěsnost obálky. Zdaleka se nejedná jen o problém kvality provedení na stavbě. Během projektové přípravy je potřeba chápat všechna

7 vzduchotěsnicí opatření jako ucelený systém. Jeho návrh se prolíná všemi fázemi projektové přípravy a nelze jej oddělit nebo řešit nezávisle na ostatních dílčích úlohách. Podrobný postup návrhu je popsán v, hlavní konstrukční zásady je možno shrnout do těchto bodů: - jasné vymezení vzduchotěsnicí vrstvy v každé obalové konstrukci - volba vzduchotěsného materiálu pro tuto vrstvu - zajištění spojitosti vzduchotěsné vrstvy - minimalizace prvků prostupujících vzduchotěsnou vrstvou - zajištění vzduchotěsného napojení těchto vrstev na navazující a prostupující prvky (okna, potrubí, atd.). Pro zajištění životnosti a spolehlivosti musí být vzduchtěsnicí systém sestaven ze speciálních, k tomu účelu určených výrobků (platí zejména pro lepicí pásky a tmely). Při jeho realizaci na stavbě je potřeba dbát na velmi pečlivé řemeslné zpracování a koordinaci jednotlivých stavebních profesí, aby nedošlo k poškození dokončeného systému při navazujících činnostech. Cena za speciální materiály a pečlivou práci se musí promítnout do rozpočtu stavebních prací. Důvodem výměny vzduchu v budově je především větrání. Smyslem větrání je zajistit dostatečnou kvalitu vzduchu uvnitř budovy, musí tedy zajistit zejména: - přívod dostatečného množství kyslíku pro dýchání (požadovaný tok 1 l/(s.os)) - odvod škodlivin a vlhkosti uvolňovaných dýcháním (požadovaný tok 8 l/(s.os)) Větrání by se mělo řídit hygienickými požadavky a současně by nemělo způsobovat zbytečné tepelné ztráty. Proto by měla být budova vybavena větracím systémem umožňujícím regulaci množství vzduchu přiváděného do budovy a odváděného ven. Reálně dosahovaná vzduchotěsnost budov v ČR Nejčastější typy netěsností: - defekty hlavní vzduchotěsnící vrstvy (poškození, necelistvost) - netěsný styk obvodové stěny a podlahy na terénu - netěsný styk obvodové stěny a vnitřního stropu - netěsná připojovací spára oken - netěsné montážní otvory v panelech dřevostaveb - netěsná elektroinstalace procházející vzduchotěsnící vrstvou

8 - netěsné prostupy konstrukčních prvků procházejících vzduchotěsnící vrstvou - netěsné rozvody procházející podlahou na terénu - netěsné prostupy rozvodů obvodovými konstrukcemi - netěsná funkční spára oken - netěsné nadokenní roletové boxy - netěsnosti v plášti vícevrstvých komínů Při návrhu a realizaci systému vzduchotěsnících opatření je třeba dodržovat tyto hlavní zásady: - pečlivý návrh - pečlivá realizace - kontrola provedení v průběhu stavby Výrobky pro vzduchotěsnící opatření Současný trh nabízí mnoho speciálních prostředků pro lepení, napojování a utěsňování vzduchotěsnících vrstev z libovolných materiálů. Jedná se o výrobky vyvinuté přímo k tomuto účelu s garantovanou životností. Mezi tyto vzduchotěsnící prostředky patří zejména: - lepicí pásky pro spojování pásů folií nebo spojů desek hlavních vzduvhotěsnících vrstev - okenní pásky pro utěsnění připojovacích spár oken (ext/nit.) - těsnící pásky pro utěsnění širokých spár nebo pro utěsnění spojovacích prvků s hřebíky a vruty - těsnící tmely pro tmelení spár nebo lepení folií - manžety a průchodky pro snadné utěsnění prostupujících prvků kruhového průřezu (neopren) Nezáleží jen na kvalitě těchto prostředků, ale zejména na kvalitě jejich zabudování (penetrace, čištění podkladů)

9 Pro zpracování textu byly použity následující informační zdroje a články: - Novák, J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov, Grada Publishing, Praha Ing. Jiří Novák, Ph.D Ing. Viktor Zwiener, Ph.D. -

10 S o r t i m e n t t ě s n í c í t m e l y a p á s k y Lepící páska flexibilní AIRSTOP FLEX Použití: slepování jednotlivých vrstev parotěsných zábran pro snížení prostupu vodních par z interiéru slepování pásů pojistné hydroizolace střech a protivětrných izolací bezproblémové těsnění spár stejných nebo různých stavebních materiálů (dřevo, desky OSB, zdivo, kovy...) Vlastnosti: vysoká lepivost pásky! průsvitnost mírná roztažitelnost (nutná při pohybech nebo dotvarování stavebních konstrukcí) přizpůsobivost struktuře povrchu a nerovným povrchům, s možností překrytí pásky omítkou či nátěrem velmi vhodná pro opravy trhlin a poškozených míst na fóliích Lepící pásky však slouží především k zajištění vzduchotěsnosti, parotěsnosti a vodotěsnosti příslušné konstrukce. Proto je nutno zajistit ještě mechanické upevnění těchto izolací pomocí lišt, svorek či podobných upevňovacích prostředků. Údaje o materiálu Složení: lehce roztažitelný plastový nosič, vzduchotěsné laminování Tloušťka: 0,57 mm Pevnost v tahu: podélná > 130 N/5 cm, příčná > 80 N/5 cm Roztažitelnost: podélná %, příčná % Odolnost proti stárnutí: záruka 30 let Teplota zpracování: od -5 C výše Skladování: 1 rok, v chladu a suchu Barva: průhledně bílá, zelený potisk AIRSTOP Páska je průsvitná a vzduchotěsná, s vysokou lepivostí (přilnavostí) k podkladu, zvyšující se do max. pevnosti proti odtržení cca. po 7 hodinách od její aplikace. Montáž Utěsňované materiály nebo konstrukce musí být nosné, suché, zbaveny prachu, příp. odmaštěny! Lepící páska AIRSTOP funguje jako utěsnění, nikoliv jako materiál pro trvale pevné spojení. Použité čistě akrylátové lepidlo neobsahuje pryskyřice ani jiné přísady, které by způsobovaly zkřehnutí lepící vrstvy a je tudíž extrémně odolné proti stárnutí. AIRSTOP okenní páska Použití: těsnění spár oken a dveří vzduchotěsné roviny rohová spojení v dřevostavbách lepení a těsnění parobrzdných desek a fólií Vlastnosti: Bílá lepící páska šířky 60 mm,se skládaným podkladem šířek 15, 20 a 25 mm k jednoduchému a kvalitnímu propojení materiálů v plochách, rozích a koutech konstrukcí AIRSTOP okenní páska přebírá funkci těsnění, nikoliv silového spojení! Technické podklady: Složení: speciální celulózová lepící páska s podélně skládanými pásy Tloušťka: 0,2 mm Teplota pro zpracování: od -5 C Tepelná odolnost: -40 C až +100 C

11 Odolnost při stárnutí materiálu: 30 let záruka Propustnost vodní páry (sd): cca 12 m Těsnící a lepící hmota AIRSTOP Sprint Použití: Rychleschnoucí speciální lepící tmel k trvalému a dlouhodobě elastickému utěsnění spár, spojů stavebních dílců a styčných překrytí (lepení) stavebních folií při suché výstavbě. Utěsnění spár před dotvarováním dřevěných konstrukcí, trvale pružné v barvě dřeva. Těsnění spár prvků stavebních otvorů. (vzduchotěsnost a parotěsnost) Vlastnosti: Vysoce odolná proti vlivům počasí Tixotropní neodkapává Vysolá počáteční přilnavost čerstvě přilepených folií Široké spektrum lepení a těsnění staveb. materiál (dřevo, kámen, beton, omítky, kovy atd.) Odolná proti zamrznutí až do -30 C Aplikace bez nutnosti základního nátěru neobsahuje rozpouštědla, která by mohla poškodit folie Možnost zpracování i na mírně vlhkých i savých materiálech Technické podklady: Složení: modifikované akrylátové disperzní polymery Teplota při zpracování: Tepelná odolnost: Doba vytvrzení: Barva: od -5 do + 35 C -30 až +60 C cca 48 hod. (dle savosti spojovaných nebo lepených materiálů) béžová Vlastnosti povlaku: trvale pružný, samolepící Skladování: Odolnost proti stárnutí: suché prostředí, chlad 20 let AIRSTOP kabelová manžeta D 1 Použití: Slouží k trvalému vzduchotěsnému a parotěsnému uzavření otvorů u průchodů kabelů. Manžeta je průžná a extrémně odolná proti stárnutí. Šířka: 150 mm Délka: 150 mm Pro průchod: 8 až 12 mm Obsah kartonu: 30 ks Technické podklady: Samolepící páska mm s vestavěnou pryžovou manžetou s funkcí těsnění průchodů v konstrukci pro kabely průměru 8 až 12 mm. Složení: samolepící páska s EPDM manžetou Rozměry: 150 mm 150 mm Pro průměr: 8 mm až 12 mm Skladovatelnost: v kartonu až 2 roky při pokojové teplotě Skladování: v suchu a chladu Teplotní stálost: od -40 C do +130 C (krátce do +170 C)

12

13