Tepelně-technické posouzení střech: Klíč k úsporám a pohodlí

Střecha chrání podstřešní prostory před vlivy povětrnosti. Sestává se z nosné střešní konstrukce složené z jednoho, nebo několika střešních plášťů oddělených vzduchovými dutinami. Jako plochá střecha je označována střecha se sklonem vnějšího povrchu α ≤ 5°.

Požadavky na tepelně technické vlastnosti střech zajišťují jeden ze šesti základních požadavků na stavbu v legislativě EU - úsporu energie a tepelnou ochranu budov. Tyto požadavky jsou závazné, tj. zezávazněny navazujícími zákony a vyhláškami. Moderní doba klade na stavby stále více požadavků a podmínek, které je třeba splňovat. Není se čemu divit, vývoj stavebnictví jde kupředu a logickým důsledkem je snaha o zefektivňování a řízení výstavby za jasně definovaných podmínek. Mezi aktuální témata, rozšiřující historicky známou statiku, se řadí i neméně důležité oblasti jako požární odolnost, akustika, tepelně technické parametry nebo difuzní vlastnosti. V neposlední řadě roste na významu např. Správně zateplená střecha sníží tepelné úniky a přinese nižší náklady na vytápění či klimatizaci.

Legislativní rámec a normy

Požadavky na tepelnou ochranu budov jsou určeny ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov: Část 2: Požadavky. Současná legislativa klade značné požadavky na obálky budov z hlediska tepelných parametrů. U skladeb stavebních konstrukcí se běžně setkáváme s veličinami jako tepelný odpor R [m2·K/W] nebo častěji posuzovaný součinitel prostupu tepla U [W/(m2·K)].

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.

Komplikované vlhkostní chování střech

Posouzení střešní konstrukce z hlediska tepelné ochrany je nedílnou součástí návrhu střešního pláště, protože pro ploché střechy je charakteristické poměrně komplikované vlhkostní chování, výrazně rizikovější než například u stěn. Vodní pára difunduje v zimním období z interiéru k exteriéru a zejména kondenzuje v takových místech střešního pláště, kde jsou málo propustné vrstvy s nízkou teplotou (často pod hydroizolací jednoplášťových střech). Míra kondenzace je závislá na mnoha faktorech, například vlhkosti v interiéru, druhu a kvalitě provedení parozábrany a případné perforaci kotvami, druhu a tloušťce tepelné izolace a pochopitelně typu hydroizolačního souvrství. Stanovit pouhým odhadem množství zkondenzované vodní páry a pravděpodobnost hromadění kondenzátu v konstrukci je téměř nemožné. Pro průmyslové objekty, kde je vnitřní návrhová teplota snížená, je možné redukovat i tepelnou obálku budovy.

Čtěte také: Zjistěte, jak probíhá stavebně technické posouzení

Tepelné mosty a jejich vliv

Vliv tepelných mostů ΣΔUtbk,j má velký vliv na tepelně-izolační vlastnosti střešní konstrukce. Proto je důležité důkladné vyplnění prostoru mezi krokvemi izolací tak, aby nevznikly netěsnosti. Pro eliminaci tepelných mostů se doporučuje položit izolaci ve dvou nebo více vrstvách. Zde je potřeba dohlédnout na to, aby spoje mezi izolacemi byly překryté. Nejkritičtější místa jsou například přechody střechy na fasádní kontrukci, napojení střešního okna na střešní konstrukci a další prvky tvořící nosnou konstrukci střechy.

Specifický přístup vyžadují i detaily stavebních konstrukcí. Může jít o prostupy obálkou budovy, napojení stěn nejen v rozích, styk různých druhů konstrukcí, jako je např. stěna a střecha nebo styk stěny a základového pásu. Detailů v projektu můžeme shledat nepřeberné množství, avšak zásadní je posouzení z hlediska rizika kondenzace uvnitř konstrukce a rizika kondenzace a vzniku plísní na plochách v interiéru. Nejrizikovější je obvykle místo detailu vykazující nejnižší povrchovou teplotu. Standardně je v oblasti detailu díky stykům různých stavebních materiálů (např. zdivo a žb. pozední věnec) zhuštěný tepelný tok, což v důsledku znamená, že v této oblasti dochází k výraznějšímu prostupu tepla z interiéru směrem ven. Tyto oblasti stavebních detailů se v porovnání s plošnými konstrukcemi, jako je např. liniová stěna, chovají odlišně a nelze je hodnotit pouze součinitelem prostupu tepla U.

Tepelné mosty v konstrukci mohou do značné míry znehodnotit jinak celkově dobrou tepelnětechnickou koncepci stavby, jelikož v místě tepelného mostu dochází k nadměrným tepelným ztrátám (v otopném období), a také ke kondenzaci vodní páry - důsledek poklesu povrchové teploty konstrukce pod teplotu rosného bodu.

Typy tepelných vazeb dle ČSN 73 0540-2

Dle ČSN 73 0540-2 rozlišujeme lineární a bodový činitel prostupu tepla. Jako příklad si představme prostup stropní desky obvodovou stěnou, která tvoří nosnou konstrukci balkonu. V případě, že bude stropní konstrukce reprezentována skládaným stropem, např. stropními trámy s mezilehlými keramickými vložkami, jde o bodové průniky tyčové konstrukce stěnou a detail bude hodnocen s ohledem na bodový činitel prostupu tepla X [W/K]. Rozdělení typů teplených vazeb a korespondujících lineárních a bodových činitelů prostupů tepla nalezneme v ČSN 73 0540-2, v tabulce č.

Hodnocení rizika kondenzace a plísní

Nejnižší vnitřní povrchová teplota a teplotní faktor vnitřního povrchu se používají pro hodnocení rizika kondenzace vodní páry a výskytu plísní na vnitřním povrchu stavební konstrukce. Pro hodnocení požadavku na vnitřní povrchovou teplotu používá norma ČSN 73 0540-2 teplotní faktor vnitřního povrchu. Jedná se o poměrnou veličinu, která je na rozdíl od vnitřní povrchové teploty vlastností konstrukce a nezávisí na působících teplotách.

Čtěte také: vliv liniových staveb na ekologii a veřejné zdraví

Příklady řešení a doporučení

Společnost Wienerberger a řešení detailů

Společnost Wienerberger s.r.o. si je vědoma významu správného návrhu a kvalitního provedení stavebních detailů, a proto publikované detaily nejprve prověřuje z hlediska platných legislativních požadavků. Až poté, co stavební detail vyhoví všem náležitostem výpočtu v souladu s platnou legislativou, je prezentován jako doporučené konstrukční řešení pro cihelné zdivo Porotherm.

Posuzována byla varianta detailu, kde byl strop Porotherm s celoplošnou nadbetonávkou v celkové tl. 250 mm tvořený POT nosníky a mezilehlými vložkami MIAKO vykonzolován skrz obvodový plášť. Prostor v oblasti stropních trámů představoval riziko tepelných mostů. Obvodové zdivo bylo pro výpočet uvažováno z cihel plněných minerální vatou Porotherm 38 T Profi. Cíl posouzení byl jasný - zjistit, jak se daný detail bude v okrajových podmínkách chovat a zda bude konstrukce ohrožena zvýšeným tepelně vlhkostním zatížením. Pro vyhodnocení bylo zásadní splnění požadavků dle normy ČSN 73 0540-2.

Doporučené řešení Wienerberger předchází vzniku tepelných mostů v místě mezilehlých vložek MIAKO vložením tepelného izolantu EPS (λ = 0,04 W/mK) v tl. 80 mm. Okrajové podmínky byly stanoveny dle ČSN 73 0540-2, parametry vnitřního vzduchu obecně pro bytový dům a parametry vnějšího prostředí korespondující s lokalitou pro České Budějovice. V oblasti detailu byla hodnocena vnitřní povrchová teplota, která může v důsledku nesprávného řešení detailu znamenat kondenzaci na vnitřním povrchu a růst plísní. Pro splnění tohoto požadavku musí být vypočtená povrchová teplota v kritické oblasti vyšší než normou daná minimální hodnota. Kritická teplota stanovena v závislosti na nejnižším teplotním faktoru vnitřního povrchu činila 11,96 °C. Výpočet pro hodnocený detail stanovil hodnotu nejnižší vnitřní povrchové teploty 15,58 °C. Druhým rozhodujícím faktorem byl bodový činitel prostupu tepla. Obálkou prostupující prvky jsou pouze stropní trámy a mezilehlé vložky jsou rozděleny deskami z izolantu EPS. Výpočtem byla zjištěna hodnota bodového činitele prostupu tepla X=0,20 W/K. Požadavek normy ČSN 73 0540-2 činí XN=0,40 W/K. Konstrukční detail splnil i tento požadavek a je vyhovující dle všech kritérií stanovených v ČSN 73 0540-2. Obecně je detail v tomto složení bez problému realizovatelný a vylučuje veškerá možná rizika spojená s kondenzací a vznikem plísní. V rámci posouzení tohoto stavebního detailu byla zpracována i varianta s celoplošným zateplením izolantem XPS tl. 60 mm, což prokázalo následné zlepšení tepelně technických parametrů, byť dle současně platných legislativních požadavků není celoplošná obálka z izolantu nutná.

Balkony nemusí být vždy nutně řešeny vykonzolovanými stropními nosníky. Konstrukci lze provést i s podélně orientovanými nosníky, s osou nosníků rovnoběžnou s fasádou objektu. V takovém případě se nosná část realizuje v rámci železobetonových žeber nad doplňkovými nízkými stropními vložkami MIAKO tl. Rohové balkony, které mohou být kombinací obou systémů, nejsou výjimkou.

Doporučení společnosti ROCKWOOL

Správná tloušťka tepelné izolace a vhodné řešení konstrukčních detailů mají za cíl snížit tepelné ztráty. Odborník společnosti ROCKWOOL Pavel Matoušek přidává i další důležité faktory: „Kromě výběru správného typu izolace a krytiny je nutné zohlednit také sklon střechy, velikost a vzdálenost krokví nebo polohu domu v zástavbě.“

Čtěte také: Pevnost cihel v tlaku

K rizikovým místům patří napojení šikmé střechy na fasádu. Je podstatné zaměřit se hlavně na to, aby izolace střechy byla napojená na izolaci fasády, případně ji překrývala. Stejně tak prostor mezi krokvemi a zdí musí být vyplněný izolací. Je nezbytné věnovat se také místům prostupu některých instalačních prvků. Komfortní bydlení a tepelnou pohodu v podkroví pomůže zabezpečit izolace ROCKWOOL.

Větraná vzduchová mezera je důležitou součástí šikmé střechy, zvláště u domů se zatepleným podkrovím. Vzduchovou mezerou odchází přebytečná vlhkost, která se tvoří na spodní straně střešní krytiny. Při realizaci vzduchové mezery je nutné počítat s vhodnou ochranou proti dešti i živočichům. Taktéž nesmí nic překážet proudění vzduchu. Je potřebné dbát na následující zásady: „Otvory při okapech i hřebeni musí být správně dimenzované, což určuje norma. Například, při sklonu střechy 25° až 45° musí mít vzduchová mezera minimálně 40 mm, pokud je délka vzduchové vrstvy menší jak 10 metrů a vzduchová mezera odvádí vodní páru nad střešní konstrukci,“ vysvětluje Pavel Matoušek.

Tepelně-technické posouzení spodní stavby panelové soustavy BP-70

V tomto příspěvku je řešeno tepelnětechnické posouzení spodní stavby u podsklepených objektů panelové soustavy BP-70. Při návrhu skladby jednotlivých obvodových konstrukcí je využito informací o panelové konstrukční soustavě typu BP-70 [3]. Při volbě materiálů byly dodržovány určité zásady: Obvodové konstrukce např. splňují požadavek na hodnotu součinitele prostupu tepla U (dle [1], viz [4]).

Objekt je situován do teplotní oblasti Ostravy. Převážná část řešeného detailu leží pod úrovní terénu. Interiér podzemního podlaží (1.PP) je uvažován jako vytápěné vedlejší prostory s vnitřní teplotou vzduchu 15 °C. Tepelnětechnické posouzení podzemních konstrukcí se skládá z posouzení obvodových stěn a podlah. Obvodové panely jsou železobetonové vrstvené, tloušťky 270 mm (150 mm železobeton + 60 mm tepelná izolace + 60 mm železobeton). Tepelněizolační vrstvu tvoří desky z pěnového polystyrénu. Tepelná izolace podlahy v 1.NP je vytvořena kotvením Lignoporu o tl.

Celkem bylo posouzeno 7 variant detailu suterénní části panelového objektu konstrukční soustavy typu BP-70:

1. Všechny konstrukce bez tepelné izolace.
2. V podlahové konstrukci 1.PP přidána tepelná izolace Rockwool Dachrock o tl. 120 mm.
3. Zateplení podzemní části tepelnou izolací Austrotherm 50 XPS-G o tl. 150 mm.
4. Zateplení podzemní části protaženo v tl. 100 mm přes základ až k základové spáře.
5. Tepelná izolace protažená 400 mm nad terén.
6. Základ opatřen tepelnou izolací o tl. 100 mm také z vnitřní strany.
7. Zateplení stěnové konstrukce z interiéru tepelnou izolací Austrotherm o tl.

Při porovnávání tepelnětechnických vlastností u detailů položených do stejného prostředí (se stejnými okrajovými podmínkami: ti = 15 °C, tgr = 5 °C, φi = 50 %, φgr = 100 %) má zásadní vliv na průběh povrchových teplot v koutě v interiéru materiál obvodové stěny a umístění tepelné izolace v podlaze a popř. z vnější strany obvodové zdi. U jednotlivých výše navržených variant je největší rozdíl vnitřních povrchových teplot v kritickém místě právě mezi V1 a V2 o cca 0,1 °C. Rozdíl mezi těmito dvěma detaily je v tom, že ve V2 je oproti V1 do podlahové konstrukce přidána tepelná izolace tl. 120 mm. Po následném přidání tepelné izolace tl. 150 mm také z vnější strany obvodové zdi (V3) je rozdíl vnitřních povrchových teplot v kritickém místě mezi V2 a V3 větší - cca 0,24 °C, což je zapříčiněno dobrými tepelněizolačními vlastnostmi přidané tepelné izolace. Umístění tepelné izolace na boční straně základového pasu má jen malý vliv na průběh povrchových teplot v koutě v interiéru, avšak má výrazný vliv na velikost tepelných ztrát koutem (tzn. průběh teplot v zemině, v základovém pásu, v podlahových vrstvách i v části obvodové stěny v místě koutu). V detailu V4 je oproti detailu V3 na boční straně základového pásu z vnější strany přidána tepelná izolace tl. 100 mm, což má za následek zvýšení povrchových teplot v koutě v interiéru o cca 0,26 °C; to však také znamená zmenšení tepelných ztrát koutem. Při následném zateplení základového pásu také z vnitřní boční strany (tzn. V detailu V7 je obvodová stěnová konstrukce zateplena z vnitřní strany. Toto řešení přináší mnoho rizik. Zde je styk stěnové a podlahové konstrukce výrazně tepelně namáhán. K zajištění požadovaných vnitřních povrchových teplot stačí provést vhodný návrh obvodové stěny a tepelné izolace v podlaze, popřípadě umístění tepelné izolace v místě soklu.

tags: #posouzeni #pro #strechu #tepelne #technicke #informace

Oblíbené příspěvky:

• Výhody dřevěných chráničů rohů
• Ekonomické řešení střechy
• Design cedulky na schránku
• Nezapomenutelné svatební vzpomínky
• komplexní průvodce izolací