S narůstající poptávkou po vyšší životnosti stavebních výrobků a také díky plánovanému posuzování životního cyklu budov roste tlak odborné technické veřejnosti i trhu na posouzení dlouhodobých vlastností stavebních materiálů v reálných podmínkách staveb. Článek se této problematice věnuje z pohledu tepelných izolací, konkrétně minerálněvláknitých izolací.
Běžná literatura obvykle popisuje chování špatně instalovaných izolací. Posouzení změn vlastností u izolací, které jsou správně instalovány, ale chybí. Evropské sdružení výrobců minerální izolace EURIMA se proto zaměřilo na tento případ a pro průzkum vybralo budovy, na kterých je minerální izolace aplikována více než 20 let.
Historie
Jako izolační materiál ve stavebnictví se minerální vlna používá už déle než 70 let. Minerální izolace mají u nás díky vyspělému sklářskému průmyslu dlouholetou tradici. Výroba prvního čedičového vlákna byla zahájena už v roce 1954 v bývalém Československu, a to ve sklárně Nová Baňa. Výrobci své produkty neustále inovují, aby byly využitelné v co nejširším spektru odvětví, a je tedy logické, že za několik desetiletí dosáhly minerální izolace výrazných zlepšení, která se projevila nejen na jejich tepelněizolačních vlastnostech.
I z tohoto důvodu se čím dál častěji začíná hovořit o tom, jak tyto materiál stárnou, respektive jak se čas projevuje na stálosti jejich vlastností.
Aktuální normy na posuzování degradace materiálů
Degradace materiálů by se měla promítnout do výpočtu návrhových hodnot lambda. Bohužel v současnosti využívané české metodiky podle ČSN 73 0540-3 [1] nezohledňují degradaci materiálu, jako je například jeho stárnutí nebo degradace vlivem proudění vzduchu v materiálu či sálání. Evropské postupy (především ČSN EN ISO 10 456 [2]) vliv stárnutí materiálů začínají částečně zohledňovat, ale v praxi se ještě tyto postupy neuplatňují.
Stárnutí
Výrobková norma ČSN EN 13 162 Tepelně-izolační výrobky pro budovy – Průmyslově vyráběné výrobky z minerální vlny (MW) – Specifikace v článku 4.2.7.3 uvádí, že součinitel tepelné vodivosti výrobků z MW se s časem nemění.
Předmětem průzkumu, který provedlo evropské sdružení EURIMA, bylo tento předpoklad ověřit.
Tabulka: Tepelná vodivost dlouhodobě zabudovaných minerálních izolací, výzkum EURIMA, podrobnosti viz [4]
|
Vzorek |
Pozice |
Doba |
Tloušťka [mm] |
Hustota po vysušení |
Tepelná |
Tepelná |
|
Neuburg 1 |
střecha, střed plochy |
25 |
141 |
132,5 |
0,0400 |
0,0366 |
|
Neuburg 2 |
střecha, okraj u okapu |
25 |
141 |
132,7 |
0,0400 |
0,0352 |
|
Neuburg 3 |
střecha, okraj u odvětrání |
25 |
140 |
132,6 |
0,0400 |
0,0353 |
|
Roskilde |
odvětrávaná fasáda |
20 |
151 |
29,1 |
– |
0,0376 |
|
Gentofte |
střecha |
55 |
103 |
32,4 |
– |
0,0368 |
|
Alytus 1 |
fasáda, SV orientovaná |
21 |
101 |
154,5 |
0,0420 |
0,0376 |
|
Alytus 2 |
fasáda, JZ orientovaná |
21 |
103 |
156,6 |
0,0420 |
0,0380 |
|
Germersheim 1 |
fasádní panel, 1. vrstva MW |
25 |
52 |
153,0 |
– |
0,0384 |
|
Germersheim 2 |
fasádní panel, 2. vrstva MW |
25 |
54 |
141,3 |
– |
0,0369 |
|
Bern |
odvětrávaná fasáda |
>30 |
81 |
29,4 |
0,0320 |
0,0323 |
|
Ludwigshafen |
odvětrávaná fasáda |
33 |
84 |
37,5 |
0,0350 |
0,0319 |
* Hodnoty dle údajů výrobců [5], u vzorků z Roskilde, Gentofte a Germersheimu nejsou tyto údaje k dispozici
Mýtus, který je často spojovaný s minerální vláknitou izolací, tvrdí, že při zvýšené vlhkosti výrazně klesá její izolační schopnost. Je nutné zmínit, že zabudování materiálu, a tedy vliv běžných vnějších podmínek, je zohledněno v úpravě (zhoršení) deklarovaného součinitele tepelné vodivosti λd. Upravené (návrhové hodnoty) součinitele tepelné vodivosti λu lze stanovit různými postupy. Nejčastěji se aplikuje pravidlo, které využívá například i dotační titul Nová Zelená úsporám.
Přístup Nové Zelené úsporám
V metodickém pokynu k upřesnění výpočetních postupů a okrajových podmínek pro program Nová Zelená úsporám [3] je uvedeno, že ve výpočtu součinitele prostupu tepla je uvažováno s návrhovou hodnotou součinitele tepelné vodivosti λu [W/(m.K)]. Ta je odvozena z ČSN 73 0540-3:2005, tab. A.1, A.2, B.1, C.1 a C.2 dle typu materiálu a předpokládané objemové hmotnosti. U ostatních materiálů neuvedených v ČSN 73 0540:2005 se postupuje odborným odhadem dle míry vlhkostní nasákavosti materiálu. Standardně se uvažuje s přirážkou 7–10 % u nasákavých materiálů (např. u minerální vlny) a 3–5 % u méně nasákavých materiálů (např. EPS).
Maximální 10% zhoršení λu (od λd) potvrdila i měření Asociace výrobců minerální izolace (AVMI) napříč materiálovým zastoupením. Není proto důvod se domnívat, že v konstrukci mohou tepelněizolační vlastnosti minerální vlny výrazně klesnout. Ve většině případů, kdy se tak stane, se jedná o špatnou instalaci materiálů, nikoliv o špatné vlastnosti minerálněvláknitých izolací.
Projekt EURIMA
Evropské sdružení výrobců minerální izolace EURIMA dokončilo celoevropský projekt [4] zabývající se stárnutím minerální izolace zabudované před více než dvaceti lety v různých budovách a aplikacích.
Metodika projektu
Sdružení EURIMA spolupracovalo s uznávaným mnichovským výzkumným ústavem Forschungs Institut für Wärmeschutz e. V. (dále jen FIW), který provedl nezávislé posouzení místa a podmínek, ve kterých se stavby nacházejí, stavebních konstrukcí, technického provedení instalované minerální izolace. Z vybraných staveb byly odebrány přesně definované vzorky, které byly řádně zabaleny tak, aby bylo možné správně posoudit zabudovanou vlhkost v izolaci. To vše proběhlo pod dohledem FIW, který byl zároveň pověřen prohlídkou místa stavby a přípravou dokumentace. Vzorky byly převezeny do Mnichova. Bez odkladu bylo zahájeno měření tak, aby se předešlo nežádoucím změnám minerální izolace. Výzkumný ústav FIW se zaměřil především na posouzení tepelněizolačních vlastností, dále hodnotil vlhkost materiálů a jejich mechanickou odolnost.
Shrnutí výsledků
V projektu byly hodnoceny vzorky ze sedmi různých budov z několika míst v Evropě: Neuburgu, Ludwigshafenu a Germersheimu (Německo), Roskilde a Gentofte (Dánsko), Bernu (Švýcarsko) a Alytusu (Litva). Čtyři vzorky byly odebrány z fasádních plášťů, tři vzorky ze střešních konstrukcí. Minerální izolace byla zabudována na vybraných stavbách po dobu 20 až 55 let. Naměřené hodnoty součinitele tepelné vodivosti se pohybovaly mezi 0,032 W/(m.K) a 0,038 W/(m.K). Tyto hodnoty byly následně porovnány s původními deklarovanými hodnotami.
Z výsledků vyplynulo, že součinitel tepelné vodivosti minerální izolace je v reálných podmínkách na stavbě dlouhodobě lepší, než uváděly deklarované hodnoty. Také mechanické vlastnosti minerálních izolací pro ploché střechy vykázaly dobré výsledky. Na odebraných vzorcích nedošlo k porušení jejich mechanické odolnosti a stability. Dále byl hodnocen obsah vlhkosti v minerální izolaci. Bylo prokázáno, že objem vlhkosti se pohybuje hluboko pod hranicí 1,0 % objemové hmotnosti.
Závěr
Výsledky ukázaly, že minerální izolace má očekávanou vysokou pevnost v tlaku a je plně funkční v konstrukci, která nevykazuje závady související s instalací izolace. Některé posuzované parametry, jako např. tepelná vodivost, vykázaly dokonce lepší hodnoty, než byly hodnoty deklarované. Bylo prokázáno, že vlastnosti minerální izolace se v důsledku stárnutí nezhoršují. I po více než 50 letech má minerální izolace očekávané vlastnosti, pokud je její instalace provedena v souladu s pokyny výrobce.
MARCELA KUBŮ
foto archiv AVMI
Literatura:
1) ČSN 73 0540-3:2005 – Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin.
2) ČSN EN ISO 10 456:2009 – Stavební materiály a výrobky – Tepelně-vlhkostní vlastnosti.
3) http://www.novazelenausporam.cz/file/189/metodicky-pokyn-ep-oblast-podpory-a-c2-v1-0.pdf.
4) http://www.mineralniizolace.cz/media/kompletni-studie-en-verze.pdf
5) http://www.mineralniizolace.cz/media/pozicni-dokument-eurima-zivotnost-mineralni-izolace-en-verze.pdf
Ing. arch. Marcela Kubů (*1986)
– absolvovala Fakultu stavební ČVUT Praha, obor architektura a stavitelství. Je výkonnou ředitelkou Asociace výrobců minerální izolace. Zodpovídá za koordinaci a prosazování společných zájmů členů asociace v technické, legislativní a komunikační oblasti.
