Komplexní zateplení panelových domů v detailu - 2D výpočty tepelných mostů
V panelových domech žije téměř třetina občanů ČR a přes 30% domů již prošlo rekonstrukcí, přičemž téměř žádná rekonstrukce nevyužívá skvělý potenciál změny na moderní bydlení s nejvyšším užitným komfortem bydlení 21. století, tedy změny na domy pasivní.
1. Úvod
V panelových domech žije téměř třetina občanů ČR a přes 30% domů již prošlo rekonstrukcí, přičemž téměř žádná rekonstrukce nevyužívá skvělý potenciál změny na moderní bydlení s nejvyšším užitným komfortem bydlení 21. století, tedy změny na domy pasivní. K využití této šance je nutné opatření provádět komplexně a v logicky navazujících krocích. Hlavními úspornými opatřeními jsou řízená výměna vzduchu, kvalitní okna a dveře, dostatečné zateplení s důrazem na jeho spojitost bez tepelných mostů.
Pro ilustrování významu tepelných mostů byl náhodně vybrán pětisekční panelový bytový dům. Jde jen o referenční příklad dokumentující zavedené postupy, kterých je s malými obměnami většina, a tento zdaleka nepatří mezi zástupce těch nejhorších.
2. Tepelné mosty
Při jakémkoliv zateplení radikálně narůstá význam tepelných mostů (vazeb). Už i při běžných malých tloušťkách tepelné izolace zhoršují celkový činitel prostupu tepla obálkou budovy, což je v technických normách podchyceno pomocí přirážek k U-hodnotě. Při tepelných izolacích na úrovni pasivního domu s U-hodnotami kolem 0,1 W/(m2K) znamenají neřešené tepelné mosty zhoršení izolační schopnosti o 20 až 100%. Pokud taková izolace není souvislá, je U-hodnota pohoršena na 0,3 W/(m2K).
Mnohem zásadnější vliv tepelných mostů je v průběhu teplot na vnitřím povrchu všech konstrukcí. Pokud tato teplota klesne pod hodnotu rosného bodu, dochází ke kondenzaci vzdušné vlhkosti a konstrukce je dlouhodobě mokrá, což je dobré prostředí pro růst plísní a dalších organizmů, např dřevokazných hub. Voda v jakémkoliv materiálu také znamená zkrácení jeho životnosti.
Velikost tepelného mostu lze spočítat a je vyjádřena hodnotou lineárního (bodového) činitele prostupu tepla ψ (resp. χ) Jednotkou je W/(mK) (resp. W/K).
Hodnota činitele se běžně pohybuje v rozmezí ψ = 0,00 - 1,00 W/(mK). Může být i záporná, což ovšem neznamená, že nejde o slabší místo v konstrukci s možnými poruchami. Jen je to způsobeno tím, že jako výchozí se uvažují vnější rozměry domu.
Pasivní domy by měly být navrhovány "bez tepelných mostů", což znamená, že žádný tepelný most není vyšší než 0,01 (ψ < 0,01 W/(mK)), nebo součet všech tepelných mostů je roven nule.
V zahraničí se používá pouze pojem "tepelný most", my rozlišujeme mosty a vazby. Mosty, nejčastěji systematické, tedy pravidelně se opakující, jsou místní oslabení tepelné izolace v rámci jedné konstrukce (např. stěny). Tepelné vazby nejdou přiřadit žádné konstrukci, jsou vždy na styku dvou ploch (např. styk stěna - střecha, stěna - podlaha). Fyzikálně jde o stejnou veličinu, která ovlivňuje výpočet potřeby stejným způsobem.
3. Zateplení soklu
Obr. 2,3 Nevhodné ukončení zateplení nad terénem s hliníkovou zakládací lištou
Většina probíhajících zateplení panelových domů končí na podlaze přízemí. Izolační vrstva se přivede jen do roviny obytného prostoru a zakončí na soklu v rovině stropu sklepa. Navíc bývá sokl založen hliníkovou (dobře vodivou) zakládací lištou, která zaručeně "zruší" i několik desítek metrů čtverečních tepelné izolace (dnes už jsou na trhu plastové přerušené zakládací lišty). Z 2D výpočtu teplotních polí je vidět, že původní povrchová teplota v rohu podlahy byla původně 13,5 °C, po zateplení 10ti cm (bez soklu) vzrostla jen na 14,5 °C, takže dále hrozí kondenzace vlhkosti. Teprve po provedení souvislého zateplení až do terénu a zateplení stropní konstrukce včetně vnitřního lemu všech stěn je povrchová teplota 16,8 °C.
Obr. 4-9 Varianty provedení soklu: běžné zateplení 10cm, 15cm a soklová izolace, pasivní varianta
s 25cm grafitového EPS a soklové izolace 20cm
4. Osazení okna
Osazení okna je klíčový detail při realizaci pasivního domu. Hodnota tohoto mostu může zásadně zvýšit U-hodnotu osazeného okna, nebo může efektivně odstranit horší izolační schopnosti okenního rámu. Tepelná izolace by měla plynule přecházet na okno, takže okno by mělo být osazeno blíže k vnějšímu líci. Při osazení na původní nevyhovující místo je sice rychlá montáž a zednické práce, ale efekt je špatný a řešení je tím pádem krátkodobé. Pro výpočet byla zvolena varianta původního okna umístěného na vnitřním líci, což je nejnepříznivější případ s povrchovou teplotou kolem 9°C. Při správném osazení máme 17,4°C.
Obr.10-13 Nevhodné osazení okna: na původní místo bez zateplení ostění,
se zateplením ostění 20mm
Obr. 14-15 Energeticky pasivní řešení: s nulovou hodnotou činitele prostupu tepla
5. Lodžie
Řešení lodžie je velice problematické. Stěnové panely nepřerušeně vybíhají jako boky lodžie, původní tepelná izolace nijak nenavazuje a takto vzniklá žebra fungují jako chladič. Povrchové teploty v rohu místnosti jsou kolem kritických 10°C. Takto teplotně namáhaná část domu logicky musí trpět poruchami. Při zateplení je nutné celé "zabalit" bez přerušení, tedy i z vnitřní strany, čímž dochází ke zmenšení plochy lodžie a může nastat konflikt s okny. Ideálním řešením je "posunutí" prosklené obvodové stěny, čímž dojde k odstranění komplikovaných míst a zvětší se obytná plocha.
Obr. 17-22 Varianty zateplení boční stěny lodžie: nevhodně s oslabenou vnitřní izolací, se zužujícím se zateplením
50 - 250mm (stále nedostatečné), ideální varianta se zápornou hodnotou činitele prostupu tepla.
6. Závěr
Při běžné rekonstrukci panelového domu se mrhá skvělým potenciálem, který tyto domy mají. Návrh a provádění zateplení musí jít společně s podrobným návrhem, jak budou správně řešeny detaily napojení konstrukcí, jak bude zajištěna souvislá a nepřerušená tepelná obálku domu. Tím bude vyrovaný průběh teplot v konstrukci a zajistí se vyšší životnost opatření. 2D výpočty tepelných mostů nám dávají možnost podrobně posoudit povrchové teploty a stanovit činitele prostupu, které jsou nutné k posouzení potřeby tepla na vytápění, jež by pro pasivní domy měla být pod 15kWh/(m2a).
Za podklady a konzultace děkuji Alešovi Brotánkovi (AB atelier) Jiřímu Tokarovi (Dektrade) a Jiřímu Vápeníkovi (Kalksandstein).
Ke stažení
- AC Heating - katalog
- Fotografie instalací tepelných čerpadel AC Heating Convert
- Projekční podklady pro tepelná čerpadla vzduch-voda AC Heating Convert AW 6-16
- Regulační systém xCC
- Stavební připravenost pro tepelná čerpadla vzduch-voda AC Heating Convert AW
Almost one third of the people in the Czech Rep. live in panel buildings, 30% of which have already been renovated. However, almost no reconstruction project has used the great potential to change the buildings into modern housing with the highest comfort of the 21st century, i.e. to turn them into passive buildings. The main saving measures are solving the change of air, quality windows and doors, insulation with sufficient emphasis on the relationship without thermal bridges. In order to illustrate the importance of thermal bridges we have randomly selected a five-section block of flats. It is only a reference example of the documenting processes in place, in which minor changes are a majority, and this is not, by far, the worst representative...