Vliv způsobu stanovení vnitřního objemu budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti – 3. část
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.
1. Úvod
V první části 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.
Druhá část článku (2/3) poté více představovala prostředky k analyzování předestřených problémů, stejně jako dílčí výsledky prováděných experimentů.
Tato poslední část článku (3/3) stručně shrne výsledky ostatních objektů, jež nebyly představeny v části 2, a dále přednese závěry plynoucí z celé kvalifikační práce, která měla za úkol především analyzovat, jak velký vliv má poloha obálky vzduchotěsnosti budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti a dále zkoumala vliv započtení prvků uvnitř měřeného objektu jako je objem vnitřních stěn, nábytku, dalšího interiérového zařízení, ostění otvorů, atd.
2. Shrnutí výsledků
Pro vyvození závěrů o vlivu hranice obálky vzduchotěsnosti budovy (výpočtová varianta 1 až 3) na hodnotu n50 shrnuje následující tabulka důležité vlastnosti experimentálních objektů a výsledky jejich analýz.
| Exp. objekt | Objem. faktor budovy A/V [m2.m−3] | Počet podlaží | Vzdálenost vzduchotěsnící vrstvy od vnitřního povrchu [mm] | Tloušťka konstrukce [mm] | Rozdíl v n50 mezi variantami 1,2 | Rozdíl v n50 mezi variantami 1,3 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Stěny | Strop/ /Střecha | Podlaha | Stěny | Strop/ /Střecha | Podlaha | Vnitřní povrch vs. vzduchotěsnící vrstva | Vnitřní povrch vs. 80 % obest. prostoru | |||
| A | 0,874 | 1 | 50 | 50 | 20 | 530 | 515 | 515 | 6 % | 26 % |
| B | 0,788 | 1 | 0 | 20 | 100 | 600 | 855 | 770 | 4 % | 32 % |
| C | 0,691 | 2 | 0 | 50 | 20 | 450 | 230/250 | 270 | 2 % | 5 % |
| D | 0,852 | 2 | 0 | 50 | 20 | 450 | 200/370 | 270 | 2 % | 11 % |
| E | 0,781 | 2 | 0 | 50 | 25 | 450 | 170 | 125 | 1 % | 4 % |
| F | 0,591 | 3 | 0 | 0 | 20 | 450 | 300 | 55 | 0 % | 4 % |
Dále pro analyzování vlivu dříve zmiňovaných prvků uvnitř objemu budovy na intenzitu výměny vzduchu (výpočtová varianta 4 až 9) uvádí tabulka níže shrnutí, jaký objem prvky v celkovém objemu experimentálních objektů zaujímaly a následný vliv jejich uvažování na hodnotu n50 v porovnání s hodnotou n50 bez jejich započítání.
| Exp. objekt | Objem nábytku z celk. objemu [%] | Průměrný rozdíl v n50 mezi variantami 1 (2) a 4 (5) [%] | Objem vnitřních konstrukcí z celkového objemu [%] | Průměrný rozdíl v n50 mezi variantami 1 (2) a 6 (7) i se započtením objemu nábytku [%] | Objem ostění z celk. objemu [%] | Průměrný rozdíl v n50 mezi variantami 1 (2) a 8 (9) i se započtením objemu nábytku a vnitřních kcí [%] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 18,5 | 22,5 | 4,2 | 29,0 | 1,8 | 26,5 |
| B | 11,5 | 12,5 | 8,5 | 24,5 | 2,3 | 21,0 |
| C | 12,4 | 14,0 | 10,7 | 30,0 | 2,2 | 26,0 |
| D | 10,9 | 12,0 | 7,4 | 22,5 | 2,5 | 18,0 |
Pro poslední analýzu vlivu způsobu zahrnutí vnitřního vybavení, konstrukcí a ostění otvorů do vnitřního objemu budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti, resp. její chybu je uvedena ještě následující tabulka.
| Exp. objekt | Stavební neurčitost odhadem stanovená při měření [%] | Chyba n50 ze stavební neurčitosti stanovené při měření [%] | Stavební neurčitost přesněji stanovená z objemu vnitřních prvků [%] | Chyba n50 ze stavební neurčitosti stanovené z objemu vnitřních prvků [%] |
|---|---|---|---|---|
| A | 20 | ±21 | 24 | ±25 |
| B | 10 | ±12 | 21 | ±22 |
| C | 10 | ±12 | 25 | ±26 |
| D | 10 | ±12 | 20 | ±21 |
3. Vyvozené závěry
Při porovnávání výsledků z jednotlivých experimentálních objektů byly z prvních třech výpočtových variant, které se vztahují k hranici obálky vzduchotěsnosti budovy, vyvozeny tyto závěry.
Poloha výpočtové hranice obálky vzduchotěsnosti budovy má vliv na celkovou hodnotu průvzdušnosti.
Byl-li vnitřní objem stanoven procentuálně, 80 % z obestavěného prostoru, kdy byla hranice obálky budovy na vnějším líci konstrukcí, pak měla na hodnotu n50 vliv především tloušťka konstrukcí na obálce budovy. Rozptyl hodnot průvzdušnosti jednotlivých objektů byl dán tím, jak moc odpovídala hodnota 80 % skutečnému poměru mezi vnitřním objemem a obestavěným prostorem objektu.
Zkoumané konstrukce značných tloušťek (500–900 mm) na celé obálce objektu vykazovaly při stanovení vnitřního objemu procentuálně na celkovou intenzitu výměny vzduchu vzhledem k n50, vyčíslené pomocí objemu ohraničeného vnitřními povrchy, významný vliv. Průměrně se jednalo o rozdíl 29 %, což bylo dáno nadhodnocenou konstantou 0,8. Toto nadhodnocení, pak vede u testovaných a analogicky rozsáhlých objektů k mnohem příznivějšímu výsledku, než je skutečnost.
U běžných a menších tloušťek konstrukcí objektu (do 450 mm) byl rozptyl hodnot u testovaných rodinných domů menší, průměrně 4 %, v závislosti na kompaktnosti objektu. Ani tato menší hodnota rozptylu však není, zejména v případech energeticky úsporných budov, zanedbatelná a může znamenat příznivější výsledek (splnění limitní hodnoty), jenž neodpovídá skutečnému vnitřnímu prostoru a chování budovy.
Při postupu přesněji stanoveného vnitřního objemu budovy ohraničeného vnitřními povrchy nebo vzduchotěsnící vrstvou vykazoval soubor experimentálních objektů tyto výsledky. Nezanedbatelný vliv na intenzitu výměny vzduchu ohraničeného vzduchotěsnící vrstvou měla ve skupině zkoumaných objektů hranice obálky budovy tvořená vzduchotěsnící vrstvou, která byla ve všech konstrukcích odlišná od vnitřního povrchu konstrukce, tento činil 6 %.
V ostatních případech, kdy byla nejméně jedna vzduchotěsnící vrstva shodná s vnitřním povrchem (nejčastěji omítka stěn), byl tento vliv minimální – průměrně 1,8 %, umocněný poměrem, jakým se daná konstrukce podílela na obálce budovy. Např. u stěn, kdy byla vzduchotěsnicí vrstva shodná s vnitřním povrchem a u ostatních konstrukcí se lišila, klesal rozptyl hodnot n50 s podlažností objektu.
Dále, na základě analýzy vlivu prvků uvnitř měřeného objemu budovy na celkovou hodnotu průvzdušnosti, byly stanoveny tyto závěry:
Objem interiérového vybavení, vnitřních konstrukcí a ostění otvorů má při jeho započítání významný vliv na velikost vnitřního objemu, a tím na celkovou hodnotu průvzdušnosti.
V souboru experimentálních objektů tyto prvky zaujímaly 20–25 % vnitřního objemu, konkrétně nábytek v průměru nezanedbatelných 13,3 %, vnitřní konstrukce průměrně 7,7 % a ostění otvorů v průměru 2,2 %.
Tento objem, zahrnutý do vnitřního objemu budovy (u nábytku a konstrukcí odečtením, u ostění přičtením), poté ovlivnil i hodnoty intenzity výměny vzduchu, v průměru o cca 23 %, což je hodnota velmi významná pro všechny typy objektů. Vzhledem k největšímu procentuálnímu zastoupení nejvíce n50 ovlivnil objem nábytku, o cca 15,3 %. Dále objem vnitřních konstrukcí, který je odvislý od konstrukce objektu, výskytu nosných stěn v interiéru, členitosti vnitřního prostoru, apod., 11,3 %. Objem ostění měl vliv nejmenší, průměrně 3,6 %.
Při postupu zahrnutí objemu interiérového vybavení, vnitřních konstrukcí a ostění otvorů pouze do tzv. stavební neurčitosti odhadem stanovené na místě měření, došlo u všech případů k podhodnocení této veličiny, a to u většiny objektů více než dvojnásobně. Tento fakt měl v důsledku dopad na iluzorně malou chybu výsledné intenzity výměny vzduchu, která neodpovídala skutečnosti. Skutečná chyba n50 se na panelu zkoumaných objektů pohybovala ve variantách 1–3 okolo ±24 % (stanovená z vypočtené stavební neurčitosti odvozené z objemu vnitřních prvků), místo původních ±14 %.
Chyba n50 však nebývá vždy u samotné intenzity výměny vzduchu dokládána (příkladem může být protokol o průběhu a vyhodnocení testu generovaný softwarem TECTITE Express Manual). Dále potom může být objekt posuzován podle hodnoty zatížené významnou, avšak neuvažovanou, chybou. To může například vyústit v situaci, že nechá-li si majitel objektu aspirujícího na dosažení energeticky pasivního standardu vypracovat dvě nezávislá měření, v nichž jeden technik napočítá do vnitřního objemu i přesně objemy všech zmiňovaných prvků, zatímco druhý je zahrne stavební neurčitostí, pak druhá ze zjištěných hodnot může na rozdíl od první znamenat splnění hodnoty n50 ≤ 0,6 h−1, a tím kupříkladu získání dotací značné výše v rámci různých dotačních programů.
4. Závěr
Výše popsané závěry byly sumarizovány pro poměrně nízký počet zkoumaných budov. Uvedené hypotézy vyžadují pro svou větší váhu a jednoznačnější, obecnější závěr větší soubor experimentálních objektů.
I přes nízký počet experimentálních objektů však provedené experimenty ukázaly možnost velkého ovlivnění celkové hodnoty průvzdušnosti způsobem stanovení vnitřního objemu budovy. Hodnoty intenzity výměny vzduchu se tak v některých případech pohybovaly v rámci jednoho objektu pod i nad limitní normovou hodnotou průvzdušnosti. Tento fakt může vést k otázce: „Má smysl velká snaha o dosažení konkrétní nízké číselné hodnoty průvzdušnosti, když objekt i jinak bezproblémově funguje a bydlení v něm splňuje všechna majitelova očekávání?”
Závěrem lze říci, že vzduchotěsnost jako taková (pokud je o její co nejlepší úroveň snaha) většinou motivuje k propracovanější projekční přípravě objektu a pečlivějšímu provedení prací při jeho realizaci. Celkově se tak může zvyšovat kvalita stavebních děl.
5. Poděkování
Tento článek vznikl za podpory projektu specifického výzkumu FAST-J-12-48 na Fakultě stavební VUT v Brně.
6. 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.
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.