Stavební detaily hodnocené z pohledu tepelně technického

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. V dávné historii byl stěžejním požadavkem na stavby zejména aspekt statický, ale moderní doba přinesla i nová témata, která výrazně rezonují celým odvětvím současného stavebnictví.

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. i environmentální hodnocení a aspekty zdravého bydlení.

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)]. Hodnocen je též průměrný součinitel prostupu tepla budovy U_em [W/m²·K].

Hodnocení detailů stavebních konstrukcí

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. Proto je dle ČSN 73 0540-2 hodnocení nejnižší povrchové teploty jedním ze dvou zásadních bodů, které u stavebních detailů posuzujeme.

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. Zde přichází na řadu avizované hodnocení nejnižší povrchové teploty a též druhý neméně důležitý požadavek – hodnocení lineárního a bodového činitele prostupu tepla.

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 budeme počítat se železobetonovou stropní deskou prostupující fasádou do exteriéru, budeme na detail pohlížet jako na liniový tepelný most a budeme počítat lineární činitel prostupu tepla ψ [W/(m·K)].

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. 6.

Požadované a doporucené hodnoty lineárního a bodového cinitele prostupu tepla tepelných vazeb
mezi konstrukcemi:

Hodnocený detail

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. V rámci doporučeného řešení pro konstrukční detaily byl zpracován posudek pro řešení balkonu tvořeného trámečkovým stropem 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. Aby výpočet zachytil nejméně příznivou možnost, která může na stavbě nastat, pod konzolou bylo uvažováno nadpraží otvoru a nad konzolou byly umístěny balkonové dveře.

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. Na obrázku 2 je detail znázorněn v posuzovaném řezu.

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. Tepelný izolant je umístěn v celé tloušťce stropní konstrukce.

Posouzení

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. Požadavek byl tedy splněn a posouzení vyloučilo vznik kondenzace a riziko růstu plísní.

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 X_N=0,40 W/K. Konstrukční detail splnil i tento požadavek a je vyhovující dle všech kritérií stanovených v ČSN 73 0540-2. Průběh teplotního pole včetně zřetelné změny toku v oblasti prostupujících stropních trámů obálkou budovy je patrný z obrázku dole.

Vyloučení veškerých možných rizik

Obecně je detail v tomto složení bez problému realizovatelný a vylučuje veškerá možná rizika spojená s kondenzací a vznikem plísní. V praxi se ve specifických případech tyto detaily mohou navíc opatřit celoplošnou obálkou z tepelného izolantu, díky které jsou výsledné hodnoty o to příznivější.

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. Detail splňuje požadavky i bez celoplošného zateplení.

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. 80 mm.

Rohové balkony, které mohou být kombinací obou systémů, nejsou výjimkou. Současně s řešením složitějších konstrukcí balkonů je však důležité neopomenout správný statický návrh, který předchází samotnému tepelně technickému posouzení.

Na základě získaných zkušeností plyne obecné doporučení, že není radno podcenit přípravu konstrukčních detailů již ve fázi projektu. Ověřené řešení, které by mělo být součástí stavební dokumentace, předchází možným nepříjemnostem s realizacemi na stavbě a též poskytuje záruku spolehlivé funkce detailu jako celku po celou dobu životnosti stavby.

Ing. Vít Jirkovský, ředitel rozvoje služeb Wienerberger s.r.o.

Související články:
Stropy a podlahové konstrukce
Domy netřeba zateplovat. Cihláři mají řešení
Ideálem je pro stavbu domu kompletní systém
NZEB a pasivní domy z jednovrstvého zdiva Porotherm
VIDEO: Zdravé a nízkonákladové bydlení. Představujeme koncept e4 domu