Reklama

Vliv způsobu stanovení vnitřního objemu budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti – 2. část

29.10.2012

Ing. Michaela Horáčková, Ing. David Bečkovský, Ph.D.

Recenzovaný

Seriál článků pojednává o způsobu stanovování výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti budovy a jejím vlivu na celkovou hodnotu průvzdušnosti a dále analyzuje vliv započítání prvků uvnitř vnitřního objemu budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti. Analýza byla provedena v rámci vysokoškolské kvalifikační práce na souboru 6 experimentálních rodinných domů a v určitých případech prokázala na celkovou hodnotu průvzdušnosti vliv jak výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti, tak především objemu prvků uvnitř měřeného prostoru jako je nábytek, vnitřní konstrukce nebo ostění otvorů.

Reklama

1. Úvod

V minulém dílu tohoto článku (1/3) byla představena problematika experimentálního ověřování vzduchotěsnosti, které probíhá na základě hodnot naměřených, spolu s hodnotami stanovenými výpočtem. V tomto výpočtovém stanovení lze, jak bylo nastíněno, najít jistou benevolenci. Byla představena analýza, provedená v rámci vysokoškolské kvalifikační práce na téma, jak moc lze výslednou úroveň vzduchotěsnosti prováděnými výpočty ovlivnit, a to za účelem možného následného sjednocení výpočtového postupu.

2. Výpočtové provedení analýzy

Za účelem stanovení vlivu výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti bylo sestaveno devět výpočtových variant (viz tab. 1), jakými lze určit polohu hranice obálky vzduchotěsnosti budovy a dále započítat vnitřní vybavení, příčky a jiné stavební konstrukce.

Tab. 1 Shrnutí vzniku výpočtových variant [zdroj: archiv autorky]
	Výpočtová hranice obálky budovy	Odečtení objemu vnitřního vybavení	Odečtení objemu příček	Přičtení objemu ostění otvorů	Označení
Var.1	Vrstva na straně interiéru	ne	ne	ne	INT
Var.2	Hlavní vzduchotěsnicí vrstva	ne	ne	ne	HVV
Var.3	80% obestavěného prostoru	ne	ne	ne	80%
Var.4	Vrstva na straně interiéru	ano	ne	ne	INT-vyb
Var.5	Hlavní vzduchotěsnicí vrstva	ano	ne	ne	HVV-vyb
Var.6	Vrstva na straně interiéru	ano	ano	ne	INT-(vyb+kce)
Var.7	Hlavní vzduchotěsnicí vrstva	ano	ano	ne	HVV-(vyb+kce)
Var.8	Vrstva na straně interiéru	ano	ano	ano	INT-(vyb+kce)+ost
Var.9	Hlavní vzduchotěsnicí vrstva	ano	ano	ano	HVV-(vyb+kce)+ost

Nábytek byl v experimentálních objektech A až D sepsán pro každou místnost, zaznamenány jeho rozměry popř. charakter (např. židle) a vypočítán (v případě kusů jako židle taxativně určen) objem pro každý kus. Měření objektů E a F předcházelo kvalifikační práci, proto u nich zaznamenání údajů o nábytku nemohlo být provedeno.

Objem příček, stejně jako objem ostění, byl vypočítán z projektové dokumentace jednotlivých experimentálních objektů.

Stavební neurčitost byla pro varianty 1–3 zadána při Blower Door testu experimentálních objektů do softwaru přímo. Stanovení stavební neurčitosti závisí na měřícím technikovi a jeho zkušenostech. Ve variantách 4–7 bylo třeba, po odečtení objemu nábytku, resp. nábytku a příček, určit zbývající hodnotu stavební neurčitosti. Dělo se tak procentuálním vyjádřením podílu objemu zbývajících výše jmenovaných prvků (ostění a příček, resp. ostění) na celkovém vnitřním objemu. Po zpřesnění vnitřního objemu odečtením objemu nábytku a příček a přičtením objemu ostění byla ve variantách 8 a 9 stavební neurčitost hodnocena jako nulová.

3. Experimentální objekty

Pro analyzování vlivu výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti byl zkoumán soubor 6 experimentálních objektů (viz obr. 1–6) ve fázi užívání objektu pro kontrolu dosažené úrovně vzduchotěsnosti. Jejich specifikace ve vztahu k výše popsaným výpočtovým variantám a možnému předpokládanému chování z hlediska vzduchotěsnosti je popsána tab. 2 níže.

Tab. 2 Specifikace experimentálních objektů [zdroj: archiv autorky]
Exp. objekt	Charakteristika objektu	Objem. faktor budovy `A`/`V` [m².m⁻³]	Počet podlaží	Vzdálenost vzduchotěsnicí vrstvy od vnitřního povrchu [mm]
Exp. objekt	Charakteristika objektu	Objem. faktor budovy `A`/`V` [m².m⁻³]	Počet podlaží	Stěny	Strop/Střecha	Podlaha
A	Montovaná dřevostavba	0,874	1	50	50	20
B	Kruhový objekt se slaměnou obvodovou stěnou	0,788	1	0	20	100
C	Zděný objekt	0,691	2	0	50	20
D	Zděný objekt	0,852	2	0	50	20
E	Zděný objekt	0,781	2	0	50	25
F	Zděný objekt	0,591	3	0	0	20

Obr. 1–6 Experimentální objekty A, B, C, D, E a F
[zdroj: A – www.bydleni.idnes.cz, čl. Postavil pro rodinu už třetí dům, tentokrát pasivní dřevostavbu, cit. 2012-01-10, B – www.kulatydum.cz, cit. 2012-01-10, C, D, E a F – archiv autorky]

4. Dílčí výsledky analýzy

4.1 Experimentální objekt B

Nejzajímavější výsledky poskytly výpočtové varianty u kruhového experimentálního objektu B. Při porovnávání samotných výpočtových objemů vstupujících do výpočtu intenzity výměny vzduchu n₅₀ z variant 1 až 3 (zohledňujících pouze polohu obálky vzduchotěsnosti budovy) byla zajímavá především varianta 3 sestavená z obestavěného prostoru, která oproti 1. variantě představovala téměř její 1,5násobek (!). Toto bylo způsobeno především započtením mocné vrstvy drti z pěnoskla, sloužícího jako základ, které se podílí na tepelně izolačních vlastnostech podlahy (v souladu se stanovením systémové hranice objektu dle TNI 73 0329 a TNI 73 0330) a započtením rovněž mocné vrstvy slámy ve stěnách a stropu. Varianty 4 až 9 se blížily 1. porovnávací variantě více, než tomu bylo u objektů ostatních (A, C a D). Tento fakt byl dán menší objemem nábytku, konstrukcí a objemu ostění otvorů v poměru k celkovému objemu objektu. Konkrétní porovnání pak nabízí následující graf (obr. 7):

Obr. 7 Porovnání velikosti objemů budovy dle jednotlivých výpočtových variant [zdroj: archiv autorky]

Následně se poté odchylky v objemech dle jednotlivých variant projevily i do hodnoty intenzity výměny vzduchu. Jasně patrný je opět velký rozdíl mezi variantou 1 a 3, kde ve variantě 3 je vzhledem k velké hodnotě výpočtového objemu budovy výsledná intenzita výměny vzduchu téměř 2/3 oproti 1. variantě. Přehledně jednotlivé hodnoty porovnává graf níže (obr. 8).

Obr. 8 Porovnání intenzity výměny vzduchu ovlivněné výpočtovým objemem budovy dle jednotlivých variant [zdroj: archiv autorky]

Nejen u toho objektu došlo k jevu, že stavební neurčitost ve variantách 4 a 5, stanovená přesným výpočtem jako neurčitost vyjadřující objem nosných konstrukcí a příček a objem ostění otvorů po odečtení objemu nábytku, přesahovala hodnotu stavební neurčitosti ve variantách 1 až 3, jež byla stanovená měřícím technikem in situ. Tento fakt upozorňuje na snadnost nesprávného určení hodnoty stavební neurčitosti, která ovlivňuje celkovou chybu výsledné veličiny průvzdušnosti. Stavební neurčitost 10 % ve variantách 1 až 3, určená při Blower Door testu, byla výrazně menší, než při přesném výpočtu, při kterém dosahovala 21–22 %. To se projevilo do celkové chyby intenzity výměny vzduchu, která při 10 % dosahovala ±12 %, zatímco přesněji vypočtených 21 % by představovalo chybu ±22 %.

Při hodnocení jednotlivých variant lze pozorovat vzájemné rozdíly, které se projeví i do závěrečného posouzení průvzdušnosti. Při jejím hodnocení pomocí varianty 3 lze objekt klasifikovat jako pasivní, zatímco všechny ostatní varianty hodnotu n₅₀ = 0,6 h⁻¹ překračují a splňují pouze mírnější požadavky na nízkoenergetický dům dle TNI 73 0329 (n₅₀ ≤ 1,5 h⁻¹) nebo dle ČSN 73 0540-2 pro objekty nuceně větrané se zpětným získáváním tepla (n₅₀ ≤ 1,0 h⁻¹). To může hrát významnou roli např. v dotačních programech.

4.2 Experimentální objekt F

Přínosné výsledky poskytly z druhého úhlu pohledu také výsledky experimentů na objektu F. Z důvodu absence soupisu nábytku a stanovení jeho objemu, byly pro objekt vypracovány první tři výpočtové varianty. Tyto výpočtové varianty objemu vykazovaly relativně malý rozdíl mezi první a druhou variantou (976 a 978 m³), který byl dán pouze změnou hranice obálky budovy v rámci podlahy o 20 mm mezi nášlapnou a vzduchotěsnicí roznášecí vrstvou. Naopak objem počítaný z obestavěného prostoru byl z pohledu kvalifikační práce netradičně menší oproti předešlým dvěma variantám. Tento fakt byl dán pravděpodobně hodnotou 80 %, která zřejmě neodpovídala skutečnosti, vnitřní prostor zabíral více než 80 % obestavěného prostoru. Vzájemné procentuální porovnání nabízí následující graf (obr. 9).

Obr. 9 Porovnání velikosti objemů budovy dle jednotlivých výpočtových variant

Z důvodu celkově značného objemu objektu se rozdíl mezi první a druhou variantou, 2 m³, v procentuálním porovnání neprojevil. Avšak u menšího objektu by se tato hodnota mohla jevit jako zajímavá.

Odpovídajícím způsobem se malý rozdíl mezi objemy 1. a 2. varianty neprojevil ani do výsledné intenzity výměny vzduchu. Porovnání poskytuje i následující graf (obr. 10).

Obr. 10 Porovnání intenzity výměny vzduchu ovlivněné výpočtovým objemem budovy dle jednotlivých variant

Objekt vzhledem ke své době výstavby (1970-1975) dosáhl poměrně dobrých výsledků a do limitní hodnoty n₅₀ = 4,5 h⁻¹ zbývá ještě značná rezerva. Z pohledu účelu kvalifikační práce byl zajímavý poznatek, jak se promítá do vlivu hranice obálky vzduchotěsnosti budovy objemový faktor budovy A/V. Uvedené výsledky nastiňují, že patrně čím menší je objemový faktor budovy, tím menší rozptyl hodnot n₅₀ při různých polohách hranice obálky vzduchotěsnosti budovy lze očekávat.

5. Závěr

Provedené experimenty, blíže představené na objektech B a F v předešlé kapitole tohoto článku (2/3), ukazují, že výslednou hodnotu průvzdušnosti lze hodnotami stanovenými různými postupy výpočtu vnitřního objemu budovy za určitých podmínek do jisté (někdy značné) míry ovlivnit.

Stručné shrnutí výsledků všech objektů, stejně jako závěry plynoucí z celé kvalifikační práce, která měla za úkol především analyzovat, jak velký vliv má poloha obálky vzduchotěsnosti budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti, uzavírají tento článek jeho poslední částí (3/3).

6. Poděkování

Tento článek vznikl za podpory projektu specifického výzkumu FAST-J-12-48 na Fakultě stavební VUT v Brně.

7. Seznam literatury

[1] HORÁČKOVÁ, Michaela. Vliv výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti. Brno, 2011. 97 s., 68 s. příl. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemního stavitelství. Vedoucí práce Ing. David Bečkovský, Ph.D.
[2] TNI 73 0330. Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění: Bytové domy. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010.
[3] TNI 73 0329. Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění: Rodinné domy. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010.
[4] ČSN EN 13 829. Tepelné chování budov – Stanovení průvzdušnosti budov: Tlaková metoda. Praha: Český normalizační institut, 2001.
[5] ČSN 73 0540-1. Tepelná ochrana budov: Terminologie. Praha: Český normalizační institut, 2005.
[6] ČSN 73 0540-2. Tepelná ochrana budov: Požadavky. 1. vyd., Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011.
[7] NOVÁK, Jiří. Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov. 1. vyd., Praha: Grada Publishing, a.s., 2008. Stavitel. ISBN 978-80-247-1953-5.

English Synopsis

Influence of determining the internal volume method to the total value of building airtightness – Part 2

Series of articles discusses the way of determination of setting the limits of the building envelope air-tightness and its influence on the total value of air permeability, and analyzes the influence of including the elements inside the building to the total value of air permeability. Analysis included 6 experimental houses and proofed the influence of calculated border of building envelope and above all the influence of inside elements like furniture or inside structures.