Vyhláška 148/2007 Sb. a hodnocení vlivu výplní otvorů na energetickou náročnost budov
1. Úvod:
Výplně otvorů jsou a budou z hlediska hodnocení energetické náročnosti budovy vždy konstrukcemi, kterými teplo nejsnadněji uniká. Zatímco se požadavky na tepelně technické vlastnosti u plných konstrukcí zvýšily za období od roku 1964, kdy vstoupila v platnost ČSN 73 0540 cca 5x, u výplní otvorů to je pouze cca 2x.
Výplně otvorů nepředstavují pouze zdroj tepelných ztrát. Okna a dveře v budově mají řadu dalších nezastupitelných funkcí, které nelze zajistit jinými typy konstrukcí.
2. Legislativní požadavky na výplně otvorů:
Základní požadavky na výplně otvorů z hlediska tepelné ochrany uvádí ČSN 73 0540-část 2 z roku 2007. Požadavky na hodnoty součinitelů prostupu tepla uvádí tabulka č. 1.
Tabulka č. 1 - Požadované a doporučené hodnoty součinitelů prostupu tepla výplní otvorů
Kromě požadavků na maximální hodnoty součinitelů prostupu tepla požaduje ČSN 73 0540-2:2007 splnění dalších kriterií:
- nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce a teplotní faktor vnitřního povrchu konstrukce,
- lineární a bodový činitel prostupu tepla vlivem tepelných vazeb mezi konstrukcemi,
- dodržení požadovaných hodnot součinitelů spárové průvzdušnosti,
- zajištění těsnosti připojovací spáry mezi výplní otvoru a ostěním,
- splnění požadavků na celkovou průvzdušnost obálky budovy.
3. Výplně otvorů z hlediska hodnocení spotřeby energie při provozu budovy:
V hodnocení energetické náročnosti budov došlo v posledním období k zavedení nových vyhlášek a norem. Jedním ze základních předpisů je nová vyhláška MPO ČR č. 148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov. Pro hodnocení energetické náročnosti budovy je výchozí hodnotou měrná tepelná ztráta obálkou budovy. Výrazný podíl na této ztrátě představují ztráty výplněmi otvorů. V další části článku se proto zaměřuji pouze na tuto část hodnocení.
Měrná tepelná ztráta konstrukcí je dána následujícím vztahem:
HT - měrná tepelná ztráta konstrukcí pláště budovy [W/K]
Ui - součinitel prostupu tepla konstrukcí [W/m2K]
S - plocha konstrukce [m2]
b - činitel teplotní redukce
Hodnoty činitelů teplotní redukce jsou pro výplně otvorů uváděny v jednotlivých legislativních dokumentech následovně:
- ČSN 73 0540:2007 ... 1,15 (platí pro výpočet prostupu tepla obálkou budovy)
- ČSN EN 13790 ... 1,15
- Vyhláška 148/2007 Sb. ... 1,15
Rozhodující hodnotou ovlivňující měrnou tepelnou ztrátu je součinitel prostupu tepla výplně otvoru. Podle ČSN EN ISO 10077-1 se stanoví podle vztahu:
φg je lineární činitel prostupu tepla vyvolaný teplotními vazbami mezi rámem křídla a zasklením (vliv distančního rámečku).
Vliv distančního rámečku na součinitel prostupu tepla izolačního dvojskla je uveden v tabulce č. 2 a výsledné hodnoty součinitelů prostupu tepla zabudovaných izolačních dvojskel se započtením vlivu rámečků v tabulce č. 3.
| materiál rámečku | lineární činitel prostupu tepla φ [W/K] | ||
|---|---|---|---|
| dřevěný rám | plastový rám | hliníkový rám | |
| hliník | 0,074 | 0,070 | 0,115 |
| nerez | 0,053 | 0,052 | 0,072 |
| swisspacer | 0,044 | 0,043 | 0,060 |
| thermix | 0,042 | 0,039 | 0,053 |
| swisspacer - V2 | 0,028 | 0,030 | 0,038 |
Tabulka č. 2 - Vlastnosti distančních rámečků izolačních dvojskel
| materiál rámečku | zvýšení součinitele prostupu tepla Uw [W/m2K] | ||
|---|---|---|---|
| dřevěný rám | plastový rám | hliníkový rám | |
| hliník | 1,39 | 1,27 | 1,55 |
| nerez | 1,30 | 1,30 | 1,40 |
| swisspacer | 1,27 | 1,26 | 1,32 |
| thermix | 1,26 | 1,25 | 1,30 |
| swisspacer - V2 | 1,21 | 1,21 | 1,24 |
Tabulka č. 3 - Zvýšení součinitele prostupu tepla okna vlivem spojovacího rámečku s deklarovaným
součinitelem prostupu tepla izolačního dvojskla s U = 1,10 [W/m2K]
Při započtení výše uvedených vlivů se značně zvýší výpočtové hodnoty součinitelů prostupu tepla pro stanovení měrné tepelné ztráty budovy. Je to vyvoláno nejen započtením tepelných vazeb mezi izolačním dvojsklem a rámem, ale též započtením zvýšeného činitele teplotní redukce a přirážky k součiniteli prostupu tepla ΔU ve výši 0,1 [W/m2K]. Výsledné hodnoty se započtením všech výše uvedených přirážek jsou uvedeny v tabulce č. 4.
| materiál rámečku | výsledný součinitel prostupu tepla Uw [W/m2K] | ||
|---|---|---|---|
| dřevěný rám | plastový rám | hliníkový rám | |
| hliník | 1,713 | 1,575 | 1,897 |
| nerez | 1,610 | 1,610 | 1,725 |
| swisspacer | 1,575 | 1,564 | 1,633 |
| thermix | 1,564 | 1,552 | 1,610 |
| swisspacer - V2 | 1,506 | 1,506 | 1,541 |
Tabulka č. 4 - Výsledné hodnoty součinitelů prostupu tepla okna o ploše 1,0 m2 a se součinitelem
prostupu tepla zasklení se součinitelem prostupu tepla U = 1,10 [W/m2K]
Dalším faktorem ovlivňujícím výši tepelné ztráty místnosti ve vazbě na výplně otvorů jsou lineární činitelé prostupu tepla připojovacích spár. Tepelná propustnost obvodového pláště budovy je LD je dána vztahem:
LD - tepelná propustnost obvodového pláště
Ai - plocha konstrukce
Ui - součinitel prostupu tepla konstrukce
lk - délka připojovací spáry
φk, χ - lineární a bodový činitel prostupu tepla
Při započtení maximálně přípustných lineárních a bodových činitelů prostupu tepla ostění, φk ≤ 0,10 (W/m.K) - viz ČSN 73 0540:2007 do hodnoty tepelné propustnosti výplní otvorů, vychází následné výsledné hodnoty součinitelů prostupu tepla vztažené na 1 m2 plochy okna, které vstupují do konečného energetického hodnocení - viz tabulka č. 5.
| materiál rámečku | výsledný součinitel prostupu tepla Uw [W/m2K] | ||
|---|---|---|---|
| dřevěný rám | plastový rám | hliníkový rám | |
| hliník | 2,113 | 1,975 | 2,297 |
| nerez | 2,010 | 2,010 | 2,125 |
| swisspacer | 1,975 | 1,964 | 2,033 |
| thermix | 1,964 | 1,952 | 2,110 |
| swisspacer - V2 | 1,906 | 1,906 | 1,941 |
Tabulka č. 5 - Výsledné hodnoty součinitele prostupu tepla vstupující do energetického hodnocení budovy
Poznámka: Hodnoty lineárních a bodových činitelů prostupu tepla se podle ČSN EN 12 831 započítávají až do tepelné ztráty místnosti. Jejich započtením do hodnoty součinitele prostupu tepla okna je v tomto případě deklarován příklad možného navýšení výpočtové hodnoty součinitele prostupu tepla oknem při energetickém hodnocení budov, jestliže neexistuje jednotná výpočtová metodika.
Závěr:
Z uvedeného rozboru vlivu výplní otvorů na stanovení tepelných ztrát či měrné tepelné ztráty výplněmi otvorů vyplývá, že tepelné toky okny a vnějšími dveřmi mohou být při důsledném uplatnění normových přirážek k základní hodnotě součinitele prostupu tepla výrazně navýšeny. V tabulkách jsou uváděny nejnepříznivější výše přirážek, ze kterých vyplývá důležitost správné volby vlastností výplní otvorů a důležitost tepelně dokonalého řešení připojovacích spár a konstrukce rámů oken.