TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ

Transkript

1 TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ BD Obsah: 1. Zadání Seznam podkladů Normy a předpisy Odborný software Charakteristika situace Místní šetření Obecné podmínky výpočtu Parametry prostředí dle ČSN Požadavky dle ČSN Požadavky na kondenzaci vodní páry v konstrukci Požadavky na vnitřní povrchovou teplotu Prostory s relativní vlhkosti do 60% Prostory s relativní vlhkosti nad 60% Posouzení detailů konstrukcí Detail D Schéma detailu Posouzení Detail D Schéma detailu Posouzení detailu Detail D Schéma detailu Posouzení detailu Závěr...24 A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 1/24

2 1. Zadání Na základě objednávky Ivety Novákové, správkyně objektu, ze dne bylo provedeno tepelně technické posouzení zadaných kritických detailů bytového domu č.p v ul. Bašteckého, Praha 13 Stodůlky. Dokumentace byla vypracována firmou A.W.A.L. s.r.o., IČ: , DIČ: CZ , Eliášova ul. č.p. 20, Praha 6 Dejvice, specializující se na stavební fyziku. 2. Seznam podkladů - Místní šetření provedené na místě samém za účasti Ing. Richarda Rothbauera a Ing. Kateřiny Ullmannové z firmy A.W.A.L. s.r.o. a manželů Novákových dne ; - informace od objednatele; - částečná projektová dokumentace 2.1. Normy a předpisy - ČSN Tepelná ochrana budov 2.2. Odborný software - Výpočetní tepelně technický program AREA Výpočetní tepelně technický program CUBE 3D Charakteristika situace Bylo provedeno posouzení zadaných konstrukčních detailů z hlediska stavební tepelné techniky dle současných požadavků. Bytový dům v ulici byl postaven cca před 10-ti lety. Pro nosnou konstrukci bylo použito standardizovaného panelového systému VVÚ ETA. Z technických informací dostupných pro tento systém lze předpokládat, že součástí stěnového panelu je min. 40 mm pěnového polystyrenu. 4. Místní šetření Místní šetření dne bylo vykonáno za účasti Ing. Rothbauera a Ing. Ullmannové z firmy A.W.A.L., s.r.o.. Šetření se dále zúčastnili správci objektu, manželé Novákovi. Při místním šetření bylo vizuálně zjišťováno konstrukční uspořádání detailů, které budou předmětem posouzení. Během místního šetření byly navštíveny i další byty, ve kterých se vyskytují vlhkostní poruchy. Vzhledem ke klimatickým podmínkám během průzkumu (jasno, teplota cca 10 C) nebyly žádné z popi sovaných poruch patrné. Z popisů projevů lze soudit, že značná část je způsobena zatékáním, v některých případech se může jednat i o kondenzaci způsobenou nízkými povrchovými teplotami, tedy tepelnými mosty. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 2/24

3 V případě, že k projevům vlhkostních poruch dochází v zimním období za nízkých teplot pod bodem mrazu a s nižšími teplotami jsou projevy masivnější, je velice pravděpodobné, že daná porucha je způsobená nízkými povrchovými teplotami, případně kombinací tepelných mostů a nevhodných podmínek v interiéru. V případě, že se daná porucha projevuje v průběhu celého roku, bez ohledu na venkovní teploty, ale zato v souvislosti s průběhem srážek, je velice pravděpodobné, že se jedná o zatékání. Pro možnosti posouzení příčin vzniku vlhkostních poruch je velice důležité sledovat jejich průběh, pořizovat záznamy o projevech (např. fotografickou dokumentaci, náčrtky) a zároveň sledovat průběh počasí. V bytech, kde proběhla výměna původních dřevěných oken za nová plastová, je třeba udržovat vhodné parametry interiéru - udržovat přiměřenou teplotu a vlhkost vzduchu v bytě (tzn. relativní vlhkost nižší než 50%), zajistit intenzitu a četnost větrání. Je třeba důsledně používat digestoř s odtahem vzduchu mimo místnost při vaření a odvětrávání koupelny. V případě, že tyto základní zásady nejsou dodržovány, zvýšená relativní vlhkost vzduchu a tím i zvýšená teplota rosného bodu mohou mít za následek výraznější projev vlhkostních poruch a to i v místech, kde by k tomu docházet nemělo. Pro zajištění dostatečných povrchových teplot na výplních otvorů je důležité jejich správné zabudování. Tepelně izolační vrstva by měla překrývat rám okna nejméně o 30 až 40 mm. Připojovací spára mezi ostěním a výplní otvoru by měla být účinně a trvale tepelně izolována a těsněna. Tím dojde k výraznému omezení tepelného mostu. Při provádění dílčích výměn konstrukcí ve stávající budově je nutné pamatovat na to, že tato výměna může vyvolat změnu parametrů vnitřního prostředí (např. zvýšení vlhkosti vzduchu v důsledku výměny oken za těsnější). V takovém případě je třeba současně zlepšit vlastnosti dalších konstrukcí (např. dodatečnou tepelnou izolací tepelných mostů a vazeb, zejména ostění, nadpraží a parapetů) nebo současně změnit provozní režim (nucené větrání). 5. Obecné podmínky výpočtu 5.1. Parametry prostředí dle ČSN Na základě ČSN a informací objednatele byly stanoveny následující parametry prostředí. Tyto parametry byly použity při výpočtu. - obytné místnosti Θ i = +20 C ϕ i = 50% - poloha stavby Praha Θ e = -13 C ϕ e = 84% 6. Požadavky dle ČSN Požadavky byly stanoveny dle ČSN Tepelná ochrana budov Část 2: Požadavky z dubna Tato norma stanovuje tepelně technické požadavky pro navrhování a ověřování budov s požadovaným stavem vnitřního prostředí při jejich užívání, které podle stavebního zákona zajišťují hospodárné splnění základního požadavku na úsporu energie a tepelnou ochranu. Platí pro nové budovy a pro stavební úpravy, udržovací práce, změny v užívání budov a jiné změny dokončených budov. Norma platí i pro nevytápěné budovy nebo nevytápěné zóny budov, požaduje-li se v nich určitý stav vnitřního prostředí, např. pro skladování, provoz technického zařízení apod. Ustanovení normy se využijí přiměřeně možnostem tak, aby nedocházelo k poruchám a vadám při užívání těchto budov nebo zón budov. Norma neplatí pro budovy převážně velkoplošně otevřené, nafukovací haly, stany, mobilní buňky, skleníky, stájové objekty, chladírny a mrazírny a pro stavby, kde není požadován stav vnitřního prostředí. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 3/24

4 6.1. Požadavky na kondenzaci vodní páry v konstrukci Pro stavební konstrukci, u které kondenzace vodní páry uvnitř neohrozí její požadovanou funkci, se požaduje omezení ročního množství zkondenzované vodní páry uvnitř konstrukce M c, v kg/(m 2 a) tak, aby splňovalo podmínku: M c M c,n Pro jednoplášťovou střechu, konstrukci se zabudovanými dřevěnými prvky, konstrukci s vnějším tepelně izolačním systémem, vnějším obkladem, popř. jinou obvodovou konstrukci s difúzně málo propustnými vnějšími povrchovými vrstvami, je nižší z hodnot: M c,n = 0,10 kg/(m 2 a) nebo 3% plošné hmotnosti materiálu, pro ostatní stavební konstrukce je nižší z hodnot: M c,n = 0,50 kg/(m 2 a) nebo 5% plošné hmotnosti materiálu. Ve stavební konstrukci s připuštěnou omezenou kondenzací vodní páry uvnitř konstrukce nesmí v roční bilanci kondenzace a vypařování vodní páry zbýt žádné zkondenzované množství vodní páry, které by trvale zvyšovalo vlhkost konstrukce. Roční množství zkondenzované vodní páry uvnitř konstrukce M c, v kg/(m 2 a) tedy musí být nižší než roční množství vypařitelné vodní páry uvnitř konstrukce M ev, v kg/(m 2 a) Požadavky na vnitřní povrchovou teplotu Vnitřní povrchová teplota Θ si se hodnotí v poměrném tvaru jako teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi. f Rsi je jednoznačnou vlastností konstrukce nebo styků konstrukcí ve sledovaném místě, která nezávisí na teplotách přilehlých prostředí. Pro Θ si a f Rsi platí vztah: f RSi Θ = Θ si ai Θ Θ e e [-] Prostory s relativní vlhkosti do 60% V zimním období musí konstrukce v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕ i 60 % vykazovat v každém místě teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi podle vztahu: f Rsi f Rsi,N kde f Rsi,N je požadovaná hodnota nejnižšího teplotního faktoru vnitřního povrchu, stanovená ze vztahu: f Rsi,N = f Rsi,cr + f Rsi kde f Rsi,cr je kritický teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi bezpečnostní přirážka teplotního faktoru Vnitřní povrchové teploty Θ si a jim odpovídající teplotní faktory vnitřního povrchu f Rsi se obvykle stanoví řešením teplotního pole pro kritické detaily stavebních konstrukcí a výplní otvorů, kterými jsou například tepelné mosty v konstrukci a tepelné vazby mezi konstrukcemi, např. okenní ostění poblíž koutu, pod střechou apod. ověřuje se vždy nejnižší zjištěný teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,min. V místě spojení více konstrukcí se uvažuje vyšší z hodnot f Rsi,cr a f Rsi, stanovených pro jednotlivé konstrukce. Splnění požadavku je prevencí rizika povrchové kondenzace u výplní otvorů a růstu plísní u ostatních konstrukcí. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 4/24

5 Kritický teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,cr, při kterém by vnitřní vzduch s návrhovou relativní vlhkostí ϕ i a návrhovou teplotou vnitřního vzduchu Θ ai dosáhl u vnitřního povrchu kritické vnitřní povrchové vlhkosti ϕ si,cr, se stanoví ze vztahu: f RSi,cr 237, 3+ 21, Θ = 1 Θ Θ ai e ai 1 11, 17, 269/ ln( ϕ / ϕ i si,cr ) [-] kde Θ ai je návrhová teplota vnitřního vzduchu, ve ºC, stanovená pro budovu nebo její ucelenou část pro požadované užívání podle ČSN Θ e je návrhová teplota venkovního vzduchu v zimním období, ve ºC, u konstrukcí přilehlých k jinému prostředí než venkovní vzduch se použije návrhová teplota přilehlého prostředí v zimním období, např. návrhová teplota zeminy Θ gr u konstrukcí přilehlých k terénu, teplota vnitřního vzduchu Θ ai na odvrácené straně vnitřních konstrukcí ϕ i návrhová relativní vlhkost vnitřního vzduchu, v %, stanovená pro budovu nebo její ucelenou část pro požadované užívání podle ČSN bez bezpečnostní vlhkostní přirážky. Kromě prostorů s vlhkými a mokrými provozy se uvažuje ϕ i = 50%, vzduchotechnikou však může být trvale zajišťována i jiná vhodná hodnota ϕ i ϕ si,cr kritická vnitřní povrchová vlhkost v %, je relativní vlhkost vzduchu bezprostředně při vnitřním povrchu konstrukce, která nesmí být pro danou konstrukci překročena. Pro výplně otvorů podle bodu 4.6 normy ČSN je kritická vnitřní povrchová vlhkost ϕ si,cr = 100% (riziko orosování), pro ostatní konstrukce je kritická vnitřní povrchová vlhkost ϕ si,cr = 80% (riziko růstu plísní) Požadované hodnoty kritického teplotního faktoru a bezpečnostních přirážek viz tab. č. 1 a 2: Tab č. 1: Požadované hodnoty kritického teplotního faktoru vnitřního povrchu f Rsi,cr pro relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕ i = 50% Konstrukce Návrhová teplota vnitřního vzduchu Θ ai [ C] Návrhová teplota venkovního vzduchu Θ e [ C] Požadovaný kritický teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,cr 20 0,675 0,693 0,710 0,725 0,738 Výplň otvoru Ostatní konstrukce 21 0,682 0,700 0,715 0,730 0, ,689 0,705 0,721 0,734 0, ,776 0,789 0,801 0,811 0, ,781 0,793 0,804 0,814 0, ,786 0,798 0,808 0,817 0,826 A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 5/24

6 Tab č. 2: Požadované hodnoty bezpečnostní přirážky teplotního faktoru f Rsi,cr Konstrukce Vytápění s poklesem výsledné teploty Θ v [ C] Θ v <2 C (nepřerušované) 2 C Θ v 5 C (tlumené) Θ v >5 C (přerušované) Bezpečnostní přirážka teplotního faktoru f Rsi,cr Výplň otvoru topné těleso pod výplní otvoru Ostatní konstrukce ano -0,030-0,015 0 ne 0 0,015 0,030 těžká 0 0,015 0,030 lehká 0,015 0,030 0, Prostory s relativní vlhkosti nad 60% Konstrukce, které v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕ i > 60% v zimním období nesplní požadavek na nejnižší teplotní faktor, musí při splnění požadavku na součinitele prostupu tepla zajistit bezchybnou funkci konstrukce při povrchové kondenzaci a vyloučení nepříznivého působení kondenzátu na navazující konstrukce, popř. zajištění odvodu kondenzátu. 7. Posouzení detailů konstrukcí 7.1. Detail D1 Předmětem tepelně technického posouzení je detail atiky. Panel tvořící atiku má tl. 250 mm. Okno bylo ve výpočtu uvažováno jako plastové s celkovým součinitelem prostupu tepla U w =1,7 W/(m 2 K) a s izolačním dvojsklem s U g =1,1 W/(m 2 K). Připojovací spára byla uvažována pouze jako vyplněná polyuretanovou pěnou. Větraná vzduchová mezera byla uvažována jako řádně větraná. Schéma detailu viz obr. č. 1. Umístění Stěnový panel Schéma detailu Tab. č. 3: Popis tepelných izolací detailu D2 Tloušťka [mm] Materiál EPS (pěnový polystyren) kontaktní zateplení uvnitř panelu Střešní plášť 140 MW (minerální vlákna) nadpraží 0 - A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 6/24

7 Obr.č.1 Schéma detailu D Posouzení Výpočtem bylo provedeno tepelně technické posouzení detailu D1 z hlediska stavební fyziky - tepelné techniky. Pomocí výpočetního programu AREA bylo ověřeno, zda na vnitřním líci zadaného detailu nedochází k povrchové kondenzaci vodní páry a riziku vzniku plísní a zda splňuje požadavky ČSN Tepelná ochrana budov. Vnitřní povrchové teploty byly stanoveny řešením teplotního pole. Ověřeny byly vždy nejnižší ze zjištěných teplot. V místě spojení více konstrukcí byla uvažována vyšší z bezpečnostních přirážek stanovených pro jednotlivé konstrukce. Hodnocení nebylo provedeno pro výplň otvoru, hodnocena byla neprůhledná konstrukce. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 7/24

8 Detail D1 Průběh kritické izotermy Simulace termovize A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 8/24

9 Parametry prostředí Θ ai = 21 C ϕ i = 50% Nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi konstrukce 0,744 12,29 C* Požadovaný teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,N kce 0,796 14,06 C* Teplotní faktor vnitřního povrchu odpovídají rosnému bodu 0,682 10,19 C* Posouzení nevyhovuje Posuzovaný detail nesplňuje požadavky normy ČSN Tepelná ochrana budov z hlediska nejnižších povrchových teplot. Nejnižší povrchová teplota je vyšší než teplota rosného bodu, k povrchové kondenzaci by nemělo docházet, ale hrozí zde riziko vzniku plísní Rozložení relativních vlhkostí, znázornění přibližné oblasti kondenzace Dle výpočtu by mohlo docházet ke kondenzaci vodní páry v místě návaznosti okna na panel. Tato kondenzace však záleží na skutečném osazení okna a na provedení připojovací spáry. Ve dvojrozměrném modelu tepla není možné zjistit množství zkondenzované páry, a proto nelze zhodnotit, zda je množství zkondenzované vodní páry přípustné. * teplota odpovídající příslušnému teplotnímu faktoru A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 9/24

10 7.2. Detail D2 Posuzovaný detail se nachází v bytě č. 29, Bašteckého Kritickým místem je styk obvodových stěn pod balkónovou deskou s nepřerušeným tepelným mostem. Jako výplňové zdivo u balkonových dveří jsou použity tvárnice z lehkého betonu Hebel o tl. 200 mm. Schémata posuzovaného detailu viz obr. č. 2 až 5 a viz příloha č. 1. Výplně otvorů byly uvažovány dřevěné, původní se součinitelem prostupu tepla U=2,4W/(m2K). Umístění Stěnový panel Schéma detailu Tab. č. 3: Popis tepelných izolací detailu D2 Tloušťka [mm] 100 Materiál Hebel 20 EPS ostění 20 EPS nadpraží 0 - parapet 0 - balkonová deska zespoda 50 EPS balkonová deska v podlaze 20 EPS 40 EPS (pěnový polystyren) kontaktní zateplení uvnitř panelu Obr. č. 2 a 3 Schéma detailu D2 - půdorysy A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 10/24

11 Obr. č. 4 Schéma detailu D2 řez AA Obr. č. 5 Schéma detailu D2 řez BB A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 11/24

12 Posouzení detailu Výpočtem bylo provedeno tepelně technické posouzení detailu D2 z hlediska stavební fyziky - tepelné techniky. Pomocí výpočetního programu CUBE 3D bylo ověřeno, zda na vnitřním líci zadaného detailu nedochází k povrchové kondenzaci vodní páry a riziku vzniku plísní a zda splňuje požadavky ČSN Tepelná ochrana budov. Vnitřní povrchové teploty byly stanoveny řešením teplotního pole. Ověřeny byly vždy nejnižší ze zjištěných teplot. V místě spojení více konstrukcí byla uvažována vyšší z bezpečnostních přirážek stanovených pro jednotlivé konstrukce. Hodnocení nebylo provedeno pro výplň otvoru, hodnocena byla neprůhledná konstrukce. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 12/24

13 Detail D2 Okrajové podmínky A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 13/24

14 Průběh kritických izoterm A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 14/24

15 Simulace termovize A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 15/24

16 Parametry prostředí Θ ai = 21 C ϕ i = 50% Nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi konstrukce 0,561 6,06 C* Požadovaný teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,N 0,796 14,06 C* Teplotní faktor vnitřního povrchu odpovídají rosnému bodu 0,682 10,19 C* Posouzení nevyhovuje Posuzovaný detail nesplňuje požadavky normy ČSN Tepelná ochrana budov z hlediska nejnižších povrchových teplot. V místě, kde byla výpočtem stanovena nejnižší povrchová teplota, je tato teplota dokonce nižší než teplota rosného bodu. Hrozí zde riziko nejen růstu plísní, ale i povrchové kondenzace. Rozložení relativních vlhkostí, znázornění přibližné oblasti kondenzace * teplota odpovídající příslušnému teplotnímu faktoru A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 16/24

17 7.3. Detail D3 Posuzovaný detail se nachází v místě terasy umístěné nad obytnou místností. Schémata posuzovaného detailu viz obr. č. 6 až 9 a viz příloha č. 1. Výplně otvorů byly uvažovány dřevěné, původní se součinitelem prostupu tepla U=2,4 W/(m 2 K). Umístění Stěnový panel Schéma detailu Tab. č. 4: Popis tepelných izolací detailu D3 Tloušťka [mm] 100 Materiál Hebel 20 EPS ostění 20 EPS nadpraží parapet 0 - balkonová deska zespoda - balkonová deska v podlaze 100 EPS EPS (pěnový polystyren) kontaktní zateplení uvnitř panelu Hebel železobeton Obr. č. 6 a 7 Schéma detailu D3 - půdorysy A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 17/24

18 Obr. č. 8 Schéma detailu D3 řez AA Obr. č. 9 Schéma detailu D3 řez BB A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 18/24

19 Posouzení detailu Výpočtem bylo provedeno tepelně technické posouzení detailu D3 z hlediska stavební fyziky - tepelné techniky. Pomocí výpočetního programu CUBE 3D bylo ověřeno, zda na vnitřním líci zadaného detailu nedochází k povrchové kondenzaci vodní páry a riziku vzniku plísní a zda splňuje požadavky ČSN Tepelná ochrana budov. Vnitřní povrchové teploty byly stanoveny řešením teplotního pole. Ověřeny byly vždy nejnižší ze zjištěných teplot. V místě spojení více konstrukcí byla uvažována vyšší z bezpečnostních přirážek stanovených pro jednotlivé konstrukce. Hodnocení nebylo provedeno pro výplň otvoru, hodnocena byla neprůhledná konstrukce. A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 19/24

20 Detail D3 Okrajové podmínky A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 20/24

21 Průběh kritických izoterm A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 21/24

22 Simulace termovize A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 22/24

23 Parametry prostředí Θ ai = 21 C ϕ i = 50% Nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi konstrukce 0,567 6,28 C* Požadovaný teplotní faktor vnitřního povrchu f Rsi,N 0,796 14,06 C* Teplotní faktor vnitřního povrchu odpovídají rosnému bodu 0,682 10,19 C* Posouzení nevyhovuje Posuzovaný detail nesplňuje požadavky normy ČSN Tepelná ochrana budov z hlediska nejnižších povrchových teplot. V místě, kde byla výpočtem stanovena nejnižší povrchová teplota, je tato teplota dokonce nižší než teplota rosného bodu. Hrozí zde riziko nejen růstu plísní, ale i povrchové kondenzace. Rozložení relativních vlhkostí, znázornění přibližné oblasti kondenzace * teplota odpovídající příslušnému teplotnímu faktoru A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 23/24

24 8. Závěr Bylo provedeno tepelně technické posouzení zadaných detailů BD Bašteckého v Praze 13, Stodůlkách. Posuzované detaily nesplňují požadavky z hlediska povrchových teplot dle normy ČSN Tepelná ochrana budov. Konstrukce byly posuzovány pouze z pohledu stavební tepelné techniky. Konstrukce nebyly posuzovány z hlediska požární bezpečnosti, statiky, provádění, atd.. Tento posudek vychází z podkladů a informací, které jsme měli při zpracování k dispozici. Zpracovatel si vyhrazuje právo na korekce závěrů pokud budou zjištěny další podstatné skutečnosti, které nebyly známy při zpracování tohoto posudku. V Praze , Vypracovala: Ing. Kateřina Ullmannová Přílohy: - 1. Schémata posuzovaných detailů - 2. Výstup z programů CUBE 3D 2009 a AREA 2009 A.W.A.L. s.r.o., Eliášova 20, Praha 6 strana: 24/24