Zdicí systém SENDWIX: nový prvek pro minimalizaci tepelných mostů mezi stěnou a základy

Pro minimalizaci tepelných mostů v těchto místech je určen nový vápenopískový prvek KMB SENDWIX THERM, který doplnil moderní dvouvrstvý zdicí systém od společnosti KM Beta navržený přímo pro stavbu tepelně-úsporných, nízkoenergetických a pasivních domů. SENDWIX THERM se používá v rámci systému SENDWIX pro tloušťky stěn 240, 175 nebo 115 mm jako první zakládací řada zdicích prvků.

Co je tepelný most?

Tepelným mostem nazýváme (cit. Katalog tepelných mostů, vyd. Šubrt a kol.) místo, kde dochází ke zvýšenému úniku tepla, tedy místo, kudy na jednotku plochy uniká mnohem více tepelné energie, než připadá na okolní konstrukci stejné plochy.

V praxi se tepelné mosty projevují chladnějším místem v interiéru a nebo naopak teplejším místem v exteriéru (pokud je interiér teplejší než exteriér).

Tepelné mosty mohou být systémové, nahodilé anebo se může jednat o tepelné vazby. Systémové tepelné mosty jsou ty, které se neustále pravidelně opakují a jejichž vliv musí být při výpočtech vždy zahrnut již do součinitele prostupu tepla konstrukcí. Jde například o krokve, mezi kterými je tepelná izolace v podkroví, o maltové lože u zděných staveb nebo o různé příčky u tepelně izolačních tvarovek, které jsou určeny pro prolití betonem. V Rakousku například vliv tepelných mostů krokvemi zahrnují do výpočtů tak, že součinitel tepelné vodivosti minerální vlny tvořící tepelnou izolaci mezi krokvemi zvýší z l = 0,04 W/(m·K) na l = 0,05 W/(m·K). Vliv maltového lože na součinitel přestupu tepla je jistě všem známý a jasný. Proto je velmi důležité při stavbě domu kontrolovat, zda dodavatel skutečně provádí stavbu na tepelně izolační maltu tak, jak obvykle předepisuje stavební projekt, nebo zda šetří a používá ke zdění normální maltu.

Nahodilé tepelné mosty jsou takové, které se v konstrukci pravidelně neopakují. Ty je nutné do výpočtu zahrnout buď zvýšením součinitele prostupu tepla (dříve se zvyšoval součinitel prostupu tepla o 10%, nyní je vhodnější volit přirážku DU = 0,1 až 0,25 W/(m²·K)) a nebo je nutné jej do výpočtu zahrnout přesně spočítáním lineárního součinitele prostupu tepla Ψ a jeho vynásobením příslušnou délkou tepelného mostu. Mimo lineárních tepelných mostů mohou být ještě tepelné mosty bodové. Ty se pak započítávají připočítáním bodového součinitele prostupu tepla c vynásobeného počtem prvků v konstrukci.

Mezi nahodilé tepelné mosty je možné počítat různé ztužující věnce a jiné nosné konstrukce, různé niky pro měření plynu či elektřiny, niky pro suchovody i hydranty, průchody konstrukcemi, kdy jimi prochází tepelně vodivý materiál, jako nosné ocelové tyčové prvky, trubky, průchodky, kotvy atd. 

Tepelnými vazbami jsou myšleny styky dvou různých konstrukcí. Nejde tedy o klasický tepelný most, kdy je tepelná izolace zeslabena či přerušena jinou konstrukcí, ale kde dochází ke zvýšenému tepelnému toku díky styku dvou a více různých konstrukcí, jako je například napojení stropní konstrukce na obvodovou stěnu, napojení stěny na okno, napojení stěny na základy apod.

Typy tepelných mostů

Tepelné mosty je pochopitelně možné rozdělit podle mnoha hledisek na různé skupiny, například na tepelné mosty:

• stavební (napojení dvou konstrukcí, např. základ a stěna, stěna a okno či dveře, prostup potrubí);
• geometrické (geometrické změny konstrukce, např. roh stěn, uskočení);
• systematické (v konstrukci se opakují místa s horšími tepelně izolačními vlastnostmi, např. spony, krokve mezi izolací ve střeše, maltové lože mezi cihlami);
• konvektivní (kde může docházet k přenosu energie přes tepelnou izolaci prouděním, např. v netěsných střešních konstrukcích).

Určení tepelných mostů

Odstraňování tepelných mostů je obvykle pracné a složité, vyžaduje péči a často nesystémová řešení. Při výpočtu tepelných mostů jsou pochopitelně velmi důležité vstupní parametry, které se uvažují.

Jedná se o:

1. součinitel přestupu tepla h_i a h_e, (dříve označovaný a_i a a_e), respektive tepelný odpor při přestupu tepla R_i a R_e.

Hodnoty těchto veličin jsou stanoveny v technické normě a pro zimní období se volí tepelný odpor při přestupu tepla pro vnější prostředí R_e = 0,04 (m²·K)/W. Tepelný odpor při přestupu tepla pro vnitřní prostředí R_i záleží na tom, zda se jedná o okno či jinou konstrukci a zda se počítá tepelný most pro tepelnou ztrátu a nebo pro minimální povrchovou teplotu a tím i pro riziko vzniku plísní. Pokud se provádí výpočet pro kvantifikaci úniků tepla, uvažuje se s hodnotou, která je obvyklá a odpovídá realitě. Pokud se však provádí výpočet pro minimální povrchovou teplotu, uvažuje se s hodnotou méně příznivou, tedy tepelným odporem vyšším. To z toho důvodu, že může nastat situace méně příznivá (třeba přistavení nábytku ke stěně), a i za této situace trvá požadavek, že nesmí dojít k riziku růstu plísní. Zde je nutné poznamenat, že naše národní norma uvažuje v tomto případě na konstrukcích (mimo oken) pouze s jednou hodnotou Ri = 0,25 (m²·K)/W, ale evropská norma ještě rozlišuje, zda se jedná o horní či dolní polovinu místnosti, pak R_i = 0,25 a nebo 0,35 (m²·K)/W. Dokonce se v nepříznivých oblastech (obvykle 100 mm od rohu) v evropské normě uvádí hodnota ještě přísnější, a sice R_i = 0,5 (m²·K)/W. Je tedy nutné konstatovat, že naše technické normy jsou z pohledu posuzování zdravotních rizik méně přísné než evropské. Dále je také důležitý součinitel přestupu vodní páry na vnitřní a vnější straně konstrukce h_pi a h_pe.

2. geometrickou charakteristiku detailu.

Tvar detailu je pochopitelně pro výpočet tepelného mostu rozhodující. To vypadá jako samozřejmost, je však nutné důrazně na to upozornit, neboť při použití hodnot z katalogu tepelných mostů je nutné vztahovat hodnoty na příslušné tvarové řešení stavebního detailu. Například každé ostění a každý jinak silný okenní rám má vliv na velikost tepelného mostu. Prakticky: pokud dodavatel stavebního materiálu uvede, že tepelný most u ostění má hodnotu Ψ = xyz W/(m·K), je nutné se zeptat, jak tento detail vypadá, zda se při výpočtu uvažovalo s obložením ostění polystyrénem, pěnovým polyuretanem, nebo zda se s tímto obložením nepočítalo, jakou tloušťku má toto obložení, jak překrývá okenní rám apod.

3. tepelně technické vlastnosti použitých materiálů.

Tyto hodnoty se mohou výrazně odlišovat. Například pěnový polystyrén má na základě objemové hmotnosti součinitel prostupu tepla Λ v rozmezí od 0,035 do 0,045 W/(m·K). Rozdíl v tepelně izolačních vlastnostech se tak liší o více než 25%.

4. okrajové podmínky.

Při výpočtech se obvykle používají standardní podmínky. Ty se však mohou lišit podle účelu budovy i podle teplotní oblasti, v níž je stavba situována. Rozdíl také může být například při zadávání okrajových podmínek pod terénem, v úrovni terénu vůči podlaze apod.

Proč se jimi zabývat?

V roce 2007 vešla v platnost vyhláška 148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov, která stanoví obsah průkazu energetické náročnosti budov a způsob jeho zpracování (PENB nebo zkráceně energetický průkaz). V tomto dokumentu je hodnotitel povinen vyjádřit, zda navržené konstrukce splňují požadavky na výstavbu z pohledu tepelných izolací, a tím i příslušné technické normy. Z tohoto důvodu se samozřejmě musí každý hodnotitel zabývat mimo jiné i tepelnými mosty a kondenzací vodní páry v konstrukci.

Navzdory tomu, že nejsou novým tématem, jen málokdo je v rámci projektové přípravy stavby řeší. Při realizaci stavby je již na jejich řešení pozdě, vzniká tak v průběhu stavby již neřešitelný, nebo jen obtížně řešitelný detail, jenž je pak určující pro kvalitu celé stavby. To si uvědomilo těch několik zodpovědných projektantů, kteří se chtěli touto problematikou zabývat v průběhu výstavby. Ti nezodpovědní se touto problematikou nezabývají vůbec a nechávají pak na budoucích majitelích či uživatelích, aby si s problémem poradili, jak umějí.

Tepelné mosty v praxi

Tepelné mosty v konstrukcích mají negativní vliv na stavbu hned z několika důvodů. Zvyšují tepelnou ztrátu a tím i potřebu tepla na vytápění. Jejich vliv je v tomto směru poměrně značný, neboť se vzrůstajícími požadavky na tepelný odpor konstrukce tepelné mosty procentuálně činí větší tepelné ztráty. Tepelné mosty způsobují lokální snížení povrchové teploty konstrukce, čímž vzniká riziko bujení plísní. Mezi další negativa patří zvýšená kondenzace vodní páry v konstrukci, což může mít nepříznivý vliv na zabudované materiály organického původu. Zejména u dřeva hrozí napadení hnilobou či jinými houbami. Mezi extrémní, nikoliv však ne neobvyklé případy lze počítat kondenzaci vodní páry ve vytrubkování rozvodů elektroinstalace. Ta na vedení pod vodní hladinou není pochopitelně v obytném domě navrhována. Výsledkem mohou být úrazy elektrickým proudem či dokonce vyhoření elektroinstalace, v krajním případě i celé budovy.

Význam řešení tepelných mostů vzrůstá i snižováním výměny vzduchu v objektech, neboť tím vzrůstá relativní vlhkost vzduchu v místnostech a tedy i riziko povrchové kondenzace na chladném povrchu konstrukce. V důsledku toho pak dochází k bujení plísní, zvyšování množství spórů ve vzduchu, který dýcháme, a tím i k zvyšování rizik vzniku alergií. Když v dřívějších dobách sloužila pro vytápění lokální topidla, docházelo k velmi intenzivní výměně vzduchu v interiéru, neboť ten byl netěsnostmi nasáván místností do kamen a odtud odváděn ve formě spalin komínem. Po zavedení centrálního, etážového či elektrického vytápění toto intenzivní provětrávání místností ustalo a začaly postupně vznikat problémy. Možností, jak tomuto zabránit, je buď důsledné vyřešení tepelného mostu, například tepelnou izolací z exteriéru, nebo snížení vlhkosti vzduchu v interiéru (což se právě dříve dělo pomocí lokálního vytápění).

O systému SENDWIX

Komplexní dvouvrstvý zdicí systém SENDWIX se základem v podobě vápenopískových zdicích prvků byl pro stavbu tepelně-úsporných, nízkoenergetických a pasivních domů přímo navržen. Vápenopískové zdivo, na něž se přikládá ještě tepelná izolace, představuje stále oblíbenější stavební materiál. Důvodem je především optimální kombinace vysoké objemové hmotnosti, mimořádné pevnosti a vynikajících tepelně a zvukově izolačních vlastností. To umožňuje navrhovat nosné stěny s menší tloušťkou, čímž je dosaženo nejen úspory stavebních materiálů a práce při zdění, ale při stávající zastavěné ploše také úspory užitné plochy až ve výši 10 %. Nově získanou plochu lze využít třeba jako další pokoj navíc.

Zdicí prvky pro odstranění tepelných mostů

Při zdění z vápenopískových cihel vzniká nejčastěji tepelný most v oblasti napojení obvodové zdi na základovou desku. Vápenopískové prvky SENDWIX pro svislé konstrukce se vyrábějí ze směsi vápna, křemičitého písku a vody. KMB SENDWIX THERM je speciální izolační vápenopískový blok vyrobený ze stejných surovin, navíc však se speciální příměsí, která zvyšuje tepelný odpor až o 50%. Použitím tohoto izolačního bloku ve svislé konstrukci dochází k minimalizování tepelných mostů mezi stěnou a základovou konstrukcí, příp. stěnou suterénu stavby. KM Beta nabízí prvek ve třech rozměrech - pro tloušťky stěn 240, 175 a 115 mm.

SENDWIX 16DF-D THERM pro tloušťku stěny 240 mm, rozměry 498×240×113 mm

SENDWIX 12DF-D THERM pro tloušťku stěny 175 mm, rozměry 498×175×113 mm

SENDWIX 4DF-D THERM pro tloušťku stěny 115 cm (příčkovka), rozměry 498×115×113 mm

Izolační vlastnosti při zachování vysoké pevnosti

Průměrná pevnost v tlaku činí u prvků THERM 20 N/mm², je tedy shodná s pevností srovnatelných vápenopískových výrobků SENDWIX. Únosnost stěn se tak zařazením prvků THERM jako zakládací řady nesnižuje, jako je tomu například při použití pěnového skla nebo plynosilikátu.

Prvek SENDWIX 12DF-D THERM vyniká při tloušťce 175 mm a hmotnosti 11,2 kg/ks pevností 20 N/mm², objemovou hmotností 1135 kg/ks a tepelnou vodivostí 0,33 W/mK. Tato kombinace vlastností, především vysoké pevnosti a zároveň tepelné vodivosti, je unikátní a umožňuje navrhovat vysoce izolované stavby i při velkém zatížení stěn, například u vícepatrových domů.

Zdění s novými tvarovkami

Nové prvky SENDWIX THERM se používají jako první zakládací řada. Vždy se proto zdí na maltu (doporučujeme PROFIMIX ZM 920, více na www.kmb-profimix.cz), a to i v případě, že v dalších řadách již bude využita technologie tenkovrstvého zdění na lepidlo.

Schémata řešení

Původní řešení

Nové řešení Přerušení tepelného mostu u obvodové stěny tvarovkou SENDWIX 12DF-D THERM

Nové řešení Přerušení tepelného mostu u obvodové stěny tvarovkou SENDWIX 16DF-D THERM

Obvodová stěna bez přerušení tepelného mostu

Podsklepená budova SENDWIX P

Základ u nepodsklepené budovy SENDWIX M

Systém je velmi variabilní, ve třech základních typech (SENDWIX M, SENDWIX P, SENDWIX L – schémata na Sendwix.cz nabízejí celkem 64 různých řešení lišících se především tepelně-technickými vlastnostmi. Součástí jsou i prvky pro zdění příček, překlady, věncovky, lícové a komínové zdivo. Podrobnosti o systému najdete na www.sendwix.cz. Za výhodnou cenu nabízí zdicí prvky SENDWIX e-shop KM BETA www.shop.kmbeta.cz.

Prameny:

Kol.: Sendwix, Příručka tepelná technika, KM Beta, Hodonín 2012
Šubrt, Zánovcová, Škopek: Katalog tepelných mostů, Energy Consulting, 2008