Reklama

Řešení problematiky povrchové kondenzace vodní páry

7.6.2010

doc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D., Stavební fakulta VŠB TU Ostrava

Recenzovaný

Příspěvek pojednává o problematice nežádoucí kondenzace vodní páry na vnitřním povrchu stavebních konstrukcí. V příspěvku jsou analyzovány stavebně fyzikální příčiny povrchové kondenzace vodní páry. Dále je zde pojednáno o možnostech technických opatření vedoucích k eliminaci uvedeného negativního jevu.

Reklama

1. Úvod

Jedním z požadavků na stavby, které jsou formulovány v § 10 Vyhlášky č. 268/2009 Sb. [9] a jejichž účelem je ochrana zdraví, zdravých životních podmínek a životního prostředí, je také požadavek týkající se vlhkosti na povrchu stavebních konstrukcí v interiérech budov. Uvedeným ustanovením je dáno, že vlhkost povrchu stavebních konstrukcí, jejíž původ může být i jiný, než je kondenzace vodní páry (např. vzlínání vody v konstrukcích situovaných v kontaktu s podložím, zatékání srážkové vody apod.) nesmí ohrožovat také zdraví či zdravé podmínky uživatelů budov. S ohledem na velký rozsah problému je v rámci tohoto příspěvku pojednáno pouze o problematice povrchové kondenzace vodní páry na vnitřním povrchu stavebních konstrukcí.

2. Příčiny povrchové kondenzace vodní páry

Atmosférický vzduch obsahuje vodní páru. Množství vodní páry obsažené ve vzduchu uvnitř budovy závisí především na způsobu jejího užívání. Tedy na zdrojích vodní páry zde situovaných. Ty mohou být různé. Několik příkladů je uvedeno v tab. 1.

Množství vodní páry obsažené ve vzduchu je charakterizováno jeho vlhkostí. Pokud má předmět, který je obklopován vzduchem o určité teplotě a relativní vlhkosti teplotu nižší než je teplota rosného bodu, dochází na jeho povrchu ke kondenzaci vodní páry. Ve stavebních objektech jsou z tohoto hlediska kritickými místy především:

Výplně otvorů v obvodových stěnách (okna, venkovní dveře, výkladce apod.).
Svislé kouty.
Vodorovné kouty u obvodových stěn v místech kontaktu se stropy či podlahami, resp. podlahami na terénu.
Vodorovné kouty u vnitřních stěn, jestliže tyto oddělují místnosti s výrazně odlišnými vnitřními teplotami.
Tepelné mosty v obvodových stěnách, střechách, ve vnitřních stěnách, nebo stropech, které oddělují místnosti s výrazně odlišnou teplotou vnitřního vzduchu.
Ostění, nadpraží a parapety u oken, ostění a nadpraží u venkovních dveří.

Člověk při lehké činnosti při středně těžké práci při těžké práci	30 - 60 g/h 120 - 200 g/h 200 - 300 g/h
Koupelna s vanou se sprchou	700 g/h 2600 g/h
Kuchyně při vaření průměrně denně	600 - 1500 g/h 100 g/h
Sušení prádla (pračka na 4,5 kg) odstředěného mokrého kapajícího	50 - 200 g/h 100 - 500 g/h
Bazény (volné vodní plochy)	40 g/m².h
Rostliny pokojové květiny, např. fialka (Viola) rostliny v květináči, např. kapradina (Comptonia asplemifolia) fikus střední velikosti (Ficus elastica)	5 - 10 g/h 7 - 15 g/h 10 - 20 g/h

Tab. 1: Zdroje vodní páry a množství její produkce [1]

Pokud jde o výplně otvorů v obvodových stěnách (okna, venkovní dveře, výkladce apod.) příčinou povrchové kondenzace vodní páry zde je, že vnitřní povrchové teploty u těchto konstrukcí často bývají nižší než teplota rosného bodu vnitřního vzduchu. Požadavky na tepelně technické vlastností výplní otvorů, včetně požadavků na jejich nejnižší vnitřní povrchové teploty jsou uvedeny v § 28 Vyhlášky č. 268/2009 Sb. [9] .

Místa uvedená v bodech 2 až 4 jsou kritickými z hlediska povrchové kondenzace vodní páry z toho důvodu, že jejich povrchová teplota bývá vždy nižší než povrchová teplota okolních konstrukcí. To je zapříčiněno dvourozměrným, případně také třírozměrným vedením tepla na rozdíl od jednorozměrného vedení tepla, jež se uskutečňuje například v plochách stěn. Pak je jen otázkou, zda teplota jejich vnitřního povrchu je vyšší či nižší než teplota rosného bodu vnitřního vzduchu, která odpovídá jeho teplotě a relativní vlhkosti.

Pro ilustraci jsou na obr. 1 až 3 znázorněny průběhy teplot ve svislém koutě a u spodních staveb nepodsklepeného a podsklepeného objektu, resp. u jejich vodorovných koutů.

Obr. 1: Ukázka průběhu teplot u svislého koutu obvodového zdiva z plných cihel o tl. 450 mm.
Výstup z programu AREA 2009 [4])

Obr. 2: Ukázka průběhu teplot u spodní stavby nepodsklepeného objektu bez tepelné izolace v podlaze.
Výstup z programu AREA 2009 [4])

Obr. 3: Ukázka průběhu teplot u spodní stavby a stropu nad suterénem u podsklepeného objektu bez tepelné izolace v podlaze.
Výstup z programu AREA 2009 [4])

Příčina výrazně nižších teplot ve svislých a vodorovných koutech v nadzemní i v podzemní části budov spočívá také ve skutečnosti, že u staveb realizovaných v dřívějších dobách byly na obvodové konstrukce (stěny a podlahy na terénu) kladeny výrazně nižší tepelně technické požadavky, než je tomu v současné době (viz ČSN 73 0540-2 [2] ).

Obr. 4: Kondenzace vodní páry s výskytem plísní na vnitřním povrchu obvodových stěn ve svislém koutě

Obr. 5: Kondenzace vodní páry s výskytem plísní na vnitřním povrchu obvodových stěn ve vodorovném koutě

Tepelné mosty jsou místa, jejichž součinitel prostupu tepla je výrazně vyšší, než u okolních konstrukcí. Z toho pak plyne, že povrchové teploty jsou u tepelných mostů výrazně nižší, než u ostatních konstrukcí. Pak už, stejně jako v ostatních případech, záleží jen na tom, zda teplota jejich vnitřního povrchu je vyšší či nižší než teplota rosného bodu vnitřního vzduchu, která odpovídá jeho teplotě a relativní vlhkosti.

Obr. 6: Příklad tepelného mostu v místě vodorovného koutu
kontakt obvodové stěny a ploché střechy

Obr. 7: Ukázka průběhu teplot u tepelného mostu v místě vodorovného koutu
kontakt obvodové stěny a ploché střechy . Výstup z programu AREA 2009 [4])

Obr. 8: Kondenzace vodní páry v místě tepelného mostu kontakt obvodové stěny
a šikmé střechy (nedostatečná tepelná izolace obvodové stěny)

Povrchová kondenzace vodní páry v místech ostění, nadpraží a parapetů u oken a stejně tak v místech ostění a nadpraží venkovních dveří vzniká taktéž z důvodu nízkých povrchových teplot, které jsou v uvedených místech nižší, než je teplota rosného bodu vnitřního vzduchu, která odpovídá jeho teplotě a relativní vlhkosti. Příčiny nízkých povrchových teplot však mohou být:

Nedostatečné tepelně technické parametry okenního rámu, ostění či připojovací spáry.
Ochlazování uvedených ploch v důsledku nadměrné infiltrace venkovního vzduchu, která je zapříčiněna netěsností spár oken či dveří.
Kombinace obou uvedených způsobů.

Obr. 9: Kondenzace vodní páry s výskytem plísní na vnitřním povrchu
obvodových stěn v místě ostění u vchodových dveří

Dále je možno výskyt nežádoucí kondenzace vodní páry pozorovat, kromě jiného, obvykle také:

U objektů, které mají velkou tloušťku obvodových stěn (zpravidla historické budovy).
V místnostech, kde byla původní dřevěná okna nahrazena novými, která jsou velmi těsná proti infiltraci venkovního vzduchu.
V místnostech, resp. v celých objektech, kde v důsledku změny užívání vnitřního prostoru došlo ke zvýšení produkce vodní páry (např. v důsledku zavedení nové technologie).

U objektů, které mají velkou tloušťku obvodových stěn (např. historické budovy) zůstává v důsledku jejich velké tepelné setrvačnosti vnitřní povrchová teplota na obvodových stěnách i po zvýšení venkovní teploty v jarních měsících nadále nízká pod úrovní teploty rosného bodu, která odpovídá hodnotám teploty a relativní vlhkosti venkovního vzduchu. Venkovní vzduch o vyšší teplotě je schopen pojmout větší množství vodní páry a má tedy větší měrnou vlhkost (vodní obsah). A tím také vyšší teplotu rosného bodu. Vnikne-li tento vzduch dovnitř objektu, dojde ke kondenzaci vodní páry na vnitřním povrchu obvodových stěn (viz obr. 10).

Obr. 10: Kondenzace vodní páry na povrchu stěny v blízkosti podlahy
(objekt s vysokou tepelnou setrvačností)

V současné době nastává problém s povrchovou kondenzací vodní páry také v místnostech, kde byla původní dřevěná okna nahrazena novými, která jsou velmi těsná proti infiltraci venkovního vzduchu. Vodní pára, jež byla dříve nepřetržitě odvětrávána v důsledku infiltrace původními okny, nyní zůstává v místnosti, přičemž zároveň dochází k další produkci vodní páry v důsledku užívání místnosti (viz tab. 1). Tím dochází ke zvyšování měrné vlhkosti (vodního obsahu) vnitřního vzduchu (viz obr. 13 a 14). To má za následek zvýšení teploty rosného bodu vnitřního vzduchu nad hodnotu teploty povrchu některých stavebních konstrukcí. Výsledkem je kondenzace vodní páry na konstrukcích, které mají nízkou povrchovou teplotu.

Partneři projektu TZB-info 2010 - Regenerace bytových domů

Pokud jde o výskyt kondenzace vodní páry na povrchu stavebních konstrukcí v místnostech, resp. v celých objektech, kde v důsledku změny užívání vnitřního prostoru došlo ke zvýšení produkce vodní páry (např. v důsledku zavedení nové technologie), mechanismus jejího vzniku je podrobně popsán níže v kap. 2 (viz obr. 16 a 17).

2. Vlhkostní problémy zapříčiněné změnou v užívání vnitřních prostorů

Pokud ve stávajícím objektu změníme užívání, ať už jednotlivé místnosti nebo celé budovy, často s tím souvisí také změna podmínek vnitřního mikroklimatu tedy teploty a relativní vlhkosti vnitřního vzduchu. Se změnou teploty a relativní vlhkosti vzduchu se mění také jeho teplota rosného bodu. Pokud je teplota rosného bodu vnitřního vzduchu nižší než povrchová teplota stavebních konstrukcí, pak dochází ke kondenzaci vodní páry na jejich povrchu.

Z obecného hlediska zde mohou principielně nastat následující možnosti:

Snížení relativní vlhkosti vzduchu za konstantní nebo i vyšší teploty (t₁ = konst., resp. t₂ > t₁, φ₂ < φ₁, x₂ < x₁, t_s2 < t_s1). Viz obr. 11.
Snížení teploty vzduchu, přičemž dochází ke zvýšení relativní vlhkosti (t₂ < t₁, φ₂ > φ₁, x = konst., t_s = konst.). Viz obr. 12.
Snížení teploty vzduchu pod teplotu rosného bodu. (t₂ < t₁, φ₂ = 1, x₂ < x₁). Viz obr. 13.
Snížení teploty a změna relativní vlhkosti vzduchu (t₂ < t₁, x₂ < x₁, t_s2 < t_s1 φ₂ < φ₁, nebo φ₂ = φ₁, nebo φ₂ > φ₁). Viz obr. 14.
Zvýšení teploty vzduchu, přičemž dochází ke snížení relativní vlhkosti (t₂ > t_i, φ₂ < φ₁, x = konst., t_s = konst.). Viz obr. 12.
Zvýšení relativní vlhkosti vzduchu za konstantní teploty (t_i = konst., φ₂ > φ₁, x₂ > x₁, t_s2 > t_s1).
Viz obr. 13.
Zvýšení teploty a změna relativní vlhkosti vzduchu (t₂ > t₁, x₂ > x₁, φ₂ < φ₁ , nebo φ₂ = φ₁, nebo φ₂ > φ₁, t_s2 > t_s1). Viz obr. 14.

Obr. 11: Snížení relativní vlhkosti vzduchu za konstantní nebo i vyšší teploty - znázornění v Mollierově h-x diagramu

Obr. 12: Snížení teploty vzduchu - znázornění v Mollierově h-x diagramu.

Obr. 13: Snížení teploty vzduchu pod teplotu rosného bodu - znázornění v Mollierově h-x diagramu

Obr. 14: Snížení teploty a změna relativní vlhkosti vzduchu - znázornění v Mollierově h-x diagramu

Obr. 15: Zvýšení teploty vzduchu - znázornění v Mollierově h-x diagramu

Obr. 16: Zvýšení relativní vlhkosti vzduchu za konstantní teploty - znázornění v Mollierově h-x diagramu

Obr. 17: Zvýšení teploty a změna relativní vlhkosti vzduchu
znázornění v Mollierově h-x diagramu

Pokud jde o případy uvedené v bodech 1, 2, 4 a 5 pak zde z hlediska povrchové kondenzace vodní páry nebude problém. To proto, že v těchto případech dochází k zachování, resp. ke snížení teploty rosného bodu vnitřního vzduchu (t_s2 < t_s1, resp. t_s = konst.).

Jestliže dojde k výraznému snížení teploty vnitřního vzduchu až pod hodnotu teploty rosného bodu (viz bod 3), pak dochází k nasycení vzduchu vodní párou a k její kondenzaci jak v prostoru (tvorba mlhy), tak také na povrchu stavebních konstrukcí s nižší povrchovou teplotou. To proto, že vlivem výrazného snížení teploty vnitřního vzduchu dojde také k výraznému snížení povrchové teploty zejména obvodových stěn v zimním období taktéž pod hodnotu teploty rosného bodu. Tento případ však nastává většinou pouze u objektů, které se přestaly užívat a nejsou v zimním období vytápěny ani temperovány.

Problémy s kondenzací vodní páry na povrchu stavebních konstrukcí však zpravidla nastávají v případech uvedených v bodech 6 a 7. To proto, že zde dochází ke zvýšení teploty rosného bodu. Tedy: t_s2 > t_s1. Pokud dojde ke zvýšení teploty rosného bodu natolik, že přesáhne povrchovou teplotu obvodových (případně i vnitřních) stěn což je v převážné většině těchto případů, pak nastává povrchová kondenzace vodní páry.

To proto, že při zvýšení relativní vlhkosti vzduchu, resp. při zvýšení teploty a změně relativní vlhkosti vzduchu tak, že se zvýší měrná vlhkost (vodní obsah), dochází k prudkému zvýšení teploty rosného bodu. Ta pak bývá vyšší než povrchová teplota obvodových stěn, resp. dalších stavebních konstrukcí, čímž nastává povrchová kondenzace vodní páry.

Máme-li například vlhký vzduch o teplotě t = 20 °C a relativní vlhkosti φ = 50 %, jeho teplota rosného bodu je t_s = 9,26 °C. Zvýšíme-li jeho vlhkost na φ = 60 %, zvýší se teplota rosného bodu na t_s = 12 °C. Zvýšíme-li dále jeho vlhkost na φ = 80 %, zvýší se teplota rosného bodu na t_s = 16,44 °C. V teplotách rosného bodu je pak rozdíl větší než 7 °C.

V praxi se může se jednat například o zavedení nové technologie při které dochází k vyšší produkci vodní páry, zřízení nové koupelny apod.

3. Technická opatření při problémech s kondenzací vodní páry na vnitřním povrchu stavebních konstrukcí

Z výše uvedeného také plyne, že pokud je stávající objekt (resp. vnitřní místnost) využíván k určitému účelu a vyskytují se zde vlhkostní problémy zapříčiněné nevhodným užíváním, pak máme v následující možnosti:

Změnit užívání.
Provést úpravu obvodových konstrukcí.
Zajistit požadované parametry vnitřního vzduchu přirozeným větráním, nebo pomocí vzduchotechniky.
Kombinace uvedených možností.

3. 1 Změna užívání

Provedeme změnu užívání objektu či problematické místnosti tak, abychom snížili relativní vlhkost. Vnitřního vzduchu. Teplota vnitřního vzduchu může zůstat stejná, být zvýšena či snížena (viz kap. 2, bod 1 a 4, resp. obr. 8 a 11). Z hlediska technického je to způsob nejjednodušší, finančně nejméně nákladný. Neuvažujeme-li náklady potřebné k zajištění změny užívání (stěhování apod.). Z praktického hlediska je však tato možnost často nereálná.

Snížíme tedy relativní vlhkost vnitřního vzduchu a provedeme posouzení teplotního faktoru vnitřního povrchu v kritických místech (viz kap. 1, body 1 až 5) podle ČSN 73 0540-2 [2] např. pomocí výpočetního programu AREA 2009 [4] . Musí být splněna podmínka:

f_Rsi ≥ f_Rsi,N [-] (1)

kde:
f_Rsi [-] teplotní faktor vnitřního povrchu
f_Rsi,N [-] požadovaná hodnota nejnižšího teplotního faktoru vnitřního povrchu

V prostorách, kde se vyskytuje povrchová kondenzace vodní páry však nemusí být vždy nutně změněn způsob jejich užívání, ale často postačí pouze zajištění dostatečné výměny vzduchu běžným způsobem bez jakýchkoliv dalších úprav (např. u místností s okny, která jsou velmi těsná proti infiltraci venkovního vzduchu (např. plastová okna).

3. 2 Úprava obvodových konstrukcí

Provedeme úpravu obvodových konstrukcí (stěn a stropu, resp. střešního pláště) tak, aby tyto konstrukce byly vyhovující z hlediska aktuálních parametrů vnitřního vzduchu. To prakticky znamená odborný návrh a realizace patřičných stavebních úprav, návrh vhodných skladeb obvodových konstrukcí (zateplení, vložení parotěsné vrstvy) za účelem:

Zvýšení teplotního faktoru vnitřního povrchu v rizikových místech tak, aby byla splněna podmínka (1).
Snížení či úplného vyloučení kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce tak, aby byly splněny požadavky ČSN 73 0540-2 [2] ohledně vnitřní kondenzace vodní páry.
Snížení hodnoty součinitele prostupu tepla U tak, aby byl splněn požadavek ČSN 73 0540-2 [2] na jeho maximální hodnotu. Pokud nebude možné tento požadavek splnit, je třeba postupovat podle čl. 5. 2. 2 ČSN 73 0540-2 [2].

Posouzení uvedené v bodě 1. můžeme provést například pomocí výpočetního programu AREA 2009 [4]. Posouzení uvedená v bodech 2. a 3. můžeme provést například pomocí výpočetního programu TEPLO 2009 [3] .

V případě, že není možno splnit podmínku (1), což se týká zejména místností s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu φ_i > 60 %, pak je nutno postupovat podle příslušných ustanovení kap. 5 ČSN 73 0540-2 [2] . Zde se jedná o zajištění bezchybné funkce konstrukce při povrchové kondenzaci vodní páry, vyloučení nepříznivého působení kondenzátu na navazující konstrukce, zajištění odvodu kondenzátu, nebo snížení relativní vlhkosti vnitřního vzduchu v zimním období.

Úprava obvodových konstrukcí bývá zpravidla pracná a finančně nákladná. U některých typů objektů nebo konstrukcí může být proveditelná jenom částečně, popřípadě neproveditelná vůbec (např. u historických budov, resp. u objektů památkového charakteru apod.). O problematice historických budov je z tohoto hlediska pojednáno např. v [5], [6] a [7] .

Zároveň je třeba v rámci užívání zajistit také dostatečnou intenzitu výměny vnitřního vzduchu odpovídající hygienickým požadavkům pro dané prostředí.

Pokud jde o provedení parotěsné vrstvy, v těchto případech je možno s výhodou použít nátěrových či stěrkových hmot s vysokými hodnotami difúzního odporu. Je však nutné zajistit jejich řádné napojení na navazující konstrukce. Na tyto materiály je pak možné zpravidla jednoduché provedení vnitřních omítek či obkladů.

3. 2. 1 Některé možnosti řešení úprav obvodových konstrukcí

Problémy s kondenzací vodní páry na vnitřním povrchu stavebních konstrukcí mohou být řešeny například:

Celkovým dodatečným zateplením objektu.
Provedením dodatečné tepelné izolace spodní stavby.
Dodatečným vložení tepelné izolace do podlahy situované na terénu.
Provedením dodatečné tepelné izolace soklu.

a) Celkové dodatečné zateplení objektu

Pokud jsou uvedené problémy velkého rozsahu a pokud je provedení celkového dodatečného zateplení objektu možné, pak se provede tepelná izolace v celém rozsahu. To bude mít příznivý dopad nejen na problémy s povrchovou kondenzací vodní páry, ale také na celkovou tepelnou bilanci budovy a potřebu tepla na vytápění. Podrobné pojednání o dané problematice, která je značně rozsáhlá, čímž výrazně přesahuje rámec tohoto příspěvku, je možno nalézt v odborné literatuře z uvedené oblasti.

U některých typů objektů nebo konstrukcí však může být celkové dodatečné zateplení objektu neproveditelné (např. u historických budov, resp. u objektů památkového charakteru apod.). Nebo zde budou omezující okrajové podmínky (např. možnost provedení dodatečného zateplení pouze u spodní stavby či u stropní konstrukce pod půdním prostorem, možnost dodatečného zateplení pouze u části objektu např. v rámci několika místností apod.).

b) Provedení dodatečné tepelné izolace spodní stavby

To je výhodné zejména tehdy, pokud máme po obvodě objektu proveden výkop (například z důvodu provádění sanace vlhkého zdiva apod.). Je vhodné provést tepelnou izolaci obvodových stěn z expandovaného pěnového polystyrénu typu perimetr, nebo z extrudovaného polystyrénu. To ze dvou následujících důvodů:

Výrazně se sníží tepelné ztráty prostupem.
Dojde k posunutí kondenzační zóny směrem k exteriéru, resp. k úplnému odstranění kondenzace vodní páry uvnitř zdiva.

V důsledku posunutí kondenzační zóny směrem ven dojde ke zvýšení vnitřních teplot jak ve zdivu, tak také na jeho povrchu. Pokud zdivo vykazuje nadměrnou vlhkost, pak tato úprava zapříčiní taktéž rychlejší vysýchání nadměrně vlhkého zdiva směrem do interiéru. Následkem rychlejšího vysýchání zdiva dojde k rychlejšímu snížení jeho hmotnostní vlhkosti a splnění požadavku sanace tedy aby hmotnostní vlhkost ve zdivu byla nižší než 5 % (viz ČSN P 73 0610 [8] ). Snížením hmotnostní vlhkosti zdiva dojde také ke snížení jeho součinitele tepelné vodivosti λ a součinitele prostupu tepla U. Důsledkem toho bude další snížení tepelných ztrát prostupem.

Tepelně technické posouzení zdiva v jeho ploše se provede vhodným výpočetním programem (např. TEPLO 2009 [3]). Posouzení koutu se pak provede dvourozměrným vedením tepla - například pomocí výpočtového programu AREA 2009 [4].

Na obr. 18 je znázorněn příklad průběhu parciálních tlaků vodní páry u cihelné obvodové zdi ve spodní stavbě.

Obr. 18: Průběh parciálních tlaků vodní páry u cihelné obvodové zdi o tl. 450 mm s hydroizolací tvořenou
asfaltovým pásem Sklobit Extra a s tepelnou izolací z EPS Perimetr o tl. 100 mm (výstup z programu TEPLO 2009 [3])

c) Dodatečné vložení tepelné izolace do podlahy situované na terénu

To je vhodné, pokud na objektu probíhá sanace, při níž dojde k zásahu do podlahy situované na terénu (tedy v suterénu u podsklepených objektů, nebo v 1. nadzemním podlaží u nepodsklepených objektů). V takovém případě je třeba nutno zvážit možnost dodatečného vložení tepelné izolace do podlahy (z expandovaného pěnového polystyrénu typu perimetr, nebo z extrudovaného polystyrénu). To z následujících důvodů:

Dojde ke zvýšení povrchových teplot ve vodorovném koutu v místě podlahy.
Výrazně se sníží tepelné ztráty prostupem skrze konstrukci podlahy.

Pokud jde o snížení tepelných ztrát, to bude nutné zejména u podlah ve vytápěných místnostech situovaných na terénu. U nevytápěných místností může být dodatečné vložení tepelné izolace neekonomické. Zde pak může být vložena tepelná izolace ne v celé ploše podlahy, ale pouze v místě vodorovného koutu za účelem zvýšení povrchových teplot, což má vliv nejen na tepelné ztráty v místě koutu, ale také na snížení, resp. úplné vyloučení kondenzace vodní páry v daném místě. Na stěně v místě koutu je také možno provést vhodný typ tepelně izolační omítky. Návrh tepelné izolace v místě vodorovného koutu může mít velký význam zejména u objektů s vysokou tepelnou setrvačností, což jsou zděné objekty s velkými tloušťkami obvodových stěn (zejména historické budovy). Možnosti řešení jsou znázorněny na obr. 19 a 20.

Tepelně technické posouzení se provede podle ČSN 73 0540-2 [2] řešením dvourozměrného teplotního pole (např. pomocí výpočtového programu AREA 2009 [4]).

Obr. 19: Schéma vodorovného dolního koutu s tepelnou izolací v podlaze

Obr. 20: Schéma vodorovného dolního koutu s tepelnou izolací v podlaze a s tepelně izolační omítkou na vnitřní straně zdi

Obr. 21: Průběh teplot ve vodorovném dolním koutu bez úpravy. Výstup z programu AREA 2005
(předchozí verze AREA 2009 [4] ).

Obr. 22: Průběh teplot ve vodorovném dolním koutu s tepelnou izolací v podlaze (viz obr. 16).
Výstup z programu AREA 2005 (předchozí verze AREA 2009 [4] ).

Obr. 23: Průběh teplot ve vodorovném dolním koutu s tepelnou izolací v podlaze a s tepelně izolační omítkou
na vnitřní straně obvodové zdi (viz obr. 17). Výstup z programu AREA 2005 (předchozí verze AREA 2009 [4] ).

d) Dodatečná tepelná izolace základového pásu a soklu u nepodsklepených budov

Zásadní vliv na průběh povrchových teplot ve vodorovném koutu má materiál obvodové stěny, resp. tepelná izolace v místě soklu a tepelná izolace v podlaze hodnoty jejich součinitelů prostupu tepla U (viz obr. 22 a 24, resp. 27 a 28). Je tedy třeba zvolit vhodný materiál, resp. skladbu obvodové stěny a podlahy tak, abychom zajistili splnění podmínky (1) a zároveň další podmínky, které jsou požadovány v ČSN 73 0540 - 2 [2]. Svůj vliv zde má také skutečnost, jestli se jedná o budovu nepodsklepenou či podsklepenou (s vytápěným, nebo s nevytápěným suterénem). Tepelná izolace soklu může být provedena také v rámci celkového dodatečného zateplení objektu.

Tepelná izolace, umístěná na boční straně základového pásu u nepodsklepených budov má na průběh povrchových teplot v koutě v interiéru často jen malý vliv (viz obr. 27 a 28). Má však výrazný vliv na průběh teplot v zemině, v základovém pásu, v podlahových vrstvách i v části obvodové stěny v místě koutu, čímž výrazně ovlivňuje velikost tepelných ztrát koutem.

Na obr. 24 a 25 jsou uvedeny příklady řešení vodorovného koutu v místě podlahy u nepodsklepených budov bez tepelné izolace a s tepelnou izolací. Na obr. 26 a 27 jsou pro srovnání znázorněny průběhy teplot u těchto řešení.

Obr. 24: Vodorovný kout bez tepelné izolace v podlaze. Požadavek (1) ani další požadavky uvedené v ČSN 73 0540 - 2 [2] zde nejsou splněny - chybné řešení.

Obr. 25: Vodorovný kout s tepelnou izolací v podlaze, na boční straně základového pásu a v místě soklu. Pokud obě konstrukce vyhovují požadavku (1) a dalším požadavkům ČSN 73 0540 - 2 [8] - správné řešení.

Obr. 26: Příklad průběhu teplot u vodorovného koutu bez tepelné izolace (viz obr. 24) s obvodovou stěnou z plných cihel o tl. 450 mm. Výstup z programu AREA 2005 (předchozí verze programu AREA 2009 [4] ).

Obr. 27: Příklad průběhu teplot u vodorovného koutu s tepelnou izolací z pěnového polystyrénu o tl. 150 mm v podlaze, s obvodovou stěnou z cihel Porotherm o 44 P+D o tl. 450 mm a s tepelnou izolací z extrudovaného polystyrénu o tl. 100 mm v místě soklu a na boku základu (viz obr. 24). Výstup z programu AREA 2005 (předchozí verze programu AREA 2009 [4] ).

3. 3 Zajištění požadovaných parametrů vnitřního vzduchu přirozeným větráním, nebo pomocí vzduchotechniky

Pokud je to možné, zajistíme požadované snížení vlhkosti vnitřního vzduchu jeho řádnou výměnou přirozeným větráním. Pokud toto není možné, bude třeba využít vzduchotechniky. Tento způsob je však energeticky náročný a tím také finančně nákladný.

Pomocí vzduchotechniky (např. nuceným větráním, odvlhčováním apod.) je možno upravit parametry vnitřního vzduchu na požadované hodnoty tak, aby byla snížena jeho relativní vlhkost (viz obr. 8) a také dosaženo splnění podmínky (1). Provedeme tedy posouzení teplotního faktoru vnitřního povrchu v kritických místech (viz kap. 1, body 1 až 5) pro upravené parametry vnitřního vzduchu. Princip je stejný jako v případě změny užívání viz kap. 3. 1.

3. 4 Kombinace uvedených možností

Výše uvedené způsoby můžeme také kombinovat. Například snížíme relativní vlhkost vnitřního vzduchu a dodatečně provedeme tepelnou izolaci obvodové konstrukce. Tím dosáhneme:

Zvýšení teplotního faktoru vnitřního povrchu tak, aby byla splněna podmínka (1).
Snížení či úplného vyloučení kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce tak, aby byly splněny požadavky ČSN 73 0540-2 [2] ohledně kondenzace vodní páry uvnitř konstrukcí.
Snížení hodnoty součinitele prostupu tepla U tak, aby byl splněn požadavek ČSN 73 0540-2 [2] na jeho maximální hodnotu. Pokud nebude možné tento požadavek splnit, je třeba postupovat podle čl. 5. 2. 2 ČSN 73 0540-2 [2].

Tepelně technické posouzení se provede stejným způsobem jako v případě úpravy obvodových konstrukcí viz kap. 3. 2.

4. Závěr

Bez provedení některé z výše uvedených úprav hrozí riziko výskytu poruch způsobených nadměrnou kondenzací vodní páry, a to:

Na vnitřním povrchu stavebních konstrukcí tak, jak je popsáno v kap. 1.
Uvnitř obvodových konstrukcí, což může mít za následek:

Snížení jejich tepelně izolační schopnosti.
V případě dřevěných konstrukcí pak může být důsledkem jejich napadení biologickými škůdci (hnilobou, plísněmi, dřevokaznými houbami nebo hmyzem), což může vést i ke ztrátě únosnosti v důsledku totální destrukce (např. u nosných prvků dřevěných stropů, krovů, dřevěných hrázděných stěn atd.).

5. Literatura

[1] GERTIS, K., ERHORN, H. Wohnfeuchte and Wärmebrücken. HLH 36, 1985, 3.
[2] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov. Část 2: Požadavky (2007).
[3] SVOBODA, Z. TEPLO 2009 pro Windows. Výpočtový program pro PC.
[4] SVOBODA, Z. AREA 2009 pro Windows. Výpočtový program pro PC.
[5] Sborník konference Tepelná ochrana historických budov 2005. Praha, 2005. ISBN 80-02-01752-8.
[6] VAVERKA, J. A KOL. Stavební tepelná technika a energetika budov. Vysoké učení technické v Brně. Nakladatelství Vutium, 2006. ISBN 80-214-2910-0.
[7] SOLAŘ, J., JORDANOVÁ, V. Vybrané tepelně technické problémy u historických budov. Tepelná ochrana budov č. 2/2007. ISSN 1213-0907.
[8] ČSN P 73 0610 Hydroizolace staveb Sanace vlhkého zdiva Základní ustanovení. (2000)
[9] Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby.

English Synopsis

ISSUE OF SURFACE CONDENSATION OF WATER VAPOUR

The article deals with the issue of unwanted condensation of water vapour on internal surface of building structures. Building and physical conditions of surface condensation of water vapour is analysed. It discusses possibilities of technical solutions leading to elimination of the mentioned negative phenomenon – change of use, adjustment of peripheral structures, reaching the required parameters of internal air by natural ventilation or through air-conditioning.