PergolyVápenná omítka a difuzní ekvivalent tloušťky vzduchové vrstvy
Když se podíváte na bílou zeď, vidíte jen povrch. Většina z nás dnes bydlí v domech, které „nedýchají“. Stěny jsou utěsněné plastovými barvami a sádrokartonem, což vede k jedné nepříjemné skutečnosti - vlhkost nemá kam jít. Výsledkem jsou časté problémy s plísní, dusno nebo pocit, že vzduch v místnosti je těžký. Řešením není větrání okny, ale změna samotného materiálu stěn.
Vápenné omítky - tradiční materiál s moderními výhodami
Vápenné omítky nejsou novinkou. Jsou to tradiční materiály, které se v České republice používají po staletí. Dnes však zažívají obrovský comeback. Nejde jen o nostalgii k minulosti, ale o praktickou potřebu zlepšit kvalitu našeho bydlení.
Co znamená „prodyšnost“ ve stavebnictví?
Slovo „prodyšnost“ se ve stavebnictví často vyskytuje, ale málokdo ví, co přesně znamená. Jednoduše řečeno, jde o schopnost materiálu propouštět vodní páru. Když vaříte, sprchujete se nebo jen běžně dýcháte, uvolňujete do vzduchu vlhkost. Pokud je stěna pokrytá moderní syntetickou barvou, tato pára narazí na bariéru.
Vápenná omítka je materiál otevřený difúzi, který umožňuje průchod vodních par. Funguje to tak, že vlhkost prostupuje skrz póry omítky ven, případně se v ní rozptýlí. Stěna tak neustále „dýchá“. Tato vlastnost je klíčová zejména v starších domech s cihlovým zdivem, které bylo historicky stavěno právě pro tento princip.
Regulace vlhkosti vápennou omítkou
Jednou z nejpozoruhodnějších vlastností vápna je jeho schopnost regulovat vlhkost vzduchu. Nejde jen o to, že vlhkost propouští dál. Vápenná omítka dokáže vlhkost i absorbovat a následně ji opět uvolnit. Představte si to jako houbu. Když je v místnosti vysoká vlhkost (například po dešti nebo při vaření), porézní struktura omítky přebytečnou vodu přijme. Tento cyklus pomáhá stabilizovat relativní vlhkost vzduchu v obytném rozmezí.
Čtěte také: Sanace a ochrana staveb s Remmers vápennými omítkami
Pro lidi to znamená pohodlnější prostředí, méně suchých sliznic a lepší spánek. Pro vaše věci je to také výhoda. Knihy, dřevěný nábytek nebo obrazy netrpí tak velkými výkyvy vlhkosti, které by mohly vést k jejich poškození nebo deformaci.
Boj proti plísním
Plísně milují dvě věci: tmu a vlhkost. Pokud odstraníte jednu z těchto podmínek, růst plísní zastavíte. Vápenné omítky bojují proti plísním hned na dvou frontách. První je již zmíněná prodyšnost, která brání hromadění kondenzátu ve zdi. Vápno je zásadité materiál. Jeho pH je vysoké, což vytváří prostředí, ve kterém se většina mikroorganismů, včetně plísní a bakterií, nedokáže množit. Na rozdíl od bělicích prostředků, které plíseň pouze mechanicky odstraní a později se vrátí, vápno vytváří trvalou bariéru. To dělá z vápenných omítek ideální volbu pro lidi s alergiemi, astmatem nebo pro rodiny s malými dětmi.
Typy vápenných omítek: Čistě vápenné vs. vápenocementové
Při výběru materiálu narazíte na dva hlavní typy. Čistě vápenné omítky jsou ty pravé pro maximální prodyšnost. Obsahují pouze vápno a jemný písek. Jsou měkčí, pružnější a perfektně sedí na staré cihlové zdivo. Pokud rekonstruujete historický dům, toto je jediná správná volba.
Vápenocementové omítky obsahují příměs cementu, který zvyšuje pevnost a odolnost vůči mechanickému namáhání a přímému kontaktu s vodou. Jsou vhodné do koupelen nebo do exteriérů, kde musí stěna odolávat dešti. I zde však platí, že cement snižuje celkovou prodyšnost oproti čistému vápnu.
Cementová omítka se velmi často používá, zejména pro povrchové úpravy fasád. Postupem času nedovolí, aby stěny "dýchaly" a nakonec se začnou způsobovat trhliny a problémy s kondenzací nebo odfouknutí sádrokartonu. To neumožňuje odchod vlhkosti způsobené kapilárním vzestupem stěn, ale také způsob života v domě. Vápenná omítka zabraňuje vzrůstající vlhkosti a lze ji proto používat ve starých nebo nových budovách, v interiéru nebo venku.
Čtěte také: Služby Odvozu Žumpy a Čištění Odpadních Vod Vápenná
Aplikace vápenné omítky
Ručně nanášet vápennou omítku je umění, které vyžaduje praxi. Materiál se chová jinak než sádra. Není tak okamžitě tvrdý a vyžaduje čas na karbonizaci (tvrdnutí vzduchem).
- Příprava podkladu: Podklad musí být čistý a suchý. U starého zdiva je třeba odstranit volné části. Nasákavé podklady předem navlhčete, protože příliš suchý podklad by způsobil opadání omítky. Příliš mokrý podklad zapříčiní stékání hmoty.
- Nanášení: Omítka se nanáší ve vrstvách. Každá vrstva musí dostatečně zaschnout před aplikací další. Hrubá vápenná omítka má tloušťku 15 mm a obsahuje plnivo se zrny do velikosti 7 mm. Štuková omítka se skládá ze dvou vrstev: jádro má tloušťku 8 až 12 mm a povrchová vrstva je o tloušťce 3 až 5 mm. Jednovrstvá omítka mívá tloušťku 15 až 20 mm. Důležité je myslet na to, že vápenné omítky jsou citlivé na rychlé vysychání. V létě je potřeba je chránit před přímým sluncem a průvanem, aby nedošlo k praskání. V průběhu nanášení, tuhnutí a tvrdnutí jednotlivých vrstev nesmí teplota vzduchu, podkladu a materiálu klesnout pod + 5 °C.
- Hladkost: Finální vzhled závisí na zrnitosti písku. Jemnější směsi dávají hladký, elegantní povrch, hrubší vytvářejí rustikální texturu.
Omítka může být nanášena ručně nebo strojově. Ručně se omítka nahazuje zednickou lžící a zahladí se antikorovým hladítkem. Strojové zpracování znamená aplikaci omítacím strojem.
Ekologické a zdravotní aspekty vápenných omítek
Výběr vápenné omítky je krok k ekologičtějšímu bydlení. Vápno je přírodní materiál, který se těží z vápenců. Pro osoby citlivé na chemie je to zásadní rozdíl. Po dokončení omítání nemusíte týždne větrat kvůli zápachu. Vzduch zůstává čistý a neutrální.
Difuzní odpor a ekvivalentní tloušťka vzduchové vrstvy
Difuzní odpor udává schopnost materiálu propouštět vodní páru difúzí - čím nižší hodnota, tím lépe páru prochází. Difuzní odpor v izolaci reguluje transport vodní páry skrz konstrukci, což zabraňuje hromadění vlhkosti a kondenzaci. U tepelných izolantů určuje, zda je materiál difuzně otevřený (nízké μ, např. minerální vlna μ=1) nebo uzavřený (vysoké μ, např. fólie). Difuzní odpor tepelných izolantů se počítá jako součin faktoru μ a tloušťky vrstvy: Sd = μ × d. Například u polystyrenu s μ=30 a tloušťkou 0,1 m je Sd = 3 m.
Při zateplení ovlivňuje difuzní odpor riziko vlhkosti - ideální je klesající odpor od interiéru k exteriéru, aby pára unikala ven bez kondenzace v izolaci. Materiály s vysokým difuzním odporem, jako Zdravá izolace HARD (tvrdá pěna) s uzavřenou buněčnou strukturou působící jako parozábrana, chrání před vlhkostí v rizikových místech.
Čtěte také: Poznejte Vápennou a její historii
Norma a realita
Tepelný odpor je vlastnost obvodové stavební konstrukce, která vyjadřuje její schopnost bránit prostupu tepla. Součinitel prostupu tepla je převrácená hodnota tepelného odporu R, zvětšeného o přestupové odpory 0,13 a 0,04 m2K/W na vnitřní, resp. venkovní straně obvodové konstrukce. Značí se U a jeho jednotkou je W/(m2K). Norma není patent na pravdu a v nejlepším případě jen odráží nějaký stav poznání. Speciálně ČSN EN ISO 6946 sálání nezná, ale nafukuje proudění tepla. Norma snižuje tepelný odpor vzduchové mezery až na zanedbatelnou hodnotu. Norma popírá účinek reflexních fólií ve vzduchových mezerách. Například mezera tloušťky 40 mm a víc nemůže mít podle ní tepelný odpor nikdy nad 0,513 m²W/K, i kdyby byla oboustranně ohraničena reflexní fólií (se 100 % ní reflexí).
Při vyšších emisivitách hranic uzavřené mezery (nad hodnotou cca 0,5 a výš), je její tepelný odpor, počítaný podle normy ČSN EN ISO 6946, takřka stejný, jako odpor počítaný podle vztahů, které nezahrnují proudění tepla. Při nízkých emisivitách (cca 0,1) je rozdíl mezi oběma modely naopak velmi nápadný. Nejsilnější teplosměnné děje nejen v přírodě, ale i ve stavbách realizuje sálání. Reflexní povrchy mají vysokou reflexi (definuje, kolik procent záření se odrazí) a malou emisivitu (definuje, kolik procent se vyzáří, úplná minima se pohybují na hranici 0,017 což je 1,7 %).
Běžný reflexní povrch má emisivitu ovšem vyšší, běžně kolem hodnoty 0,1, a sálá tudíž (při teplotě 20 °C) s intenzitou 41,87 W/m². Intenzita sálání černého tělesa při teplotě 20 °C je 418,7 W/m². Volba právě této teploty je v normě ČSN EN ISO 6946 klíčová.
Součinitel hr20 = 5,7 W/(m²K) vyplývá z velmi důležité aplikace Stefanova-Boltzmannova zákona z roku 1879 o sálání těles.
Rovnice (1) nevnímá teplotní závislost sdílení tepla při sálání, která plyne z (2). Norma sice popisuje při teplotním rozdílu ΔT > 5 K mezi okraji teplotní závislost, vyjádřenou funkcí 1,14×(ΔT)1/3 W/(m2K). Na první pohled jde ale o velmi umělé navázání konstanty 1,95 W/(m2K) na tuto funkci bez fyzikálního zdůvodnění.
Druhý problém se týká tloušťkové závislosti šíření tepla v mezeře. Uvažujme mezeru 4 cm ohraničenou běžnými, tzn. vysoce sálavými povrchy s ε1 = ε2 = 1. Její tepelný odpor, podle (1), je Rg = 0,13 m²K/W při 20 °C. To je stejná hodnota, jakou má přestup tepla z povrchu stěny do pobytového prostoru. Jinými slovy, protilehlá deska tvoří prostorové pozadí: můžeme ji jakkoli vzdálit a tepelný odpor mezery zůstává stejný, tj. 0,13 m²K/W.
Teorie sálaní těles jasně říká, že sálavý člen hr nezávisí na tloušťce mezery. Potom by se, v logice normy, neměl měnit s tloušťkou ani nesálavý člen ha. To by pak znamenalo, že nesálavý součinitel tepelné vodivosti, který je dominantně tvořen prouděním vzduchu, musí přesně lineárně růst s tloušťkou! Jak má ale vítr v mezeře vědět, co má dělat?
Představme si nyní mezeru tl. 12 cm, opět se sálavými okraji. Vložme doprostřed sálavou přepážku, takže vznikne vrstva ze dvou mezer. Obě budou mít stejný tepelný odpor 0,13 m²K/W, a to i tehdy, umístíme-li přepážku nesymetricky, např. ve vzdálenosti 4 cm od od jednoho z okrajů. Zároveň bude teplota přepážky, umístěné ve středu i mimo střed, přesným aritmetickým průměrem mezi okrajovými teplotami. Přesně to plyne jen z teorie sálání tepla.
Norma vypovídá o slabém porozumění významu sálání ve stavební praxi. Ve skutečnosti platí, že sálavý tepelný odpor mezery R = 1/(E·hr) nezávisí na tloušťce mezery. Závisí jen na teplotách ohraničujících povrchů stěny, které lze v 1. Naopak tepelný odpor mezery Ra při vedení a proudění tepla vždy vykazuje závislost na tloušťce d. Při malých tloušťkách mezery roste lineárně podle vztahu Ra = 1/ha = d/λ, kdy nesálavý součinitel tepelné vodivosti λ je tloušťkově konstantní a roven součiniteli tepelné vodivosti vzduchu (λ = 0,025 W(mK) při 10 °C). Při větších tloušťkách tento součinitel roste vlivem proudění. Při větších tloušťkách mezery od několika mm výše (pro sálavé povrchy mezery), nebo od několika cm až dm výše (pro reflexní povrchy), začíná převládat sálavá složka nad vedením a prouděním. Když normotvůrce zjistil, že od nějaké tloušťky mezery její tepelný odpor už neroste, asi se podivoval. Protože v mezeře neviděl, nevyčichal ani nenahmatal tepelné záření, usoudil, že se v mezeře prohánějí větry, které přenášejí právě tolik tepla, že tepelný odpor už neroste. Vymizení tloušťkové závislosti tepelného odporu má ovšem na svědomí sálání, které - od nějaké tloušťky - vždy začíná převažovat.
Záření, tedy fotonový plyn (od začátku 20. století exaktní fyzikální pojem), je v mezeře intenzivně (rychlostí světla) promícháváno a udržováno tak na střední teplotě mezi okrajovými teplotami povrchů mezery. Fotonový plyn v jakékoliv mezeře má tendenci ohřívat vzduch právě na onu zmíněnou střední teplotu. V silných nevětraných mezerách a ve větší vzdálenosti od okrajů mezery může být ohřev vzduchu fotonovým plynem významný. Potom ale může ve středové vrstvě vzduchu dojít ke snížení teplotního gradientu, nebo až k vyrovnání teplot.
Výsledky měření vzduchové mezery tl. 4 cm na Λ-válci
Vzduchová mezera se sálavými okraji byla na Λ-válci vytvořena tak, že na tři tenké obroučky z polypropylénové pěny šířky 4 cm na okrajích a uprostřed válce byl navinut tuhý balicí papír. Emisivity povrchu válce i papíru byly shodně zvoleny ε1 = ε2 ≈ 0,9. To odpovídá součiniteli vzájemného sálání E ≈ 0,82. Tabulkové emisivity pro PVC a papír jsou vyšší, kolem ε ≈ 0,92.
| Popis veličiny | Hodnota | Jednotka |
|---|---|---|
| Ustálený tok tepla (řádek 3) | [hodnota] | W/m² |
| Sdílení tepla sáláním (Stefanův-Boltzmannův zákon) | [hodnota] | W/m² |
| Nesálavé sdílení tepla (rozdíl) | [hodnota] | W/m² |
Na první pohled je zřejmý mizivý vliv vedení a proudění tepla v mezeře ve srovnání se sáláním. Norma předpokládá, že je podíl vedení a proudění minimálně 26 procent. Při započtení zhruba 5 % chyby při odečítání teplot a přibližně stejné chyby při odhadu emisivity obou povrchů se můžeme dostat až na hodnotu cca 14 % podílu nesálavé složky šíření tepla v mezeře. Tomu odpovídá součinitel přestupu tepla při vedení a proudění 0,66 W/(m²K) a efektivní "nesálavá" lambda mezery tl. 4 cm je 0,0264 W/(mK).
Je třeba říct, že na základě jedné série měření nelze hned přepsat normový vzorec (1). Fyzikální omyly v jeho konstrukci a dále výsledky nejen tohoto, ale i jiných měření, stačí ale na to, aby byla norma ČSN EN ISO 6946 zrevidována.
tags: #vapenna #omitka #difuzni #ekvivalent #tloustky #vzduchove
