Problematika provětrávaného prostoru založení energeticky efektivních dřevostaveb
Rozbor problémů souvisejících s větranými prostory pod stavbami při jejich založení nad terénem s důrazem na zvláštní podmínky dřevostaveb s nízkou energetickou náročností a klimatické poměry ČR. Upřesnění konstrukčních zásad pro navrhování navazujících konstrukcí.
Úvod
Zakládání staveb nad terénem je oblíbené zejména u lehkých dřevostaveb, které se mohou úsporně založit nad větranou mezerou bez přímého kontaktu dřevostavby se zeminou. Toto zakládání je rozšířeno zejména v USA, Kanadě a Velké Británii. S rozvojem výstavby dřevostaveb se tento systém založení postupně uplatňuje také u nás.
V poslední době se v ČR ukázaly v případě staveb založených zmíněným způsobem, některé poruchy, zejména růst plísní na spodním líci podlahy nad terénem. Byly zaznamenány i u energeticky efektivních staveb i pasivních domů, různých typologických druhů. Proto jsme se rozhodli se blíže problematice věnovat.
Pro tento typ založení se užívá anglický název „crawl space“ (průlezný prostor), což vypovídá o jeho předpokládaném využití ke kontrole a případným opravám konstrukcí navazujících na tento prostor a instalací zde vedených. Tomu by měla odpovídat jeho minimální výška 60 cm - podle S. Palečka je teprve takto vysoký prostor dostatečně crawl (ve starších amerických stavebních předpisech je jako minimum uváděno 18´´, tj. cca 45 cm, což odpovídá jeho snížení pod instalacemi).
Vrchní stavba nad provětrávaným průlezným prostorem má řadu výhod, například:
- oddělení vrchní stavby od přímého působení zemní vlhkosti a radonu,
- snazší vedení ležatých rozvodů, jejich kontrolovatelnost a opravitelnost,
- kontrolovatelnost a opravitelnost spodního líce konstrukce stropu s podlahou nad terénem,
- zvýšená bezpečnost vrchní stavby v podmínkách vyšší hladiny spodní vody, popř. při menších záplavách,
- nižší investiční náročnost.
Klasický větraný crawl space může mít také nevýhody souvisící s vlhkostí, například:
- namáhání přilehlých konstrukcí a prostupujících instalací vyšší vlhkostí, ohrožování jejich funkce a trvanlivosti (zejména v letním období),
- tvorba plísní a hniloba dřeva, šíření roztočů, hmyzu a hlodavců,
- šíření pachů a škodlivých zplodin větráním do vrchní stavby,
- zbahnění, růst rostlin a dřevin.
Na tyto problémy reagují odborné zahraniční firmy nabídkou na převedení přirozeně větraných vzduchových prostorů na prostory uzavřené s nuceným větráním a udržováním velmi nízké vlhkosti vzduchu. Spodní stavba se tak prakticky převádí na technické podlaží s udržovaným stavem vnitřního prostředí, jako klasický sklep. Je to investičně, provozně i energeticky nákladnější řešení, crawl space tím ztrácí příznačnou lehkost a konstrukční vtip. Tato úprava je zranitelnější pří záplavách. Je to však nutné? Neexistuje jiný způsob, jak snížit rizika z vlhkostního namáhání?
Přirozené ovlivňování vlhkosti ve větraném prostoru pod dřevostavbou
Je třeba si uvědomit, že větraný prostor pod vrchní stavbou má řadu nepříznivých podmínek, které nesplňují některé obecné zásady pro minimalizaci vlivu vlhkosti na konstrukce dřevostaveb. Není osluněný, je zastíněný a je často členitý.
a) Vlhkost z vodní plochy
Je třeba zajistit spádování terénu a případnou drenáž a odvod vody tak, aby při přívalových deštích a také při jarním tání sněhu nezaplavovala dešťová či sněhová voda větraný prostor pod vrchní stavbou a netvořila tak kaluže pod stavbou nebo v její bezprostřední blízkosti. Tato podmínka je u dřevostaveb známá, nicméně u staveb založených nad terénem s větraným typem crawl space je to skutečně nezbytná nutnost.
b) Vlhkost ze zeminy
Vyloučení vlivu vlhkosti ze zeminy se v zahraničí zcela běžně zajišťuje kvalitní parozábranou na terénu, u nás se tato úprava z „úsporných“ důvodů či neznalosti často zapomíná. Vyloučení rizika zvýšené vlhkosti ve vzduchovém prostoru pod vrchní stavbou tuto úpravu vyžaduje. Materiál parozábrany se volí tak, aby zároveň bránil pronikání radonu do prostoru pod stavbou. Parozábranu je třeba vytáhnout na prostupující základové konstrukce a instalace a dbát o těsnění této návaznosti s mechanickým jištěním. Obdobná podmínka těsnění a jištění platí i pro spojování a vzájemné přesahy pásů parozábrany. Parozábrana se musí shora chránit proti mechanickému poškození (riziko při kontrolním prolézání a případných opravách). Dále proti prorůstání rostlin.
c) Vlhkost přiváděná vnějším vzduchem
Zvýšené namáhání vlhkostí z vnějšího vzduchu nehrozí rizikem v zimním období, neboť se větrá velmi chladným vzduchem, který má velmi nízkou absolutní vlhkost. Ve vzduchové vrstvě se vzduch mírně ohřeje působením vyšší teploty z přilehlé zeminy i z vrchní stavby – a tím klesne jeho relativní vlhkost. Díky vyšší tloušťce tepelné izolace ve stropech s podlahou a na procházejících rozvodech instalací se do vzduchové mezery mnoho tepla z budovy nedostane a povrchová teplota se tak při dostatečné rychlosti proudění vzduchu příliš neliší od teploty větracího vzduchu. Není zde tedy ani riziko kritického zvýšení vlhkosti vzduchu, ani kriticky zvýšené vlhkosti při povrchu konstrukcí, nejsou tedy podmínky pro vznik dřevokazných hub a plísní, ani pro korozi. S jedinou výjimkou – v oblastech bohatých na sníh a sněhové závěje mohou být ucpány větrací otvory a nedostatečné větrání může vytvořit místně nepříznivější vlhkostní podmínky.
Nejméně příznivá je deštivá část letního období, kdy vlhkostí nasycený teplý vlhký vzduch se při proudění chladnějším prostorem pod stavbou ochlazuje, jeho relativní vlhkost stoupá (absolutní vlhkost se nemění) a při proudění větracího vzduchu narůstá riziko vytvoření vlhkostních podmínek pro růst plísní na povrchu konstrukcí, hnilobu organických materiálů a korozi kovů. Proti starším dřevostavbám je toto riziko zvýrazněno dobrou tepelnou izolací stropu nad crawl space (energetické důvody), která snižuje rozdíl mezi teplotou povrchu a teplotou vzduchu.
Pokud teplý vzduch proudí chladným prostorem dostatečně rychle, nestačí se jednak příliš ochladit, jednak dříve ohřeje přilehlé plochy. Uvedené riziko se tím snižuje.
Ke snížení rizika letního orosování je proto třeba:
- umístit větrací otvory tak, aby větrání bylo příčné pro různé směry větru,
- umístit větrací otvory poblíž stropu větraného prostoru,
- umístit větrací otvory také do blízkosti rohů větraného prostoru,
- navrhnout dostatečnou velikost větracích otvorů (vstupních i výstupních); přitom platí, že rychlost proudění vzduchu ve větraném prostoru klesá na 0,3 až 0,9 násobek poměru čisté plochy větracího otvoru k ploše odpovídajícího větraného průřezu vzduchové vrstvy (viz čl. A.4.5 v ČSN 73 0540-4),
- navrhnout dostatečnou výšku větraného prostoru (nejméně 0,6 m, z hlediska kontroly a manipulace při případných opravách lépe okolo 0,9 m),
- zajistit hladký podhled stropu nad vzduchovým prostorem, čímž se brání snížení rychlosti proudění vzduchu vřazenými odpory podél stropu a vyloučí se vytváření pomalých druhotných vzduchových válců mezi trámky,
- podvěšené instalační rozvody by neměly být orientovány napříč vzduchovému proudu,
- v případě rozsáhlejších staveb je třeba rychlost větrání podpořit využitím komínového efektu a/nebo ventilačními turbínami,
- samozřejmostí je opatřit větrací otvory žaluziemi proti vniknutí drobných zvířat (zejména hlodavci) a síťkami proti hmyzu (zejména vosy a tesaříci, u nás zatím nehrozí termiti).
Ke snížení důsledků letního krátkodobého zvýšení vlhkosti vzduchu při povrchu stropu nad vzduchovou vrstvou je třeba na jeho spodní líc použít materiály prokazatelně odolné proti vlhkosti a vůči působení hub a plísní. Kovové prvky je třeba opatřit dlouhodobou ochranou proti korozi.
Rozumné je také vytvořit větrnou zábranu větracích otvorů vůči blízkým vodním plochám, např. vhodnou nízkou zelení.
d) Teplota vzduchu ve větraném vzduchovém prostoru
Opět je rozhodující letní období, kdy teplota vnitřního vzduchu dřevostavby i teplota zeminy mohou být chladnější než vnější vzduch, jejich vliv na bilanci je třeba omezit. Vliv nižší teploty vnitřního vzduchu vrchní stavby dostatečně eliminuje výrazná teplená izolace stropu s podlahou nad větraným vzduchovým prostorem.
Podstatnější je vliv zeminy, která si v hloubce okolo 3 m pod terénem udržuje teplotu odpovídající průměrné roční teplotě dané lokality (v ČR okolo +5 °C). Má díky vysoké teplené vodivosti zeminy značný vliv na tepelnou bilanci vzduchového prostoru pod vrchní stavbou, v případě vlhké zeminy a některých hornin se tento vliv ještě zvyšuje. Lze jej téměř vyloučit položením vrstvy nenasákavé tepelné izolace na terén, nejlépe nad parozábranu, kde tepelná izolace může zároveň sloužit jako potřebná ochrana parozábrany. Tato úprava není běžná, ale snížení vlhkostního rizika ji opravňuje.
Ukázky řešení, které vedly k poruchám
Obr. 1 a 2. Nízkoenergetická mateřská škola. Neošetřené podloží, upravený terén přiléhá k obvodovému plášti. Větrání zčásti vyvedeno do větrané mezery pláště. (Foto: J. Smola a M. Stejskal)
Obr. 3. a 4. Pasivní rodinný „Dům snů“ realizovaný v rámci pořadu TV Nova. V montážním stádiu zaplavení crawl space přívalovým deštěm. Na zemině netex a zához štěrkem. Poddimenzovaní větracích otvorů vedlo k zplesnivění podhledu. (Foto: J. Smola).
Obr. 5. a 6. Informační a administrativní centrum Lesů Písek. Crawl space jako bazén na dešťovou vodu, bez možnosti odtoku. Rozbahněné podloží, degradace dřevěných částí vlivem vlhkosti. Nasávání vzduchu z podloží k větrání kanceláří. (Foto: J. Smola).
Závěr
Vzduchový prostor pod dřevostavbou lze přirozeně větrat bez nároků na provozní energie při výše uvedených konstrukčních úpravách, kterými je minimalizováno riziko vlhkostních poruch a vad.
Požadavky na tepelné izolace pro tento prostor se podrobněji rozeberou v samostatném článku v časopise Tepelná ochrana budov.
Literatura
[1] Šála J.: Výpočet teploty vzduchu a částečného tlaku vodní páry v otevřené
vzduchové vrstvě, Sborník přednášek z kurzu „Špeciálne metódy výpočtu
tepelno-technicklých vlastností stavebných konštrukcií a budov“, VÚPS Praha
a DT ČSVTS Košice, 1983, str. 54-78
[2] ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody, příloha A,
ČNI 1994 a ČNI 2005
[3] Smola J.: Konstrukční ochrana dřevostaveb: teorie a realita v aktuální stavební
praxi, Stavebnictví č. 03/2013, str. 52-58
[4] Růžička M.: Zakládání dřevostaveb s odvětranou mezerou pod domem – crawl
space, Materiály pro stavbu č. 2/2013, str. 34-37
[5] Internetové odkazy na „crawl space“
Ing. Jiří Šála, CSc.
nezávislý projektant pozemních staveb, poradce a specialista
v oblasti tepelné ochrany a energetické náročnosti budov,
tel.+420 602 547 212, e-mail: salamodi@volny.cz
Ing. arch Josef Smola
nezávislý architekt, poradce v oblasti stavebnictví a
stavebního práva,
tel.+420 602 534 383, e-mail: kadet@kadet.cz
Analysis of the problems associated with ventilated spaces under the building focused on the specific conditions of wooden buildings with low energy performance and climatic conditions in the Czech Republic. Specification of principles for the design of adjacent structures.