Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.23 Zateplování budov pěnovým polystyrenem Kapitola 1 Úvod do problematiky zateplování Bc. Leoš Pater 30. 10. 2013
Obsah ÚVOD ANOTACE... 1 1 ÚVOD DO PROBLEMATIKY ZATEPLOVÁNÍ... 2 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 5 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 6 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 7 2
Úvod anotace Výukový materiál se zabývá problematikou zateplování stavebních objektů, jeho historickým vývojem, cíli státní energetické politiky, snižováním energetické náročnosti budov s možností získání státní podpory vprogramu na snižování spotřeby paliv a energie, (dotace). Výukový materiál seznamuje s vývojem tepelně technických prostředků a obecným významem zateplování. Výklad je doplněn kontrolními otázkami. Výukový materiál je určen žákům 3. ročníku vzdělávacího oboru 33-67-H/01 Zedník a zájemcům o získání profesní kvalifikaci Zhotovitel zateplovacích systémů 36-022-H. Výukový materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů Technologie a Odborný výcvik. 1
1 Úvod do problematiky zateplování V posledních letech ceny energií výrazně stoupají a zateplování budov se stává velmi naléhavým tématem. Problém energetické náročnosti objektů je aktuální pro celou řadu zemí včetně České republiky. Značná energetická náročnost většiny staveb je v ČR intenzivně řešena především při postupném přechodu cen paliva energií na ceny světové a s tím souvisejícím jejich růstem. Snižováni energetické náročnosti provozu budov je jedním z důležitých faktorů při snižování celkové energetické spotřeby našeho státu. Zásobování budov teplem totiž tvoří přibližně jednu čtvrtinu z celkové energetické spotřeby ČR. Státní správa ČR považuje snižování energetické náročnosti za jednu ze stěžejních zásad své energetické politiky. Pro program státní podpory na snižování spotřeby paliva energie v budovách a bytech bylo v letech 1991 až 1995 uvolněno ze státního rozpočtu 1,5 mld. Kč. Jednalo se především o finanční dotace projektů zaměřených na zlepšení tepelně technických vlastností budov, ale i na měření spotřeby tepla, regulace otopných systémů, obnovu a výstavbu alternativních zdrojů energií a podporu energetického poradenství. V oblasti bytového fondu se za přispění přiznaných podpor provedly úpravy u přibližně půl milionu bytových jednotek. S obdobnou koncepcí - programů státních podpor pro energeticky úsporná opatření uvažuje Česká republika i pro příští období. Obrázek 1. Průkaz energetické náročnosti Obrázek 2. Energetický štítek Prioritními opatřeními pro snižování energetické náročnosti budov jsou především stavební úpravy, vyplývající z realizace tepelných izolací stávajících budov a všestranné snižování jejich tepelných ztrát. Důvodem je největší podíl tepelných ztrát vykazovaný obvodovými konstrukcemi, včetně výplní otvorů. V šedesátých letech minulého století dochází k mohutnému nástupu panelových obvodových konstrukcí, nejdříve jednovrstvých panelů z lehkých betonů. Od sedmdesátých let je postupně nahrazují vrstvené (sendvičové) panely ze železobetonu s vloženou vrstvou pěnového polystyrenu. Důsledkem nezvládnuté technologie výroby a řešení spojů těchto montovaných konstrukcí bylo snížení jejich tepelně technické kvality, 2
vznik poruch, plísní atd. Tyto vady vznikaly proto, že předpokládaný tepelný odpor konstrukcí, často větší než normový, nebyl dosahován. Odlehčení prvků vedlo ke snížení tepelné akumulace, nevhodné pro překlenutí teplotních změn. Na vnitřním povrchu spojů docházelo vlivem tzv. tepelných mostů; charakteristických pro montované konstrukce, ke kondenzaci vlhkosti a tvorbě plísní. V následném období dochází v obvodových pláštích především občanských budov k uplatnění prvků lehké prefabrikace, pro které jsou příznačné problémy tepelné stability místností a další zvýraznění problémů s tepelnými mosty. V důsledku energetické krize v závěru 70. let dochází přibližně ke zdvojnásobení požadovaných hodnot tepelných odporů konstrukcí, hodnotí se tepelné mosty a kondenzace vodní páry uvnitř a na povrchu konstrukcí. Tepelná ochrana budov zahrnuje požadavky nejen na jednotlivé konstrukce budovy po stránce šíření tepla, vlhkosti a vzduchu, ale také na zimní a letní tepelnou stabilitu místností a energetické hodnocení budov. K dalšímu obdobně významnému zpřísnění požadavků došlo v polovině 90. let. Zateplením budov získáváme zcela průkazně velké množství úspory tepelné energie, a tedy výrazně nižší čerpání cenných zdrojů této energie - elektřiny, uhlí, plynu či jiných paliv. Zároveň se tím významně sníží emise škodlivin, zejména C02. Při doplnění souvislé tepelné izolace domu se také eliminuje mnoho vad a poruch, často způsobených nižšími tepelně izolačními vlastnostmi konstrukcí, což zvyšuje vlhkost stěn, stropů či podlah a je často příčinou vzniku plísní a nižší životnosti hmot. Plísně jsou nepříznivé nejen z pohledu estetického, ale především představují zdravotní riziko (např. podporují vznik a rozvoj alergií). Plísně se často tvoří okolo oken, v rozích, v koupelnách. Místnost s plísněmi má charakteristický zápach. Na povrchu oken se zvýšená vlhkost projeví orosením (zamlžením) jejich skel, v zimě mrznoucím na tzv. ledové květy. Zateplením budovy kromě toho snižují časté výkyvy teplot, například nadměrné vzestupy teplot v letních měsících, a zkracuje se nutná délka otopné sezóny. Zateplování se v poslední době tedy stává velmi efektivní formou, jak investovat finanční prostředky. Od roku 1991 je snaha snížit spotřebu energie podporována státními dotacemi na úsporná opatření, včetně provedení tepelných izolací. Pokud správně zateplujeme, chráníme naše zdraví a provozní náklady. Pokud se zateplení neprovede, nebo není kvalitní, pak dochází ke snížení tepelné a vlhkostní pohody bydlení, zhoršují se zdravotní hlediska bydlení (syndrom nemocných budov) a výrazně narůstá ekonomický rozpočet domácností. Zateplením se musí vytvořit souvislý a izolačně vyvážený obal budovy, skládající se z dílčích kvalitně provedených detailů - teprve pak je zaručen silný příznivý účinek kvalitního zateplení. Neméně závažným důsledkem zateplení je snižování ekologické zátěže životního prostředí. Úspory energie zateplením lze považovat za obdobu obnovitelných zdrojů energie (OZE), avšak bez vedlejších ekologicky negativních důsledků výroby energie. Zároveň větší úspory energie zvyšují podíl OZE na energetické bilanci. V minulosti, prakticky do poválečného období, nebyly u nás tepelně technické požadavky na obvodové konstrukce budov přesně specifikovány. Stavební řád pro české země 3
(1886), vydaný císařem Františkem Josefem 1., vyžadoval obvodové stěny "jeden a půl cihly tlusté" především pro zajištění statické bezpečnosti stavby. Z cihelné stěny tl. 45 cm byly odvozeny i požadavky pro tepelně izolační, tepelně akumulační a kondenzační požadavky v ČSN 73 0540 Navrhováni stavebních konstrukcí z hlediska tepelné techniky", platné od r. 1963 a následně ČSN 73 0540 "Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí", platné od r. 1965. Velkou revizí v r. 1977 vznikla tehdy velmi progresivní ČSN 73 0540, Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov. Názvosloví. Požadavky a kritéria", účinná od r. 1979. Dalšími revizemi se tepelně technické požadavky postupně měnily do současné podoby předpisu navázaného na soubor přejímaných evropských norem. V květnu 1994 vyšla ČSN 73 0540-2 "Tepelná ochrana budov - Část 2: Funkční požadavky", kterou nahradilo v listopadu 2002 znění ČSN 73 0540-2 "Tepelná ochrana budov Část 2: Požadavky". Od konce roku 2006 platí poslední novela této normy. Vývoj spotřeby energie a z něj vyplývající ekologické důsledky vedly od 70. let k celosvětovému trendu úspor energie, který se promítl i do snižování spotřeby energie na vytápění a provozování budov. Jednou ze součástí tohoto procesu je i zateplování budov, které se postupně stává nejen základním stavebním řešením energetického problému, se samostatným specifickým oborem v procesu stavební výroby. Zateplení budovy, přesněji dodatečná tepelná izolace budovy (vztahuje se i na novostavby), je proto nesmírně aktuální. Všechny vytápěné budovy (rodinné a bytové domy, administrativní i výrobní budovy), jsou zdrojem ztrát energie. Ovlivnit jejich výši, a tím i náklady na provoz a požadavky na zdroje energie, je v naší moci. 1.1 Požadavky pro zateplování budov Základním požadavkem při zateplení je zajistit celistvý - nejlépe vnější tepelně izolační obal budovy s vyloučením slabých míst. Hlavní podmínkou přitom je nepřipustit působení nadměrné vlhkosti v konstrukcích a zajistit přiměřené větrání užívaných prostorů. Budovy s nižšími tepelně izolačními vlastnostmi se kromě zvýšených tepelných ztrát často vyznačují znaky i vadami a poruchami: 1. výskyt kolonií plísní, 2. orosování oken a vlhké skvrny na jiných konstrukcích (kondenzace vlhkosti), 3. charakteristický zápach v místnosti. Při návrhu zateplení je rozhodující hodnocení stávajících tepelně izolačních vlastností konstrukcí a budovy, především důsledků nejvýraznějších tepelných mostů, a energetickoekonomické úvahy o návratnosti investice. 4 Kontrolní otázky: 1. Co je tepelný most? 2. Co značí zkratka OZE? 3. Jak vznikají plísně v objektech?
2 Doporučená literatura 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9. 4. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4. 5. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., 2005. ISBN 80-7366- 013-X. 6. Ladislav Linhard. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing a.s, Praha: 2010. ISBN 978-80-247-3361-6. 7. Antonín Vaněk. STROJNÍ ZAŘÍZENÍ PRO STAVEBNÍ PRÁCE, Sobotáles, Praha: 1999. ISBN 8085920611. 8. Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN 80-85380-37-4. 9. TZB info-zdroj internet 5
3 Použitá literatura a zdroje 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 6
4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1. PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI... 2 OBRÁZEK 2. ENERGETICKÝ ŠTÍTEK... 2 7