Analýza vhodnosti použití OSB desek jako hlavní vzduchotěsnící vrstvy v dřevostavbách

V moderních dřevostavbách jsou OSB desky používány jako opláštění interiérové strany konstrukce. Tento článek se zabývá posouzením, zda je lze použít jako hlavní vzduchotěsnicí vrstvu namísto parotěsné fólie. V dnešní době je bližší poznání této části problematiky tepelné techniky velmi užitečné.

Problém vzduchotěsnosti vyvstává zejména u moderních montovaných staveb, které jsou stále oblíbenější díky své ceně a rychlosti realizace. Právě tomu je potřeba v nejvyšší možné míře zabránit. U těchto staveb zajišťuje vzduchotěsnost zpravidla parotěsná fólie a pojistná hydroizolace, v důsledku mechanického kotvení, prostupů instalací, neodborného nebo neopatrného zacházení jsou tyto důležité vrstvy téměř vždy perforovány a jejich funkčnost je porušena. Nejen, že do interiéru vniká zmíněnými netěsnostmi v chladných měsících studený vzduch a vyvolává tak vyšší potřebu vytápění, ale v okolí těchto problematických míst dochází k ochlazování konstrukce uvnitř, což způsobuje, že difundující vodní pára kondenzuje a vlhkost se šíří dál do konstrukce. To způsobuje jednak degradaci tepelné funkce konstrukce snížením tepelného odporu, jednak zhoršení statické nosné funkce konstrukce a v neposlední řadě možnost vzniku plísní [1].

V odborném prostředí specialistů na problematiku vzduchotěsnosti se hovoří o OSB deskách jako o jakémsi difuzním retardéru - parobrzdě, která nikdy nezaručí nepropustnost pro vodní páru ve vzduchu. Takto na OSB desky nahlížím i v této práci. Stejně jako u parozábran bude kritickým místem při použití OSB desek ošetření prostupů a napojení na další konstrukce. Jedinou možností je takové místo pečlivě zalepit páskou stejně, jako se to dělá u parozábran. Ovšem v tomto případě je přelepení jednodušší.

Detekce netěsností je pak snadnou záležitostí, neboť při měření blower-door testem např. v zimě můžeme termokamerou přesně vidět, kde se nacházejí chyby, a ještě je před finálním záklopem (např. sádrokartonem) dodatečně přelepit či přetřít. U použití parozábrany velmi často není zřejmé, kde se netěsnost nachází.

Experimentální zkoumání vzduchotěsnosti

Při svém experimentu jsme se zaměřili na zkoumání míry průvzdušnosti plošných dřevěných konstrukcí tzv. blower-door testem, na možnosti zvýšení jejich vzduchotěsnosti a následné porovnání různých variant pláště.

Čtěte také: Pracovní MDF desky

Zkušební komora

Naše vzduchotěsná komora se nachází v experimentální dřevostavbě (EXDR) která slouží Fakultě stavební VUT v Brně k měření chování dřevostaveb a k různým jiným výzkumům. Vnitřní půdorys komory má tvar obdélníku a stranách 1710×1405 mm a světlá výška je 2710 mm. Z přední strany je komora přístupná otvorem upraveným pro osazení rámu měřicího zařízení o rozměrech 715×1900 mm. Ze zadní strany je pak otvor upravený pro osazení vzorku o rozměrech 1000×2000 mm. Skladba stěny komory je patrná z obr. 1.

Co se týče vybavení, Fakulta stavební při univerzitě VUT v Brně disponuje přístroji na měření vzduchotěsnosti budov, kterých jsme také využili. Jsou to: Minneapolis Blower DoorTM 4.1 - ventilátor s proměnnými otáčkami, teleskopický osazovací rám s neprůvzdušnou plachtou dodávaný s ventilátorem, sada kalibrovaných clon k ventilátoru.

Vzorky

Vzorky byly zhotoveny z desek Kronospan OSB Superfinish ECO. Zkoušeli jsme dvě varianty tloušťky desek - 12 a 22 mm. Označení ECO znamená, že se jedná o progresivnější typ OSB desky, u níž se pro spojení třísek používá pojiva zcela bez formaldehydu. Emise formaldehydu jsou omezeny na přirozený obsah této látky ve dřevě. Výrobce uvádí, že desky OSB Superfinish jsou vhodné k tomu, aby byly použity jako vzduchotěsnicí vrstva. Desky mají okraje na pero a drážku. Každý vzorek je sestaven ze dvou desek, přičemž vznikla svislá spára po celé výšce vzorku.

Postup měření

Příprava a postup měření zahrnovaly následující kroky:

  1. Vytvoření referenčního neprůvzdušného vzorku z OSB desek s překrytím parotěsnou fólií.
  2. Osazení neprůvzdušného vzorku do otvoru komory.
  3. Vizuální kontrola těsnosti a dosednutí vzorku ke komprimačním páskám.
  4. Předběžné osazení rámu sestavy zařízení pro blower-door test do druhého otvoru komory.
  5. Přetažení vzduchotěsné plachty zařízení pro blower-door test přes rám a osazení do otvoru.
  6. Řádné přimáčknutí rámu a vypnutí plachty, utažení rámu.
  7. Instalace nejmenší clony E na ventilátor a přelepení spár mezi clonami.
  8. Osazení ventilátoru do plachty.
  9. Zapojení tlakových hadiček, ovladače otáček, měřiče tlaku a připojení počítače.
  10. Měření vzduchotěsného vzorku (viz popis dále) a zjištění hodnoty vlastní těsnosti komory a osazení sestavy pro blower-door test.
  11. Po úspěšném měření (měření nemusí být úspěšné napoprvé) uložení dat, odejmutí vzorku a stržení parotěsné fólie.
  12. Provádění vlastního měření
    1. Vyplnění dat o objemu, ploše, teplotě a metodě měření do programu Tectite express.
    2. Start měření - program si nyní zjistí úroveň tlaku vně komory a v komoře.
    3. Jsou-li tlaky stejné nebo neliší-li se výrazněji od sebe (více než 0,3 Pa), zapnutí ventilátoru.
    4. Postupné přidávání otáček ventilátoru až do rozdílu tlaku okolo 60-70 Pa.
    5. Po ustálení tlakového rozdílu zaznamenání prvního bodu - program z 20 hodnot aproximuje jeden bod.
    6. Snížení otáček a tím snížení tlakového rozdílu cca o 3-7 Pa. Po ustálení další zaznamenání dat.
    7. Opakování kroku 6 až do vyčerpání možností měřicího systému - program ohlásí, že hodnota protékajícího vzduchu je natolik malá, že ji nelze přesně zaznamenat a přeruší měření. Toto se děje většinou okolo rozdílu 20-30 Pa.

Každé měření jsme ještě jednou opakovali v jiný den. Výsledky velice záležely na kvalitě momentálního osazení vzorku a měřicí sestavy.

Čtěte také: Stavební desky OSB 15mm

Vyhodnocení výsledků

Program sám vyhodnotí výsledky měření, vykreslí graf v logaritmickém měřítku a zjistí mimo jiné hodnotu n50, kterou potřebujeme pro další zpracování. Z hodnoty n50 a objemu komory vypočítáme množství vzduchu v m³ za hodinu a odečtením hodnoty zjištěné u vzduchotěsného vzorku s parotěsnou fólií získáme rozdíl, který připadá na měřený vzorek. Podělením plochou vzorku následně získáme hodnotu vzduchové plošné propustnosti Q50 [m³/(h.m²)].

Výsledky měření

S ohledem na provoz v experimentální dřevostavbě a návaznost jednotlivých měření jsme měřili ve čtyřech různých dnech.

Z výsledků měření vzorků A-3 a B-3 je patrné, jak velký vliv měla kvalita osazení vzorku a měřicího zařízení do otvorů. Pro naše měření jsme používali jen jeden druh těsnicí pásky přímo určené pro daný účel. Nezabývali jsme se rozdíly mezi různými výrobky na trhu.

Posouzení referenční budovy

Pro posouzení vhodnosti použití OSB desek jako vzduchotěsnicí vrstvy z hlediska normových požadavků na pasivní stavbu jsem zavedl tzv. referenční budovu - objekt, který má půdorysné rozměry 12×9 m, jedno nadzemní podlaží a podkroví s celkovou výškou hřebene 6,3 m nad terénem. Pro výpočet měrné potřeby tepla na vytápění byl použit zjednodušený program PHPP (Passiv-Haus Projektierungs Paket), do kterého byly zadány hodnoty standardních pasivních domů (součinitel prostupu tepla konstrukcí, účinnost otopného systému atd.). Jediné, co se ve výpočtu měnilo, byla hodnota n50 obálky budovy.

Je zde vidět, že OSB desky opatřené páskou i nátěrem s rezervou splní standardy pro pasivní domy (n50 < 0,6 h-1; měrná potřeba tepla < 15 kWh/m².a).

Čtěte také: Kvalitní OSB desky Hluboká

Konstrukční využití OSB desek a jejich vlastnosti

Navrhování a provádění dřevěných konstrukcí s použitím OSB desek je dnes naprosto běžné. Používá se například jako nosné opláštění dřevěných stěnových rámů, ve stropních konstrukcích nebo u střešních panelů. U rekonstrukcí objektů s dřevěnými stropy s rozdílnou osovou vzdáleností trámů nebo u ocelových nosníků s většími rozpony může nevyužitý plošný materiál z OSB desek dosahovat až 30 % celkového dodaného množství.

U rekonstrukcí jsou rozpětí mezi podlahovými nosnými prvky často rozdílná, to zvyšuje množství tzv. prořezu deskového materiálu. Snaha o snížení nadměrného odpadu pak vede k tlaku na projektanta k odsouhlasení nestandardních řešení plošných konstrukcí formou nekonečného kladení (desky nejsou zařezávány a jsou ukončeny mimo podpory). Otázkou u takto vytvořené skladby je logicky tuhost a přetvoření nepodepřeného T-spoje, která se mění s tloušťkou desky a s danou vzdáleností podpor.

Limitem vhodnosti použití je max. výše koncentrovaného bodového zatížení v místě T-spoje, která musí odpovídat požadavkům daných zatěžovacích schémat. Tento vztah vede na tabulku požadované tuhosti (tab. Tento vztah vede na tabulku požadované maximální charakteristické síly (tab.

Destruktivní zkoušky podlah

V Univerzitním centru energeticky efektivních budov bylo v posledních letech provedeno více testů podlah s dřevěnými trámy a OSB3 deskami společnosti KRONOSPAN OSB, spol. s r.o., za účelem získání povědomí o únosnosti a tuhosti nosných podlah s T-spojem. Jednotlivé zkoušky se lišily rozpětím mezi podpůrnými nosníky, tloušťkou desek, počtem vrstev desek, bočním spojením desek i spojením desek mezi první a druhou vrstvou u vzorků se dvěma vrstvami desek.

OSB desky i podlahové trámy byly klimatizovány v klimatizační místnosti s relativní vlhkostí vzduchu (65 ± 5) % a teplotou (20 ± 2) °C. Vzorek podlahy byl vždy uložen na ocelové profily a proti nadzvednutí dřevěných trámů byly použity svěrky. Svislé bodové zatížení bylo vneseno přes roznášecí ocelovou destičku 50 x 50 x 10 mm dle normy ČSN EN 12871. V místě bodového zatížení byl pod vzorek instalován laserový snímač dráhy, který snímal průhyb spodního povrchu namáhané desky. Zatěžováno bylo podle normy ČSN EN 1195. Během zkoušky byla zaznamenávána síla a průhyb desky měřený laserovým snímačem.

Zkoušky byly vyhodnoceny podle norem ČSN EN 12871 a ČSN EN 1058. Výsledkem každé zkoušky je maximální charakteristická síla a tuhost. V grafu 3 jsou uvedeny pracovní diagramy bodů reprezentujících zkoušky s 12 a více body.

Zkušební tělesa

Zkušební tělesa byla připravena záměrně tak, aby byl testován nejhorší možný stav, který může nastat při nekonečném pokládání desek. Umístění T-spoje bylo záměrně zvoleno tak, aby vždy vzniklo v polovině rozpětí pole. Desky OSB3 byly kladeny vždy hlavní osou kolmo na nosníky (v první i druhé vrstvě). U dvouvrstvých skladeb byly desky pokládány s přesahem tak, aby konec desek na pero a drážku spodní vrstvy byl posunut oproti vrchní minimálně o 20 cm. Spojení desek bylo prováděno několika způsoby a ve snaze minimalizovat množství použitého lepidla a množství mechanických spojovacích prostředků (vruty, sponky) - vztaženo na 1 m2 plochy.

Výsledky jednovrstvého kladení OSB desek

Již u prvních testů bylo ověřeno, že slepení pera a drážky bude vyžadováno vždy. Lepení se provádí jednoduchým způsobem dle doporučeného návodu výrobce formou nanesení lepidla typu D3 nebo D4 na pero a do drážky a následným zasunutím hran P+D do sebe. Lepený spoj má velký vliv na formu porušení desky, nezvyšuje však výrazně tuhost v T-spoji. Pro zjištění charakteristické síly (mezní stav únosnosti) bylo potřeba odzkoušet variantu ve dvanácti bodech. To bylo provedeno pro 8 vybraných variant.

Dvouvrstvé kladení na vyšší vzdálenost

U dvouvrstvé konstrukce je také důležité tuhé spojení obou vrstev desek. Při testech se ukázalo, že pouze mechanické spojení pomocí vrutů nebo sponek v kombinaci s T-spoji nemusí vést k dostatečně tuhému spojení vrstev desek potřebnému pro splnění požadavků pro stropy. Pro staveništní montáž je proto požadována kombinace lepení a mechanického spojení.

Tabulky a grafy

Tabulka 1: Přehled tloušťky desek a jejich vlastností

Vlastnost OSB deska 1 OSB deska 2
Tloušťka 12 mm 22 mm
Typ Kronospan OSB Superfinish ECO
Spojování Pojiva bez formaldehydu

Tabulka 2: Varianty spojení desek

(Poznámka: Tabulka 2 zde není obsažena, protože chybí data o variantách spojení desek.)

tags: #znaceni #osb #desky #v #pudorysu

Oblíbené příspěvky: