Hodnocení variant řešení dodatečného fasádního tepelně izolačního systému

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Institut celoživotního vzdělávání Oddělení expertního inženýrství Hodnocení variant řešení dodatečného fasádního tepelně izolačního systému BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Petr Junga, Ph.D Vypracoval: Miroslav Zonyga BRNO 2014

2 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Hodnocení variant řešení dodatečného fasádního tepelně izolačního systému vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:.. podpis

3 Poděkování Chtěl bych využít příležitosti a poděkovat zde vedoucímu práce, Ing. Bc. Petru Jungovi, Ph.D. za jeho cenné rady, připomínky a přístup při vedení celé Bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat celé své rodině za podporu při studiu.

4 Abstrakt ZONYGA, Miroslav. Hodnocení variant řešení dodatečného fasádního tepelně izolačního systému. Bakalářská práce. Brno, 2014 Cílem této Bakalářské práce je zhodnocení vybraných variant dodatečného fasádního tepelně izolačního kompozitního systému. V teoretické části této práce jsem se pokusil o uvedení nejdůležitější legislativy a o vymezení základních pojmů Zateplování stěn a rozhodující technické parametry pro výběr zateplovacího systému. Dále zde také uvádím přehled vybraných fasádních tepelně izolačních kompozitních systémů, které zde srovnávám na základě jejich tepelně technických vlastností. V rámci praktické části jsem si zvolil objekt a posoudil jeho tepelně technické vlastnosti. Na základě termovizního měření jsem poukázal na vady použitého zateplovacího systému. Dále jsem posoudil tepelně technické vlastnosti alternativních materiálů. Klíčová slova: Zateplení, Fasáda, ETICS, Zateplovací systém, Tepelně izolační systém Abstract ZONYGA, Miroslav. Evaluation of Selected Solutions for Additional Thermo- Isolation Facade System. Bachelor Thesis. Brno, 2014 The aim of this Bachelor thesis is to evaluate selected solutions for additional thermoisolation facade system External Thermal Insulation Composite System. The theoretical part is focused on presentation of the most important legislative and also on definition of basic terms Wall s insulation and Decisive technical parameters for selection of insulation system. I put there also overview of selected thermo-isolation systems ETICS, which I compared on the basis of their thermo technical qualities. Within practical part of this thesis I chose building and evaluated its thermo technical qualities. On the basis of thermovision measuring I pointed on faults of used insulation system. I also did an evaluation of qualities of alternative materials. Keywords: Insulation system, Facade, ETICS, Thermo-isolation system

5 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE TEORETICKÁ ČÁST Právní rámec pro tepelně technické vlastnosti staveb Přehled hlavních právních předpisů Související ČSN Zateplování stěn Odvětrávané zateplení Kontaktní zateplování Rozhodující technické parametry pro výběr zateplovacího systému Teplotní faktor Součinitel prostupu tepla Kondenzace vodní páry Životnost konstrukcí: Přehled vybraných tepelně izolačních ETICS systémů: Bílý fasádní pěnový polystyren Pěnový grafitový polystyren Minerální (kamenná) vata Fasádní desky z kombinace polystyrenu a minerální vaty Fasádní desky z fenolické pěny Konopná izolace Ytong Multipor Difuzně otevřené polystyreny Extrudovaný polystyren XPS

6 Celkový přehled srovnávaných tepelných izolací PRAKTICKÁ ČÁST Popis vybraného objektu Urbanistické a architektonické řešení stavby Základy Svislé konstrukce Stropy Věnce a překlady Střecha Kapacity, užitkové plochy, obestavěné prostory, zastavěné plochy, orientace, osvětlení a oslunění Tepelně technické vlastnosti konstrukcí a výplní otvorů Popis vzorové aplikace fasádního zateplovacího systému EPS 70F Založení Lepení desek Kotvení polystyrenu Aplikace výztužné vrstvy Aplikace finální tenkovrstvé omítky Posouzení tepelně technických vlastností použitého zateplovacího systému fasádní EPS 70F Vyhodnocení výsledků podle kritérií ČSN (2007) Možné vady, poruchy a chyby v provádění kontaktního zateplovacího systému Termovizní měření Výsledky termovizního měření Posouzení tepelně technických vlastností při použití alternativních skladeb materiálů a zateplovacích systémů Pěnový grafitový polystyren Minerální vata

7 4.6.3 Fasádní desky s kombinací polystyrenu a minerální vaty Fasádní desky z fenolické pěny Konopná izolace Multipor Difúzně otevřené polystyreny Celkový přehled alternativních materiálů pro zateplení konkrétního objektu ZÁVĚR A DISKUZE SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Knižní zdroje Elektronické zdroje SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM PŘÍLOH

8 1 ÚVOD Dosažení optimálních tepelně technických parametrů obvodových konstrukcí staveb různými fasádními tepelně izolačními systémy je v dnešní době bezesporu velmi diskutované téma. Každý, kdo se rozhoduje pro zateplení svého nového nebo i staršího domu, řeší zpravidla několik důležitých aspektů, podle kterých se následně rozhodne pro určitý systém. Samotné zateplení domu by mělo splňovat hned několik podmínek. Musí být levné, přitom kvalitní a mělo by mít co nejdelší životnost. Předmětem práce není řešení tepelně technických vlastností obvodových zdí jako celku, ale je zde řešena jen určitá část zateplovacích systémů, která je v současné době nejpoužívanější a dovoluje poměrně nenáročnou formou zlepšení tepelně technických parametrů i u stávajících budov. Zvyšující se ceny energií a také dotace z dotačního programu Zelená úsporám zvedají zájem o zateplení jak u lidí, kteří zateplují starší objekt, tak také i lidí, co svůj dům teprve staví a chtějí tím dosáhnout co nejnižších provozních nákladů. V této práci se proto zaměřím na popis vybraných fasádních zateplovacích tepelně izolačních kompozitních systémů pro zateplení obvodových stěn a porovnání jejich hlavních tepelně technických vlastností, a u konkrétního objektu popíši nejpoužívanější systém včetně pracovních postupů a upozornění na případné chyby v aplikaci s využitím termogramu. 8

9 2 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je popis základních vybraných fasádních tepelně izolačních kompozitních systémů pro zateplení obvodových stěn a porovnání jejich hlavních tepelně technických vlastností s bližším popisem nejpoužívanějšího systému v konkrétní aplikaci na stavbě bytového domu v Novém Městě na Moravě. Systém aplikovaný na stavbě bude podroben termoviznímu měření. 9

10 3 TEORETICKÁ ČÁST 3.1 Právní rámec pro tepelně technické vlastnosti staveb Hlavním předpisem pro návrh a provádění staveb je zákon č. 183/2006 Sb. Stavební zákon, který mimo jiné určuje, že každá stavba musí odpovídat navazujícím vyhláškám a ČSN. Z těchto navazujících předpisů je z tepelně technického hlediska nejdůležitějším předpisem ustanovení vyhlášky č. 268/2009 Sb. O technických požadavcích na stavby, které v 16 Úspora energie a tepelná ochrana přímo stanoví: Budovy musí být navrženy a provedeny tak, aby spotřeba energie na jejich vytápění, větrání, umělé osvětlení, popřípadě klimatizaci byla co nejnižší. Energetickou náročnost je třeba ovlivňovat tvarem budovy, jejím dispozičním řešením, orientací a velikostí výplní otvorů, použitými materiály a výrobky a systémy technického zařízení budov. Při návrhu stavby se musí respektovat klimatické podmínky lokality. Budovy s požadovaným stavem vnitřního prostředí musí být navrženy a provedeny tak, aby byly dlouhodobě po dobu jejich užívání zaručeny požadavky na jejich tepelnou ochranu splňující: a) tepelnou pohodu uživatelů, b) požadované tepelně technické vlastnosti konstrukcí a budov, c) tepelně vlhkostní podmínky technologií podle různých účelů budov, d) nízkou energetickou náročnost budov. Požadavky na tepelně technické vlastnosti konstrukcí a budov jsou dány normovými hodnotami. [www. 1] Dalším důležitým zákonem pro navrhování a provádění staveb z tepelně technického hlediska je zákon č. 406/2000 Sb. O hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů, který nově definuje důležité pojmy z dané oblasti, stanoví energetické koncepce, některá opatření pro zvyšování hospodárnosti užití energií a obsah státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných a druhotných zdrojů energie. [www. 2] 10

11 Tento zákon takto stanovuje požadavky na energetickou náročnost budovy a způsoby jejího prokazování, kde se jedná zejména o požadavky na energetický audit, energetický posudek a na průkaz energetické náročnosti budovy, který se takto stává důležitým dokumentem souvisejícím se stavbou a bude zákonem postupně požadován jako důležitá součást dokumentace při prokazování dodržování technických požadavků na stavby. [www. 2] Přehled hlavních právních předpisů - Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (Stavební zákon) ve znění zákona č. 281/2009 Sb. S účinností od a o změně některých zákonů ve znění pozdějších předpisů. - Zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů - Vyhláška č.268/2009 Sb. O technických požadavcích stavby ve znění pozdějších předpisů zákona č. 20/2012 Sb. - Zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky ve znění pozdějších předpisů. - Vyhláška č.499/2006 Sb. O dokumentaci staveb Související ČSN - ČSN ,2,3,4 Tepelná ochrana budov - ČSN výpočet obestavěného prostoru - ČSN Požární bezpečnost staveb - ČSN Požadavky na požární odolnost stavebních kostrukcí - ČSN Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS) - ČSN EN Tepelně izolační výrobky pro stavebnictví - Průmyslově vyráběné výrobky z pěnového polystyrenu (EPS) 11

12 - ČSN EN Tepelně izolační výrobky pro stavebnictví Průmyslově vyráběné výrobky z minerální vlny (MW) - ČSN EN Tepelně izolační výrobky pro budovy Průmyslově vyráběné výrobky z extrudovaného polystyrenu (XPS) - ČSN EN Tepelně izolační výrobky pro budovy Průmyslově vyráběné výrobky z fenolické pěny (PF) - ČSN EN Zdivo a výrobky pro zdivo - Metody stanovení návrhových tepelných hodnot 3.2 Zateplování stěn Předmětem této práce není řešení celé problematiky obvodových konstrukcí staveb, ale pouze zateplovací systémy, které lze aplikovat bez větších změn i na stávající budovy, nejen u novostaveb. V současné době se zateplování objektů provádí převážně dvěma způsoby: - odvětrávané zateplovací systémy - tzv. ETICS systém (external thermal insulation composite system) Odvětrávané zateplení Tento způsob zateplení fasády domu bývá většinou dražší. Odvětrávané zateplení se zpravidla používá tam, kde se fasáda obkládá deskovým materiálem kupříkladu kamenem, sklem a podobnými materiály. Popřípadě se využívá tam, kde je problém s vlhkostí stěny. K výhodám patři bezesporu lepší difuzní vlastnosti celého systému. Nevýhodou je pak například větší propustnost tepla přes tepelné mosty nebo vyšší cena. (ŠUBRT, 2008) Na zateplovanou stěnu se připevňuje jako první tepelná izolace, která má malý difuzní odpor. Zpravidla kamenná vlna nebo buničina. Může se však jednat také o izolační desky ze lnu nebo konopí. Mezi těmito izolačními deskami a finálním 12

13 obkladem však musí být vzduchová mezera minimálně 40 mm. Tloušťka mezery se zvětšuje s výškou zateplované stěny a velikostí větracích otvorů v horní a dolní části stěny. Tyto větrací otvory jsou zakryty mřížkou proti případnému vniknutí hmyzu, hlodavců, plazů a také aby dále umožnily difundující páře volný únik do exteriéru. Finální obklad fasády lze provést mnoha materiály. Obklad plní vedle estetické funkce také funkci ochrannou - chrání tepelnou izolaci proti povětrnostním podmínkám. Pro samotný finální povrch lze použít prakticky cokoli. Mezi nejvhodnější patří různé deskové materiály jako OSB desky, CETRIS desky, sklo, speciální plechové tabule, kamenné nebo keramické desky. Stejně tak může být finální vrstva tvořena klasickou koncepcí tzv. trojvrstvým sendvičem. U tohoto systému je zapotřebí dávat zvýšenou pozornost právě ukotvení systému k nosné zdi. U menších domů lze desky kotvit přímo na dřevěný rošt, naproti tomu u větších staveb se používají různé kotevní systémy, které však mohou být neefektivní z důvodu zvýšení úniku tepla. Tyto úniky se mohou pohybovat kolem 20 %. (ŠUBRT, 2008) Kontaktní zateplování Zkratkou ETICS (external thermal insulation composite system) se v podstatě rozumí vnější kontaktní zateplovací systém. Materiály pro tuto formu zateplení nabízí nepřeberné množství variant od různých výrobců v různých cenových relacích. Samotný začátek ETICS systému pochází z heraklitu nebo heraklitu s polystyrenem na který se dále natahovala rabicka a na tu se následně prováděla vrchní omítka. V dnešní době jsou tyto metody dovedeny k dokonalosti. Pro výztuhu se dnes používá speciální tkanina, která má odpovídající vlastnosti k určenému materiálu. Nejedná se však jen o tkaninu. Každý výrobce nabízí kompletní zateplovací systém od samotného izolantu přes hmoždinky až po vrchní omítku. Popřípadě doporučuje výrobek jiné firmy, který je v praxi odzkoušen k jejich výrobkům. (ŠUBRT, 2008) V České republice se pro zateplení objektů ve většině případů používá bílý fasádní polystyren EPS 70F a nebo zateplení minerální vatou. V zahraničí je však škála 13

14 používaných materiálů podstatně větší. Používají se přírodní materiály z různých rostlinných vláken, desky z korku nebo třeba polyuretan. Zateplování budov se mimo jiné řídí normou ČSN Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů. Kromě přesných požadavků, které jsou uvedeny v této normě je však vhodné dodržovat i veškerá doporučení výrobců zateplovacích systémů, kterých je v České republice opravdu mnoho. (ŠUBRT, 2008) Veškerá podstata kontaktního zateplovacího systému tkví v tom, že tepelně izolační desky se nalepují přímo na zateplovanou konstrukci. Podklad pro lepení musí být suchý, čistý a pevný. Tepelně izolační desky se lepí na lepidlo, které musí být naneseno minimálně na % plochy izolační desky. Desky se dále kotví na hmoždinky. Následuje osazení okapových, rohových, nárožních a dilatačních lišt. Poté se na desky celoplošně nanese vrstva lepidla a do něj je vtlačena armovací tkanina. Po zaschnutí, které běžně trvá asi 1-2 dny se celá plocha přebrousí a natáhne se ještě jednou vrstvou lepidla pro dosažení lepší pevnosti a rovinatosti fasády. Po zaschnutí se povrch natře penetračním nátěrem a poté se nanese finální omítka. Pro veškeré tyto úkony je vhodné použít materiály, které jsou spolu odzkoušeny. Většina výrobců fasádních zateplovacích systémů nabízí ve svém sortimentu kompletní zateplovací systémy, které jsou certifikovány. (ŠUBRT, 2008) Finální omítky se vyrábí taktéž ve více variantách (silikonová, akrylátová a silikátová). Povrchová úprava omítky u zateplovacího systému ETICS je velmi slabá. Průměrná tloušťka podkladového lepidla s armovací tkaninou je asi 6 mm. Následně nanášená omítka má průměrnou tloušťku 1-4 mm. Tento zateplovací systém je velmi náchylný na mechanické poškození, které mohou způsobit kroupy či neopatrný pohyb v blízkosti fasády domu. Z tohoto důvodu jsou na trhu firmy, které nabízejí silnější omítku díky které je pak fasáda pevnější vůči jejímu poškození. Omítka zateplovacího systému může mít téměř libovolný barevný odstín, avšak na pěnový polystyren jeho výrobci nedoporučují používat tmavší odstíny z důvodu možného poškození polystyrenu slunečním zářením. Struktura omítky je obvykle tvořena zrnky v omítkovině, která při jejím zpracování mohou vytvořit různou strukturu. Zateplovací systém ETICS je vhodný pro zděné, ale i panelové domy. (ŠUBRT, 2008) 14

15 Vnější zateplení je jedním ze základních nástrojů pro sanaci obvodových plášťů budov- snižuje jejich mechanické namáhání, chrání je před působením agresivního vnějšího prostředí, odstraňuje základní příčinu trhlin a pohybů spár, kterými do obvodového pláště zatéká a pomáhá zlepšit vnější vzhled budov (barevností i strukturou.) (ŠÁLA, MACHATKA, 2002, s. 16) 3.3 Rozhodující technické parametry pro výběr zateplovacího systému Teplotní faktor Teplotní faktor je lokální vlastnost konstrukce nebo styku konstrukcí, včetně jejich přestupů tepla na vnitřní a vnější straně Rsi a Rse, která nezávisí na přilehlých teplotách (i když se z jejich poměru vztahem nepřímo stanoví). Jedná se o obdobu známé průměrné vlastnosti celé konstrukce, kterou je součinitel prostupu tepla U. Tyto dvě vlastnosti se doplňují při charakterizování chování konstrukce při prostupu tepla. Průměrná U-hodnota charakterizuje celkový energetický účinek konstrukce, nejnižší hodnoty teplotního faktoru charakterizují lokální výkyvy prostupu tepla, při hodnocení obvykle tepelný most v konstrukci či tepelnou vazbu mezi konstrukcemi, z hlediska rizika kondenzace vodní páry nebo růstu plísní na vnitřním povrchu konstrukce. [www. 3] Součinitel prostupu tepla Součinitel prostupu tepla se udává v jednotkách W/(m 2.K), označuje tepelně izolační schopnost konstrukce. Je nejdůležitější veličinou v tepelné technice budov. Využívá se při dimenzování obvodových konstrukcí stavby z tepelně technického hlediska. [www. 4] Představuje celkovou výměnu tepla v ustáleném stavu mezi dvěma prostředími vzájemně oddělenými stavební konstrukcí o tepelném odporu R s přilehlými mezními 15

16 vzduchovými vrstvami, zahrnuje vliv všech tepelných mostů. Vlastnost hodnotí vliv celé konstrukce a k ní přilehlých vzduchových vrstev na šíření tepla prostupem. Je odvozena z tepelného odporu konstrukce. [www. 4] U = =, =, R =, =, U součinitel prostupu tepla ve W/(m 2.K) odpor konstrukce při prostupu tepla, v (m 2.K)/W odpor při přestupu tepla konstrukce na vnitřní straně konstrukce v (m 2.K)/W odpor při přestupu tepla konstrukce na vnější straně konstrukce v (m 2.K)/W R tepelný odpor konstrukce nebo jejího charakteristického výseku v (m 2.K)/W součinitel přestupu tepla na vnitřní straně ve W/(m 2.K) součinitel přestupu tepla na vnější straně ve W/(m 2.K) součinitel tepelné vodivosti v W/(m.K) tloušťka vrstvy v m. (VAVERKA, 2006, s. 52) Kondenzace vodní páry V každé stavební konstrukci dochází k určité kondenzaci vodní páry. Většinou k tomu dochází v nejchladnějších měsících roku. Určitá kondenzace vlhkosti je pro veškeré nezateplené konstrukce normálním jevem a ve většině případů se zkondenzovaná vlhkost vypaří. V každém vzduchu je totiž určité % vodních par. [www. 5] Pokud tedy dojde ke snížení teploty až pod rosný bod, začne vodní pára kondenzovat. V zimních měsících se hodnota vzdušné vlhkosti v interiéru domu při 16

17 teplotě +21 C pohybuje mezi %, zde se tedy vytváří tlak vodní páry o velikosti Pa. To je hodnota, která odpovídá obsahu vody ve vzduchu v množství 912g/m 3. Ve venkovním prostředí při teplotě -18 C a vlhkosti vzduchu %, je tlak vodní páry Pa, to přibližně odpovídá obsahu vody ve vzduchu asi 1-1,8g/m 3. Tedy rozdíl částečných tlaků vodní páry je Pa. To je hodnota tlaku, kterou se vodní pára snaží protlačit ven stavební konstrukcí. Když se tak stane, dojde k vyrovnání částečných tlaků vodní páry. Když se tlačí vodní pára ven z budovy přes konstrukci, hrozí tím nebezpečí, že může někde narazit na studené místo a zde začít kondenzovat. Pokud se však v konstrukci přece jen zkondenzuje malé množství vodních par, které jsou schopné se v letních měsících zpět odpařit, pak kondenzace konstrukci nevadí. Takto opakovaně zvlhčovanou část stavební konstrukce nazýváme kondenzační zóna. V případě, že kondenzace vzniká za polystyrenovým izolantem, potom se zkondenzovaná vlhkost nestačí odpařit, hromadí se za izolantem a má tak neblahé účinky na konstrukci budovy a začínající plísně v interiéru. To je pro celý ETICS systém nepřijatelné. [www. 5] Při ochlazování vzduchu se po ose teplot dosahuje postupně vyšších relativních vlhkostí. Po dosažení relativní vlhkosti 100 % dochází ke kondenzaci vodní páry. Tento stav ochlazeného vzduchu nazýváme rosný bod vzduchu a vyjadřujeme jej teplotou kondenzace vodní páry ve vzduchu, jinak též teplotou rosného bodu vzduchu. Pro stav vzduchu je rosný bod označen teplotou rosného bodu v rozmezí teplot C. U místnosti, ve které je stav vzduchu +21 C s 50 % vlhkostí, bude na každém povrchu místnosti (např. okně, vnitřní rohy, v oblasti betonových překladů a věnců), kde je nižší teplota než 13 C, kondenzovat ve vzduchu obsažená vodní pára. [www. 6] Rosný bod je závislý na teplotě a tlaku. Při kondenzaci vodní páry však hraje roli i roční období. V chladných zimních měsících, kdy je teplota vzduchu zpravidla nižší, dochází ke kondenzaci vodní páry. V teplých letních měsících naopak teplota stoupá a přebytečná zkondenzovaná voda se odpařuje nebo se vlhkost v interiéru domu vyrovnává. [www. 5] Při špatném návrhu skladby materiálu, může dojít ke kondenzaci vodních par na konstrukci budovy, což může mít negativní dopad na její životnost a schopnost užívání. 17

18 Parametry ke konkrétním typům konstrukce určuje norma ČSN Norma například připouští u masivních stěn z cihlového zdiva zkondenzování nejvýše 0,5 litru na 1 m 2 během jednoho roku. Ke kondenzaci a tvorbě rosného bodu dochází v zimním období, kdy se venkovní teploty dlouhodobě pohybují pod -5 až -20 C a na místech tepelných mostů, kde je teplota výrazně nižší než v okolí. Takto mrazivých dnů bývá v našich podmínkách maximálně 60 v roce. U klasicky postavených stavebních konstrukcí tedy dochází ke kondenzaci vodní páry právě v tomto období. Takto vzniklá vlhkost se ale vždy během roku bezpečně odpaří. V případě kvalitního návrhu na zateplení fasády a dostatečné tloušťky izolačních desek, dochází ke vzniku rosného bodu někde uprostřed tepelné izolace, kde už nepůsobí žádné problémy. [www. 5] Životnost konstrukcí: Zateplením fasády domu neboli zvyšováním tepelného odporu konstrukce je nejčastější snaha o úsporu paliva na vytápění. Důvodů proč vlastně dům zateplit je však mnohem více. Prvním důvodem k zateplování je bezesporu snaha o celkové zvýšení povrchových teplot jednotlivých konstrukcí. Tím se odstraní riziko vzniku plísní na povrchu konstrukce. Vhodně zvolenou variantou tepelné izolace se také omezí nebo úplně vyloučí kondenzace vodní páry v konstrukci domu. Zateplením se též docílí relativně stabilní teploty konstrukce, čímž se vyloučí její objemové změny. Dilatační pohyby vznikají vysokým rozdílem teplot, ke kterým dochází v průběhu celého roku. Zateplením domu rovněž zvýšíme jeho životnost. Kontaktní zateplovací systémy mají předpokládanou životnost 30 let. (Šubrt, 2008) 3.4 Přehled vybraných tepelně izolačních ETICS systémů: Pro porovnání bylo vybráno 9 nejběžnějších ETICS systémů pro zateplení obvodových stěn, které jsou dále podrobněji popsány: 18

19 - Bílý fasádní pěnový polystyren - Pěnový grafitový polystyren - Minerální (kamenná) vata - Fasádní desky s kombinací polystyrenu a minerální vaty - Fasádní desky z fenolické pěny - Konopná izolace - Ytong Multipor - Difuzně otevřené polystyreny - XPS extrudovaný polystyren Bílý fasádní pěnový polystyren Jedná se o jeden z nejběžnějších a nejrozšířenějších tepelných izolací pro zateplení fasád. Dříve se pro expandovaný polystyren používala zkratka PPS nebo PSB- S, dnes se pro jeho označení využívá zkratka EPS. Bílý polystyren je lehký a jeho struktura je tvarově velmi stabilní. Bílý polystyren je samozhášivý, do určité míry nenasákavý a práce s ním je velmi snadná. (ŠÁLA, MACHATKA, 2002) Bílý pěnový polystyren se vyrábí ve dvou specifikacích. A sice EPS70F a EPS100F. Jedná se však o dva téměř stejné výrobky. EPS100F je odolnější proti mechanickému stlačení, má o něco lepší tepelně izolační vlastnosti, vyšší objemovou hmotnost, avšak je proto i dražší. Výrobci fasádních polystyrenů také nedoporučují vystavovat polystyren přímému slunečnímu záření. UV záření totiž způsobuje předčasné ubývání a stárnutí polystyrenu. Na izolantu se nachází nažloutlý sprašný povrch, který je nutné vybrousit na pevnou plochu izolantu. Takto vybroušený polystyren je dobré v horizontu 7-14 dní posílit další výztužnou vrstvou (lepidlo, armovací tkanina, lepidlo). Nevýhodou polystyrenu je jeho špatná odolnost vůči vysokým teplotám, kdy může dojít k sublimaci. Proto není vhodné polystyren vystavovat teplotám kolem 85 C, kdy k tomuto jevu může dojít. Polystyren proto není vhodné natírat tmavými fasádními 19

20 nátěry, vkládat jej pod černé parapety, popřípadě ho aplikovat na místa se zvýšenou okolní teplotou. [www. 5] Skladování EPS70F a EPS100F je vhodné v suchých, krytých a větraných skladech při dodržování pravidel požární bezpečnosti. Desky nesmí být vystaveny slunečnímu záření a jejich ložení je nejvhodnější naplocho na rovném podkladu v původních obalech. (ŠÁLA, MACHATKA, 2002) Nejčastěji používaný polystyren EPS70F, EPS100F se skládá z 2 % polystyrenu a 98 % vzduchu. V jednotlivých kuličkách je uzavřený vzduch. Ten tedy funguje jako tepelný izolant. Bílý polystyren je velice oblíbený pro svou nízkou pořizovací cenu a dlouhou životnost. Poměr cena/výkon je tedy velmi dobrý. Desky se vyrábí v rozměrech 1000 mm na šířku, 500 mm na výšku a v tloušťkách mm. [www. 7] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 1 Tabulka 1 - tepelně technické vlastností EPS70F a EPS100F EPS 70F EPS 100F Objemová hmotnost (kg/m 3 ): 13, Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,039 0,037 Faktor difuzního odporu: Pevnosti ve smyku (kpa): Pevnost v tlaku (kpa): Pevnost v tahu (kpa): Reakce na oheň: E E Dlouhodobá nasákavost (kg/m 2 ): 0,5 0, Pěnový grafitový polystyren V české republice se vyrábí od roku Jedná se o bílý fasádní polystyren EPS70F s příměsí uhlíku, které polystyrenu dávají onu šedou až černou barvu. Jeho tepelně izolační vlastnosti jsou lepší než u EPS70F. Příměs grafitových částic má totiž tendenci odrážet teplo zpět do zdiva. Grafitový polystyren má o 20 % lepší součinitel tepelné vodivosti oproti standardní EPS70F. [www. 5] 20

21 Tento fakt znamená, že máme-li navrženou tloušťku bílého polystyrenu 20 cm bude stejně dobře izolovat 16 cm grafitového polystyrenu, který je ovšem oproti EPS70F zhruba o 25 % dražší. Kvality tohoto tepelně izolačního materiálu však ocení zákazníci, kteří chtějí zateplovat starší objekt o tloušťce zdiva např. 40 cm, kde využitím šedého polystyrenu docílíme snížení velikosti ostění okenních otvorů. Desky se vyrábí v rozměrech 1000 mm na šířku, 500 mm na výšku a v tloušťkách mm. [www. 8] Při skladování polystyrenu na stavbě a jeho následném nalepení na stěnu domu je dobré ho ochránit např. PVC plachtou nebo lešenářskou folií, tím se vyhneme následným problémům. Grafitový polystyren je zapotřebí chránit od přímého slunečního záření, díky kterému může polystyren začít měnit svůj objem a může dojít k prohnutí desek i jejich vyboulení popřípadě k povrchovému stárnutí a ubývání izolantu. Grafitový polystyren má totiž nízké procento odrazu světla. Následné teplo tedy pohltí což má za následek přehřátí izolantu a následnou nestabilitu materiálu. [www. 5] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 2 Tabulka 2 - tepelně technické vlastností pěnového grafitového polystyrenu Objemová hmotnost (kg/m 3 ): 13,5-18 Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,032 Faktor difuzního odporu: Pevnosti ve smyku (kpa): 50 Pevnost v tlaku (kpa): 70 Pevnost v tahu (kpa): 100 Reakce na oheň: E Dlouhodobá nasákavost (kg/m 2 ): 0, Minerální (kamenná) vata Minerální vata je dnes považována za jeden z nejlepších zateplovací ETICS systémů. Důvodů je hned několik. Dobré tepelně izolační vlastnosti, paropropustnost, akustický útlum a nehořlavost. Podstatnou nevýhodou oproti EPS je vysoká objemová 21

22 hmotnost kamenné vaty a s tím spojená náročnost provádění zateplení fasády. Vyšší cena minerální vaty způsobuje, že zateplení tímto materiálem se provádí nejčastěji jen tam, kde je to nutné. Avšak nebude-li zákazník muset řešit finanční náročnost zateplení, je minerální vata ideální volbou pro svou vyšší životnost a lepší difuzní vlastnosti. [www. 5] Velkou výhodou zateplování minerální vatou je skutečnost, že ve stěně nedochází ke kondenzaci vodní páry, dokonce ani při použití jakékoliv tloušťky vaty. Vata je tedy schopna postupně odvádět vodní páry od zdiva směrem ven z konstrukce. To znamená, že všechny vrstvy od zdiva směrem ven by měly mít stále menší difuzní odpor. Proto je nutné odstranit z fasády všechny souvrství, které by mohly bránit následnému průchodu vodních par. [www. 9] Pro uskladnění je nutné vatu uložit do suchého prostředí. Minerální vatu musíme lepit vždy na suchý, soudržný a pevný podklad s odchylkou rovinatosti maximálně do 30 mm na 2 metrovou lať. Při zateplování je také velice dobré vatu ochránit před kontaktem s vodou, kdy rychle ztrácí svou tepelně izolační vlhkost, kterou si ale následným vysycháním získává zpět. Z toho důvodu se vatou nesmí zateplovat části domu, které jsou do 300 mm výšky nad chodníkem, kde může odstřikovat voda od deště a následně tak nasakovat do fasády domu. Dále pak zdivo přiléhající balkónům, terasám nebo třeba světlíkům. Povrch minerální vaty nenarušuje sluneční UV záření. Není proto nutné ji po aplikaci na zdivo chránit tak jako polystyren. [www. 5] Desky z minerální vaty mají tepelně izolační vlastnosti blízké polystyrenovým izolacím. Příznivější požárně technické a akustické vlastnosti vyvažují jejich vyšší cenu. Jsou vhodné pro zateplení staveb s požárně technickými nároky, pro zateplení požárních únikových cest a pro zateplení vyšších domů nebo jejich vyšších podlaží nad požární výškou 22,5 m. (ŠÁLA, MACHATKA, 2002 s. 24) Prvotní horninou pro výrobu fasádní vaty je čedič. Ten se taví na velmi slabá vlákna, která jsou následně lisována na požadovaný rozměr izolačních desek. Tyto výrobky mají následně větší průměrnou tloušťku vláken a dále také větší rozdíly 22

23 v průměru jednotlivých vláken. Jednotlivá čedičová vlákna mají na sobě větší počet záhybů. Proto při zasažení objektu požárem drží vata déle svůj tvar. [www. 10] V dnešní době se na trhu nachází 3 produkty, které lze použít na zateplení fasády. Jedná se o produkty s odlišnou orientací čedičových vláken minerální vlny: 1. typ - příčná orientace vláken - (tuhé lamely 200 nebo 333 mm výška a 1000 mm šířka) Součinitel tepelné vodivosti λ = 0,040-0,042 W.m-1.K-1 Výrobek je vhodný pro fasádní systémy, na které je aplikován těžší obklad.tento materiál má vysokou pevnost v tahu. 2. typ - podélná orientace vláken - (tuhá deska 500 nebo 600 mm výška a 1000 mm šířka) Součinitel tepelné vodivosti λ= 0,039 W.m-1.K-1 Výrobek je určen pro aplikaci do vnějších stěn, respektive do kontaktních zateplovacích systémů, pro svou zvýšenou tuhost, pevnost a pro své tepelně-izolační, zvukověizolační a protipožární vlastnosti. 3. typ - podélná orientace vláken s integrovanou dvouvrstvou charakteristikou - pojená organickou pryskyřicí, v celém objemu hydrofobizovaná. Horní tuhá vrstva o tloušťce do 20 mm zabezpečuje vysokou odolnost proti mechanickému namáhání a má vylepšené tepelně izolační vlastnosti (tuhá deska 500 nebo 600 mm výška a 1000 mm šířka) Součinitel tepelné vodivosti λ = 0,036 W.m1.K-1 Výrobek je určen pro aplikaci do vnějších stěn, přesněji do kontaktních zateplovacích systémů, pro svou zvýšenou tuhost, pevnost a pro své tepelně-izolační, zvukově-izolační a protipožární vlastnosti. [www. 5] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 3 Tabulka 3 - tepelně technické vlastností minerální vaty 1. typ 2. typ 3. typ Objemová hmotnost (kg/m 3 ): Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,042 0, ,036 Faktor difuzního odporu: Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): Reakce na oheň: A1 A1 A1 23

24 3.4.4 Fasádní desky z kombinace polystyrenu a minerální vaty Neustále zdokonalování zateplovacích systémů nebere konce. Proto se firma ISOVER rozhodla vyrobit produkt, který nabízí nejlepší schopnosti polystyrenu a minerální vaty v jedné izolační desce. Fasádní deska TWINNER je kombinací desky fasádního grafitového polystyrenu na kterém je PUR pěnou nalepena minerální deska v tloušťce 30 mm, která vylepšuje protipožární vlastnosti tohoto materiálu. Deska se vyrábí ve třech variantách (zakládací deska, rohová deska a základní deska). Na trhu jsou k dostání desky v tloušťce mm a využívají se především na zateplení pasivních staveb.[www. 5] Mezi hlavní výhody zateplovacího systému TWINNER patří jeho dobrá odolnost vůči ohni B-s1, zajištění požární bezpečnosti dle ČSN , nízká hmotnost izolantu, snadná aplikace (za slunečného počasí není nutné stínění jako u grafitového EPS) [www. 11] Na fasádní zateplovací systém TWINNER nelze aplikovat jako finální vrstvu obklad. Stejně jako u minerální vaty není dobré izolant používat v oblasti soklu, kde může dojít ke kontaktu s vodou. Zde je vhodné použít extrudovaný, nebo perimetrický polystyren. Fasádní zateplovací systém Isover TWINNER je velice drahou variantou zateplení objektu, které vyžaduje odborné provedení a důslednost. Jeho cena několikanásobně převyšuje cenu EPS. [www. 5] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 4 Tabulka 4 - tepelně technické vlastností fasádních desek Isover Twinner Objemová hmotnost (kg/m 3 ): Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0, Faktor difuzního odporu: Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): 100 Reakce na oheň: B1 24

25 3.4.5 Fasádní desky z fenolické pěny Desky z Fenolické pěny mají téměř dvojnásobně lepší tepelně izolační vlastnosti než EPS nebo desky z minerální vlny. Toto moderní zateplení v sobě spojuje některé výhody polystyrenových i minerálních izolací. Fenolické desky jsou nehořlavé, nesublimují, nestékají, při požáru neuvolňují jedovaté plyny a kouř. Mechanická odolnost je přitom srovnatelná s EPS. Tloušťku systému můžeme volit po 20 mm. Střední součinitel tepelné vodivosti λ je 0,022 W/m.K. Tato hodnota ale není stejná u všech tloušťek zateplení. U desek tloušťky 20 mm je λ = 0,024 W/m.K, u tloušťky 30 a 40 mm je λ = 0,023 W/m.K a u tloušťek nad 5 cm dosahuje součinitel λ hodnoty 0,021 W/m.K. Díky těmto unikátním vlastnostem postačí 60 mm tohoto zateplení pro normou stanovené hodnoty pro bytové stavby U = 0,38 W/m 2 K, 150 mm pak dosáhne parametrů určených pro obvodové stěny pasivních domů. [www. 12] Fasádní desky se vyrábí v rozměru 1200 x 400 mm a v tloušťkách od 20 do 120 mm. Na přání je možnost desky dodat i v provedení polodrážka pro snazší nalepení jednoho izolantu k druhému. Tento fasádní tepelně izolační ETICS systém se řadí mezi jedny z nejlepších na trhu. Desky mají velmi nízkou hmotnost a vynikající tepelně izolační vlastnosti. Jádro desky tvoří tepelná izolace (Fenolová pěna 40 kg/m 3 ) na kterou je adhezivně během vypěňování nanesena vrstva na bázi skelné tkaniny. Ta následně tvoří povrchovou úpravu obou stran desky. [www. 5] Materiál je třeba chránit před slunečním zářením, protože skelný povrch má na slunci tendence sprašovat a rozpadat se. Desky je také velmi důležité chránit před vodou. Jsou totiž velmi nasákavé a při kontaktu s vodou se ztrácí jejich tepelně izolační vlastnosti. Vzhledem k tomu, že desky mají nižší součinitel tepelné vodivosti oproti ostatním materiálům, lze použít výrazně nižší tloušťku izolantu například: - izolace obvodových stěn nízkoenergetických a pasivních budov - obvodové stěny, kde malý přesah střechy neumožňuje použít větší tloušťku izolantu 25

26 - obvodové stěny, kde by použití EPS či desek z minerální vaty výrazně snížilo prostup světla interiéru v oblasti ostění oken Nevýhodou fenolických desek je jejich vysoká pořizovací cena což se podepíše i na návratnosti investice do zateplení domu. [www. 5] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 5 Tabulka 5 - tepelně technické vlastností fasádních desek z fenolické pěny Objemová hmotnost (kg/m 3 ): 37 Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,021 Faktor difuzního odporu: Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): 200 Reakce na oheň: B Konopná izolace V dnešní době ekologie a kladení důrazu na materiály, které jsou vyrobeny z obnovitelných zdrojů je třeba zmínit tepelnou izolaci Canabest. Desky, které jsou vyrobeny z % z konopného pazdeří, % konopných vláken, % BiCO vlákna-pojiva a 3-5 % roztoku sody-ochrana proti hoření se též řadí do fasádních ETICS systémů. Jejich objemová hmotnost je 100 kg/m 3. To zaručuje nízký součinitel tepelné vodivosti λ = 0,041 W.m-1.K-1 a velice dobré tepelně izolační vlastnosti a nízký difuzní odpor μ (MU) = 1,8. [www. 13] Fasádní desky canabest mají velmi dobrou absorpční schopnost a izolační stabilitu ve vlhkých podmínkách a dlouhou životnost. Při práci s nimi nehrozí poškození dýchacích cest. Jsou odolné proti plísním, hnilobám, škůdcům a odpuzují hlodavce. Nevýhodou je vysoká pořizovací cena a nízká odolnost proti ohni. Fasádní desky Canabest totiž spadají do třídy E. [www. 5] Desky se lepí na pevný podklad za použití cementového nebo disperzního lepidla na rámeček a na 2 středové terče popřípadě na celou plochu desky. Kotví se pak na 4-6 talířových hmoždinek na m 2. Na desky se dále aplikuje tmel, mřížka, penetrace, omítka a nátěr. Omítka bývá zpravidla silikátová nebo silikonová. [www. 5] 26

27 Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 6 Tabulka 6 - tepelně technické vlastností konopné izolace Objemová hmotnost (kg/m 3 ): 100 Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,040 Faktor difuzního odporu: 1,9 Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): 55 Reakce na oheň: E Ytong Multipor Ytong multipor je materiál naprosto nehořlavý a řadí se do třídy A1. Jeho dalšími výhodami jsou bezesporu vysoká paropropustnost s nízkým difuzním odporem μ (MU) = 3. Materiál má minerální bezvláknité složení stejně jako Ytong, pouze s větším podílem vzduchových mezer. Díky tomu je součinitel tepelné vodivosti λ = 0,045 W.m- 1.K-1. Desky jsou mimořádně odolné vůči tlaku, odpuzují vodu a mají pevný a stálý povrch. Rozměr desky Ytong Multipor je 390 mm na výšku, 600 mm na šířku a lze ji dodat v tloušťkách od 50 mm do 300 mm. Objemová hmotnost desek je 115kg/m 3 tím se desky Ytong Multipor řadí mezi lehké fasádní izolanty. Desky tvoří jen 5 % materiálu, zbylých 95 % je vzduch. Jejich hlavní složení je: vápno, písek, cement a voda, do kterých se následně přimíchává prostředek na tvorbu pórů. Materiál zaručuje absolutní zdravotní a hygienickou nezávadnost. [www. 14] Výrobce Ytong Multiporu se staví proti dodatečnému zateplení fasád fasádními polystyreny. Jedním z důvodů je hermetické uzavření zdiva a nemožnost přesunu vodních par do exteriéru. Desky se lepí a následně i stěrkují speciální paropropustnou maltrou Multipor. Lepení se provádí celoplošně na hřeben (8-10 mm). Následně se desky kotví talířovými hmoždinkami s rozpěrným kovovým šroubem v počtu 6 ks na m 2. Poté je zapotřebí desky celoplošně zabrousit a srovnat tak potřebné nerovnosti. Následně se vytváří armovací vrstva s vloženou skelnou tkaninou o finální tloušťce 5 mm. Po vyzrání malty (cca 5 dní) aplikujeme základní vrstvu pod omítky dle výrobce. Na zateplovací systém z desek Ytong Multipor patří minerální omítky s nízkým 27

28 difuzním odporem nebo silikátové omítky, jejichž stupeň světlosti je menší než 25. [www. 5] Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 7 Tabulka 7 - tepelně technické vlastností Ytong Multipor Objemová hmotnost (kg/m 3 ): 115 Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,045 Faktor difuzního odporu: 3 Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): 350 Reakce na oheň: A Difuzně otevřené polystyreny Open therm (1. typ) jsou difuzně otevřené fasádní desky na polystyrenové bázi, které jsou speciálně určené na cihlu nebo podobně (difuzně) otevřené zdivo, s velice dobrými tepelně izolačními vlastnostmi. Desky mají sníženou hořlavost, jsou rozměrově přesné a stálé. Desky jsou po celé své ploše opatřeny otvory širokými 2 mm a v hustotě 544 na desku o rozměrech 1000 mm na šířku a 500 mm na výšku. Tyto otvory pak zajišťují skvělý odvod vodních par ze zdiva přes izolant. Následně však musí být použito dalších materiálů např. Baumit Open, aby byla zaručena dokonalá paropropustnost celého systému. [www. 5] Baumit open reflect (2. typ) je stabilizovaná deska z lehčeného grafitového polystyrenu s příměsí uhlíkových částic. Desky mají sníženou hořlavost, jsou rozměrově přesné a mají mimořádnou paropropustnost. Desky jsou povrchově upraveny bílou barvou z důvodu ochrany izolantu před UV zářením. Desky jsou po celé své ploše opatřeny otvory širokými 2 mm a v hustotě 544 na desku o rozměrech 1000 mm na šířku a 500 mm na výšku. Tyto otvory pak zajišťují skvělý odvod vodních par ze zdiva přes izolant. Následně však musí být použito dalších materiálů řady Baumit Open, aby byla zaručena dokonalá funkčnost celého systému. [www. 15] 28

29 Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 8 Tabulka 8 - tepelně technické vlastností difúzně otevřených polystyrenů 1. typ 2. typ Objemová hmotnost (kg/m 3 ): Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0,040 0,031 Faktor difuzního odporu: Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): Reakce na oheň: E E Extrudovaný polystyren XPS Tento polystyren se využívá převážně na zateplení soklové části a zateplení budov pod úrovní terénu. Materiál se vyznačuje vysokou pevností, skvělými tepelně izolačními vlastnostmi a téměř nulovou nasákavostí. Výroba XPS probíhá zahříváním granulí polystyrenu s příměsí nadouvadel s následným vytlačováním tryskou. Nadouvadla zajistí vypěnění hmoty do pásu požadovaných rozměrů, který se dále upravuje na jednotlivé desky. Tak vzniká hladká struktura malých polystyrenových buněk, která tak redukuje difuzní prostupnost materiálu a tím i vzlínavost. Jako nadouvadla byly dříve používány freony, které však mají nepříznivý vliv na ozónovou vrstvu a proto bylo jejich používání zakázáno. V dnešní době byly freony nahrazeny inertními plyny CO 2 a dusíkem. S těmito nadouvadly se pak pracuje v uzavřeném prostředí, aby bylo zabráněno jejich nežádoucímu kontaktu s životním prostředím. [www. 5] XPS desky se dodávají v rozměrech 1250 x 600 mm a tloušťkách mm. Úpravu hran desek je možné zvolit ve třech variantách a to sice: rovná hrana, drážka nebo pero-drážka. [www. 16] 29

30 Objemová hmotnost Součinitel tep. Vodivosti Faktor difúz.odporu Reakce na oheň Nejdůležitější tepelně technické parametry jsou uvedeny v Tabulce 9 Tabulka 9 - tepelně technické vlastností extrudovaného XPS polystyrenu Objemová hmotnost (kg/m 3 ): Součinitel tepelné vodivosti (W/(kg.m 2 ): 0, Faktor difuzního odporu: Pevnost v tahu kolmo k desce (kpa): Reakce na oheň: E Celkový přehled srovnávaných tepelných izolací Hlavní vlastnosti vybraných materiálů jsou obsaženy v Tabulce 10. Tabulka 10 Souhrnný přehled vybraných materiálů Materiál Fasádní bílý polystyren EPS F70 13,5-18 0, E Fasádní bílý polystyren EPS F , E Pěnový grafitový polystyren 13,5-18 0, E Minerální vata 1. Typ 88 0,042 1 A1 Minerální vata 2. Typ 160 0, A1 Minerální vata 3. Typ 160 0,036 1 A1 Desky Isover Twinner , B Desky z fenolické pěny 37 0, B2 Konopná izolace 100 0,040 1,9 E Ytong Multipor 115 0,045 3 A1 Difúzně otevřený polystyren 1. Typ , E Difúzně otevřený polystyren 2. Typ , E XPS polystyren , E 30

31 Z výše uvedené tabulky vyplývá, že nejlepší tepelně izolační vlastnosti z porovnávaných systémů (vyjádřené hodnotou součinitele tepelné vodivosti) mají desky z fenolické pěny, které si zároveň udržují dostatečnou požární odolnost, zároveň jsou však jedním z nejdražších materiálů v přehledu. Součinitel prostupu tepla zbylých materiálů se pak pohybuje v poměrně malém rozptylu od 0,031-0,045, takže určujícím parametrem pro výběr konkrétního systému se stanou další požadované vlastnosti otevřenost kontra uzavřenost systému, požadavky na požární odolnost, objemová hmotnost, životnost, způsob aplikace, podklad, vzhled Obecně zde není možno určit, že některý materiál je nejlepší a jiný nejhorší, je nutno důsledně rozlišovat podle účelu a způsobu použití, důležitým faktorem zde bude hlavně finanční náročnost. 31

32 4 PRAKTICKÁ ČÁST Pro tuto bakalářskou práci byl vybrán konkrétní objekt bytový dům, který je zateplován nejrozšířenějším ETICS systémem bílým fasádním polystyrenem EPS70F. 4.1 Popis vybraného objektu Objekt se nachází na ulici Polní v Novém Městě na Moravě v Kraji Vysočina. Objekt je zobrazen v rámci katastrální mapy a ortofoto viz. Příloha č situace příloha č Urbanistické a architektonické řešení stavby Objekt je řešen jako zděný třípatrový, částečně zasypaný a tvořený dvěma vzájemně oddilatovanými objekty s obdélníkovým a nepravidelným půdorysem. viz příloha č. 8, 9, 10 Objekt je půdorysně zalomen podle tvaru pozemku, střední část je mírně předsazena. Střešní rovina je tvořena dvěma bočními pultovými střechami se sklonem cca 8 stupňů a centrální pultovou střechou se sklonem cca 5 stupňů do zadní části objektu. Fasáda bočních částí bude řešena barevně odlišně od střední části, která tímto ještě více vynikne Základy Základy pod objektem tvoří železobetonová základová deska a pásy z betonu do nezámrzné hloubky. Prostupy inženýrských sítí jsou provedeny v ocelové chráničce. Před provedením základů byla do základové spáry uložena zemnící páska FeZn 30x4 mm. Základy jsou dostatečně izolovány kontaktní izolací k zamezení tepelných mostů. 32

33 4.1.3 Svislé konstrukce Obvodové zdi suterénu jsou vyzděny z dřevěnocementových tvárnic IZOBLOK 35/14, vyplněných betonem s ocelovou výztuží dle statického výpočtu. Obvodové nosné zdi v 1. a 2.NP jsou vyzděny z cihelných bloků Porotherm 24 P+D a zatepleny 11 cm tepelné izolace EPS70F. Vnitřní nosné zdi jsou cihelné z materiálu Porotherm 24 P+D, příčky jsou z dutých cihelných příčkovek Porotherm 11,5 P+D. Na fasádě domu bylo použito 451,64 m 2 fasádního polystyrenu EPS70F, 64,6 m 2 minerální vaty na překrytí protipožárního pásu mezi BD a rodinným domem a 42,8 m 2 XPS na zateplení celého objektu pod úrovní terénu Stropy Strop nad suterénem i nad 1. NP je tvořen z panelů Spiroll tl. 265 mm, pouze v místě společného schodiště v bytovém domě je použita monolitická železobetonová deska Věnce a překlady Věnce v Izoblocích jsou tvořeny vkládanou výztuží do dřevěnocementových tvárnic, v ostatních zdech jsou železobetonové. Překlady nad otvory jsou prefabrikované, pouze nad garážovými vraty monolitické Střecha Střešní rovina je tvořena dvěma bočními pultovými střechami se sklonem cca 8 stupňů a centrální pultovou střechou se sklonem cca 5 stupňů do zadní části objektu. Nosná konstrukce střechy je tvořena dřevěnými trámy, pod které je zavěšen 33

34 sádrokartonový podhled s izolací (minerální vata tl. 28 cm). Na tyto dřevěné trámy jsou položeny dřevotřískové desky (2x15 mm), svrchní hydroizolační vrstvu tvoří modifikované asfaltové pásy Kapacity, užitkové plochy, obestavěné prostory, zastavěné plochy, orientace, osvětlení a oslunění Podlahová plocha budovy 728,5 m 2 Celková zastavěná plocha 297,5 m 2 Obestavěný prostor 2830,0 m 3 Hlavní vchody do budovy jsou orientovány na jihovýchod Tepelně technické vlastnosti konstrukcí a výplní otvorů Součinitel prostupu tepla obvodového pláště je méně než 0,30 W/m 2.K, u střechy méně než 0,24 W/m 2.K, u oken a dveří v obvodových stěnách 1,1 W/m 2.K, což ve všech případech splňuje požadavky normy. 4.2 Popis vzorové aplikace fasádního zateplovacího systému EPS 70F Založení Na připravený podklad do předem stanovené výšky připevníme soklový profil Etics soklovými hmoždinkami cca 3ks/bm soklového profilu. Je velice důležité při používání vrutů a hmoždinek zabránit vzniku elektrického článku na styku rozdílných kovů a tím i případné korozi. Toho můžeme docílit například použitím plastové podložky. Je zapotřebí velmi pečlivě dodržovat vodorovnou rovinu montáže. K podložení soklových profilů při případné nerovnosti podkladu je nutné použít Soklové distanční podložky. Doporučuje se soklové profily spojovat spojkami soklových lišt 34

35 PVC 30. Spára mezi zakládacím profilem ETICS a podkladem musí být těsněna pro správnou funkčnost. Pro minimalizaci vzniku trhlin je vhodné zakládací profil doplnit o LTO okeničku soklového profilu. [www. 5] Lepení desek Před začátkem samotného lepení desek je zapotřebí umíchat lepící maltu. Pro její správné namíchání je zapotřebí dodržet správný poměr zaměšované vody. Po důkladném promíchání necháme 5 min odstát, znovu promícháme a začneme nanášet na izolant. Nanášení lepící malty na tepelně izolační desky fasádního polystyrenu se zpravidla provádí na obvodový rámeček silný mm a na 3 středové terče. Následným nalepení izolantu na podklad musí vzniknout lepený spoj o minimální ploše % polystyrenové desky. Tímto způsobem je možné eliminovat případné nerovnosti. Aplikace první řady desek se provádí do soklového profilu, kde je nutné, aby izolační deska dolehla k přednímu líci zakládacího soklového profilu. Nesmí ho přesahovat ani být zapuštěné. Desky se vždy lepí na sraz a lepící hmota nesmí zůstat na bočních stranách izolantu kvůli možnosti vytvoření spár mezi jednotlivými deskami. (VLČEK, BENEŠ, 2005) Kotvení polystyrenu Kotvení polystyrenu fasádními hmoždinkami zajišťuje především stabilitu a spolehlivost celého systému. Fasádní hmoždinky jsou plastové kotvy určené ke kotvení fasádních zateplovacích systémů ETICS. (VLČEK, BENEŠ, 2005) Aplikace hmoždinek je možná nejdříve 24 hodin po nalepení desek fasádního polystyrenu. Hmoždinky se umisťují jak v místě styků a rohů desek tepelné izolace, tak v ploše desek. Je vhodné hmoždinky umísťovat tam, kde je deska připevněna k podkladu lepící maltou pro eliminaci případného poškození desky. Hmoždinky musí být 35

36 zakotveny až do obvodového pláště budovy. V místech, kde budeme desky kotvit, použijeme nejprve frézku pro vytvoření zapuštěného otvoru pro hmoždinku. Do dutého stavebního materiálu z keramického materiálu vrtáme bez příklepu kolmo k ploše podkladu pro kotvení, s příklepem pouze v případě kotvení do betonového materiálu. Vyvrtaný otvor není nutné čistit. Do vyvrtaných děr osazujeme hmoždinky a jejich trn zatloukáme gumovou paličkou. (VLČEK, BENEŠ, 2005) Aplikace výztužné vrstvy Před samotnou aplikací výztužné vrstvy je velice důležité upevnit na izolant všechny rohové, okapní a dilatační profily případně dodatečné vyztužení rohů oken a dveří. Dále je nutné povrch izolačních desek opětovně přebrousit a zbavit ho tak případných nerovností. Tento úkon provádíme nejčastěji speciální bruskou nebo hladítkem pokrytým brusným papírem. Nanesením vyrovnávací vrstvy docílíme potřebnou rovinnost tepelně izolačních systémů před nanášením finálních povrchových úprav. Výztužná vrstva nanesená na izolant musí vždy obsahovat výztuž sklotextilní síťovinu. Přesný druh stěrkové hmoty a sklotextilní síťoviny pro základní vrstvu jsou uvedeny ve stavební dokumentaci. Provedení základní vrstvy bývá obvykle 2-6 mm. Jestliže nebylo dosaženo rovinnosti, je nutné po 2-3 dnech nanést další vrstvu stěrkové hmoty pro vyrovnání. Po zaschnutí stěrkové hmoty je ještě nutné odstranit drobné nerovnosti před nanesením penetrace. [www. 5] Aplikace finální tenkovrstvé omítky Po dostatečném vyzrání a vyschnutí základní vrstvy se nanese penetrace, kterou aplikujeme válečkem nebo štětkou. Dostatečné vyschnutí základní vrstvy se běžně pohybuje mezi 5-7 dny v závislosti na povětrnostních podmínkách. Mezi naneseným penetračním nátěrem a začátkem nanášení tenkovrstvé omítky musí být 24 hodin pauza pro vyschnutí nátěru. Pro přípravu omítkové směsi je velice důležité dodržet přesný postup uváděný výrobcem. 36

37 Před aplikací konečné povrchové úpravy fasády je nutné zajistit ochranu přilehlých konstrukcí, prostupujících a osazených prvků. Všechny okolní plochy (dřevo, sklo, hliník, sokl, oplechování, a jiné) je zapotřebí důkladně ochránit zakrytím před možným znečištěním. Pokud i tak dojde k jejich znečištění, je nutné tyto plochy ihned umýt vodou. Pracovní nářadí je nutné též omýt vodou. Teplota vzduchu, podkladu a zpracovávané hmoty musí být během zpracování a následného schnutí v rozmezí +5 C až +30 C. Pro povrchové úpravy vnějšího tepelně izolačního systému je vhodné používat přednostně omítky a barvy s hodnotou světelného odrazu (HBW) vyšší než 25. (VLČEK, BENEŠ, 2005) 37

38 4.3 Posouzení tepelně technických vlastností použitého zateplovacího systému fasádní EPS 70F Následující protokol a výpočty byly provedeny ve spolupráci s Ing. Janem Červinkou. Skladba konstrukce (od interiéru) : Číslo Název D[m] L[W/mK] C[J/kgK] Ro[kg/m3] Mi[-] Ma[kg/m2] 1 Omítka vápenoc Porotherm 24 C Rigips EPS weber.therm kl Doplněná skladba konstrukce (od interiéru) : Číslo Název Směrnice K u,23/80 [%] W,c[kg/m2] W,m[kg/m2] Redistribuce 1 Omítka vápenoc NE 2 Porotherm 24 C NE 3 Rigips EPS NE 4 weber.therm kl NE Okrajové podmínky výpočtu : Tepelný odpor při přestupu tepla v interiéru Rsi : dtto pro výpočet kondenzace a povrch. teplot Rsi : Tepelný odpor při přestupu tepla v exteriéru Rse : dtto pro výpočet kondenzace a povrch. teplot Rse : 0.13 m 2 K/W 0.25 m 2 K/W 0.04 m 2 K/W 0.04 m 2 K/W Návrhová venkovní teplota Te : C Návrhová teplota vnitřního vzduchu Tai : 20.3 C Návrhová relativní vlhkost venkovního vzduchu RHe : 84.0 % Návrhová relativní vlhkost vnitřního vzduchu RHi : 55.0 % Měsíc Délka[dny] Tai[C] RHi[%] Pi[Pa] Te[C] RHe[%] Pe[Pa]

39 Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla dle ČSN EN ISO 6946: Tepelný odpor konstrukce R : Součinitel prostupu tepla konstrukce U : Součinitel prostupu zabudované kce U,kc : 3.69 m 2 K/W W/m 2 K 0.28 / 0.31 / 0.36 / 0.46 W/m 2 K Difuzní odpor konstrukce ZpT : 3.4E+0010 m/s Teplotní útlum konstrukce Ny* : Fázový posun teplotního kmitu Psi* : 11.6 h Teplota vnitřního povrchu a teplotní faktor dle ČSN a ČSN EN ISO 13788: Vnitřní povrchová teplota v návrhových podmínkách Tsi,p : C Teplotní faktor v návrhových podmínkách f,rsi,p : Číslo Minimální požadované hodnoty při max. Vypočtené měsíce rel. vlhkosti na vnitřním povrchu: hodnoty % % Tsi,m[C] f,rsi,m Tsi,m[C] f,rsi,m Tsi[C] f,rsi RHsi[%] Poznámka: RHsi je relativní vlhkost na vnitřním povrchu, Tsi je vnitřní povrchová teplota a f,rsi je teplotní faktor. 39

40 Difuze vodní páry v návrhových podmínkách a bilance vlhkosti dle ČSN : (bez vlivu zabudované vlhkosti a sluneční radiace) Průběh teplot a tlaků v návrhových okrajových podmínkách: rozhraní: i e tepl.[ C]: p [Pa]: p,sat [Pa]: Při venkovní návrhové teplotě dochází v konstrukci ke kondenzaci vodní páry. Kond.zóna Hranice kondenzační zóny Kondenzující množství číslo levá [m] pravá vodní páry [kg/m2s] E-0008 Celoroční bilance vlhkosti: Množství zkondenzované vodní páry Mc,a: Množství vypařitelné vodní páry Mev,a: kg/m 2,rok kg/m 2,rok Ke kondenzaci dochází při venkovní teplotě nižší než -5.0 C. Bilance zkondenzované a vypařené vlhkosti dle ČSN EN ISO 13788: Roční cyklus č. 1 V konstrukci nedochází během modelového roku ke kondenzaci Vyhodnocení výsledků podle kritérií ČSN (2007) Název konstrukce: Obvodova zed EPS 70 F Rekapitulace vstupních dat Návrhová vnitřní teplota Ti: 20,0 C Návrhová venkovní teplota Tae: -17,0 C Teplota na vnější straně Te: -17,0 C Návrhová teplota vnitřního vzduchu Tai: 20,3 C Relativní vlhkost v interiéru RHi: 50,0 % (+5,0 %) 40

41 Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Rigips EPS 70 F Fasádní 0,110 0,039 40,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,802+0,000 = 0,802 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,937 Kritický teplotní faktor f,rsi,cr byl stanoven pro maximální přípustnou vlhkost na vnitřním povrchu 80 % (kritérium vyloučení vzniku plísní). II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,26 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. Vypočtený součinitel prostupu tepla musí zahrnovat vliv systematických tepelných mostů (např. krokví v zateplené šikmé střeše). III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Limit pro max. množství kondenzátu odvozený z min. plošné hmotnosti materiálu v kondenzační zóně činí: 0,050 kg/m 2,rok (materiál: Rigips EPS 70 F Fasádní (2)). Dále bude použit limit pro max. množství kondenzátu: 0,050 kg/m 2,rok Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,0282 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 1,9318 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a < Mc,N POŽADAVEK JE SPLNĚN. 41

42 Grafický průběh teplot a tlaků vodní páry v konstrukci je zřetelný z grafů na Obrázku 1 Obrázek 1 Rozložení teplot a tlaků vodní páry EPS 70F 42

43 4.4 Možné vady, poruchy a chyby v provádění kontaktního zateplovacího systému Správné zateplení fasády vyžaduje určité zkušenosti a je zapotřebí se vyvarovat mnoha chyb, které mohou nastat. Nejčastější chyby však vznikají zejména ze dvou důvodů. První chybou je šetření finančních prostředků na nepravém místě, což může být zejména podcenění tloušťky izolačních desek. Druhou chybou je vymýšlení a zkoušení nových postupů při provádění zateplení. Pro správné zateplení fasády domu je zejména nutné dodržet stanovené pracovní postupy výrobcem daného zateplovacího systému. Při dodatečném zateplování staršího objektu se rovněž můžeme dopustit mnoha chyb. Mezi ty nejčastější patří použití nevhodných materiálů, chybný technologický postup nebo chyby vzniklé následnými dodatečnými pracemi. Proto je při provádění zateplení nutno postupovat uváženě a v souladu s vypracovanou projektovou dokumentací. [www. 5] 4.5 Termovizní měření Řadu problematických konstrukčních řešení je možno detekovat pomocí termovizních metod. Použití termogramu je podmíněno tím, že všechna tělesa mimo těch absolutně černých nebo o teplotě absolutní nuly vyzařují tepelné paprsky. Tyto paprsky termogram následně snímá a přepočítává je podle mnoha dalších zadaných údajů jako je například teplota prostředí, vzdálenost a další. Následně veškeré údaje převede na teplotu, kterou zobrazuje jako termogram, tedy obraz, kterému je v každém jeho bodě na základě naměřené teploty přiřazena určitá barva. Na základě tohoto snímku, znalostí o podmínkách pořízení termogramu a stavebních znalostech lze velmi přesně vyhodnotit a určit příčinu problému. Z tohoto důvodu lze termogram použít u omezeného množství případů a pouze v určitém časovém období. Pro úspěšné měření musí být vnitřní a vnější rozdíl teplot minimálně 10 C. (ŠUBRT, 2008) Snímaný objekt při tomto měření nesmí být ovlivněn jiným tepelným zářením. Snímky exteriéru lze proto pořizovat jen v noci při zatažené obloze. V opačném případě je totiž měření ovlivněno tzv. sáláním z vesmíru, kde při jasné obloze je její teplota 2 K 43

44 (-271 C). Mezi další podmínky termovizního měření patří i to, že kamera musí být v dostatečné vzdálenosti a pod odpovídajícím úhlem. (ŠUBRT, 2008) Výsledky termovizního měření Termovizní měření bylo provedeno dne v 04:00 hod. Venkovní teplota byla -7 C obloha byla zatažená. Vlhkost vzduchu byla 50 % a atmosférický tlak byl 20 hpa. Pro snímky z termogramu byl použit přístroj FLIR E60 VP. Termovizní kamera Flir E60 se řadí do nižší střední třídy termovizních kamer. Rozlišení bolometru termogramu Flir E60 je celkem 320 x 240 pixelů, a kamera je schopna dosáhnout teplotní citlivosti lepší než 0,05 C při obnovovací frekvenci až 60 Hz. Teplotní rozsah kamery je možné nastavit na rozsah -20 C až +120 C nebo rozsah 0 C až +650 C. Velkou výhodou tohoto termogramu je velký 3.5 LCD dotykový displej, laser pro přesné zaměření daného bodu a také digitální fotoaparát 3.1 Mpixel s LED osvětlením. Kamera také splňuje stupeň krytí IP54, čímž ji lze využívat v aplikacích s nebezpečím stříkající vody či prašných prostorech. Termogram dále nabízí funkci obraz v obraze, kde dochází k propojení reálného snímku s termosnímkem přímo v přístroji, zvukový záznam po dobu 60 vteřin, použití Extech přístrojů (např. klešťový ampérmetr) přes Bluetooth či propojení prostřednictvím Wifi s Ipadem nebo Iphonem. Tento model nabízí řadu vyhodnocovacích a měřících funkcí (až 3 bodů a 3 oblastí měření s MIN/MAX/průměr či automatickou detekci teplých a studených bodu ve vybrané oblasti). Termogramy řady E nacházejí největší uplatnění při diagnostice a údržbě elektrických strojů a zařízení, rozvodů a rozvoden elektrické energie, fotovoltaických panelů, transformátorů či elektrických zařízení. [www. 17] Na termovizních snímcích na Obrázku 2 jsou výborně viditelné chyby, které způsobují úniky tepla z objektu. Na snímcích je patrný únik tepla a to hlavně v ostění oken, který je zapříčiněn nedostatečnou tloušťkou izolantu v daném místě. Další chybou je částečný tepelný most přes hmoždinku, který plyne z požadavků normy na zatížení 44

45 fasády větrem, kdy je nutné navrhovat větší počet ukotvení. Dalším faktorem je také zvýšení tloušťky izolantu, díky kterému se stále více používají hmoždinky, které mají kovový trn, který vede více tepla. Pro zateplení hmoždinek se mají používat polystyrenové zátky, které se osazují v případě zapuštění hmoždinek. Obrázek 2 Snímek z termogramu Obrázek 3 Snímek z termogramu 45

46 4.6 Posouzení tepelně technických vlastností při použití alternativních skladeb materiálů a zateplovacích systémů (při stejných okrajových podmínkách) Následující výpočty byly provedeny ve spolupráci s Ing. Janem Červinkou Pěnový grafitový polystyren (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 1) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Pěnový grafitový pol. 0,110 0,033 30,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,944 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,23 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,0468 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 2,7299 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a < Mc,N POŽADAVEK JE SPLNĚN. 46

47 4.6.2 Minerální vata (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 2) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Mineralni vata fasadni 0,110 0,045 2,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,931 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,29 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,4712 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 3,9533 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a > Mc,N POŽADAVEK NENÍ SPLNĚN. 47

48 4.6.3 Fasádní desky s kombinací polystyrenu a minerální vaty (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 3) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Isover Twinner 0,110 0,033 30,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,944 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,23 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,0468 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 2,7299 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a < Mc,N POŽADAVEK JE SPLNĚN. 48

49 4.6.4 Fasádní desky z fenolické pěny (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 4) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Kingspan Kooltherm K5 0,110 0,021 33,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,961 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,16 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,0431 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 2,8768 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a < Mc,N POŽADAVEK JE SPLNĚN. 49

50 4.6.5 Konopná izolace (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 5) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Canabest PANEL 0,110 0,040 1,9 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,936 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,26 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,4853 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 3,9425 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a > Mc,N POŽADAVEK NENÍ SPLNĚN. 50

51 4.6.6 Multipor (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 6) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Ytong Multipor 0,110 0,045 3,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,931 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,29 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,4122 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 3,9442 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a > Mc,N POŽADAVEK NENÍ SPLNĚN. 51

52 4.6.7 Difúzně otevřené polystyreny (graf rozložení teplot a tlaků vodních par v typickém místě viz Příloha č. 7) Skladba konstrukce Číslo Název vrstvy d [m] Lambda [W/mK] Mi [-] 1 Omítka vápenocementová 0,020 0,990 19,0 2 Porotherm 24 CB 0,240 0,290 5,0 3 Baumit Open Therm 0,110 0,040 9,0 4 weber.therm klasik 0,020 0,900 20,0 I. Požadavek na teplotní faktor (čl. 5.1 v ČSN ) Požadavek: f,rsi,n = f,rsi,cr + DeltaF = 0,804+0,000 = 0,804 Vypočtená průměrná hodnota: f,rsi,m = 0,936 II. Požadavek na součinitel prostupu tepla (čl. 5.2 v ČSN ) Požadavek: U,N = 0,38 W/m 2 K Vypočtená hodnota: U = 0,26 W/m 2 K U < U,N... POŽADAVEK JE SPLNĚN. III. Požadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2 v ČSN ) Požadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. 2. Roční množství kondenzátu musí být nižší než roční kapacita odparu. 3. Roční množství kondenzátu Mc,a musí být nižší než 0,1 kg/m 2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty: V kci dochází při venkovní návrhové teplotě ke kondenzaci. Roční množství zkondenzované vodní páry Mc,a = 0,2216 kg/m 2,rok Roční množství odpařitelné vodní páry Mev,a = 3,9447 kg/m 2,rok Vyhodnocení 1. požadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a POŽADAVEK JE SPLNĚN. Mc,a > Mc,N POŽADAVEK NENÍ SPLNĚN. 52

53 Požadavek na teplotní faktor Požadavek na součinitel prostupu tepla Požadavek na šíření vlhkosti konstrukcí 4.7 Celkový přehled alternativních materiálů pro zateplení konkrétního objektu Výsledky posouzení skladby obvodového zdiva, při použití vybraných zateplovacích materiálů jsou obsaženy v Tabulce 11. Tabulka 11 Výsledky posouzení skladby obvodového zdiva při použití vybraných zateplovacích materiálů Materiál Fasádní bílý polystyren EPS F70 0,937 0,26 ANO Pěnový grafitový polystyren 0,944 0,23 ANO Minerální vata 0,931 0,29 NE Desky Isover Twinner 0,944 0,23 ANO Desky z fenolické pěny 0,961 0,16 ANO Konopná izolace 0,936 0,26 NE Ytong Multipor 0,931 0,29 NE Difúzně otevřený polystyren 0,936 0,26 NE Z výše uvedeného přehledu vyplývá, že řešené skladby bez problémů plní požadavky na teplotní faktor i na součinitel prostupu tepla, některé materiály mají problém pouze v oblasti šíření vlhkosti konstrukcí a splnit tak požadavek, aby roční množství kondenzátu bylo nižší než 0,1 kg/m 2 nebo 3 % plošné hmotnosti materiálů (nižší z hodnot). Vypočtené hodnoty samozřejmě korespondují s již dříve uvedeným přehledem jednotlivých materiálů a platné zůstávají i závěry z toho vyvozené materiál pro zateplovací systém je nutné vybírat v kontextu celkového použití. 53

54 5 ZÁVĚR A DISKUZE Prvním cílem této bakalářské práce byl popis základních vybraných fasádních ETICS systémů pro zateplení obvodových stěn a porovnání jejich hlavních tepelně technických vlastností. Na základě tohoto porovnání byl určen materiál s nejlepším součinitelem prostupu tepla, ale zároveň bylo konstatováno, že při volbě vhodného systému zateplení je nutno posuzovat materiály v širším kontextu s důrazem i na další požadované vlastnosti, které musí fasádní systém plnit, tj. nezaměřit se pouze na posuzování součinitele prostupu tepla, ale zhodnotit i další důležité faktory finanční náročnost, způsob provádění, vhodnost vůči podkladu, mechanická a povětrnostní odolnost, požární odolnost a mnoha dalších. V praktické části byl na konkrétním objektu bytového domu popsán způsob aplikace v současnosti nejběžnějšího ETICS systému bílého fasádního polystyrenu EPS 70F na cihelné bloky Porotherm 24. Bylo provedeno bližší tepelně technické posouzení této skladby a její vyhodnocení dle požadavků ČSN. Tato část byla doplněna o termovizní měření kamerou, na jejichž snímcích bylo možno ukázat typické chyby a nedostatky v kontaktním zateplování fasád. Poslední částí bylo provedení tepelně technického posouzení skladby obvodové stěny vybraného objektu pro ostatní vybrané tepelně izolační materiály a jejich konečné porovnání z hlediska požadavků ČSN. Ukázalo se, že všechny uvažované materiály by splnily požadavky normy na teplotní faktor a součinitel prostupu tepla, některé ale měly problém s plněním jednoho z požadavků na množství kondenzované vody v konstrukci. Současná doba klade stále větší nároky na úspory energií a udržení tepelné stability a zdravého hygienického prostředí v budovách, s čímž rostou i požadavky na správný výběr a provedení obvodových konstrukcí budov. V této práci řešené kontaktní zateplení systémy ETICS má v dané problematice významné místo s tím, že volbu konkrétního izolantu je nutno provádět v kontextu celé stavby a požadavků a potřeb jejich uživatelů. 54

55 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Knižní zdroje ŠÁLA, Jiří a Milan MACHATKA. Zateplování v praxi: provádění vnějších kontaktních zateplovacích systémů. 1. vyd. Praha: Grada, 2002, 105 s. ISBN x. VLČEK, Milan a Petr BENEŠ. Poruchy a rekonstrukce staveb. Brno: ERA group, 2005, v, 129 s. ISBN x. ŠUBRT, Roman. Zateplování. 1. vyd. Brno: ERA, 2008, vi, 102 s. ISBN VAVERKA, Jiří. Stavební tepelná technika a energetika budov. Vyd. 1. Brno: VUTIUM, 2006, 648 s. ISBN Elektronické zdroje [www. 1] Vyhláška č. 268/2009 Sb. [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 2] Zákon č. 183/2006 Sb. [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 3] Teplotní faktor vnitřního povrchu frsi pro ČSN [online]. Praha: Topinfo, 2006 [cit ]. Dostupné z: 55

56 [www. 4] Součinitel prostupu tepla [online]. Praha: Topinfo, 2007 [cit ]. Dostupné z: [www. 5] STUDENÝ, Roman. Jak zateplit fasádu správně a bez chyb [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 6] Rosný bod a kondenzace vodní páry [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 7] ISOVER. Isover EPS 70F [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 8] ISOVER. Isover EPS GreyWall [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 9] Jak zateplit dům, vata nebo polystyren [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 10] ROCKWOOL. Fasrock [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 11] ISOVER. Isover TWINNER [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 12] BAUMIT. Baumit XS 022 [online] [cit ]. Dostupné z: 56

57 [www. 13] KONOPNÁ IZOLACE. Canabest panel [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 14] YTONG. Multipor DI tepelněizolační deska [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 15] BAUMIT. Baumit open reflect [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 16] STYROTRADE. Synthos XPS 30 [online] [cit ]. Dostupné z: [www. 17] TERMOGRAM. Termovizní kamera FLIR E60 [online] [cit ]. Dostupné z: 57

58 SEZNAM TABULEK Tabulka 1 - tepelně technické vlastností EPS70F a EPS100F Tabulka 2 - tepelně technické vlastností pěnového grafitového polystyrenu Tabulka 3 - tepelně technické vlastností minerální vaty Tabulka 4 - tepelně technické vlastností fasádních desek Isover Twinner Tabulka 5 - tepelně technické vlastností fasádních desek z fenolické pěny Tabulka 6 - tepelně technické vlastností konopné izolace Tabulka 7 - tepelně technické vlastností Ytong Multipor Tabulka 8 - tepelně technické vlastností difúzně otevřených polystyrenů Tabulka 9 - tepelně technické vlastností extrudovaného XPS polystyrenu Tabulka 10 Souhrnný přehled vybraných materiálů Tabulka 11 Výsledky posouzení skladby obvodového zdiva při použití vybraných zateplovacích materiálů 58

59 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1 Rozložení teplot a tlaků vodní páry EPS 70F Obrázek 2 Snímek z termogramu Obrázek 3 Snímek z termogramu 59

60 SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Pěnový grafitový polystyren) Příloha č. 2 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Minerální vata) Příloha č. 3 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Fasádní desky s kombinací polystyrenu a minerální vaty) Příloha č. 4 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Fasádní desky z fenolické pěny) Příloha č. 5 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Konopná izolace) Příloha č. 6 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Ytong Multipor) Příloha č. 7 - grafy rozložení teplot a tlaků vodních par (Difuzně otevřené polystyreny) Příloha č. 8 Půdorys typického patra Příloha č. 9 Pohledy Příloha č. 10 Řez Příloha č. 11 Katastrální mapa + ortofoto Příloha č. 12 Situace 60

61 Přílohy

62 Příloha č. 1

63 Příloha č. 2

64 Příloha č. 3

65 Příloha č. 4

66 Příloha č. 5

67 Příloha č. 6

68 Příloha č. 7