OSB desky v difuzně otevřených a uzavřených konstrukcích dřevostaveb

Příspěvek se zabývá difuzními vlastnostmi desek OSB (Oriented Strand Board). Úprava difuzních vlastností OSB dává projektantovi možnost ovlivnit funkci, ale i trvanlivost obvodového pláště stavby na bázi dřeva během zimního období. Výhodou je využití standardních OSB desek s patřičnou úpravou pro různé funkce v obvodovém plášti. Dle doporučení projektanta lze úpravy provést i ve fázi realizace stavby.

Význam difuzně otevřených a uzavřených konstrukcí

Když se rozhodnete pro výstavbu dřevostavby, jistě se setkáte s otázkou difuzně otevřené a uzavřené konstrukce. Je tedy třeba znát vlastnosti každé z nich, abyste věděli, která z nich bude pro Váš dům ta nejvhodnější.

V současné době jsou díky rozvoji staveb v pasivním energetickém standardu kladeny přísnější požadavky na obalové konstrukce budov na bázi dřeva než v minulosti. Moderní stavitelství směřuje k plnění ambiciózních cílů evropské direktivy (EPBD II), která systematicky pracuje na snížení provozní energetické náročnosti budov, stále především v zimním období. Pro udržení principů trvale udržitelného rozvoje budov, při plnění optimálně nákladové úrovně, je vždy nutné pracovat s přesnými fyzikálními tepelnětechnickými parametry obálky budovy. V legislativě týkající se tepelné ochrany budov jsou pro zimní období obsaženy poznámky týkající se tepelně-vlhkostního chování obalových konstrukcí. Konkrétně se jedná o kondenzaci vodních par v obvodových pláštích, kdy může dojít k ohrožení a omezení statické trvanlivosti především těch budov, které jsou realizovány z konstrukcí na bázi dřeva. Ve stavební praxi, kde se využívají různé stavební tepelné izolace, jsou případná rizika kondenzace vodních par eliminovány návrhem tzv. difuzně otevřené konstrukce obvodového pláště.

Difuzně otevřená konstrukce

Difuzně otevřená konstrukce dřevostavby pracuje na principu prostupu plynů. Zjednodušeně řečeno, taková stavba umožňuje vlhkosti prostoupit konstrukcí ven z objektu. Je třeba si uvědomit, že difuze je přirozený a plně automatický jev, který vyrovnává vlastnosti prostředí exteriéru a interiéru. Obvodová konstrukce pak tomuto jevu brání tím více, čím silnější (tlustší) je, a tím se bude zmenšovat součinitel difuze vodní páry. Tento jev je nejvíce nebezpečný v zimním období, kdy jsou rozdíly vnitřního a vnějšího prostředí nejvyšší. To proto, že uvnitř je kvůli dýchání, vaření, koupání a třeba sušení prádla vzduch vlhký a teplý a venku naopak studený a suchý vlivem mrazu. V případě difuzně otevřené konstrukce jsme se rozhodli tento prostup umožnit. Množství prostupující páry však můžeme regulovat, a to pomocí tzv. parobrzdné vrstvy, která tyto páry propouští jen do určité míry. V praxi to vypadá tak, že pára vstoupí do obvodové konstrukce a je teplotním spádem vytlačována ven. Během této trasy se postupně sytí. Cílem je pak dosáhnout toho, aby toto nasycení nastalo až mimo konstrukci. Umíme však i pracovat s možností, kdy v určitém časovém období dojde k nasycení už v konstrukci. Pak je však nutné, aby se v druhé části roku tato voda beze zbytku odpařila. Tento stav se nazývá aktivní bilance vodní páry. V případě, že se všechna voda odpařit nedokáže, nazýváme tento jev pasivní bilancí vodní páry.

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. 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. Hlavní výhodou difuzně otevřené dřevostavby je naprosto přirozené chování materiálu na bázi dřeva. S tím souvisí udržování ideální vlhkosti dle konkrétního vnějšího prostředí, což má na dřevo pozitivní vliv. Z hlediska dlouhodobého fungování je toto řešení považováno za méně rizikové. Další výhodou je, že difuzně otevřené stěny jsou schopny zbavit se případné nadměrné vlhkosti. Nadměrná vlhkost se může objevit v konstrukci, dojde-li například k uzavření nadměrné vlhkosti během výstavby nebo dojde-li k havarijní situaci (kapající rozvody vody, poškození konstrukce apod.). Nevýhoda spočívá ve vysoké náročnosti na znalosti a zkušenosti projektanta při navrhování samotné difuzně otevřené skladby. Možná úskalí se nachází i ve volbě materiálů a jejich kombinací.

Čtěte také: Vlastnosti a využití difúzně otevřené skladby

Difuzně uzavřená konstrukce

Jak již z názvu vyplývá, tato konstrukce neumožňuje prostup vodních par a difuze v nich tedy nenastává. Je to z důvodu použití parozábrany. U difuzně uzavřené konstrukce je naopak nutno průchod vodní páry do stěny zcela zastavit. To se v praxi provádí jednou parotěsnou vrstvou, například tenkou plastovou fólií, které se říká parozábrana. Jako parozábrana se většinou používá PVC fólie instalovaná v závislosti na zvolené skladbě ze strany interiéru na nosnou konstrukci. Aby parozábrana fungovala správně, nesmí být v žádném případě poškozena. Při příčném i podélném napojení musí být parozábrany vždy neprodyšně slepeny speciální lepicí páskou určenou pro tyto účely. Jakékoliv prostupy pro kabely a trubky musí být také opatřeny lepicími průchodkami. Dokonale těsná stavba se musí obejít i bez montážní pěny běžně používané při zabudování oken či dveří. I zde je potřeba použít speciální pásky pro napojení okenních a dveřních rámů na parozábranu.

Výhoda tohoto řešení spočívá v jisté jednoduchosti z hlediska skladebného návrhu, kdy je důležité zabezpečení správné funkce parotěsné vrstvy a o zbytek se pak z materiálového hlediska už nemusíme tolik starat. Další výhodou tedy je i značné snížení celkové ceny dřevostavby. Největší riziko spojené s difuzně uzavřenou dřevostavbou spočívá v naprosto striktním zaručení 100% nepropustnosti vodní páry. Problém není s vlastním materiálem parozábrany (nejčastěji hliník a plast), ale v provedení spojů, detailů a problémových míst. Byť jen malé porušení nepropustnosti může mít fatální důsledky. Dojde totiž k tzv. vanovému efektu, kdy všechna vlhkost zkondenzuje v jednom místě. Další nevýhodou může být pocit uzavřenosti uvnitř dřevostavby, což se s představami přírodního obydlí příliš neslučuje. Hermeticky utěsněné objekty s malou nebo žádnou výměnou vzduchu jsou ze zdravotního hlediska značně rizikové: vytvářejí podmínky pro vznik povrchových plísní v interiérech staveb, jsou příznivým prostředím pro růst a šíření kolonií bakterií a dalších mikrobiologických kultur. Vnitřní prostředí utěsněných staveb s malou výměnou vzduchu také obvykle obsahuje zvýšené koncentrace chemických látek, těkajících z předmětů a chemických prostředků používaných při provozu domácností. Ukazuje se, že slepá snaha po dosažení energeticky úsporných řešení u rodinných domů bez ohledu na kvalitu vnitřního prostředí může vést k velmi problémovým výsledkům.

OSB desky v difuzně otevřených konstrukcích

Ve stavební praxi se v současné době využívají jako oplášťující desky na bázi dřeva moderní sofistikované materiály. Z interiérové strany jsou používány OSB (Oriented strand board) s vysokým faktorem difuzního odporu v rozsahu μ = 200-300 [-], které jsou často na stavbě spojovány pomocí tmelů či speciálních těsnících pásek. Tyto interiérové OSB desky také fungují jako ztužení celé stavby. Ideální deskový materiál na exteriérové straně konstrukce by měl mít co nejnižší faktor difuzního odporu μ [-].

OSB mohou spoluvytvářet difuzně otevřené skladby, příkladem je jejich použití v dřevostavbách. U těchto skladeb plní OSB funkci takzvané parobrzdy, kde díky relativně vysokému difuznímu odporu propouští relativně malé množství vodních par. Při navrhování těchto skladeb musí být dodržena zásada umisťování vrstev s klesajícím difuzním odporem směrem do exteriéru. OSB v těchto skladbách mohou plnit funkci hlavní vzduchotěsné vrstvy.

Měření difuzního odporu OSB desek

Z výše uvedených důvodů byly prováděny v měsících červnu a červenci 2015 v Technickém a zkušební ústavu stavebním Praha, s. p., pobočka Ostrava zkoušky stanovení faktoru difuzního odporu OSB desek (Protokol č. 070-049326).

Čtěte také: Více o Baumit openTop škrábaná omítka

Metodika měření

Během zkoušek byla použita váha SARTORIUS CPA - OCE, posuvné měřidlo (0-200 mm) a skleněné misky s přírubou, silikagel, vosk, které jsou zavedeny v metrologickém řádu zkušební laboratoře. Byly použity postupy dle ČSN EN 12572, která se snaží rozdělením difuzních veličin na suché a mokré přesněji popsat transport vlhkosti i upřesnit hodnoty veličin poskytovaných od výrobců stavebních materiálů. Norma určuje, že tzv. suché veličiny by se měly užít v případě, kdy relativní vlhkost ve vnitřním prostředí pro zimní období je ≤ 60 %. Mokré veličiny se používají pro vyšší relativní vlhkost vnitřního prostředí > 60 %, ale i pro exaktní hodnocení konstrukce. Metody se od sebe liší rozdílnými okrajovými podmínkami. Při tzv. metodě WET-CUP, která byla zvolena pro realizované měření, se využívá relativní vlhkosti vzduchu 50 % a 95 % při konstantní teplotě 23 °C. Vodní páry mají podobnou schopnost procházet stavebními konstrukcemi jako tepelný tok. Jestliže k objasnění toku tepla je potřebný gradient teploty, k toku vodních par je nevyhnutelný gradient částečných tlaků vodních par. S ohledem na stejnou teplotu a rozdílné relativní vlhkosti vzduchu dochází k difuzi vodních par skrze měřený vzorek z prostředí s vyšší relativní vlhkostí vzduchu tj. z prostředí s vyšším parciálním tlakem vodních par do prostoru s nižším parciálním tlakem vodních par.

Základním a objektivním parametrem pro porovnání různých materiálů z hlediska schopnosti omezit difuzi vodní páry je hodnota ekvivalentní difuzní tloušťky sd [m], jejíž velikost je dána násobením hodnoty faktoru difuzního odporu μ [-] a tloušťky daného materiálu d [m]. Ve stavební praxi se většinou setkáváme s uváděným parametrem difuzních vlastností materiálu ve formátu μ [-], což je nepřesné vzhledem k tloušťce materiálu. I přesto v korelaci s praxí tento příspěvek přednostně publikuje hodnoty faktoru difuzního odporu μ [-], což je možné z důvodu, že byly měřeny pouze vzorky o jednotné tloušťce 15 mm. Z důvodů technické správnosti jsou v Tab. 1 uvedeny i naměřené hodnoty sd [m].

Výsledky měření

V níže doložených grafech lze sledovat naměřené hodnoty v porovnání se základní OSB deskou (označena červeně, vzorek 1). Z grafu 1 je viditelné, že 1× nátěr latexem zvýšil faktor difuzního odporu μ [-] z 81,08 (vzorek 1) na 86,8 (vzorek 2), při nátěru latexem ve dvou vrstvách došlo ke zvýšení z 81,08 na 93,21 (vzorek 3). V grafu 2 jsou vidět výsledky dosažené při perforaci OSB desky. Při různé perforaci OSB desky μ = 81,08 bylo dosaženo hodnot μ = 66,62 (vzorek 4) do μ = 74,14 (vzorek 5).

Hodnoty difuzního odporu Zp byly stanoveny pro každý prvek OSB. Srovnáním testovaných prvků OSB je podán důkaz, že s vyšší hodnotou difuzního odporu Zp se vzduchotěsnost mezi danými prvky liší. Pro volbu OSB s požadavkem vyšší vzduchotěsnosti, může být rozhodujícím faktorem právě kvalita provedení daného výrobku OSB. Doporučení je tedy volit prvky OSB se strukturou povrchu ukázanou na Obr. Podle Tab. 2 a Obr. 1 a Obr. 2 je lepší kvalita výrobku OSB potvrzena vyšší hodnotou μ. Je možné učinit závěr, volit prvky OSB s nejvyšší hodnotou μ, která může být zárukou vyšší kvality provedení a vyšší vzduchotěsnosti.

Z dosažených výsledků uvedených v grafu 2 lze uvést závěr, že metoda pro měření perforací v deskových materiálech dle [9], pravděpodobně není vhodná. Ze zhodnocení naměřených dat (Tab. 1, Graf 1, Graf 2) lze uvést závěry, že dle měření bylo mezi standardní OSB (s min. μ = 50 [-], naměřeno μ = 81 [-]) a OSB opatřenou jedním/dvěma latexovými nátěry zvýšení μ pouze o cca 15 %.

Čtěte také: Výhody difuzně otevřeného polystyrenu

Tabulka 1: Naměřené hodnoty faktoru difúzního odporu OSB desek

Rizika a eliminace vlhkosti v konstrukcích

Roční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry se stanoví buď výpočtem po měsících, který vyžaduje měsíční hodnoty klimatických údajů, nebo jako rozdíl ročního množství zkondenzované vodní páry Mc [kg/m2.rok] a ročního množství vypařené vodní páry Mev [kg/m2.rok]. Splnění požadavků na šíření vlhkosti konstrukcí je určeno zejména pro konstrukce s dřevěnými prvky, ve kterých by případná kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce Mc [kg/m2.rok] mohla způsobit trvalé poškození a mohla by ohrozit její funkci (např. zhoršení tepelněizolační vlastnosti). Dle norem je za nevyhovující chápán stav podstatného zkrácení životnosti konstrukce.

V obvodových pláštích staveb na bázi dřeva dochází ke kondenzátu vodních par v množství větším než 0, i přestože bývají používány moderní materiály na bázi dřeva. Zemní vlhkost, zatékání srážkové vody a vnikání vzdušné vlhkosti do konstrukce - to vše ohrožuje dřevostavbu často mnohem více než klasické zděné domy. Nejvhodnější jsou izolanty s minimálním difuzním odporem a to z toho důvodu, že dřevo je přírodní materiál a je třeba ho dostatečně odvětrávat. Pokud bychom tak nečinili, může docházet k permanentnímu navyšování množství zkondenzovaných vodních par, což by s velkou pravděpodobností vedlo k poruchám v dané konstrukci. Obvodová konstrukce pak tomuto jevu brání tím více, čím silnější (tlustší) je a tím se bude zmenšovat součinitel difuze vodní páry. Tento jev je nejvíce nebezpečný v zimním období, kdy jsou rozdíly vnitřního a vnějšího prostředí nejvyšší.

Z pohledu konstrukční tvorby budov jsou za nevyhovující stavy uváděny objemové změny či výrazné zvýšení hmotnosti konstrukce mimo rámec rezerv statického výpočtu. Nevhodnými stavy způsobujícími degradaci stavebních konstrukcí na bázi dřeva jsou snížení vnitřní povrchové teploty konstrukce či zvýšení hmotnostní vlhkosti materiálu. V běžné stavební praxi je eliminace výše uvedených nevyhovujících stavů často technicky téměř nerealizovatelná.

tags: #osb #desky #difuzně #otevřené #uzavřené

Oblíbené příspěvky:

• Podrobný průvodce výběrem zdicích materiálů
• Vše o vrutech a řídícím kormidle Arrma Mojave Grom
• Střechy a fasády z plechu
• Bezpečnostní vzdálenost podlahy od kamen
• Jak vybrat těsnicí lišty pro sprchové kouty