Vnitřní mikroklima historických budov a zásady jeho udržování

1. Úvod

Voda se ve stavebních konstrukcích vyskytuje jednak v důsledku mokrých výrobních procesů počáteční, resp. (technologická vlhkost), dále pak v důsledku obsahu vodní páry v okolním vzduchu − rovnovážná (sorpční vlhkost), taktéž v důsledku difúze vodní páry (kondenzace uvnitř konstrukcí), v důsledku vzlínání vody (například z podloží) či následkem zatékání srážkové vody. Cílem článku je formulovat obecné zásady údržby vnitřního mikroklimatu, jež tvoří nezbytný předpoklad pro efektivní správu a údržbu stavebních objektů.

Znalost obecných principů chování a působení vnitřního mikroklimatu spolu s poznáním „historického klimatu“ daného objektu je předpokladem úspěšně prováděné údržby. Obecně lze definovat základní formy mikroklimatu v historických budovách a kritéria jejich hodnocení. V článku se dále zaměříme na možnosti zásahu do teplotně fyzikálních procesů uvnitř zdiva formou vnějších opatření, jmenovitě vybraných forem zateplení či aplikací různých povrchových úprav, a poskytneme charakteristiku vybraných zásad údržby.

2. Základní pojmy

Rovnovážná vlhkost

Rovnovážná vlhkost materiálu (někdy také označovaná jako rovnovážný vlhkostní obsah nebo hygroskopická rovnováha) je fyzikální veličina, která popisuje stav, kdy materiál neabsorbuje ani nevydává vodní páru do okolního prostředí — tedy je v rovnováze s okolní vlhkostí a teplotou.

Difuze vodní páry

Difuze vodní páry je proces, při kterém se vodní pára přirozeně pohybuje z místa s vyšší koncentrací (vyšší tlak vodní páry) do místa s nižší koncentrací (nižší tlak vodní páry) tj. z prostředí s vyšším parciálním tlakem do prostředí s nižším parciálním tlakem vodní páry. Vodní pára se „rozptyluje“ (šíří) vzduchem nebo materiály, dokud se tlak páry nevyrovná. Hybnou silou tohoto pohybu jsou tedy rozdíly tlaků (parciálních tlaků) vodní páry.

Difuzní odpor

Difuzní odpor je míra, s jakou materiál propouští vodní páru a vyjadřuje se mj. též faktorem difuzního odporu µ a ekvivalentní difuzní tloušťkou S_d. Difuzní odpor říká, jak moc materiál zastavuje vodní páru. Je důležitý pro navrhování oprav historických staveb tak, aby „dýchaly“, ale zároveň aby se v nich tvořila pouze přípustná kondenzační vlhkost a byl eliminován vznik a rozvoj biotického napadení.

Účel sledování:

• zabránění kondenzaci vodní páry uvnitř konstrukcí (příčiny plísní a degradace materiálů);
• napomáhá správnému navržení složení stěn, střech a podlah, zejména vrstvy s parozábranou;
• významné ovlivnění vnitřního mikroklimatu;
• ovlivnění životnosti konstrukce.

Faktor difuzního odporu

Faktor difuzního odporu µ je číslo, které udává, kolikrát hůře prochází vodní pára daným materiálem o shodné tloušťce než vzduchem, tj. kolikrát je difúzní odpor daného materiálu vyšší než je difúzní odpor vzduchu o stejné tloušťce. Čím je µ větší, tím klade materiál větší odpor vůči průchodu vodní páry.

• µ = 1 → materiál propouští páru stejně jako vzduch
• µ = 10 → pára prochází 10krát hůře než vzduchem

Čím vyšší hodnota μ, tím menší propustnost pro vodní páru – materiál tedy více „brzdí“ její difuzi.

Ekvivalentní difuzní tloušťka

Ekvivalentní difuzní tloušťka S_d [m] říká, jak silná vrstva vzduchu by musela být, aby kladla stejný odpor pro průchod vodních par jako daný materiál, tj. jak tlustá by musela být vrstva vzduchu, aby vykazovala stejnou hodnotu difúzního odporu jako daný materiál.

Vzorec:

kde je

S_d

ekvivalentní difuzní tloušťka [m],

µ

difuzní faktor materiálu (bezrozměrné číslo, kolikrát hůře materiál propouští vodní páru oproti vzduchu),

d

skutečná tloušťka materiálu [m].

S_d < 0,14 m → materiál je vysoce paropropustný
S_d = 0,14–1,4 m → střední propustnost
S_d > 1,4 m → nízká propustnost, může zadržovat vodu v konstrukci

Relativní vlhkost vzduchu

Relativní vlhkost vzduchu φ [% rel.] je v podstatě naplněnost vzduchu vodní parou a lze ji vyjádřit jako poměr mezi aktuálním množstvím vodní páry ve vzduchu a maximálním množstvím, které by při dané teplotě vzduch mohl obsahovat, než začne docházet ke kondenzaci. Jedná se o poměr parciálních tlaků, poměr měrných vlhkostí nebo absolutních vlhkostí, které číselně vycházejí shodně. Relativní vlhkost závisí hlavně na teplotě – teplejší vzduch může pojmout více vodní páry než studený.

• 100 % znamená, že vzduch je zcela nasycený vodní párou (další pára se srazí na vodu),
• 50 % znamená, že vzduch obsahuje polovinu maximálního možného množství vodní páry při dané teplotě.

Vzorec:

kde je

φ

relativní vlhkost vzduchu,

p_d

parciální tlak vodní páry ve vzduchu za určité teploty a tlaku,

p′_d

parciální tlak vodní páry ve vzduchu za určité teploty a tlaku při jeho nasycení

Měrná vlhkost

Měrná vlhkost m udává, kolik kilogramů vodní páry je obsaženo v 1 kg suchého vzduchu. Vyjadřuje se v g/kg_such.vzd.. Měrná vlhkost tedy udává, kolik vodní páry vzduch skutečně obsahuje, nezávisle na teplotě. U mikroklimatu staveb se měrná vlhkost vzduchu pohybuje přibližně v rozmezí 2 až 16 g/kg_such.vzd.. Hodnoty měrné vlhkosti m odpovídají vzorci [32] pro vlhkostní poměr x:

kde je

ρ_v

hustota vodní páry

ρ_d

hustota suchého vzduchu

Absolutní vlhkost

Absolutní vlhkost udává, kolik kilogramů vodní páry je obsaženo v 1 m³ suchého vzduchu. Vyjadřuje se v g/m³.

Rosný bod

Graf 1

Rosný bod je teplota [°C], při které se začne vodní pára obsažená ve vzduchu srážet na vodu (kondenzovat), tj. teplota, při které je vzduch vodní parou nasycen. Znamená to, že při ochlazení vzduchu na teplotu rosného bodu už vzduch nedokáže pojmout více vodní páry a ta se začne měnit na kapky vody (např. rosa na skle nebo na trávě). Čím vyšší vlhkost vzduchu, tím vyšší rosný bod – vzduch se pak nemusí moc ochladit, aby se začala tvořit voda.

• V běžných interiérech (20 až 22 °C, 40 až 60 % rel.) se rosný bod pohybuje přibližně mezi 6 a 12 °C.
• Ve vlhčích místnostech (koupelna, kuchyně) může být i kolem 15 až 18 °C.
• Čím vyšší relativní vlhkost, tím vyšší rosný bod – tedy menší rozdíl mezi teplotou vzduchu a kondenzací.

Mollierův hx diagram

Graf 2: Hx (Mollierův) diagram s vyznačenými stavy vzduchu (červené tečky) a jejich odpovídajícími měrnými vlhkostmi, resp. rosnými body (zelené šipky na vodorovnou, resp. svislou osu)

Hx diagram (česky často i-x diagram nebo Mollierův diagram pro vlhký vzduch) je „mapa“ vlastností vzduchu, která ukazuje, kolik v něm je vody a energie, a umožňuje rozhodnout, jak vzduch upravit pro komfortní nebo technologické podmínky. Tento diagram zobrazuje vlastnosti vlhkého vzduchu a umožňuje rychle určit, co se děje při jeho úpravě (např. ohřev, chlazení, odvlhčování nebo zvlhčování). Je to rychlý nástroj, který umožňuje pochopit chování vzduchu bez nutnosti složitých výpočtů.

Parametry vzduchu určované v diagramu:

• vodorovná osa dole: měrná vlhkost m [g/kg_such.vzd.],
• směrové měřítko
• šikmá čára zleva doprava: entalpie h – množství tepelné energie obsažené ve vzduchu [kJ/kg],
• svislá osa vlevo: teplota suchého teploměru t_s [°C],
• zakřivené čáry zleva doprava pod sebou: relativní vlhkosti vzduchu φ [% rel.],
• šikmé přímky: teplota mokrého teploměru t_p [°C],
• vodorovné přímky os křivky nasycení 100 %: teplota rosného bodu t_e [°C].

Využití Hx diagramu v památkové péči:

• posouzení rizika kondenzace
  • zjištění, při jaké teplotě stěn či povrchů dojde ke kondenzaci (rosný bod),
  • posouzení, jestli mikroklima ohrožuje omítky, nástěnné malby nebo dřevěné prvky,
  • pomoc při návrhu větrání nebo temperování kostelů, galerií, archivů;
• návrh a regulace mikroklimatu
  • jak změna teploty (např. topením) ovlivní relativní vlhkost,
  • jaký zásah (zvlhčení, odvlhčení, výměna vzduchu) je třeba,
  • jak udržet stabilní klima pro citlivé materiály (např. 50 ± 5 % rel., 18 až 20 °C);
• vyhodnocení měření mikroklimatu
  • sledování sezonních výkyvů mikroklimatu,
  • určení, zda se mikroklima pohybuje v bezpečném pásmu pro materiály,
  • určení, kdy dochází ke kondenzaci a kdy je vzduch příliš suchý;
• plánování sanačních a konzervačních opatření
  • vyhodnocení účinnosti větrání nebo odvlhčovačů,
  • vyhodnocení vlivu vytápění na stabilitu mikroklimatu,
  • pomoc při návrhu šetrných opatření, která nepoškodí historické materiály;
• překročí-li při dané teplotě obsah vody ve vzduchu hodnotu nasycení, tato voda se vysráží v kapalné formě;
• ke kondenzaci dochází v případě, že vzduch při dané teplotě nasycený vodní parou postupně ochlazujeme;
• ke kondenzaci vodní páry dochází rovněž na kontaktu teplého a vlhkého vzduchu s chladným povrchem;
• stěny objektů zůstávají studené s teplotou pod rosným bodem dlouhou dobu a část vlhkosti na nich zkondenzuje.

Bilance vodních par

Bilance vodních par je v památkové péči velmi důležitým nástrojem pro hodnocení vlhkostního režimu historických staveb, zejména u objektů s citlivými materiály (např. omítky, dřevo, malby, štuky, kamenné prvky). Jedná se o posouzení průchodu vlhkosti konstrukcí z hlediska vzniku kondenzační zóny a vyhodnocení poměru kondenzace a přirozeného odparu. Je to klíčová součást návrhu stavební fyziky. Bilance vodní páry tedy souvisí s vlhkostí v konstrukcích a s tím, jak vodní pára vzniká, difunduje a kondenzuje uvnitř stavebních materiálů a konstrukcí (např. ve stěnách, střechách). Bilance vodní páry v památkové péči umožňuje:

• provádět diagnostiku a prevenci vlhkostních poruch;
• vytvářet výpočtové modely a simulace vnitřního mikroklimatu;
• optimalizovat mikroklimatické podmínky pro ochranu památek;
• vytvořit jeden z podkladů pro sanační a rekonstrukční zásahy;
• vyhodnocovat monitoring a dlouhodobé sledování vnitřního mikroklimatu.

Koncentrace CO₂

Koncentrace CO₂ v interiéru udává, kolik oxidu uhličitého se nahromadilo v uzavřeném prostoru, hlavně v důsledku dýchání lidí. Její sledování slouží k zajištění zdravého prostředí. Jedná se o ukazatel kvality vzduchu a větrání. Vysoká koncentrace:

• znamená nedostatečné větrání;
• ovlivňuje soustředění a výkon – už kolem 1 000 ppm může klesat kognitivní výkon a přichází únava;
• má zdravotní dopady – při vyšších hodnotách (nad 1 500–2 000 ppm) se mohou dostavit bolesti hlavy, ospalost nebo diskomfort.
  Které hodnoty lze považovat za optimální:
  
  • venkovní vzduch: ~ 420 ppm,
  • dobře větraný interiér: do 800 ppm,
  • hranice komfortu: do 1 000 ppm,
  • nad 1 500 ppm: špatná kvalita vzduchu, nutno větrat.

Tepelný odpor

Tepelný odpor R je fyzikální veličina, která vyjadřuje schopnost materiálu bránit prostupu tepla, tj. veličina charakterizující schopnost vedení tepla v materiálu. Funguje podobně jako elektrický odpor v elektřině. Čím vyšší je jeho hodnota, tím materiál lépe tepelně izoluje. Hodnoty R se pro běžné stavební materiály pohybují v rozmezí tisícin m²·K/W (ocel) až cca 12 m²·K/W (vakuovaný izolační panel). Základní vztah:

kde je

R

tepelný odpor,

d

tloušťka materiálu [m],

λ

tepelná vodivost materiálu [W/m·K].

Součinitel prostupu tepla

Součinitel prostupu tepla U je fyzikální veličina, která popisuje, jak dobře daná konstrukce propouští teplo a udává se v W/m²K. Tato veličina vyjadřuje, kolik tepla projde 1 m² konstrukce za 1 sekundu při rozdílu teplot 1 K (kelvin) mezi vnitřním a vnějším prostředím. Čím je hodnota U nižší, tím je konstrukce energeticky úspornější.

3. Sledované parametry vnitřního mikroklimatu

Sledování vnitřního mikroklimatu a pravidelné vyhodnocování shromážděných dat je nezbytnou součástí údržbového režimu historických budov. Sledování zahrnuje fázi kontrolní (sledování parametrů a jejich vyhodnocení), výkonnou (ovlivňování mikroklimatických parametrů) a optimalizační (procesní úprava způsobu údržby). Pravidelné monitorování parametrů vnitřního klimatu by mělo být provázáno s analýzou parametrů klimatu exteriéru. Standardně sledovanými parametry vnitřního mikroklimatu jsou:

• teplota [°C],
• relativní vlhkost vzduchu [% rel.],
• měrná vlhkost vzduchu [g/kg_such.vzd.],
• rosný bod [°C],
• cirkulace vzduchu [°C].

Teplota a relativní vlhkost vzduchu jsou parametry přímo měřitelné a měrná vlhkost s rosným bodem jsou parametry matematicky z nich odvoditelné. Lze tedy konstatovat, že teplota a relativní vlhkost vzduchu spolu souvisí a zásadně ovlivňují většinu fyzikálních a chemických procesů ve stavebních materiálech a vybavení daných prostor. Obecně lze konstatovat, že s rostoucí teplotou roste rychlost degradačních procesů. Cílem sledování těchto parametrů jsou zajištění podkladů pro jejich pravidelné vyhodnocování, zajištění optimálního prostředí pro uchovávání inventáře a pro konstrukční prvky stavby, zajištění optimálního prostředí pro pobyt osob při stanoveném režimu užívání a zajištění dalších specifik charakteristických pro konkrétní objekt (např. umožnění odparu zbytkové vlhkosti ze zdiva).

Důvody kontinuálního sledování mikroklimatu jsou:

• poznání dlouhodobého chování mikroklimatu v daném objektu;
• získání podkladů pro budoucí návrh a regulaci mikroklimatu;
• posouzení rizika kondenzace a podmínek vzniku plísní;
• plánování sanačních a konzervačních opatření.

Základními zásadami optimálního měření parametrů vnitřního prostředí jsou:

• čidla měřicích zařízení by měla být optimálně umístěna uprostřed místnosti v dostatečné vzdálenosti od zdrojů nadměrného tepla (žárovky, radiátory, okna), od míst nadměrného průvanu (u oken a dveří) a od míst, kde naopak není proudění vzduchu (kouty a rohy);
• interval sběru dat je jedna hodina;
• interval vyhodnocování shromážděných dat je jeden roční cyklus;
• přímo měřenými daty bývají teplota [°C], relativní vlhkost [% rel.], koncentrace CO₂ a daty dopočítávanými jsou měrná vlhkost [kg/g_such.vzd.] a rosný bod [°C];
• na základě vyhodnocených parametrů by měly být stanoveny:
  1. průměrné hodnoty za zvolené období;
  2. krátkodobé výkyvy a jejich příčiny;
  3. dlouhodobější období nadměrných a podměrných hodnot;
  4. riziková období vzniku plísní a kondenzace vodní páry na površích;
  5. specifikace příčin významnějších výkyvů;
  6. specifikace úprav způsobu údržby (parametrů nuceného režimu nebo režimu přirozeného větrání a topení).

Graf 3: Prostor nevytápěné kaple, průběh teplot v období dvou let (archiv autora)

Graf 4: Prostor nevytápěné kaple, průběh relativních vlhkostí v období dvou let (archiv autora)

Graf 5: Prostor nevytápěné kaple, průběh měrných vlhkostí v období dvou let (archiv autora)

Graf 6: Prostor nevytápěné kaple, průběh měrných vlhkostí v období srpna a září 2019 (archiv autora)

Graf 7: Reálný průběh změn koncentrace CO₂ v ložnici nezatepleného cihelného objektu obývané jednou osobou v období 8. 1. 2019 až 15. 1. 2020 [2]

4. Přirozené ovlivňování parametrů vnitřního mikroklimatu

Přirozené ovlivňování parametrů vnitřního mikroklimatu probíhá bez použití technických zařízení a je dáno především vnějšími klimatickými podmínkami, stavební konstrukcí budovy a činností jejích uživatelů. Na teplotu, vlhkost a kvalitu vzduchu působí tepelné zisky ze slunečního záření, tepelně-izolační vlastnosti obvodových konstrukcí, infiltrace a přirozené větrání okny či netěsnostmi, ale také vydávané teplo, vlhkost a oxid uhličitý od osob a vnitřních zdrojů (např. spotřebičů nebo osvětlení). Tyto vlivy se vzájemně vyrovnávají a určují rovnovážný stav mikroklimatu, který se může měnit v závislosti na počasí, denní době i způsobu využívání prostoru.

Ovlivnění vnějším prostředím zahrnuje:

• výměnu vzduchu v interiéru přes stávající otvory a průduchy;
• působení vnějšího klimatu na konstrukční prvky objektu (sluneční záření, tepelné zisky);
• existenci zdrojů vlhkosti (relativní vlhkost pronikajícího vzduchu, zemní vlhkost, havárie a zátoky).

Ovlivnění vnitřním prostředím zahrnuje:

• zvyšování vlhkosti a teploty vnitřního vzduchu přítomností a pohybem osob;
• zvyšování vlhkosti vzduchu difuzním transportem vody z vlhkých konstrukcí;
• sorpční výměnu danou vlastnostmi vnitřních předmětů;
• vlastnosti povrchové úpravy konstrukčních prvků (stěny, stropy, podlahy);
• zvyšování vlhkosti a teploty vzduchu provozem prostoru (vaření, koupání, přítomnost rostlin a zvířat);
• režim údržby.

5. Možnosti ovlivnění parametrů vnitřního mikroklimatu

Možnosti ovlivnění parametrů vnitřního mikroklimatu lze rozdělit na přirozené a nucené způsoby. Oba přístupy lze též kombinovat. Cílem je dosažení optimálních podmínek pro tepelnou pohodu, zdravé prostředí a energetickou úspornost budov.

Preventivní optimalizační opatření zahrnují:

• eliminaci vzniku podmínek pro rozvoj plísní;
• eliminaci vzniku podmínek pro vznik povrchové kondenzace;
• zabránění vzniku období nadměrně přesušeného nebo nadbytečně vlhkého vzduchu;
• zajištění podmínek pro optimální vysušování vlhkých konstrukcí (např. zdiva);
• zajištění podmínek pro optimální difuzní výměnu vodních par prostřednictvím sorpčních vlastností přítomného inventáře (zabránění jejich mechanické degradaci);
• zajištění kvality a čistoty vzduchu;
• zajištění optimální koncentrace CO₂;
• zajištění optimálního proudění vzduchu.

Možnosti ovlivňování mikroklimatu vnitřních prostor

• zabránění nárazovým výkyvům vnitřního mikroklimatu prostřednictvím systémové klimatické údržby
  
  • regulace provozu lidí
  • zajištění systému větrání (větrání okny a dveřmi, využití jejich orientace, využití měření a zkušeností)
  • zajištění systému topení
• úprava konstrukčního uspořádání konstrukcí (např. volba vhodné povrchové úpravy, zajištění vzduchové filtrace, využití tepelných zisků, využití akumulačních schopností materiálů atd.);
• zajištění režimu nuceného větrání či úpravy vzduchu;
• odvlhčení a odsolení konstrukcí stavby;
• vhodná volba režimu užívání a přítomného vybavení;
• stabilní relativní vlhkosti prostoru je možné dosáhnout některým z následujících způsobů:
  • je-li obsah vlhkosti ve vzduchu stabilní: udržovat co nejstabilnější teplotu;
  • je-li obsah vlhkosti ve vzduchu variabilní: měnit teplotu tak, aby se udržela konstantní φ (za předpokladu, že změny teploty nemají na stav objektů významný dopad);
  • je-li obsah vlhkosti ve vzduchu variabilní: zvlhčovat nebo odvlhčovat vzduch, aniž by to ovlivnilo teplotu (za předpokladu, že změny teploty mají významný dopad na stav objektů);
  • je-li obsah vlhkosti ve vzduchu variabilní: kombinovat obě výše uvedená řešení (za předpokladu že změny teploty nemají významný dopad na stav objektů).

6. Fenomén zateplení

V právním řádu České republiky platí, že u staveb chráněných jako památka (nemovité kulturní památky, památkové rezervace či zóny) má přednost ochrana kulturního dědictví nad zásahy, které by narušily jeho hodnotu; tedy například běžné zateplení fasády bez ochrany historických detailů je problematické.

Základní právní rámec

• zákon č. 20/1987 Sb. o státní památkové péči („památkový zákon“), který upravuje ochranu kulturních památek
• vyhláška č. 66/1988 Sb. k provedení památkového zákona
• zákon č. 283/2021 Sb. reguluje stavební díla a spolupracuje s památkovou ochranou

Důvodem zateplování objektů obecně je snížení tepelných ztrát budov a tím i spotřeba energie potřebné na vytápění nebo chlazení. Udržení stability teploty v interiéru a zvýšení vnitřní povrchové teploty obvodových konstrukcí zlepšují tepelný komfort interiéru. V případě vnějšího zateplení dochází k ochraně stavební konstrukce před negativními vlivy počasí, jako jsou vlhkost či mráz, čímž se prodlužuje její životnost. Zateplení historických budov by se mělo provádět tak, aby nenarušilo jejich vzhled a zároveň nepoškodilo původní konstrukce. Často se proto nepoužívá klasické vnější zateplení, ale spíše vnitřní zateplení s využitím speciálních materiálů, které umožňují zdivu „dýchat“. V rámci zateplení by se měly použít izolace a technologie, které regulují vznik a rozvoj kondenzace s následkem zhoršení tepelně-izolačních vlastností použitých materiálů, vzniku plísní nebo degradace historického zdiva. Cílem zateplení historické budovy je dosažení energetických úspor a zvýšení uživatelského komfortu, a to při zachování autenticity stavby a bez zásahu do jejího vzhledu či konstrukčních prvků.

Z čistě technického hlediska je nezbytné u plánovaného zateplení historických konstrukcí věnovat pozornost zejména dvěma fenoménům. V prvním případě jde o vnesení či umocnění kondenzační zóny v konstrukci a ve druhém případě jde o snížení difuzní propustnosti skladebného souvrství konstrukce. Obecně by měla být kondenzační oblast akceptovatelná pouze v materiálech, kde její přítomnost neškodí a kde nedochází k poklesu teplot do mrazové oblasti. Vždy musí být zajištěna aktivní bilance vodní páry. V případě dřevěných komponent skladby je vhodné kondenzační zónu zcela vyloučit. Navýšení difuzního odporu konstrukce úzce souvisí s možností vypařování nadbytečné vlhkosti z konstrukcí a zajištění (zachování) přirozeného prostupu iontů z exteriéru do interiéru. Následující tabulka 7 shrnuje předpoklady existence kondenzační zóny u jednotlivých typů zateplení historických konstrukcí. Obrázky 1 až 7 lokalizují oblasti kondenzačních zón u jednotlivých typů zateplení. Tabulka 8 podrobněji shrnuje vyhodnocené parametry jednotlivých skladeb.

Graf 8: Rozložení tlaků vodní páry v typické skladbě obvodového zdiva bez zateplení

Graf 9: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnějším zateplením EPS

Graf 10: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnějším zateplením z desek z pěnového skla

Graf 11: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnitřním zateplením EPS

Graf 12: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnitřním zateplením difuzně uzavřeným materiálem – deskami z pěnového skla

Graf 13: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnitřním zateplením difuzně otevřeným materiálem při uvažování vnitřní stabilní teploty 15 °C

Graf 14: Rozložení tlaků vodní páry ve skladbě s vnitřním zateplením difuzně otevřeným materiálem při uvažování vnitřní stabilní teploty 20 °C

Závěr

Zásady mikroklimatické údržby staveb

1. Vnitřní mikroklima historických staveb vyžaduje údržbu a lze jej ovlivňovat.
2. Údržba historických staveb zahrnuje fázi kontrolní (sledování parametrů a jejich vyhodnocení), výkonnou (ovlivňování mikroklimatických parametrů) a optimalizační (procesní úprava způsobu údržby).
3. Mezi nejčastěji přímo sledované parametry patří teplota, vlhkost, proudění vzduchu a koncentrace CO₂ a mezi odvozené sledované parametry patří rosný bod a měrná vlhkost vzduchu.
4. Příčinami zvyšování vlhkosti vzduchu v interiérech historických budov bývají transport vodní páry z vlhkých konstrukcí do interiéru, provozní zvyšování vlhkosti vzduchu přítomnými osobami a sorpční transport vody díky přítomným materiálům (omítky, dřevěný mobiliář, obrazy, kosti aj.).
5. Obecně lze konstatovat, že s rostoucí teplotou roste rychlost degradačních procesů.
6. Zvýšenou pozornost je žádoucí věnovat eliminaci vzniku podmínek pro vznik a rozvoj plísní, vznik a rozvoj kondenzace na površích materiálů, přirozeným vlhkostním potřebám jednotlivých materiálů, eliminaci významných výkyvů parametrů a klimatické pohodě užívání (pohyb vzduchu).
7. Dodatečné zateplení historických budov významně ovlivňuje chování vnitřního mikroklimatu a zvyšuje náročnost procesu mikroklimatické údržby (pohyb a výměna vzduchu).
8. V rámci větrání je nezbytné si uvědomit, že vzduch proudící z exteriéru do interiéru přichází do prostředí s jinou teplotou, a tudíž dochází ke změně jeho relativní vlhkosti (pokles v případě proudění z chladnějšího prostoru do teplejšího, a naopak nárůst v případě proudění z teplejšího exteriéru do chladnějšího interiéru).
9. Vznik kondenzátu na površích materiálů je zásadně ovlivněn jejich povrchovou teplotou, která je nižší nebo rovna tzv. rosnému bodu, a jeho hodnotu v interiéru lze přímo ovlivňovat regulací teploty vzduchu a relativní vlhkosti (snižování rel. vlhkosti způsobuje pokles hodnoty rosného bodu).
10. Teplotu vnitřních povrchů interiéru (konstrukce, inventář) lze dlouhodobě efektivněji udržovat řízeným topením a méně efektivně provozem vnitřního prostoru (uzavíráním, regulací pohybu osob aj.).
11. Zajištění přirozeného proudění vzduchu lze efektivně zajistit buď příčným větráním nebo větráním s využitím komínového efektu.
12. Optimalizace vnitřního klimatu spočívá ve zmírnění kolísání jeho jednotlivých parametrů (teplota, relativní vlhkost) a ve snaze přiblížení se optimálnímu stavu z hlediska měrné vlhkosti.
13. Existují materiály vnitřního inventáře se speciálními požadavky, které je nutno znát a podmínky deponie jim přizpůsobit (papírové archiválie, kosti aj.).

Literatura

1. ČERNÝ, Miroslav a NĚMEČEK, Miloslav. Mikroklima v historických interiérech. Praha: Národní památkový ústav, generální ředitelství, 2011. 72 s. ISBN 978-80-87104-82-8.
2. KUDRNÁČOVÁ, Lucie. Tepelně vlhkostní procesy v ostění oken historických objektů. Praha: České vysoké učení technické v Praze, Kloknerův ústav, 2021. Diplomová práce. Vedoucí práce Ing. Lukáš Balík.
3. ČSN EN 15665/Z1. Vnitřní klimatické parametry prostředí a jejich úprava – změna Z1. Praha: Český normalizační institut.
4. ČSN EN 15757. Ochrana kulturního dědictví – Specifikace pro teplotu a relativní vlhkost pro omezení mechanického poškození organických hygroskopických materiálů. Praha: Český normalizační institut.
5. ČSN EN ISO 10456. Stavební materiály a výrobky – Tepelně-vlhkostní vlastnosti – Tabulkové návrhové hodnoty. Praha: Český normalizační institut.
6. ČSN EN ISO 12571. Tepelně-vlhkostní vlastnosti stavebních materiálů a výrobků – Stanovení sorpčních izoterm. Praha: Český normalizační institut.
7. ČSN EN ISO 13788. Tepelně vlhkostní chování stavebních konstrukcí a prvků – Vnitřní povrchová teplota pro vyloučení kritické povrchové vlhkosti a kondenzace uvnitř konstrukce – Výpočtové metody. Praha: ÚNMZ, 2013.
8. ČSN EN ISO 12572. Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků – Stanovení prostupu vodní páry. Praha: Český normalizační institut, 2002.
9. ČSN 73 0540-1. Tepelná ochrana budov – Část 1: Terminologie. Praha: Český normalizační institut, 2005.
10. ČSN 73 0540-2. Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky. Praha: Český normalizační institut, 2025.
11. ČSN 73 0540-4. Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody. Praha: Český normalizační institut, 2005.
12. KOPECKÁ, Ivana. Fyzikální parametry klimatu. [přednáška]. Praha: Národní technické muzeum (NTM).
13. VAŇKOVÁ, Kateřina. Optimalizace vnitřního prostředí historické místnosti. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2016. Diplomová práce.
14. LYZSACZ, Michaela. Interní mikroklima v historických objektech: Využití adaptivního větrání pro úpravu tepelně vlhkostní složky. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2019. Diplomová práce.
15. Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby.
16. Nařízení č. 10/2016 Sb. hlavního města Prahy.
17. ŠOLC, Jakub a KOČÍ, Václav. Transport vlhkosti v cihelných materiálech při různých teplotách. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2019.
18. HALL, Christopher a HOFF, William D. Water Transport in Brick, Stone and Concrete. Boca Raton: CRC Press, 2002. ISBN 978-0-415-25093-9.
19. KABELE, Karel. Stavební fyzika. Praha: ČVUT, 2013. ISBN 978-80-01-05252-3.
20. HENS, Hugo. Building Physics: Heat, Air and Moisture. 2^nd ed. Berlin: Ernst & Sohn, 2012. ISBN 978-3-433-03080-7.
21. KÜNZEL, Hartwig M. Simultaneous Heat and Moisture Transport in Building Components. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 1995. ISBN 978-3-8167-4103-9.
22. FRAUNHOFER IBP. WUFI Material Database [online]. Dostupné z: https://wufi.de/en/
23. FOREST PRODUCTS LABORATORY. Wood Handbook: Wood as an Engineering Material. Madison: USDA Forest Service, 2010.
24. ŠÁLA, Josef. Tepelná technika. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2008. ISBN 978-80-214-3655-7.
25. DRCHALOVÁ, Jitka et al. Stavební fyzika – cvičení. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2012. ISBN 978-80-01-05000-6.
26. Technické listy výrobců stavebních materiálů (např. ISOVER, ROCKWOOL, YTONG, BAUMIT), dostupné z oficiálních webových stránek jednotlivých výrobců.
27. KÜNZEL, H. M. Simultaneous Heat and Moisture Transport in Building Components: One- and Two-dimensional Calculation Using Simple Parameters. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 1995. ISBN 3-8167-4103-7.
28. HENS, Hugo. Building Physics – Heat, Air and Moisture: Fundamentals and Engineering Methods with Examples and Exercises. 2^nd ed. Berlin: Ernst & Sohn, 2017. ISBN 978-3-433-03160-0.
29. CAPAROL. Technické listy nátěrových hmot [online]. Dostupné z: https://www.caparol.cz/
30. BAUMIT. Technické listy výrobků [online]. Dostupné z: https://www.baumit.cz/
31. WEBER (Saint-Gobain). Technické listy stavebních materiálů [online]. Dostupné z: https://www.cz.weber/
32. STO SE & Co. KGaA. Technical Data Sheets [online]. Dostupné z: https://www.sto.com/
33. DRKAL, František a ZMRHAL, Vladimír. Vzduchotechnika. Praha: ČVUT v Praze, 2013. ISBN 978-80-01-05269-4.