Výpočet prostupu tepla u cihel Porotherm a jeho význam

Energetická náročnost budov je v současné době klíčovým tématem, a proto je zásadní věnovat pozornost správnému návrhu stavebních konstrukcí. Pro vnější stěny Porotherm je zásadním ukazatelem energetické náročnosti hodnota průměrného součinitele prostupu tepla Uem [W/(m2·K)]. Minimalizace energetické náročnosti nutí mnohé výrobce k inovacím.

Součinitel prostupu tepla (U) a jeho vliv

Součinitel prostupu tepla konstrukce vyjadřuje celkovou výměnu tepla mezi prostory oddělenými od sebe stavební konstrukcí o tepelném odporu R a používá se k výpočtům tepelných ztrát provozovaných budov. Když srovnáme Porotherm 36,5, který má 0,33 W/(m2·K), s Heluz 38, který má 0,19 W/(m2·K), je to ohromný rozdíl. Pro jednovrstvé zdivo se nejpozději do 31. 12. 2012 připouštěla hodnota 1,7 W/(m2·K). Současné požadavky na energetickou náročnost budovy s téměř nulovou spotřebou energie (NZEB II), platné od 1. ledna 2022, stanovené výpočtem na nákladově optimální úrovni, jsou splněny, pokud hodnoty ukazatelů energetické náročnosti hodnocené budovy uvedené ve vyhlášce č. 264/2020 Sb. jsou splněny. Hodnoty součinitele prostupu tepla se zaokrouhlují podle ČSN 73 0540-2.

Definice základních pojmů

• Součinitel tepelné vodivosti (λ): Tato schopnost se u homogenních materiálů vyjadřuje pomocí součinitele tepelné vodivosti λ [W·m-1·K-1]. Hodnota součinitele udává množství tepla vztaženého na jednotku plochy, které projde vrstvou materiálu tloušťky 1 m při konstantním teplotním rozdílu 1 K mezi oběma povrchy této vrstvy. Hodnoty součinitele tepelné vodivosti se zaokrouhlují podle ČSN EN ISO 10456.
• Tepelný odpor materiálu (Rmat): Tepelný odpor materiálu je veličina vyjadřující tepelněizolační vlastnosti materiálu a je dána vztahem Rmat = d/λmat, kde d je tloušťka vrstvy materiálu a λmat je součinitel tepelné vodivosti tohoto materiálu.
• Tepelný odpor konstrukce (R): Tepelný odpor konstrukce R vyjadřuje tepelněizolační vlastnosti celé konstrukce složené z více vrstev (např. stěny, střechy).
• Lineární (bodové) činitele prostupu tepla (ψ, c): Lineární (bodové) činitele prostupu tepla ψ (c) se používají k hodnocení místního zvýšení či snížení tepelných toků v detailech styků mezi konstrukcemi obálky budovy (hodnocení tepelných vazeb mezi konstrukcemi) a jsou součástí katalogových listů s detaily napojení různých konstrukcí na stěny z cihel Porotherm.
• Teplotní faktor vnitřního povrchu (ƒRsi): Teplotní faktor vnitřního povrchu ƒRsi vyjadřuje vliv konstrukce a přestupů tepla v daném místě vnitřního povrchu na vnitřní povrchovou teplotu nezávisle na teplotách přilehlých prostředí.

Příklady produktů Porotherm a jejich vlastnosti

Cihla Porotherm 44 Profi (44/24,8/24,9 cm) je určena pro jednovrstvé obvodové nosné i nenosné zdivo, a to při spotřebě 16 kusů/m2. Součinitel prostupu tepla tohoto neomítnutého zdiva při použití speciální malty pro zdění na tenkou spáru dosahuje hodnoty U = 0,26 W/(m2·K). Pro doplnění zdiva na koncích stěn a v ostěních lze využít tzv. cihelný blok Porotherm 30 Profi (30/24,7/24,9 cm), který je použitelný pro jednovrstvé obvodové nosné i nenosné zdivo, z doplňků lze využít cihlu poloviční Porotherm 30 ½ Profi. Spotřeba na metr čtvereční je 16 kusů. Porotherm 11,5 Profi (11,5/49,7/24,9 cm) je vhodný jak pro vnitřní nenosné příčky, tak jej lze použít i jako přizdívku tepelné izolace v místě železobetonových ztužujících věnců nebo pro ochrannou část vrstveného zdiva. Tvárnice POROTHERM EKO+ je určena na vnější obvodové pláště a umožňuje stěny pasivních domů i v homogenní variantě, tzn. bez ETICS (zateplovacích systémů), s U_zdiva = 0,15 až 0,24 W/(m2·K).

Výpočet prostupu tepla a tepelné vazby

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. Potřebu tepla pro vytápění ovlivňuje i způsob napojení jednotlivých konstrukcí tvořících vnější obálku budovy. Proto ČSN 73 0540-2 pro hodnocení tepelných vazeb mezi konstrukcemi stanovuje maximálně přípustné hodnoty tzv. lineárních činitelů prostupu tepla ψ. Současná metodika pro zpracování PENB pracuje s přirážkou zohledňující vliv tepelných vazeb. Pokud energetický specialista nezpracovává posouzení jednotlivých detailů v projektu na zohlednění vlivu tepelných vazeb, tj. výsledný lineární činitel prostupu tepla, je nucen využít legislativou danou přirážku, která je stanovena hodnotou 0,02. To byl impuls pro zpracování katalogu tepelných vazeb pro systémové detaily Wienerberger. V případě, že projektant využívá systémové detaily od výrobce, může energetický specialista následně pro tyto detaily v PENB zohlednit reálné chování dle výsledků energetického hodnocení zpracovaného ve spolupráci s Centrem pasivního domu. Celkovou bilancí při započtení reálného chování detailů se můžeme dostat na výrazně příznivější korekci průměrného součinitele prostupu tepla obálkou budovy. Vhodně řešené detaily mohou přispívat dokonce ke zlepšení parametrů v dané oblasti detailu a celkovou bilanci průměrného součinitele prostupu tepla tak zlepší. Ze spolupráce Wienerbergeru a Centra pasivního domu pro projektanty plyne benefit v podobě právě připravovaného nového technického podkladu, obsahujícího doposud zpracované detaily a jejich hodnocení, které jsou přehlednou formou prezentovány v jedné publikaci.

Tabulka produktů Porotherm a jejich základní vlastnosti

Následující tabulka shrnuje základní vlastnosti vybraných cihel Porotherm relevantní pro výpočet prostupu tepla.

Čtěte také: Řešení pro integrované stínění s Porotherm KP Vario UNI

Tepelná akumulace a difuzní odpor

Schopnost stavebních hmot akumulovat teplo je důležitá u takových objektů, kde z nějakých důvodů není možno udržovat konstantní teplotu vnitřních prostor. Při příliš nízké schopnosti obvodových stěn akumulovat teplo může při přerušení vytápění dojít během krátké doby k většímu poklesu teploty povrchu stěny na vnitřní straně. Vnější stěny dokáží více či méně dobře odolávat kolísání vnějších teplot, tzn. časově mohou reagovat velmi rychle nebo také velmi pomalu. Chování vnější části stavby v zimě charakterizuje doba chladnutí, v létě doba zahřívání. Čím je doba chladnutí či zahřívání delší, tím více jsou obytné prostory posuzovány jako příjemné. Vlastnost materiálu, která vyjadřuje jeho relativní schopnost propouštět vodní páry difuzí, se nazývá faktor difuzního odporu μ. Tento faktor je poměrem difuzního odporu materiálu (odporu proti pronikání vodní páry materiálem) a difuzního odporu vrstvy vzduchu o stejné tloušťce za stejných podmínek. Pro vzduch je tedy faktor μ = 1.

Vlhkost a teplota rosného bodu

Stavební hmoty přijímají na základě jejich vnitřní stavby (druh, počet, velikost a členění dutin) za každého stavu vzduchu (relativní vlhkosti vzduchu a teploty) zcela určitou vlhkost, která se po dostatečně dlouhé době skladování stavebních hmot na vzduchu ustálí. Ochlazujeme-li vzduch obsahující vodní páru, částečný tlak vodní páry pd se nemění, zatímco tlak nasycených vodních par pd klesá a relativní vlhkost vzduchu stoupá. Za určité teploty, nazývané teplota rosného bodu θω, dosáhne relativní vlhkost vzduchu 100 %, což znamená, že vzduch je nasycen vodními parami. Při ochlazení vzduchu pod teplotu rosného bodu dochází k kondenzaci vodní páry obsažené ve vzduchu. Vodní pára se sráží na kondenzačních jádrech, kterými mohou být prachové částečky ve vzduchu, a vytváří mlhu nebo se sráží na povrchu pevných těles, což se nazývá orosení. Pro hodnocení všech stavebních konstrukcí s výjimkou výplní otvorů je určena hodnota 80 % relativní vlhkosti, což je definováno v ČSN EN ISO 13788. Tato hodnota stanovuje hranici pro riziko začínajícího růstu plísní na povrchu konstrukcí. Kritická vlhkost vzduchu se používá pro hodnocení nejnižší vnitřní povrchové teploty a je přísnější podmínkou než podmínka rizika vnitřní povrchové kondenzace.

Doporučení pro projektanty a stavitele

Pro dosažení všech výhod, které Porotherm Profi nabízí, je nutné věnovat velkou pozornost založení první vrstvy cihel. Tato vrstva se zakládá na dokonale vodorovnou a souvislou vrstvu malty (ne na pruhy malty), která nesmí být tenčí než 10 mm. Zdění obvodových stěn začíná osazením rohových bloků. Mezi osazené rohové a následně poloviční cihly (z důvodu dodržení správné vazby rohu) s vyklepnutými přepážkami se ukládají do maltového lože jednotlivé cihly první vrstvy. Při práci je nutné dbát zejména na správnou konzistenci malty - cihly by mělo být možné pohodlně vyrovnat, nesmí se však příliš vtlačovat do malty. Výškové rozdíly mezi jednotlivými bloky přitom nesmí překračovat 1 mm, jinak by je nebylo možné vyrovnat tenkou vrstvou malty v ložné spáře. Společnost Wienerberger má pro své produktové portfolio cihel Porotherm zpracované systémové a doporučené konstrukční detaily. Databáze čítá několik stovek detailů a je pravidelně aktualizována a rozšiřována. Pro projektanta to znamená, že i nadále může do projektu využívat ověřená systémová řešení, ale získává nově i tu výhodu, že jsou systémová řešení podložena tepelnětechnickými posudky, které může přiložit k dokumentaci. Známe tak reálné chování konstrukcí, což může být i důležitým argumentem pro rozhodování investora o volbě konstrukčního systému. Nejen, že je systém provádění jasně definovaný, ale je zde i jasně poukázáno na přínos využívání doplňkového sortimentu. V případě konkrétních detailů a jejich posouzení může projektant protokoly najít na webu Wienerberger, kde jsou ke stažení s označením „TTP“.

Čtěte také: jak postavit zdravý dům pomocí systému Porotherm

Čtěte také: Spojení Porothermu a železobetonu pro váš dům

tags: #porotherm #vypocet #prostupu #tepla

Oblíbené příspěvky:

• Neviditelný spoj s nerezovými sponkami
• Terasová prkna WPC
• Vlastnosti YTONG tvárnic
• Detaily o řezačkách FESTA na dlažbu
• Podrobné informace o Wood Collection Quadro Mini