PergolyŠkvárobeton a součinitel prostupu tepla: Kompletní průvodce zateplením
Mnoho lidí se ptá, co je to součinitel prostupu tepla U, tepelný odpor R nebo tepelná vodivost λ. Tyto veličiny jsou klíčové pro pochopení tepelněizolačních vlastností stavebních konstrukcí, zejména u starších domů ze škvárobetonu.
Základní pojmy a veličiny
Základní veličinou vypovídající o tepelně izolačních schopnostech stavební konstrukce (o schopnosti materiálu vést teplo) je součinitel tepelné vodivosti λ (lambda) s jednotkou W/m.K, watt na metr kelvin (která se píše častěji W.m-1.K-1, popř. Wm-1K-1). Tato hodnota je mírou tepelné vodivosti, kdy například kov je lepším vodičem tepla než dřevo.
Jiná důležitá veličina je součinitel prostupu tepla U (jednotkou je W/m2.K), jímž se vyjadřuje tepelně izolační schopnost ohraničující konstrukce domu. Součinitel prostupu tepla vyjadřuje, kolik tepla projde 1 m2 konstrukce při rozdílu teplot na obou stranách konstrukce 1 °C. Pro součinitel prostupu tepla U platí, že čím nižší jeho hodnota je, tím lepší tepelně izolační vlastnosti konstrukce má (na rozdíl od tepelného odporu R, kde je to naopak).
S hodnotou U součinitele prostupu tepla úzce souvisí hodnota lambda (λ). Pro výpočet hodnoty U musíme nejprve zjistit tepelný odpor konstrukce (R). Tepelný odpor konstrukce R (m2K/W) vyjadřuje schopnost materiálů klást odpor při prostupu tepla konstrukcí. Čím vyšší hodnota tepelného odporu konstrukce je, tím lépe. Tepelný odpor R udává, jaké množství tepla prochází jedním čtverečním metrem konstrukce určité tloušťky a z daného materiálu v každé vteřině, jestliže jsou na obou stranách této konstrukce jiné teploty. Tepelný odpor R (m2·K/W) charakterizuje izolační schopnost konstrukční vrstvy o tloušťce d [m]: R = d/λ. Výsledný tepelný odpor je součtem všech vrstev konstrukce; ty se (po přepočtu na tloušťku) sečtou.
Součinitel lambda je určován nejčastěji laboratorně a je uveden v technickém listu výrobku. 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.
Čtěte také: Tepelná roztažnost a dřevěné konstrukce
Kromě toho se ve stavebnictví používá množství dalších veličin; ty se týkají zejména vlhkosti ve stavebních materiálech (např. faktor difúzního odporu, součinitel difúzní vodivosti, hmotnostní vlhkost materiálu, objemová vlhkost materiálu, atd.). Měrná tepelná kapacita (J/kgK) vyjadřuje množství tepelné energie, kterou je třeba dodat materiálu o definované vlhkosti a hmotnosti = 1 kg, aby se ohřál o 1 K. Tepelná jímavost b (jednotka: W2/sm4K2) je součinem λ . p . c; charakterizuje schopnost materiálu o definované vlhkosti teplo akumulovat a opět postupně uvolňovat. Součinitel teplotní vodivosti (jednotka: m2/s) vyjadřuje schopnost materiálu o definované vlhkosti vyrovnávat rozdílné teploty při neustálém vedení tepla. Tepelná pohltivost (jednotka: W/m2K) je definována jako schopnost materiálu pohlcovat nebo uvolňovat teplo. Teplotní útlum konstrukce vyjadřuje schopnost konstrukce tlumit harmonické změny teploty vnějšího vzduchu v zimním (letním) období na vnitřním povrchu konstrukce.
Škvárobeton a jeho tepelněizolační vlastnosti
Škvárobetonové nosné tvárnice ze 70. let nemají dostatečné tepelně izolační vlastnosti. Při tloušťce zdiva 30 cm dosahují tepelného odporu R v rozmezí cca 0,7 - 0,9 (m2.K/W). To je přibližně 5x méně než doporučuje současná norma. Malá tepelně izolační schopnost je rovněž příčinou chladného povrchu vnitřního líce v zimním období, následné kondenzace vzdušné vlhkosti na studených stěnách a vzniku plísně.
Součinitel tepelné vodivosti škvárobetonu λ (W/m.K) se mění v závislosti na objemové hmotnosti materiálu nebo výrobku. Může se pohybovat více méně v rozmezí od 0,5 až do 1,0 W/m.K. Při uvažování průměrné hodnoty pro tehdejší tvárnice vyráběné pro obvodové zdivo by tepelný odpor původní zdi bez zateplení byl kolem R = 0,5 m2.K/W. To je velice málo a to i z pohledu starších norem.
Dobře provedené zateplení odstraní příčinu kondenzace, povrchová teplota stěn se zvýší a podmínky pro tvorbu plísně pominou. Bude však potřeba napadené povrchy důsledně sanovat. Savo většinou nepostačí, musí se odstranit minimálně štuky, někdy omítky a použít účinné chemické ošetření.
Požadavky norem na součinitel prostupu tepla
Současná platná norma ČSN 73 0540-2 rozlišuje tři hodnoty součinitele prostupu tepla a to - požadovanou, doporučenou a cílovou pro nízkoenergetickou a pasivní výstavbu v souladu s novými evropskými směrnicemi. Požadovaná minimální hodnota součinitele prostupu tepla U (W/m2.K) je pro vnější stěnu zděnou 0,30 (W/m2.K), ale s tím, že do konce roku 2012 se ještě připouští hodnota dle původní verze normy 0,38. Hodnota doporučená je 0,25 (W/m2.K), pro nízkoenergetickou a pasivní výstavbu 0,18 až 0,12 (W/m2.K).
Čtěte také: Inovativní zateplení historických budov
Požadované hodnoty součinitele prostupu tepla se použijí pro základní hodnocení konstrukcí a jako vstupní údaj pro výpočet referenční budovy v hodnocení energetické náročnosti. Použití hodnot doporučených je vhodné všude tam, kde tomu nebrání technické, ekonomické nebo legislativní překážky. Hodnoty doporučené pro pasivní budovy se použijí zejména pro předběžný návrh konstrukcí takových budov. Požadavky na izolační kvalitu konstrukcí se v průběhu let postupně zpřísňovaly.
Součinitel prostupu tepla je vhodné znát zejména u novostaveb a staveb, u nichž dochází k rekonstrukci a zateplení obálky budovy. 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.
Volba zateplovacího materiálu pro škvárobeton
Prvním předpokladem pro zateplení je, aby zateplované zdivo bylo suché, nejlépe do 5% objemové vlhkosti. Pokud tomu tak je, pak lze použít podstatě jakýkoli materiál.
Běžný fasádní polystyrén
Běžný fasádní polystyrén má velký difúzní odpor a konstrukci do jisté míry difúzně uzavře (faktor difúzního odporu 40 až 70, tepelná vodivost λ 0,039 W/m.K). Škvárobetonová tvárnice má určitou propustnost pro vodní páry, ale k nebezpečné kondenzaci v konstrukci by ani tak docházet nemělo.Děrovaný polystyren (difúzně otevřené fasádní desky)
Druhou a lepší možností by bylo použití šedé, difúzně otevřené (děrované) fasádní desky na polystyrénové bázi. Nabízejí se výrobky Baumit Open Reflect (Baumit) nebo EPS-F-Clima (Weber) a jistě i další výrobci. Tyto desky mají tepelnou vodivost λ 0,031 W/m.K a faktor difúzního odporu = 10. Především vysoká propustnost pro vodní páru je příznivá z hlediska kondenzace vodní páry v konstrukci, ke které by v takto zateplené stěně nemělo docházet.Čtěte také: Jak souvisí součinitel tepelné vodivosti (λ) s kvalitou izolace Isover?
Pro doporučenou hodnotu 0,25 (W/m2.K) je potřeba počítat se 14 až 16 cm tepelné izolace na bázi běžného EPS, v případě desek šedých děrovaných 12 až 14 cm. Baumit vyrábí i systém se sanačním účinkem na vlhčí zdivo.
Tabulka: Tepelná vodivost vybraných materiálů při teplotě 20 °C
Následující tabulka uvádí hodnoty tepelné vodivosti λ pro různé materiály, seřazené od těch s nejlepšími izolačními vlastnostmi (nízká λ) po ty s horšími (vysoká λ). Škvárobeton se s hodnotou 0,70 W•m-1•K-1 řadí mezi materiály s vysokou tepelnou vodivostí, což podtrhuje nutnost jeho zateplení.
| Látka | Tepelná vodivost λ [W•m-1•K-1] |
|---|---|
| Vzduch | 0,024 |
| Skelná vata | 0,04-0,042 |
| Čedičová vlna | 0,039-0,042 |
| Pěnový polystyren | 0,035 až 0,16 |
| Desky OSB | 0,13 |
| Pórobeton | 0,15-0,2 |
| Cihla | 0,28-1,2 |
| Sklo | 0,60-1,0 |
| Škvárobeton | 0,70 |
| Liapor | 0,14-0,77 |
| Voda | 1,0 |
| Beton | 1,5 |
| Čedič | 1,4 |
| Žula | 4,1 |
| Křemen | 8,4 |
Doplňkové aspekty zateplení a rekonstrukce
Zateplení je potřeba provést tak, aby byly co nejlépe zatepleny tepelné mosty. Při dodatečném zateplení je to především zateplení soklu (až pod terén) nebo dostatečný přesah pod podlahu přízemí, detaily kolem oken, zateplení kolem římsy střechy, resp. návaznost na tepelné izolace půdy nebo střechy. S tím by měl poradit na místě odborník.
Po provedení zateplení polystyrénem v tloušťce 10 cm došlo k výraznému zvýšení tepelně izolačních vlastností na přibližně R = 2,9 m2.K/W dle starých jednotek. Současná platná ČSN 73 0540-2 stanovuje dvě hodnoty součinitel prostupu tepla U pro návrh tepelné izolace - požadovanou a doporučenou. Vámi uváděná konstrukce se zateplením je tedy o něco lepší, než požadovaná hodnota dle normy. Je škoda, že nebyla zvolena větší tloušťka izolace tak, aby se zdivo dostalo na úroveň doporučení. Otázkou rovněž je, jakým způsobem bylo zateplení provedeno, zda situaci výrazně nezhoršuje vliv tepelných mostů a podobně.
Tepelná nepohoda jistě i souvisí s nedostatečným výkonem otopné soustavy. V daném případě se však může spíše jednat o nedostatečnou izolační schopnost ostatních ochlazovaných vnějších konstrukcí - to je oken, podlahy a hlavně patrně střechy, respektive podkroví. Doporučuji proto zjistit konkrétní skladbu těchto konstrukcí, tloušťky a materiál použitých izolací a stanovit jejich reálné izolační vlastnosti jednoduchým posouzením. I pro tyto konstrukce totiž platí výše uvedená norma. Například u zateplení podkroví se doporučuje kolem 30 cm tepelné izolace. Schopnost izolovat ovlivňuje i způsob osazení izolační vrstvy vůči rovině krokví, u osazení oken jeho provedení apod.
Výměnu oken lze jistě doporučit - hodnotu U oken je potřeba zjistit u výrobců pro okno jako celek, nikoli jen pro sklo. Okno jako celek má zpravidla součinitel prostupu tepla o něco nižší než pro samotné sklo, a to vlivem rámu. Je nutno zajistit zateplení vnější špalety okna v osazení po obvodu otvoru a dobré utěsnění spáry.
Provádění dalšího zateplení zdiva zevnitř se nedoporučuje. Samotné obložení deskou sádrokartonu výrazný efekt nepřinese. V případě vložení izolace pod obklad se izolační schopnosti úměrně tloušťce izolace zvýší. Vlivem jiného rozložení teplot v konstrukci však ale může hrozit riziko kondenzace ve škvárobetonové tvárnici. Proto by při vnitřním zateplení bylo nutno použít dobře utěsněnou foliovou parozábranu, aby se omezila difúze vlhkosti pod obklad a do zdi. Variantou je i vnitřní obklad deskami Lignopor (Heraklit s polystyrénem) a provedení nové vnitřní omítky. Desky Lignopor se vyrábí s tloušťkou polystyrénu až 6 cm, což by na vnitřní zateplení postačilo, zároveň by byla vyřešena omítka - provedla by se nová na rabicové pletivo, při správném provedení bez prasklin by rovněž fungovala i jako určitá parozábrana. Jako první krok ale doporučuji vyřešit okna a zvážit vliv ostatních konstrukcí na tepelnou ztrátu.
tags: #skvarobeton #soucinitel #prostupu #tepla
