Roman Šubrt - Tepelné izolace v otázkách a odpovědích

Autor Ing. Roman Šubrt ve svém pohledu na problematiku tepelných izolací zvolil formu praktických otázek a odpovědí na ně, přičemž ve většině odpovědí se snaží uvést i jednoduchý teoretický rozbor problematiky, které se dotaz týká. Knížka obsahuje 95 stran textu s 12 černobílými obrázky a je doplněna 19 tabulkovými přílohami a 16 barevnými obrázky (převážně z termovizní kamery).

Tématicky se otázky a odpovědi týkají spotřeby tepla pro vytápění u běžného i nízkoenergetického domu, hodnotí jednotlivé druhy tepelných izolací i stavebních materiálů, podrobně si dále všímají problematiky oken a jejich osazení a tepelných vlastností. Klíčovými částmi publikace jsou otázky a odpovědi soustředěné do kapitol o zateplování podlah, stropů, stěn a podkroví. Kvalitně zpracované jsou i odpovědi v kapitole nazvané "Difuze vodní páry, větrání, plísně". Samostatnými kapitolami jsou i "Tepelné mosty" a "Druhy tepelných izolací". V závěru textové části jsou shrnuty základy teorie a výpočtových postupů z tepelné techniky, stavební fyziky a tepelné ochrany budov.

Kniha Tepelné izolace v otázkách a odpovědích s doporučenou cenou 199 Kč si rozhodně zaslouží místo v knihovničce každého, kdo se s uvedenými tématy setkává ve své profesi, nebo se chystá stavět či rekonstruovat dům pro bydlení.

Pro ilustraci uvádíme odpověd na jednu vybranou otázku:

8. Difuze vodní páry, větrání, plísně
8.1 Jak souvisí tepelné izolace s vlhkostí v konstrukci a proč dochází ke srážení vodní páry ve zdech?
V každém vzduchu je určité množství vodní páry. Pokud dojde ke snížení teploty pod tzv. rosný bod, začne vodní pára kondenzovat. To známe z přírody, kdy při ochlazení vzduchu začne vodní pára kondenzovat a pak podle intenzity a teploty můžeme hovořit o tom, že se udělala mlha, začalo pršet či sněžit, popřípadě začaly padat kroupy. Z domácnosti toto také známe. Je to orosení zrcadla v koupelně, když se koupeme či sprchujeme. Teplá vodní pára vznikající odpařováním teplé vody kondenzuje na studeném povrchu zrcadla.

Absolutní množství vody, které může být ve vzduchu obsažené, závisí na tlaku a hlavně teplotě vzduchu. Proto používáme pojem relativní vlhkost vzduchu, který nám udává, kolik procent vodní páry je ve vzduchu, přičemž 100 % je množství vodní páry, kdy při dané teplotě začne vodní pára kondenzovat. A tak například při obvyklé pokojové teplotě, tedy +21 °C a při relativní vlhkosti vzduchu 50 % je částečný tlak vodní páry p^"_d = 1243 Pa, což odpovídá přibližně obsahu vody ve vzduchu v množství 9,2 g/m³. V zimním období, kdy je venku -15 °C a relativní vlhkost 84 %, je částečný tlak vodní páry p^"_d = 139 Pa a to odpovídá přibližně obsahu vody ve vzduchu v množství 1,2 g/m³. Z těchto čísel plyne několik velmi zajímavých poznatků, které vysvětlují mnohé problémy s kondenzací vodní páry ve stavebních konstrukcích.

Jednak je nutné si uvědomit rozdíl částečných tlaků vodních par, jenž je v tomto případě 1104 Pa. To je tedy tlak, kterým se vodní pára snaží v zimě protlačit stavebními materiály ven tak, aby došlo k vyrovnání částečných tlaků vodní páry.
Druhým zajímavým bodem v těchto číslech je, že vnější vzduch v zimě, i když má poměrně vysokou relativní vlhkost, je velmi suchý. Obsahuje 8x méně vody než vzduch v interiéru.

A nyní jaké jsou důsledky těchto dvou skutečností. Pokud se tedy vodní pára tlačí z budovy skrz konstrukci ven, hrozí nebezpečí, že někde narazí na studené místo a začne docházet ke kondenzaci vodní páry. Záleží samozřejmě na místě, v němž ke kondenzaci dochází, a na množství vodní páry, která zkondenzuje.
Pokud se jedná o relativně malé množství, které sice v zimě zkondenzuje, ale v létě se vypaří, a pokud tato kondenzace nevadí konstrukci, je kondenzace přípustná. V těchto případech hovoříme o aktivní bilanci kondenzace vodní páry. Pokud však toto množství nestačí přes léto vyschnout např. proto, že na vnějším líci konstrukce je takový materiál, který toto vysychání neumožňuje (např. asfaltový pas na střešní konstrukci), začne se v konstrukci hromadit zkondenzovaná voda, která časem začne působit nepříjemnosti a může vést i k vážnému poškození stavby.

K hromadění vlhkosti uvnitř konstrukce může dojít ještě z jednoho důvodu. Tím je nějaký další zdroj vody. Může jím být například vzlínající zemní vlhkost, která vysychá do interiéru i do exteriéru. Pokud se však změní difuzní podmínky například zateplením z exteriéru, zhorší se vysychání a zeď začne vlhnout a začne se na ní objevovat plíseň.

Další nepříznivý okamžik je, když vodní pára kondenzuje tam, kde to konstrukci vadí. Jedná se zejména o místa, kde jsou dřevěné konstrukce. Výsledkem je pak vlhké dřevo s následnou hnilobou, napadení hmyzem apod. To je bohužel velmi častý příklad moderních rodinných domků, v nichž je chybně provedena parotěsná fólie, která má zabraňovat pronikání vodní páry do konstrukce. Stává se to ale i u starších staveb, kde vlivem stavebních úprav došlo ke změně provozu a k následnému zvýšení vlhkosti v interiéru. Jedním příkladem, jak může dojít ke zvýšení vlhkosti v interiéru, je utěsnění oken dodatečným těsněním, nebo i tím, že se provede zateplení domu a dojde k utěsnění škvír mezi oknem a zdí, výměna oken za těsná, anebo i tím, že se původní lokální vytápění změní na etážové, popřípadě elektrické akumulační. Tento poslední případ je velmi častým u starších činžovních domů. Přestane docházet k intenzivní výměně vzduchu hořením a odtahem do komína. Zvýšení relativní vlhkosti vzduchu má za následek vznik kondenzace vodní páry na zhlavích trámů (konce trámů ležící ve zdivu). Výsledkem pak je uhnívání zhlaví trámů. Z tohoto důvodu se například zejména v osmdesátých letech opravovalo hodně stropů starších činžovních domů v Praze.

S nepříznivým vlivem kondenzace vodní páry se setkáváme ve stavebnictví ještě v jednom místě. Tím jsou taková místa, kde je nízká povrchová teplota.
Obvykle se jedná o tepelné mosty, ve kterých je povrchová teplota výrazně nižší než povrchová teplota v okolí. Zde často dochází k povrchové kondenzaci vodní páry.
Ta má obvykle za následek růst plísní, tedy látek obsahujících výrazné alergeny.

Ke kondenzaci dochází na povrchu konstrukce v interiéru tam, kde povrchová teplota dosáhne hodnoty rosného bodu. To je např. pro zmíněný interiér (+21 °C, relativní vlhkost vzduchu 50 %) +10,2 °C. U plísní je však situace ještě vážnější. Pro růst plísní nemusí totiž dojít přímo ke kondenzaci vodní páry. Stačí, když se povrchová teplota přiblíží teplotě, při které je relativní vlhkost vzduchu 80 %. To je v tomto konkrétním případě 13,6 °C. Následuje pak růst plísní, který neomezí ani časté natírání postižených míst protiplísňovými přípravky. Ty jsou totiž poměrně brzy vyplaveny a bujení plísní může pokračovat. Aby se těmto rizikům předešlo, uvádí ČSN 73 0540-2/2002 minimální povrchové teploty konstrukcí a oken v závislosti na teplotě vnitřního prostředí, způsobu vytápění a relativní vlhkosti vzduchu. V příloze 9 a v příloze 10 jsou uvedeny některé minimální povrchové teploty v interiéru (platné pro obytné budovy).

Příloha 9

Tabulka nejnižších přípustných povrchových teplot stavebních konstrukcí
pro vnitřní teplotu θ_ai = +21 °C a relativní vlhkost vzduchu φ_i = 50 % dle ČSN 73 0540-2

POZNÁMKY

1. Vnitřní povrchové teploty θ_si se obvykle stanoví řešením teplotního pole pro kritické detaily stavebních konstrukcí, kterými jsou například tepelné mosty ve stavební konstrukci a tepelné vazby mezi stavebními konstrukcemi, např. okenní ostění poblíž koutu, pod střechou apod. Ověřuje se vždy nejnižší ze zjištěných teplot. V místě spojení více konstrukcí se uvažuje vyšší z bezpečnostních přirážek Δθ_si, stanovených pro jednotlivé konstrukce.
   
2. Splnění požadavků podle tabulek je prevencí růstu plísní a rizika povrchové kondenzace.
   
3. Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně R_si se podle ČSN EN ISO 13788 uvažuje pro vnější výplně otvorů hodnotou R_si = 0,13 m².K/W, pro ostatní vnitřní povrchy konstrukcí zvýšenou hodnotou R_si = 0,25 m².K/W.

Příloha 10

Tabulka nejnižších přípustných povrchových teplot výplní otvorů
pro vnitřní teplotu θ_ai = +21 °C a relativní vlhkost vzduchu φ_i = 50 % dle ČSN 73 0540-2/2002

POZNÁMKY

1. Splnění požadavků podle tabulek je prevencí růstu plísní a rizika povrchové kondenzace.
   
2. Požadavek na výplně otvorů se vztahuje jak na rámy, tak na výplň mezi nimi. Pokud se na výplně otvorů vztahují požadavky jiných norem, uplatní se vždy přísnější z požadavků.
   
3. Nízkoteplotní velkoplošné podlahové či stěnové vytápění, sálavé vytápění a lokální vytápění vzdálené od vnějších výplní otvorů zpravidla zvyšují riziko orosování vnějších výplní otvorů na vnitřním povrchu. Vytápění s otopnými tělesy pod vnějšími výplněmi otvorů zaručuje vyšší bezpečnost, neboť způsobuje místní zvýšení teploty vnitřního vzduchu u vnější výplně otvoru.