Součinitel prostupu tepla u střechy: Klíč k energeticky úspornému bydlení

Výpočet prostupu tepla stěnou je důležitý pro získání základních tepelně-technických parametrů konstrukce. Tato hodnota nám určuje celkovou výměnu tepla mezi prostory oddělenými od sebe určitou stavební konstrukcí. Čím je hodnota menší, tím lepší jsou tepelně izolační vlastnosti konstrukce. Označuje se velkým písmenem „U“ a jednotku má watt na metr čtvereční krát kelvin [W/m2K]. Součinitel prostupu tepla je veličina, která vyjadřuje schopnost stavebního materiálu či celé skladby konstrukce tepelně izolovat. Jedná se o součinitel prostupu tepla, pomocí kterého se hodnotí kvalita zaizolování stěny. Součinitel prostupu tepla obvodové stěny je základním ukazatelem pro zhodnocení obálky budovy z pohledu dostatečné tepelné izolace zabudované do konstrukce.

Hodnota součinitele U musí být u obvodových konstrukcí domu ze zákona dodržena a slouží také k výpočtu tepelných ztrát objektu a k dimenzování otopné soustavy. Součinitel prostupu tepla určuje, k jakým tepelným ztrátám skrze danou konstrukci dochází. Jednotka W/m2K vyjadřuje, kolik tepelné energie ve Wattech prostupuje obvodovou konstrukcí o ploše 1 m2 při rozdílu venkovní a vnitřní teploty 1 K. Jinak řečeno určuje, kolik Wattů energie prostupuje skrze všechny konstrukce domu při rozdílu 1 K. Vynásobením této hodnoty číslem 20 vyjde tepelná ztráta ve Wattech, ke které dochází v okamžiku, kdy je rozdíl vnitřní a venkovní teploty zmíněných 20 °C.

Normové požadavky a nové trendy

Na různé stavby se vztahují konkrétní hodnoty, které stanovuje norma. Norma stanoví požadavky na zajištění kvalitního životního prostředí v interiéru, životnost konstrukcí, ale především na energetickou náročnost pro samotný provoz budovy. Z pohledu tepelně-technických vlastností obvodové stěny byla zavedena hodnota součinitele prostupu tepla, která zjednodušeně řečeno vyjadřuje, zda-li stěnová konstrukce je dostatečně zateplena podle normových požadavků. Součinitel prostupu tepla zateplovaných konstrukcí musí dosahovat stanovených hodnot, které jsou uvedeny v normě ČSN 73 0540-2. Povinnost dosahovat požadovaných, resp. doporučených hodnot součinitele prostupu tepla vychází z vyhlášky č. 78/2013 Sb. Dnes je také k dispozici online stavební veletrh Veleton, kde lze získat další informace o úsporách při výstavbě domu.

V současné době se staví nové rodinné domy pod názvem „budovy s téměř nulovou spotřebou energie“ (podle vyhlášky č. 264/2020 Sb. o energetické náročnosti budov). Pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie je potřeba splnit následující požadavek: požadovanou hodnotu součinitele prostupu tepla dané stavební konstrukce musíme vynásobit hodnotou 0,7. V případě obvodové stěny stanovuje norma ČSN 73 0540-2 hodnotu 0,30 W/m2K. Po vynásobení 0,30 × 0,7 dostáváme součinitel prostupu tepla 0,21 W/m2K, což je výsledný požadavek na stavby rodinných domů (budov s téměř nulovou spotřebou energie). Je důležité vědět, že novostavby musí mít všechny obvodové konstrukce navrženy minimálně na požadovaný součinitel prostupu tepla, lépe však na doporučený součinitel prostupu tepla. Konstrukce mimo jiné musí být navrženy tak, aby byly splněny další požadavky plynoucí z legislativních a normových požadavků.

Tepelný odpor a koeficient tepelné vodivosti

Někteří stavebníci znají pojem součinitel prostupu tepla jako převrácenou hodnotu tepelného odporu. Tepelný odpor udává míru odporu proti pronikání tepla. Vyjadřuje tepelně izolační vlastnosti konstrukce a označuje se velkým písmenem „R“. Souhrnná jednotka je metr čtvereční krát kelvin na watt [m2K/W]. Jak již název napovídá, tepelný odpor konstrukce R (m2K/W) vyjadřuje schopnost materiálů klást odpor při prostupu tepla konstrukcí. Čím vyšší hodnota tepelného odporu konstrukce je, tím lépe.

Čtěte také: Betonová plochá střecha: průvodce

Při návrhu jednotlivých materiálů tvořících tepelnou izolaci ve skladbě stěny rodinného domu můžeme vycházet z mnoha variant. Rozhodující však pro nás je tzv. koeficient tepelné vodivosti materiálu (lambda). Čím menší hodnota, tím lépe materiál izoluje. Součinitel lambda je určován nejčastěji laboratorně a je uveden v technickém listu výrobku.

Například koeficient u minerální izolace se pohybuje v rozmezí 0,032-0,039 W/mK, u polystyrenových desek 0,036-0,039 W/mK nebo například u polyuretanových izolací 0,020-0,024 W/mK. Dále existují i jiné typy izolací, jako jsou dřevovláknité desky, kamenná vlna pro dřevostavby, nadkrokevní izolace, izolace z nanodřeva či izolace slaměného domu. Tyto alternativní izolace mohou výrazně ovlivnit celkovou tloušťku obvodových stěn, jako je tomu například u dřevostaveb s tloušťkou stěn pouhých 17 cm.

Výpočet tepelného odporu se provede pomocí tloušťky (v metrech) jednotlivých materiálů a jejich součinitelů tepelné vodivosti: R=d/l. Vyjadřuje konečný tepelný odpor konstrukce při přestupu tepla se započítáním odporu v interiéru a exteriéru. Odpory při přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce Rsi a Rse jsou uvedeny v normě ČSN 73 0540-3. Tepelný odpor z vnější strany je pochopitelně nižší, tedy Rse = 0,04 m2K/W. Tepelný odpor při přestupu tepla na vnitřní straně je dále rozdělen dle typu konstrukce. Hodnoty obou znaků „a“ jsou dány normou ČSN v závislosti na druhu ročního období a poloze stavební konstrukce.

Výpočet a aplikace součinitele prostupu tepla

Práce s naší kalkulačkou pro zjištění prostupu tepla nevyžaduje žádné odborné znalosti. Postačí, když budete mít k dispozici skladbu obvodové stěny daného domu. Z té jste pak schopni vyčíst konkrétní materiál, který si vyberete z rolovací nabídky stavebních prvků. S potvrzením výběru konkrétního materiálu se objeví také jeho tloušťka. Tu můžete buď nechat stávající, nebo přepsat na jinou hodnotu. Takto vypíšete všechny materiály v konstrukci stěny. Je však nutné postupovat po jednotlivých materiálech od interiérové strany k exteriérové. Po zadání všech materiálů a jejich tlouštěk zatrhněte tlačítko „Vypočítat“ a hned se ukáže výsledný součinitel prostupu tepla zadané skladby obvodové stěny. Vypočtený výsledek naší kalkulačkou je navíc srovnán s normovou hodnotou vztahující se na budovu s téměř nulovou spotřebou energie (tedy s hodnotou 0,21 W/m2K).

Hodnota součinitele prostupu tepla je důležitá nejen u konstrukce stěny, ale také u podlahy, stropu či střechy stavby. Důležitou roli také hraje při výběru okenních výplní a vstupních dveří. Neměli bychom podceňovat také půdní výlez, který je vhodné koupit již s tepelně izolačním poklopem. Součinitel prostupu tepla je vhodné znát zejména u novostaveb a staveb, u nichž dochází k rekonstrukci a zateplení obálky budovy.

Čtěte také: Pultová střecha: konstrukce a zateplení

Příklad výpočtu součinitele prostupu tepla pro obvodovou stěnu

Níže uvedená tabulka demonstruje příklad výpočtu pro obvodovou stěnu. Je důležité si uvědomit, že souhrn součinitelů se započítáním odporu interiéru a exteriéru Rsi a Rse nám udává celkový tepelný odpor RT. Vypočítané hodnoty jsou následně použity k určení součinitele prostupu tepla U.

Podle směru prostupu tepla konstrukcí rozlišujeme vedení jednorozměrné, týká se prostupu tepla v ploše, např. obvodovou zdí. Dále vedení dvourozměrné, k němu dochází v místě styku dvou dělících konstrukcí. Výpočet prostupu tepla vícevrstvou neprůsvitnou konstrukcí umožňuje určit tepelný odpor a součinitel prostupu tepla konstrukce dle platných norem a výsledek porovnat s požadavky aktuální ČSN 73 0540-2:2011 Tepelná ochrana budov - Část 2. Výpočet je naprogramován v souladu s ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov - Část 4: Výpočtové metody a ČSN EN ISO 6946 Stavební prvky a stavební konstrukce. Do výpočtu lze zadávat konstrukce s tepelnou izolací proměnné tloušťky, konstrukce se systematickými tepelnými mosty, střechy s opačným pořadím vrstev. Nadměrná korekce uvedená pro obrácené střechy zohledňuje proudění dešťové vody mezi tepelnou izolací a hydroizolační vrstvou.

Čtěte také: Výhody valbové střechy

tags: #koeficient #prostupu #tepla #nezateplená #střecha

Oblíbené příspěvky:

• Jak vybrat a nainstalovat betonový plot
• Typy a použití studničních skruží
• Použití oboustranné těsnicí pásky
• výroba a aplikace lepidel pro sololit
• inovace a efektivita ve skladové logistice