Difúzně otevřená skladba dřevostavby: Princip, materiály a foukaná izolace

Moderní dřevostavby mají stěny složeny z takzvaných sendvičů, což znamená, že nejsou v celé své tloušťce ze stejného materiálu. Každá z jednotlivých vrstev obvodového pláště přebírá jinou funkci: tepelně izolační, pro vlhkosti, proti povětrnosti, pohledovou a podobně. V základu rozeznáváme difúzně otevřené a uzavřené skladby. Na kvalitě obálky budovy ve značné míře závisí energetická náročnost dřevostavby. Proto je nutné zajistit nejen účinnou tepelnou izolaci dřevostavby, ale i její vysokou vzduchotěsnost, aby nedocházelo k úniku tepla z budovy a zároveň do ní v zimě nepronikal za větrného počasí chladný vzduch. To platí jak pro difuzně otevřené, tak pro difuzně uzavřené skladby.

Netěsnosti ve stavební konstrukci významně ovlivňují nejen tepelné ztráty, ale i povrchové teploty, vlhkostní režim skladeb, vzduchovou neprůzvučnost a v případě dřevostaveb také trvanlivost samotné dřevěné konstrukce a dalších přírodních materiálů použitých v obvodovém plášti. Výstavba rodinných domů v systému lehkých dřevěných skeletových konstrukcí u nás získává stále větší popularitu. Důvodem je rychlost výstavby, nižší investiční náklady nebo menší tloušťka stavební konstrukce ve srovnání s klasickými těžkými konstrukčními systémy při podobných tepelně technických vlastnostech.

Co je to difúzně otevřená stavební konstrukce?

Pojmy jako stěna která dýchá, difuzně otevřená skladba stěny, střechy atd. jsou moderní a populární. Volnost a otevřenost jsou pojmy, které jsou pro většinu z nás určitě sympatické. Mnoho laiků si však tyto pojmy v souvislosti se stavebními konstrukcemi vysvětluje ne zcela správně. Mnozí se například domnívají, že difuzně otevřená je taková skladba, která neobsahuje tzv. parozábranu, že se jedná o skladbu, u které není nutné zajistit maximální vzduchotěsnost atd. Difúzně otevřené konstrukce se v dřevostavbách používají posledních 10-15 let, což přirozeně souvisí s novými technologiemi, zejména s konstrukčně-izolačními materiály, jako jsou minerální izolace a izolace na bázi dřevěných vláken. Počet difúzně otevřených dřevostaveb se neustále zvyšuje, i když mezi veřejností stále panuje směs neznalosti a nedůvěry v tento konstrukční systém.

Difuzně otevřená skladba obvodového pláště neobsahuje parozábranu - vrstvu, která má výrazně vyšší difuzní odpor než ostatní vrstvy. Tím je umožněno, aby vodní pára v rámci přirozených difuzních procesů procházela konstrukcí z interiéru do exteriéru, přičemž v konstrukci nedochází k její kondenzaci. To však znamená, že skladba nesmí být ani z vnější strany uzavřena difuzně hůře propustnou vrstvou. Difúzně otevřená konstrukce pracuje na principu prostupu plynů molekulárním přenosem, běžně označovaným jako difúze. To v praxi znamená, že v konstrukcích nejsou používány parotěsné zábrany, které tento proces znemožňují.

Difúzně otevřená konstrukce dřevostavby pracuje na principu prostupu plynů. Zjednodušeně řečeno, taková stavba umožňuje vlhkosti prostoupit konstrukcí ven z objektu. Toto proudění si nesmíme představovat jako průvan, ale přenos vlhkosti na molekulární úrovni z vlhčích do sušších míst a z teplejších do chladnějších. Difuzně otevřená konstrukce umožňuje difuzi vodních par, a to jak zevnitř, tak zvenku. Dá se tedy říci, že tato konstrukce „komunikuje" s vnějším i vnitřním prostředím. Vzdušnou vlhkost bereme v našich příbytcích jako určitou samozřejmost, nad kterou se ani nezamýšlíme. Vzniká, když dýcháme, když vaříme, pereme nebo se sprchujeme. Právě nad touto fází se stavitel a stavebník setkávají a začínají přemýšlet, jakým způsobem ji dostat z domu.

Čtěte také: Vlastnosti a využití difúzně otevřené skladby

Difuzně otevřené konstrukce můžeme definovat jako konstrukce, které jsou koncipovány tak, že směrem do interiéru obsahují vrstvu s maximální vzduchotěsností a zároveň s optimalizovanou hodnotou ekvivalentního difuzního odporu, dimenzovanou s ohledem na měnící se spád částečného tlaku vodní páry mezi interiérem a exteriérem v průběhu roku, v lokalitě, kde je stavba umístěna. Směrem do vnějšího prostředí je vhodné, aby konstrukce byla v co nejvyšší míře difuzně otevřená a zároveň chráněná před transportem kapalné vody z vnějšího prostředí.

Výhody difúzně otevřených skladeb

Pokud je skladba správně navržena a provedena, je zajištěna konstrukční ochrana dřeva. Nevznikají v nich tepelně-vlhkostní podmínky pro růst dřevokazných organismů. Správně navržená skladba konstrukce pracuje s přirozenými vlastnostmi dřeva a izolačních materiálů. Difuzně otevřená dřevostavba přirozeně reguluje vlhkost vzduchu. V zimě pomáhá udržet příjemné klima, v létě zabraňuje přehřívání konstrukce. Díky preciznímu návrhu obálky budovy dosahujeme parametrů nízkoenergetických až pasivních domů. Konstrukce je přesně připravena, montáž probíhá efektivně a bez zbytečných prodlev. Rychlost však nikdy není na úkor kvality. Správně navržená a realizovaná difuzně otevřená dřevostavba má srovnatelnou životnost s klasickou stavbou.

Obecně lze říci, že difuzně otevřené skladby fungují přirozeněji a snáze odolávají drobným nepřesnostem v konstrukcích. Potenciál vysychání je do interiéru až 3× vyšší a do exteriéru až 14× vyšší oproti difuzně uzavřené konstrukci dřevostavby. Difúzně otevřené plášťové konstrukce mají lepší užitné vlastnosti. Difúzně otevřený systém dokáže v případě zvýšení vlhkosti v interiéru určitou část absorbovat. Když vlhkost opět poklesne, začne se absorbovaná vlhkost ze stěn vypařovat do interiéru. Pokud se použije z vnější strany jako nosič omítky dostatečně silná dřevovláknitá deska, je tato konstrukce odolnější proti letnímu přehřívání.

Materiály a návrh difúzně otevřených skladeb

Nejčastěji se difuzně otevřená stěna skládá (směrem z interiéru do exteriéru) z konstrukční desky, izolace, vzduchotěsné fólie, izolace, rámové konstrukce a difuzně otevřené desky. Pro izolaci difuzně otevřené konstrukce se používá například foukané dřevní vlákno, celulóza, minerální vata nebo dřevovláknité desky. Množství vlhkosti prostupující z interiéru do fasády reguluje parobrzda, nejčastěji v podobě sádrovláknité nebo OSB desky, která dovoluje vodním parám odcházet ven řízeně. V difuzně otevřených skladbách se uplatňují přírodní tepelné izolace z minerálních vláken, foukané celulózy apod.

Příklad skladby difúzně otevřené stěny

  • 1 - Malba včetně penetrace
  • 2 - Instalační předstěna - sádrokartonové desky tl. 12,5 mm na ocelový rošt 62,5 mm
  • 3 - Minerální vlna mezi ocelový rošt tl. 40 mm
  • 4 - OSB deska PD 15 mm 15 mm
  • 5 - Sloupková konstrukce 60/140 mm 140 mm
  • 6 - Minerální vlna mezi sloupky tl. (není uvedena tloušťka, předpokládáme doplnění izolace)

Klíčové zásady pro návrh

Pro správný návrh difuzně otevřených stavebních dílců je třeba zachovávat několik následujících zásad:

Čtěte také: Více o Baumit openTop škrábaná omítka

  1. Pro danou skladbu konstrukčního dílce je nutné zajistit kladnou bilanci zkondenzované vodní páry (dle ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov) a ověřit, že kondenzace uvnitř konstrukce neohrozí její požadovanou funkci. Jde o podstatný normový požadavek, který se specificky týká právě difuzně otevřených konstrukcí na bázi dřeva.
  2. Omítkové systémy a omítkoviny by měly být vždy vysoce prodyšné, tedy volit ty s co nejnižší hodnotou Sd (silikátové, silikonové, minerální).
  3. V případě výplňové tepelné izolace je třeba zvolit pouze difuzně propustné materiály (např. minerální vlna, dřevovlákno, celulóza).
  4. S ohledem na co nejvyšší spolehlivost konstrukce dřevostavby je třeba zajistit klesání difuzního odporu směrem k exteriéru.
  5. Pro difuzně otevřené konstrukce vnějších stěn je optimální použít na vnitřní straně opláštění materiály s vyšším difuzním odporem (hodnota Sd nad cca 4 m, u každé konkrétní skladby však nutno ověřit výpočtem) a na vnější straně naopak materiály s difuzním odporem co nejnižším. Oba požadavky je možné výhodně splnit kombinací desek Rigidur Hsd na vnitřní straně a dřevovláknitých (Inthermo, Pavatex) desek na straně vnější. Sádrovláknitá konstrukční deska Rigidur Hsd je modifikace běžné homogenní sádrovláknité desky Rigidur, která díky speciální povrchové úpravě snižuje prostup vodní páry.

V začátcích jsme používali minerální vatu, která je nejméně problematická s ohledem na požární bezpečnost a dostupnost, ale je "zranitelnější", pokud dojde k poruše konstrukce a ke kondenzaci vodních par ve skladbě. Alternativou rohoží z minerální vlny mohou být rohože z dřevité vlny, konopí, lnu nebo v omezené míře ovčí vlny, případně jejich kombinací s různou mírou příměsí dřevního odpadu se zachováním tepelněizolačních vlastností. Nevýhodou všech vrstvených izolací je jejich pracnost spojená s potřebou pečlivého kladení jednotlivých vrstev na sebe, aby se spáry překrývaly a aby nevznikaly nehomogenní vrstvy s dutinami. Tento způsob aplikace lze nahradit foukanou izolací do vymezených komor.

Foukaná izolace v difúzně otevřených dřevostavbách

Foukaná izolace skýtá mnoho možností, dovoluje zaplnit i ten nejsložitější detail a zamezí tak vzniku nechtěných tepelných mostů. K tomu je nejčastěji používána mineralizovaná celulóza, i když foukáním lze aplikovat i minerální vlákna, kde je ale nepříliš sympatická příměs formaldehydových lepidel. Foukaná izolace je aplikace rychlá a spolehlivá, pokud jsou dodrženy technologické postupy. Jednou z podmínek u svislých konstrukcí je dosažení potřebné hustoty 60 až 65 kg/m3, aby nedocházelo k sesedání. Výhodou této technologie je, že celou aplikaci izolace na správně připravené stavbě u RD lze provést během jednoho až dvou dnů. Předpokladem úspěchu je fotografické dokumentování oddělených komor před zaklopením fasádní vrstvou a následná revize termovizní kamerou, která dokáže spolehlivě odhalit místa, kde nebyla technologie dodržena.

V lehkých rámových konstrukcích je nutné používat izolaci, která je schopná ideálně a trvale vyplnit dutinu v konstrukci, která s měnícími se teplotními a vlhkostními podmínkami mění co nejméně své fyzikální vlastnosti, a která je zároveň difuzně otevřená tak, aby umožnila bezproblémové odvětrání vlhkosti z konstrukce. Izolace z minerální vlny se ve stavebnictví používají mnoho desítek let. Jejich vlastnosti, účinnost a funkčnost ve stavebních konstrukcích jsou tak velmi dobře popsané a známé. Minerální izolace na bázi skelné vlny vyráběné pod značkou URSA jsou při výrobě podrobovány neustálé vlastní i nezávislé kontrole kvality. Ze skupiny minerálních izolací patří zároveň k difuzně nejotevřenějším materiálům vůbec. Pro realizaci difuzně otevřených konstrukcí jsou tak mimořádně vhodné. Izolace URSA GLASSWOOL a PUREONE by URSA se vyrábějí s hodnotou součinitele tepelné vodivosti od λD = 0,032 W/mK, zároveň jsou lehké a nehořlavé (třída reakce na oheň A1, podle ČSN EN 13501-1). Vždy také účinně přispívají k ochraně před hlukem (třída pohltivosti A, podle ČSN EN ISO 11654) a jejich životnost odpovídá životnosti celé stavby.

Climatizer Plus: Česká foukaná celulóza

Climatizer Plus je českým výrobkem. Jde o foukanou izolaci vyráběnou v České republice, českou firmou. Jde o materiál, jehož receptura se od spuštění první výroby v roce 1991 nijak výrazně nezměnila. Společnost CIUR disponuje vlastním aplikačním střediskem.

Srovnání s difúzně uzavřenou skladbou

Difuzně uzavřená skladba obsahuje na vnitřním líci parotěsnicí vrstvu obvykle z plastové fólie. Fólie se se spojuje systémovými lepicími páskami v přesazích a napojuje se na veškeré navazující detaily. Tak se zamezuje zvýšené difuzi vodní páry do konstrukce. Z tohoto důvodu lze pak z vnější strany skladby navrhnout např. zateplovací systém s vyšším difuzním odporem s tepelnou izolací. Podmínkou správně funkce difuzně uzavřené skladby a trvanlivosti dřevěné konstrukce je dokonale provedená vrstva parozábrany z plastové fólie. Lokální perforace nebo neslepený spoj parozábrany může vést lokálně k transportu vlhkosti do skladby obvodového pláště a ke kondenzaci vodní páry.

Čtěte také: Výhody difuzně otevřeného polystyrenu

Z víceletého pozorování trhu v oblasti nabídky dodavatelů dřevostaveb se dá říci, že od difuzně uzavřené skladby se postupně ustupuje. Její cílem je zabránit prostřednictvím parozábrany prostupu vlhkosti (v podobě vodních par) z interiéru do skladby dřevěné konstrukce a exteriéru. Riziko však představují chyby v technologickém provedení parozábrany, které mohou vést ke značnému hromadění vlhkosti v konstrukci a dlouhodobě pak k její degradaci. Základem je technologická kázeň a dodržení technologického postupu stanoveného výrobcem parozábrany či parobrzdy. Ta částečný přechod vodních par do samotné skladby dřevostavby a následně do exteriéru ze své podstaty naopak umožňuje. Díky tomu má možnost vysychat do exteriéru a interiéru. Tím pádem se skladba dřevěného domu dokáže regenerovat.

Rozdíly v přístupu k vlhkosti

U difuzně uzavřených konstrukcí je nutné zabránit vodní páře v šíření konstrukcí. Toho je docíleno použitím tzv. parotěsné vrstvy, která zabrání šíření veškeré vlhkosti skrze tuto vrstvu. Parotěsná vrstva musí zabránit kondenzaci par obsažených ve vzduchu v tepelné izolaci nebo u nosné struktury stavby. U difuzně otevřených konstrukcí dochází k šíření vodní páry strukturou konstrukce. Šíření vodní páry tedy není zastaveno, ale řízeně propouštěno. K tomuto účelu se ve stavbě používá parobrzdná vrstva.

Difúzně uzavřená konstrukce zahrnuje parozábranu bránící vzdušné vlhkosti, která v domě vzniká, aby prostupovala do konstrukce domu a ven. Parozábrana je tenká polyethylenová vrstva, které se ale někteří zákazníci mohou obávat. Při nesprávném provedení totiž hrozí její protržení, které má za následek nekontrolovatelné vnikání vlhkosti do konstrukce a s tím související obtíže. Pokud je stavba provedena správně a profesionálně, chrání parozábrana velmi účinně konstrukci před veškerou vlhkostí. Tím docílíte i velmi nízkých tepelných ztrát.

U difuzně otevřené konstrukce nejde o proudění vzduchu, ale o prostup vodních par, navíc regulovaný již zmíněnou parobrzdou. Aby vše probíhalo, tak jak má, musí být skladba difuzně otevřené konstrukce velmi důkladně promyšlená, aby vlhkost nikde v konstrukci nezůstávala a odcházela řízeně z konstrukce ven. Do konstrukcí dřevostaveb se vybírají materiály od světových špiček na trhu. Například o skvělé tepelně izolační vlastnosti se starají izolační materiály STEICO. Desky STEICO převyšují konkurenci především skvělými izolačními vlastnostmi. Kromě nízké tepelné vodivosti (což se v létě projeví příjemným zpožděním vnikání tepla do budovy) se od ostatních odlišují vysokou akumulací tepla. Na výrobcích STEICO je zajímavý především „fázový posun“, který nabízí.

Základní tepelně technické požadavky na stavební konstrukce

Obvodové stavební konstrukce, střechy, fasády, musí z hlediska svých tepelně technických vlastností splnit několik základních požadavků:

  1. Součinitel prostupu tepla. Konstrukce musí zabránit ztrátám tepla. To v praxi znamená, že musí dosáhnout příslušného tepelného odporu (R), respektive příslušné hodnoty součinitele prostupu tepla (U). Součinitel prostupu tepla v podstatě odpovídá obrácené hodnotě tepelného odporu. Každá stavební konstrukce musí dosáhnout alespoň tzv. hodnoty součinitele prostupu tepla, požadované (ČSN 730540-2). Zanedbání tohoto požadavku ucítíte vždy při placení účtu za energie.
  2. Vnitřní povrchová teplota. Protože prakticky žádná stavební konstrukce není homogenní, tzn. obsahuje různé více či méně významné tepelné mosty (trámy, sloupky, překlady, spáry atd.), není její vnitřní povrchová teplota na všech místech stejná. Takže kromě dosažení příslušné hodnoty součinitele prostupu tepla je potřeba také dosáhnou toho, aby na celém vnitřním povrchu konstrukce byla natolik vysoká teplota, aby relativní vlhkost vzduchu na jejím povrchu byla vždy nižší než 80 %. Zanedbání tohoto požadavku se projevuje různými skvrnami od vlhkosti na vnitřním povrchu konstrukce v zimním období, růstem tzv. černé plísně (například v rozích) a podobně.
  3. Kondenzace vlhkosti a vlhkostní bilance. Zejména v zimním období je mezi vnějším (chladným) a vnitřním (vytápěným) prostředím rozdíl nejen v teplotě, ale i v tzv. částečném (parciálním) tlaku vodní páry. Ve vnitřním vytápěném prostředí dosahuje částečný tlak vodní páry výrazně vyšších hodnot, než v prostředí vnějším (chladném). Díky spádu částečného tlaku vodní páry vzniká napříč konstrukcí více či méně mohutný difuzní tok a v konstrukci pak může na některých místech docházet ke kondenzaci vlhkosti. Rozdíl mezi množstvím vody, které v konstrukci zkondenzuje a množstvím vody, která se z konstrukce odpaří se nazývá vlhkostní bilance. Stavební konstrukce by měly být navrženy vždy tak, aby jejich vlhkostní bilance byla aktivní. Přitom je nanejvýš vhodné, aby ve stavební konstrukci nedocházelo, pokud možno, k žádné kondenzaci vlhkosti. To platí zejména pro lehké zateplované konstrukce na bázi dřeva (šikmé střechy, dřevostavby atd.). Zanedbání těchto požadavků vede k mnohdy fatálnímu snížení životnosti celé konstrukce. Vlhkostní bilanci by měl posoudit projektant, který navrhuje konkrétní skladbu stavební konstrukce (posouzení podle ČSN 730540-4, nebo ČSN EN ISO 13788). Tzn. zajištění optimálního poměru mezi množstvím vody, která (za reálných podmínek) v konstrukci kondenzuje a množstvím vlhkosti, která se z konstrukce může zpět odpařit. Většina běžně používaných modelů však nezahrnuje, mimo kondenzace, další zdroje vlhkosti.

Vlhkost v konstrukci můžeme rozdělit na:

  • a) vlhkost zabudovanou
  • b) vlhkost, která se do konstrukce dostane difuzí ve formě vodní páry a která následně zkondenzuje
  • c) vlhkost sorpční
  • d) kapalnou vlhkost, která se do konstrukce může dostat například jako déšť hnaný větrem z vnějšího prostředí.

Testy vzduchotěsnosti a termovizní prověrky

Testy vzduchotěsnosti a termovizní prověrky jsou nutnou (i když ne dostačující) podmínkou pro úspěšnou realizaci energeticky úsporného domu v jakékoli úrovni, pasivního zvlášť. Úspěšností v těchto testech je také (mimo jiné) jistou zárukou obecné kvality stavby a předpokladu její vysoké trvanlivosti. Stanovení průvzdušnosti (násobku výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50Pa, n50 [h-1]) tzv. Blower Door test je nutné provádět v době úplného dokončení HVV, jejího napojení na výplně stavebních otvorů, ale zásadně před jejím zakrytím následnými konstrukcemi. Jedině tak lze najít a účinně odstranit defekty těsnosti.

Způsobů vyhledávání defektů je hned několik. Od vnímání proudění vzduchu citlivou dlaní zkušeného operátora, mikroanemometry ke kvantifikaci průtoku, stopováním inertním značeným dýmem z generátoru, ultrazvukem a snímáním termovizní technikou ve spojení s manipulací s tlakem v budově. Rovněž je nutné posoudit shodu testu v režimu podtlaku a přetlaku v budově. Značný rozdíl je známkou uvolnění části HVV. Následný tzv. certifikační test průvzdušnosti ("A" viz ČSN EN 13829) lze po dokončení stavby doporučit. Prvotní test ("B", výše zmíněný) se omezuje pouze na obálku budovy s vyloučením nedokončených prvků stavby jako je VZT, odkouření, kanalizace aj. Také ověření účinnosti obálky pomocí termovizní techniky není nutné omezovat pouze na vyhledávání tepelných mostů na závěr stavby. Opomenutí tepelněizolační výplně mezi konstrukcí lze ověřit již v ranném stádiu ihned po zakrytí.

tags: #difuzne #otevrena #skladba #drevostavby #foukana #izolace

Oblíbené příspěvky: