Analýza vhodnosti použití OSB desek jako hlavní vzduchotěsnící vrstvy v dřevostavbách
Článek se zabývá posouzením, zda lze v novostavbách dřevostaveb použít jako hlavní vzduchotěsnící vrstvu záklop z OSB desek namísto parotěsné fólie. Testovány byly dvě různé tloušťky desek a různé druhy povrchových úprav. Měření bylo provedeno přístrojem Blower-door ve vzduchotěsné zkušební komoře vytvořené a umístěné v experimentální dřevostavbě EXDR 1. Článek se zabývá popisem a postupem experimentu a dále jeho výsledky.
1. Úvod
Problém vzduchotěsnosti vyvstává zejména u moderních montovaných staveb, které jsou stále oblíbenější díky své ceně a rychlosti realizace. U těchto staveb zajišťuje vzduchotěsnost zpravidla parotěsná folie a pojistná hydroizolace, v důsledku mechanického kotvení, prostupů instalací, neodborného nebo neopatrného zacházení jsou téměř vždy tyto důležité vrstvy perforovány a právě tomu je potřeba v nejvyšší možné míře zabránit.
Nejen že do interiéru vniká zmíněnými netěsnostmi v chladných měsících studený vzduch a způsobuje tak vyšší potřebu vytápění, ale v okolí těchto konstrukčních chyb dochází k ochlazování konstrukce uvnitř a umožnění difundující vodní páře ulpívat v těchto konstrukcích a provlhat dál do konstrukce. To způsobuje jednak degradaci tepelněizolační funkce konstrukce snížením tepelného odporu ale také zhoršení statické nosné funkce konstrukce a v neposlední řadě možnost vzniku plísní. [2] Takže tyto nedostatky mohou v lepším případě znamenat vyšší účet za energii vynaloženou na topení, v horším případě však ohrozit zdraví a život uživatelů.
V odborném prostředí specialistů na problematiku vzduchotěsnosti se hovoří o OSB jako o jakémsi difuzním retardéru – parobrzdě, která nikdy nezaručí nepropustnost vodních par ve vzduchu. Takto na OSB desky nahlížím i v této práci a dalšími pokusy zkouším vlastnosti různě upravených desek, na závěr nabízím komparaci těchto výsledků.
2. Popis experimentálního měření
2.1. Zkušební komora
Naše vzduchotěsná komora se nachází v experimentální dřevostavbě (EXDR) která slouží fakultě stavební při VUT Brno k měření chování dřevostaveb a různých jiných výzkumů.
Obr. 1. Řešení skladby stěny zkušební komory
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 měřícího zařízení a rozměrech 715×1900 mm. Ze zadní strany je pak otvor upravený pro osazení vzorku o rozměrech 1000×2000 mm. Skladba stěny komory viz obr. 1. Komora má objem vnitřního vzduchu 6,9195 m3, program dodaný se sestavou blower-door ale počítá se zaokrouhlenou hodnotou 6,9 m3.
2.2. Měřicí zařízení
Obr. 2. Pohled na osazené zařízení z prostoru komory
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. Regulátor otáček a přístroj na měření tlaků.
Jako softwarové zařízení jsme využili program Tectite Express 3.6.7.0, který je součástí měřicího zařízení.
2.3. Vzorky
Obr. 3. Uchycení vzorku B-3 ke komoře za pomoci komprimačních pásků. Pohled z komory
Vzorky byly zhotoveny z desek Kronospan OSB Superfinish ECO. Máme dvě varianty tloušťky desky, tenčí je 12 mm a silnější 22 mm. Označení ECO znamená, že se jedná o progresivnější typ OSB desky. Pro spojení třísek se používá pojiva zcela bez formaldehydu. Emise formaldehydu jsou omezeny na přirozený obsah formaldehydu ve dřevě. Výrobce uvádí, že desky OSB Superfinish jsou vhodné pro to, aby se staly vzduchotěsnící vrstvou. Desky mají okraje na pero a drážku. Každý vzorek je sestaven ze dvou desek, přičemž vznikla svislá spára po celé výšce vzorku.
Naměřeny byly následující vzorky:
- Vzorek A-1: Kronospan OSB Superfinish ECO 12 mm s volnou spárou
- Vzorek B-1: Kronospan OSB Superfinish ECO 22 mm s volnou spárou
- Vzorek A-2: Kronospan OSB Superfinish ECO 12 mm s přelepenou spárou
- Vzorek B-2: Kronospan OSB Superfinish ECO 22 mm s přelepenou spárou
- Vzorek A-3: Kronospan OSB Superfinish ECO 12 mm s přelepenou spárou a latexovým nátěrem
- Vzorek B-3: Kronospan OSB Superfinish ECO 22 mm s přelepenou spárou a latexovým nátěrem
Přelepení spáry se provádělo páskou Isover Vario KB 1.
2.4. Postup měření
2.4.1. Příprava měření
- Vytvoření jednoho vzorku z OSB desek a překrytí vzorku parotěsnou folií.
- Osazení neprůvzdušného vzorku do otvoru komory.
- Vizuální kontrola těsnosti a přiléhavosti vzorku ke komprimačním páskám.
- Předběžné osazení rámu sestavy B-D zařízení do druhého otvoru komory.
- Přetažení vzduchotěsné plachty B-D zařízení přes rám a osazení do otvoru.
- Řádné přimáčknutí rámu a vypnutí plachty, utažení rámu.
- Instalace nejmenší clony E na ventilátor a přelepení spár mezi clonami.
- Osazení ventilátoru do plachty.
- Zapojení tlakových hadiček, ovladače otáček, měřiče tlaku a připojení počítače.
- Měření vzduchotěsného vzorku (viz níže) → hodnota vlastní těsnosti komory a osazení B-D sestavy.
- Po úspěšném měření (měření nemusí být úspěšné napoprvé) uložení dat, odejmutí vzorku a stržení parotěsné folie.
- Osazení vlastního vzorku a několik minut čekaní na napěnění komprimační pásky.
2.4.2. Provádění měření
Obr. 4. Schéma zapojení měřicí sestavy
- Vyplnění kolonek objemu, ploch, teplot a metody měření v programu Tectite express.
- Start měření – program si nyní zjistí úroveň tlaku vně komory a v komoře.
- Jsou-li tlaky stejné, nebo neliší-li se výrazněji od sebe (více než 0,3 Pa), zapnutí ventilátoru.
- Postupně přidávat otáčky až do rozdílu tlaku okolo 60–70 Pa.
- Po ustálení tlakového rozdílu zaznamenat první bod – program z 20 hodnot aproximuje jeden bod.
- Snížení otáček a tím snížení tlakového rozdílu cca o 3–7 Pa. Po ustálení znova zaznamenat.
- Opakovat předešlý bod až do vyčerpání možností měřícího systému – program napíše, že hodnota protékajícího vzduchu je natolik malá, že ji nelze přesně zaznamenat – program přeruší měření. (Toto se děje většinou okolo 20–30 Pa rozdílu). Uložení dat.
Každé měření jsme ještě jednou opakovali v jiný den. Výsledky velice záležely na kvalitě momentálního osazení vzorku a měřící sestavy. Nikdy nebylo možné vše osadit 100% vzduchotěsně, aby nedocházelo ke zkreslování výsledků.
2.4.3. 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 folií získáme rozdíl, který připadá na měřený vzorek. Podělením plochou vzorku následně získáme hodnotu vzduchové plošné propustnosti Q50 [m3/(h.m2)]. S touto hodnotou počítáme dále při porovnávání jednotlivých vzorků mezi sebou.
3. Výsledky
S ohledem na provoz v experimentální dřevostavbě a návaznost jednotlivých měření jsme měřili ve čtyřech různých dnech. Následující tabulky rekapitulují změřené hodnoty a výpočet plošné průvzdušnosti každého vzorku.
Obr. 5. Graf hodnot n50
| Vzorek | Naměřené hodnoty komory n50 | |||
|---|---|---|---|---|
| 1. měření n50 [h−1] | 2. měření n50 [h−1] | 3. měření n50 [h−1] | 4. měření n50 [h−1] | |
| Vzorek s parotěsnou fólií | 1,65 | 1,68 | 2,01 | 2,07 |
| A-1 | 2,96 | 3,38 | ||
| B-1 | 2,74 | 3,08 | ||
| A-2 | 2,50 | 2,49 | ||
| B-2 | 2,55 | 2,93 | ||
| A-3 | 2,55 | 2,08 | ||
| B-3 | 3,66 | 2,16 | ||
Obr. 6. Graf hodnot Q50
| Vzorek | Vypočítané hodnoty Q50 | |||
|---|---|---|---|---|
| 1. měření Q50 [m3/(h.m2)] | 2. měření Q50 [m3/(h.m2)] | 3. měření Q50 [m3/(h.m2)] | 4. měření Q50 [m3/(h.m2)] | |
| A-1 | 4,57 | 5,92 | ||
| B-1 | 3,80 | 4,88 | ||
| A-2 | 2,96 | 2,82 | ||
| B-2 | 3,14 | 4,36 | ||
| A-3 | 1,88 | 0,03 | ||
| B-3 | 5,75 | 0,31 | ||
Při měření vzorků A-3 a B-3 je patrné, jak velký vliv měla kvalita osazení vzorku a měřicího zařízení do otvorů. Zatímco 3. den vykazovalo měření velkou chybovost a úniky vzduchu byly obrovské, 4. den se podařilo přípravné práce lépe zvládnout a výsledky se blížily předběžnému očekávání.
4. Závěr
Jednalo se o pilotní pokus, jak měřit průvzdušnost různých materiálů v podmínkách experimentální dřevostavby při fakultě stavební VUT v Brně. Jeden z dílčích cílů, kterých by se po skončení našeho zkoumání mělo dosáhnout, bylo ověření vhodnosti či nevhodnosti vzduchotěsné komory a měřícího zařízení pro tento konkrétní záměr. V tomto ohledu výzkum přinesl hodnotné poznatky do budoucna. Na základě zkušeností z měření by se nyní měla samotná komora a měřící zařízení adaptovat. Námi používané zařízení Minneapolis 4.1 se neukázalo jako příliš vhodné. Z důvodu malé kubatury komory a relativně dobrým vzduchotěsným vlastnostem našich vzorků procházelo ventilátorem velmi malé množství vzduchu, které měřící zařízení určené pro celé obytné budovy nebylo schopno přesně zaznamenat. Proto velice záleželo na aktuálním osazení vzorku i osazení samotného zařízení, kolem kterého proudilo nejvíce vzduchu. U velkých staveb by takový průtok vzduchu byl zanedbatelný, tady však představoval podstatné procento celkového úniku. Z tohoto je patrné, že měření bylo zatíženo značnou chybou. Také počet vzorků je pro objektivní zkoumání nízký. Abychom se mohli dopátrat k přesným výsledkům, bylo by potřeba od každého typu konstrukce naměřit velké množství vzorků a tyto výsledky pak statisticky vyhodnotit.
Zjistili jsme, že i tenká deska s přelepenou páskou a s latexovým nátěrem může mít velmi dobré vzduchotěsné vlastnosti blížící se vzduchotěsnosti parozábrany. A alespoň u našich vzorků se neprokázalo, že by tloušťka samotné OSB desky, když je opatřená nátěrem, měla nějaký významný vliv, pouze v ceně a to negativním způsobem. Dá se tedy doporučit realizace hlavní vzduchotěsnící vrstvy z tenkých OSB desek s nátěrem a s přelepením spár. Je to způsob jednoduchý, levný a zaručující vynikající výsledky při měření vzduchotěsnosti. Také opracovatelnost stavebních detailů se jeví jako vhodnější oproti použití fóliové parozábrany, které ve složitých detailech bývá nedořešené.
Poděkování
Prezentované výsledky byly získány díky podpoře Ing. Davida Bečkovského, Ph.D., zásluhou jeho odborného vedení, poznatků a rad při měření.
Literatura
- [1] MARCELA POČINKOVÁ, DANUŠE ČUPROVÁ a kol. Úsporný dům. 2. aktualizované vydání. Brno: ERA Group spol s.r.o., 2008. 182 s. ISBN 978-80-7366-131-1.
- [2] JIŘÍ NOVÁK. Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov. Praha: Grada Publishing, a. s., 2008. 204 s. ISBN 978-80-247-1953-5.
This article deals with the assessment of applicability of OSB boards as the main airtightening layer. Different material thicknesses and various kinds of surface modifications of boards were tested. Measurements were performed with blower-door test in an airtight chamber, which is located in the experimental wooden structure EXDR 1. The article describes a procedure of the experiment and its results.