Vzduchotěsnost dřevostaveb v souvislostech
Na diagnostickém pracovišti Atelieru DEK jsme za poslední čtyři roky provedli měření těsnosti Blower-Door test na více než 150 objektech. Sledovali jsme souvislosti mezi naměřenou hodnotou intenzity výměny vzduchu (n50) stanovenou metodou Blower-Door test a konstrukčními aspekty. Cílem bylo zhodnotit potenciál jednotlivých konstrukčních principů pro dosažení požadované vzduchotěsnosti. Dále bylo naším záměrem určit u jednotlivých konstrukčních principů charakteristické netěsnosti, které se u nich často opakují. V příspěvku uvádíme závěry naší analýzy.
1. Úvod
Na diagnostickém pracovišti Atelieru DEK jsme za poslední čtyři roky provedli měření těsnosti Blower-Door test na více než 150 objektech. Z celkového počtu měřených objektů byly zhruba dvě třetiny rodinné domy a z nich více než 60 bylo postaveno technologií na bázi dřeva. Byly měřeny stavby montované z celostěnových panelů i systémem tzv. letmé montáže, jedno i dvoupodlažní, stavby s provětrávanou fasádou i opatřené kontaktním zateplovacím systémem.
Sledovali jsme souvislosti mezi naměřenou hodnotou intenzity výměny vzduchu (n50) stanovenou metodou Blower-Door test a konstrukčními aspekty. Cílem bylo zhodnotit potenciál jednotlivých konstrukčních principů pro dosažení požadované vzduchotěsnosti. Dále bylo naším záměrem určit u jednotlivých konstrukčních principů charakteristické netěsnosti, které se u nich často opakují.
V příspěvku uvádíme závěry naší analýzy.
2. Vzduchotěsnost staveb
Při projektování domů se prakticky vždy předpokládá 100% provedení a na základě toho se také počítají předpokládané tepelné ztráty. Případná netěsnost v obalovém plášti může mít rozhodující vliv nejen na tepelné ztráty, ale i na životnost jednotlivých konstrukčních celků.
Problémy se vzduchotěsností se vyskytují především u lehkých montovaných konstrukcí, které obsahují velké množství spár - potenciálních netěsností. U dřevostaveb se týkají celé obálky budovy, u ostatních staveb se týkají šikmých střech a připojovacích spár výplní otvorů.
Vrstva zajišťující vzduchotěsnost může mít v obalové konstrukci libovolnou polohu vůči interiéru a exteriéru. Rozhodující je její spojitost. Ideální je, když se na zajištění vzduchotěsnosti podílí více vrstev. V masivních konstrukcích vzduchotěsnost nejlépe zajišťují monolitické vrstvy, např. betonové desky nebo omítky. U obalových konstrukcí dřevostaveb a u lehkých střešních konstrukcí se při zajištění vzduchotěsnosti musí uplatnit parotěsnicí vrstva a pojistná hydroizolační vrstva. Ty se vytvářejí z fólií lehkého typu ve spojích slepovaných. Parotěsnicí vrstvu lze vytvořit také z asfaltových pásů nebo z konstrukčních desek na bázi dřeva s přelepenými spoji. Jednou z vrstev, které významně přispívají ke vzduchotěsnosti obvodové stěny je správně provedený VKZS.
3. Popis měření vzduchotěsnosti zařízením Blower-Door test
Vzduchotěsnost, hodnocena jako průvzdušnost obálky budovy, se měří podle ČSN EN 13829 [3] zařízením Blower-Door test (obrázek 01). Ventilátorem se vytváří tlakový rozdíl mezi interiérem a exteriérem budovy (podtlak nebo přetlak) a stanovuje se objemový tok vzduchu (m3/h), který je zapotřebí pro udržení požadovaného tlakového rozdílu. Podrobněji je měření popsáno např. v [4] a [5]. Jak již bylo řečeno v úvodu, je výsledkem měření intenzita výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pa mezi interiérem a exteriérem. Hodnota uvádí, kolikrát za hodinu se celý objem vzduchu měřeného prostoru vymění při tlakovém rozdílu 50 Pa.
Podle účelu se v ČSN EN 13859 [3] rozlišují dvě metody měření:
Metoda A - měření budovy nebo prostoru v provozním stavu: před měřením se neprovádí žádná opatření, která by zlepšovala těsnost oproti běžně užívanému stavu. Tuto hodnotu lze použít pro účely stanovení skutečných ztrát objektu (včetně technologií).
Obrázek 01 - Měřící aparatura pro Blower-Door test
Metoda B - měření obálky budovy nebo prostoru: před měřením se uzavřou a utěsní všechny otvory, které nemají ovlivnit výsledky měření, obvykle se jedná o ventilátory, digestoře, komíny, sifony, prostupy do revizních šachet apod. Výsledná hodnota se používá pro hodnocení průvzdušnosti obálky domu. Doporučené hodnoty v ČR (dle ČSN 73 0540-2 [1]) a v sousedních zemích jsou uvedeny v tabulce 01.
Tabulka 01 - Doporučené hodnoty celkové intenzity výměny vzduchu n50 v h-1
4. Analýza statistického vzorku měření vzduchotěsnosti 60ti dřevostaveb
Soubor měřených staveb byl hodnocen z hlediska třech porovnávacích kriterií:
1 - Technologie výstavby: letmá montáž versus montáž z panelů
2 - Materiál parotěsnicí vrstvy: folie lehkého typu versus OSB desky
3 - Poloha tepelné izolace střechy: mezi krokvemi versus nad krokvemi
4.1 Kriterium 1 - Technologie výstavby
V prvním kriteriu byly vybrány všechny stavby v sloupkovém konstrukčním systému a rozděleny na ty, které se realizovaly tzv. letmou montáží na stavbě z jednotlivých prvků (sloupky, desky ...) a ty, které se montovaly z panelů.
 Graf 1.1 - Podíl zastoupení porovnávaných staveb |
 Graf 1.2 - Průměrná hodnota n50 [1/h] |
U letmé montáže bylo v průměru dosaženo o třetinu lepší hodnoty vzduchotěsnosti budovy než u panelového systému (Graf 1.2). Měřením se prokázalo, že i u staveb realizovaných v náročných podmínkách stavby je možné kvalitně provést vzduchotěsnicí vrstvy v ploše i v detailech.
Většina měřených panelových staveb měla parotěsnicí vrstvu z fólie umístěnou těsně pod vnitřní obkladovou deskou bez vzduchové vrstvy. Opakující se místa netěsností se nacházela právě na obvodových stěnách, zejména v místě styků obvodové stěny s příčkami nebo stropní konstrukcí a dále v místě zásuvek nebo vypínačů (Obrázek 02).
Obrázek 02 - Netěsnosti v oblasti zásuvek a vypínačů odhalené anemometrem a termovizní kamerou
Přestože výsledná čísla mluví spíše pro systém letmé montáže, je nutné zmínit, že u tohoto systému byl rozptyl výsledných hodnot n50 téměř dvojnásobný oproti panelovému systému. Z toho lze usuzovat, že domy realizované přímo v místě stavby systémem tzv. letmé montáže vykazují vyšší míru individuálnosti kvality provedení a je nutné dbát zvýšené kontroly v průběhu jejich realizace.
4.2 Kriterium 2 - Materiál parotěsnicí vrstvy stěn
Druhým kriteriem pro porovnání byl materiál parotěsnicí vrstvy na vnitřní straně obvodových stěn. Tato vrstva byla vytvořena buďto fólií lehkého typu nebo konstrukčními deskami (zejména deskami OSB).
 Graf 2.1 - Podíl zastoupení porovnávaných staveb |
 Graf 2.2 - Průměrná hodnota n50 [1/h] |
Ze souboru 60ti měřených dřevostaveb měla zhruba jedna desítka staveb parotěsnicí vrstvu vytvořenou OSB deskami. U těchto staveb bylo v průměru dosaženo nižší hodnoty n50 než u staveb s parotěsnicí vrstvou z folie lehkého typu. Tento rozdíl je však poměrně malý.
Zajímavým poznatkem je, že u žádné z deseti staveb s parotěsnicí vrstvou z OSB desek nebyly nalezeny netěsnosti způsobené poškozením nebo nesprávným provedením této vrstvy. Pokud se u zmíněných staveb nacházely významnější netěsnosti, souvisely s provedením detailů v místě napojení stěny na základovou konstrukci, strop či střechu a dále v místech připojovacích spár oken a dveří.
 |
 |
Obrázek 03 - Parotěsnicí vrstva z desek OSB (vlevo) a z fólie lehkého typu (vpravo)
U vybraných staveb jsme se pokoušeli postihnout podíl parotěsnicí vrstvy stěny na celkovou vzduchotěsnost konstrukce. U stavby RD v Jičíně jsme prováděli měření Blower-Door test ve fázi rozestavěné stavby, kdy bylo dokončeno vnější opláštění z desek OSB/3 tl. 15 mm s rovnou hranou a dále byla dokončena montáž desek tepelné izolace vnějšího kontaktního zateplovacího systému z EPS 70 F. Desky tepelné izolace byly na stěnu celoplošně lepeny a kotveny, základní vrstva VKZS zatím nebyla provedena. Ze strany interiéru byla obnažená sloupková konstrukce, nebyla tedy provedena parotěsnicí vrstva. Výsledek měření při podtlaku a přetlaku ukázal hodnotu n50 = 1,0 [1/h] což je hodnota, která by po dokončení stavby splňovala doporučení pro nízkoenergetické domy. Zmíněná skladba měla být přitom následně opatřena dvěma relativně vzduchotěsnými vrstvami - vnější fasádou a parotěsnicí vrstvou.
U dalšího objektu, tentokrát šlo o stavbu energeticky pasivního domu v Tachlovicích, jsme při prvním měření ve stavu rozestavěné stavby naměřili hodnotu n50 = 0,18 [1/h]. Stavba se nacházela ve stavu dokončeného vnějšího opláštění ze sádrovláknitých desek, celoplošně nalepených a nakotvených desek tepelné izolace vnějšího kontaktního systému bez základní vrstvy a dokončené parotěsnicí vrstvy z folie lehkého typu. Na střeše byla dokončena parotěsnicí vrstva z asfaltového pásu na bednění z desek OSB/3. Zhruba čtvrtina obvodových stěn v přízemí již měla dutinu mezi nosnými sloupky vyplněnou foukanou tepelnou izolací na bázi celulózy. Velmi nízká naměřená hodnota n50 nás přiměla k následujícímu pokusu. Do parotěsnicí vrstvy stěny v přízemí jsme vyřízli otvor o velikosti zhruba 200 x 200 mm (obrázek 04) a měření zopakovali. Naměřená hodnota n50 se po vyříznutí otvoru vůbec nezměnila. Otvor byl vyříznut do pole, které již bylo vyplněno foukanou izolací a ani při vytvořeném podtlaku přesahujícím 70 Pa nedocházelo k proudění vzduchu z otvoru.
Obrázek 04 - Otvor v parotěsnicí vrstvě o rozměrech 200 x 200 mm
Z výše uvedených souvislostí vyplývá, že na zajištění vzduchotěsnosti konstrukce obvodové stěny se vedle parotěsnicí vrstvy významně podílí i ostatní součásti skladby jakými jsou venkovní i vnitřní opláštění nebo vnější kontaktní zateplovací systém. Tento závěr však nelze chápat tak, že parotěsnicí vrstva nemusí být spojitá, naopak. Dominantní funkcí parotěsnicí vrstvy je zamezit pronikání vodních par do konstrukce, a tudíž musí být tato vrstva ve všech místech dokonale spojitá. Při návrhu a realizaci parotěsnicí vrstvy z folie lehkého typu nebo z desek OSB bychom vždy měli respektovat následující zásady:
- Minimalizace spojů - Je známo, že spoje jsou nejslabším místem parotěsnicích vrstev proto bychom měli využívat těsnicí systémy, u kterých je spojů co možná nejméně. U folií lehkého typu lze s výhodou využít rolí o šířce odpovídající konstrukční výšce místnosti. Jediné spoje parotěsnicí vrstvy jsou potom provedeny v místě napojení na patu stavby a u stropní konstrukce.
- Konstrukční zajištění spojů - Přestože je v dnešní době dostupná široká škála kvalitních lepicích pásek a tmelů, nelze předpokládat dokonalou těsnicí funkci těchto prostředků v průběhu desetiletí. Proto by lepený spoj parotěsnicí vrstvy měl být vždy sevřen mezi tuhými konstrukcemi, které budou zajišťovat jeho mechanickou odolnost. U fólií můžeme využít přítlačné lišty.
- Kontrola parotěsnicí vrstvy před zakrytím - Před zakrytím parotěsnicí vrstvy obkladovými deskami bychom vždy měli provést kontrolu spojitosti jednou z níže uvedených metod:
- vizuální kontrola - hledáme místa poškození parotěsnicí vrstvy
- kontrola přetlakem vzduchu při aplikaci foukané izolace - případné netěsnosti se projeví vylétáváním materiálu z otvoru (obrázek 05, podrobněji v [8])
- kontrola vytvořením podtlaku v objektu - zařízením Blower-Door test vytvoříme v objektu podtlak a hledáme místa kde do interiéru proudí vnější vzduch, využíváme prostý dotyk dlaně, anemometr nebo termovizní kameru
 |
 |
Obrázek 05 - Kontrola spojitosti parotěsnicí vrstvy při aplikaci foukané izolace, netěsnost se projeví vylétáváním materiálu z otvoru (vpravo)
4.3 Kriterium 3 - Poloha tepelné izolace střechy vzhledem ke krokvím
Střešní plášť svou plochou představuje až jednu třetinu ochlazované plochy rodinných domů. Ve třetím kriteriu porovnáváme dva způsoby provedení střešního pláště. V prvním případě je většina tepelné izolace umístěna mezi krokvemi (popřípadě mezi spodními pásy příhradových vazníků) a zbývající tepelná izolace je vložena pod krokve mezi profily nosné konstrukce vnitřních obkladových desek. Parotěsnicí vrstva je v tomto případě prováděna ze spodní strany nosné konstrukce střechy.
V druhém případě je veškerá tepelná izolace umístěna nad krokvemi. Parotěsnicí vrstva je montována shora na souvislém bednění.
K tomuto hodnotícímu kriteriu jsme přistoupili vzhledem k rostoucímu počtu realizací nadkrokevních systémů v posledních několika letech. Realizované stavby s nadkrokevním systémem izolace střechy jsou v dalším textu rozebrány podrobněji.
 Graf 3.1 - Podíl zastoupení porovnávaných staveb |
 Graf 3.2 - Průměrná hodnota n50 [1/h] |
Z grafu 3.2 je patrné, že u staveb s tepelnou izolací umístěnou nad krokvemi byla v průměru naměřena téměř poloviční intenzita výměny vzduchu než u staveb s tepelnou izolací střechy mezi krokvemi. Tento významný rozdíl nás přiměl k podrobnějšímu studiu tohoto hodnotícího kriteria.
U šikmých střech je v naprosté většině případů parotěsnicí vrstva rozhodující pro vzduchotěsnost celé skladby. Z tohoto důvodu je velmi důležité zajistit dobrou proveditelnost a kontrolovatelnost parotěsnicí vrstvy střechy.
Řešení skladby šikmé střechy s izolací mezi krokvemi a parotěsnicí vrstvou z fólie lehkého typu se z hlediska proveditelnosti a kontrolovatelnosti jeví jako nevhodné. Montáž parotěsnicí vrstvy na spodní stranu nosné konstrukce je náročná z hlediska provádění (práce nad hlavou). Navíc dochází při montáži nosného roštu pro obkladové desky k perforaci parotěsnicí vrstvy kotevními prvky. Po montáži obkladových desek, při které může dojít k poškození parotěsnicí vrstvy, již není možné vizuálně zkontrolovat její spojitost. Pokud je parotěsnicí vrstva chráněna vzduchovou dutinou sníží se tím riziko jejího poškození např. při zavěšování svítidel. Zároveň se tím ale velmi snižuje možnost případné netěsnosti odhalit. Při hledání netěsností termovizní kamerou při vytvořeném podtlaku se studený venkovní vzduch šíří dutinou a ochlazení vnitřního povrchu se může projevit na místě vzdáleném skutečné netěsnosti.
Z dvacítky diagnostikovaných staveb s tepelnou izolací střechy nad krokvemi došlo u čtyř z nich k výraznému překročení průměrné hodnoty n50. Společným jmenovatelem těchto staveb byly nosné prvky prostupující skrz parotěsnicí vrstvu do exteriéru (krokve, vaznice, bednění). Nejlépe je to patrno na obrázku 07, kde byl palubkový záklop vytažen přes štítovou stěnu do exteriéru a i přes snahu o utěsnění spár mezi palubkami z venkovní strany docházelo k proudění venkovního vzduchu tímto místem do interiéru.
 |
 |
Obrázek 06 - Netěsnosti v místě prostupující krokve do exteriéru
 |
 |
Obrázek 07 - Netěsnosti v místě prostupujícího palubkového záklopu do exteriéru - jsou patrné spáry mezi jednotlivými palubkami
U jednoho objektu dokonce nebyla souvislá parotěsnicí vrstva vůbec provedena. Tepelná izolace zde byla vytvořena kompletizovanými deskami na bázi PUR s nakašírovanou parotěsnicí vrstvou ze spodní strany a pojistnou hydroizolací z horní strany. Vzduchotěsnost a parotěsnost měly podle tvrzení výrobce desek zajišťovat zámky na hranách jednotlivých desek ve tvaru pera a drážky. Při vytvoření podtlaku v interiéru se však tento předpoklad nepotvrdil. Na obrázku 08 jsou patrné nevzduchotěsnosti přesně kopírující spáry jednotlivých desek.
 |
 |
Obrázek 08 - Spáry desek tepelné izolace měly být dle tvrzení výrobce vzduchotěsné, měření ukázalo opak (termovizní snímek byl pořízen při podtlaku cca 15 Pa)
Jako optimální způsob řešení střechy s nadkrokevní izolací se podle výsledků měření jeví vytvoření tuhého bednění na horní straně krokví a provedení parotěsnicí vrstvy z asfaltového pásu na bednění. Správně provedený asfaltový pás se svařenými nebo slepenými (pokud je pás samolepicí) spoji lze považovat za zcela vzduchotěsnou konstrukci. Technologicky je zmíněný postup nenáročný a umožňuje vizuální kontrolu parotěsnicí vrstvy po jejím dokončení. Vzduchotěsnost skladby v ploše však nestačí a je nutné vyřešit detaily vzájemného propojení parotěsnicí vrstvy střechy a navazujících stěn. U domů s nejlepšími naměřenými hodnotami n50 byly tyto detaily vyřešeny ukončením všech nosných prvků střechy v úrovni obvodové stěny a přetažením asfaltového pásu ze střechy na stěnu, kde došlo k propojení s parotěsnicí vrstvou stěny (patrno z obrázku 09 a 10).
 |
 |
Obrázek 09 - Nosné krokve jsou ukončeny v úrovni stěny (vlevo) a parotěsnicí vrstva z asfaltového pásu přetažená na obvodovou stěnu (vpravo)
Obrázek 10 - Detail vhodného napojení parotěsnicích vrstev střechy a stěny u nadkrokevního systému izolace střechy (podrobněji v [6])
5. Shrnutí a závěr
Z hlediska technologie montáže se jako vhodnější postup jeví tzv. letmá montáž z jednotlivých prvků (sloupky, desky, ...). Tento postup umožňuje lepší průběžnou kontrolu provedení paro a vzduchotěsnicích vrstev. Naopak konstrukční systémy z panelů s parotěsnicí vrstvou umístěnou těsně pod vnitřními obkladovými deskami nelze doporučit z důvodu vysokého rizika perforace parotěsnicí vrstvy v místě zásuvek nebo vypínačů.
Samotná parotěsnicí vrstva stěny může být kvalitně provedena buď z folie lehkého typu nebo z konstrukčních desek (např. OSB). U folií je vyšší riziko poškození v průběhu výstavby. Bez ohledu na použitý materiál je vždy nutné skladbu stěny navrhnout tak, aby byla umožněna kontrola spojitosti parotěsnicí vrstvy před zakrytím. Kontrolu lze provést vizuálně nebo použitím diagnostických metod. S výhodou lze pro kontrolu spojitosti parotěsnicí vrstvy z folie využít přetlak vzduchu při aplikaci foukané tepelné izolace.
Parotěsnicí vrstva šikmých střech má zásadní vliv na vzduchotěsnost skladby, proto musí být spojitá v ploše i v detailech, snadno proveditelná a kontrolovatelná. Všechny výše uvedené požadavky splňuje pouze systém, kdy je parotěsnicí vrstva střechy provedena z asfaltového pásu na tuhém bednění a je spojitě napojena na navazující konstrukce (nosné prvky střechy jsou přerušeny v úrovni obvodových stěn). Tepelná izolace je potom umístěna nad krokvemi.
Výzkum, jehož závěry jsou zde prezentovány, stále pokračuje. Na základě dalších měřených objektů budeme doplňovat a aktualizovat informace a závěry průběžně publikovat.
6. Literatura
[1] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky
[2] ČSN EN 13187 (73 0560) Tepelné chování budov - Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov - Infračervená metoda
[3] ČSN EN 13829 (73 0577) Tepelné chování budov - Stanovení průvzdušnosti budov - Tlaková metoda
[4] NOVÁK, J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov, Nakladatelství Grada, 2008, 203 s., ISBN 978-80-247-1953-5
[5] ZWIENER, V., HŮLKA C.: Měření těsnosti budov - Metoda tlakového spádu - Blower-Door test, DEKTIME 05-06/2006, s. 62-65, DEK a.s., Praha 2006 (www.dektime.cz)
[6] DEKHOME D Příručka pro projektanty, DEK a.s. Praha 2008
[7] TOPDEK Montážní návod, DEK a.s. Praha 2008
[8] Aplikace foukané tepelné izolace ISODEK, DEKTIME 01/2010, DEK a.s., Praha 2010 (www.dektime.cz)
[9] www.diagnostikastaveb.cz
The diagnostics of Atelier DEK measured the tightness of 150 buildings with a Blower-door test. Roughly two thirds of the measured buildings where family houses and from them, more than 60 were built with wood-based technologies. One and two storey buildings with full wall panels and fleeting installation systems were measured, they had ventilated façades and bearing contact insulation systems. We monitored the relationship between the measured intensity of the exchange air value (n50) as determined by the Blower-Dorr test and the construction aspects. The aim was to evaluate the potential of the design principles to achieve the required airtightness. It was also our intention to identify in the different structural principles the characteristics of leakage that on them are often repeated. In this paper we present the conclusions of our analysis.