ZTRÁTY PROSTUPEM STĚNAMI

Vnější zateplení – výhody a nevýhody

+ zdivo je „v teple“ a není tolik namáháno výkyvy teplot a povětrností

+ zvýší se akumulační schopnost domu

+ snáze se eliminují teplené mosty v konstrukci (okenní překlady, věnce, stropy aj.)

+ riziko kondenzace vlhkosti ve zdivu je minimální

+ budova získá novou fasádu = úspora nákladů na údržbu

+ při instalaci se neruší pobyt osob uvnitř

- potřeba lešení a prostoru okolo domu

- izolaci je potřeba provádět naráz v celé ploše domu

- vyšší náklady

Obrázek 11: zateplení s odvětranou mezerou

Obrázek 12: Odvětrání mezery otvory v lícovém zdivu

Obrázek 13: Nosný dřevěný rošt pro izolaci

Obrázek 14: Kontaktní zateplení lze opatřit i keramickým obkladem

Vnitřní zateplení – výhody a nevýhody

+ možnost zachovat původní fasádu

+ možnost izolovat jen jednu místnost

+ snadný přístup, bez lešení

+ možno instalovat bez ohledu na počasí

+ snáze se provádí svépomocí

- riziko kondenzace vlhkosti ve stěnách domu

- riziko promrzání vnějšího zdiva

- riziko růstu plísní, zejména v oblasti tepelných mostů

- snížení akumulační schopnosti zdiva

- zmenšení plochy místností

Zateplování vlhkého zdiva

Vždy platí, že zateplovat by se mělo jen suché zdivo. To znamená před jakýmkoli zateplováním odstranit příčiny vlhnutí (například podříznout zeď a vložit izolaci). Pokud vlhké zdivo opatříme zvenku kontaktním zateplením (s vysokým difuzním odporem), problémy s vlhkostí se zaručeně zhorší. Vlhkost, která se až dosud odpařovala z vnějšku i zevnitř, může najednou odcházet jen z vnitřní strany. To vede k objevení nebo zvětšení "map" a někdy i k plísním. Takovéto problémy se mohou objevit i u zdí, které se před zateplením jevily jako suché. Nelze-li příčiny vlhnutí zdiva odstranit, je nutné poradit se se stavebním specialistou.

Skladba stěn – příklady:

Požadavku na dostatečnou izolační schopnost (při rozumné tloušťce) jen stěží vyhoví zeď z jakýchkoli cihel či tvárnic. Proto je rozumné dimenzovat nosné zdivo jen podle statických požadavků a doplnit izolaci podle potřeby. Izolace může být provedena jako vnější kontaktní zateplení se stěrkovou omítkou. Případně může být vložena do prostoru mezi vnitřní zdí a venkovní přizdívkou, nebo mezi lehkou vnější fasádou. U rodinných domů je často používaným řešením nosná dřevěná konstrukce, vyplňovaná izolací libovolné síly. Hmota pro akumulaci tepla je tvořena masivními podlahami a vnitřními příčkami a rovněž poměrně tenkou přizdívkou obvodových stěn z plných cihel (někdy nepálených). Venkovní fasáda je ze dřeva, omítnutých desek nebo z cihel.

Obrázek 16: různé skladby konstrukcí

Obvodové stěny

Obvodové stěny zpravidla tvoří největší plochu obálky budovy a uniká jimi nejvíce tepla. Setkáme se s celou řadou rozmanitých provedení.

Kamenná stěna

Dnes se s tímto typem stěny setkáme u některých starých staveb. Kámen má poměrně velkou tepelnou vodivost (viz Tabulka 2). Proto ani součinitel prostupu tepla kamenných stěn nevyhovuje současným nárokům bez ohledu na tloušťku stěny. Při tloušťce 60 cm je R = 0,4 m².K/W a díky tomu je povrchová teplota kolem 8°C (Obrázek 8). Při této teplotě již může docházet ke kondenzaci vlhkosti na stěně, což je velmi nepříjemné.

Obrázek 8: Průběh teploty v kamenné stěně (čedič). Zdroj: K. Murtinger.

Kamenná stěna má díky své dobré tepelné vodivosti a velké objemové hmotnosti obrovskou akumulační schopnost. Ze zkušenosti víme, že v letním období bývá i při dlouhotrvajících vedrech ve starých kamenných domech příjemný chládek. V zimě nám ovšem vysoká akumulační schopnost této stěny přináší spíše problémy než užitek. Důvodem je nízká povrchová teplota. Je sice milé, že v kamenné chalupě je 5°C nad nulou i když jsme tam týden netopili, nicméně po několika hodinách vytápění nebude teplota stěn o moc vyšší a začne se nám na nich srážet vlhkost. Když tam budeme několik dnů topit na 25°C, povrchová teplota stěny dosáhne cca 12°C. Když topit přestaneme, tak se vzduch v místnosti rychle od stěn ochladí na tuto teplotu; to je dost nepříjemná zima! Do stěny se sice akumulovalo hodně tepla, my jej ale nemůžeme využít, protože teplo o teplotě 12°C je nám k ničemu. Tato úvaha platí pro vnější stěny; stěna mezi vytápěnými místnostmi se za dostatečně dlouhou dobu pochopitelně vyhřeje na oněch 25°C a pak dlouho a příjemně "topí".

Pokud stěnu z vnější strany zaizolujeme, situace se dramaticky změní (Obrázek 9). Tepelný odpor 15 cm minerální vlny je 9x větší než tepelný odpor původní kamenné stěny a prakticky skoro celý teplotní spád je na vrstvě minerální vlny. Teplota kamenné stěny je na vnitřním povrchu skoro 21°C a na vnější straně je skoro 19°C. Větší část tohoto akumulovaného tepla je tedy využitelná pro temperování místnosti při přerušení vytápění. V takové místnosti není normálně nutno topit na 22°C, pro tepelný komfort stačí teplota něco nad 20°C, chceme-li ale akumulovat znatelné množství tepla, musíme topit na vyšší teplotu. Vidíme, že teprve díky dostatečně silné vrstvě tepelné izolace na vnější straně lze velkou akumulační schopnost kamenné stěny využít. Hlavní význam má akumulační schopnost v takzvaných pasivních domech, kde zabraňuje přehřívání a slouží k ukládání tepla ze slunečního záření do druhého dne (viz pasivní domy).

Obrázek 9: Průběh teploty v kamenné stěně zaizolované minerální vlnou. Zdroj: K. Murtinger.

Betonové stěny

Beton má podobné tepelné vlastnosti jako výše zmíněný kámen, proto se betonové stěny dnes používají jen ve spojení s tepelnou izolací.

Na našem trhu se můžeme setkat například se systémem THERMOMUR (http://www.thermomur.cz/), kde se při stavbě betonem vyplňují speciální tvárnice z pěnového polystyrénu, který tak současně plní funkci bednění i tepelné izolace.

Obrázek 10: Stavební systém THERMOMUR. Zdroj: http://www.thermomur.cz/stavebni_montaz_zdivo.html

Stěny postavené z tohoto systému mají malou využitelnou tepelnou kapacitu, protože beton je od vnitřního prostředí oddělen vrstvou pěnového polystyrénu. V systému VELOX (http://www.velox.cz/) je naproti tomu tepelná izolace (pěnový polystyren) jen na vnější straně stěny a na vnitřní jsou štěpkocementové desky, které mají podstatně nižší tepelný odpor a umožňují lépe zapojit beton do procesu akumulace tepla.

Obrázek 11: Stavební systém VELOX. Zdroj: http://www.velox.cz/
Podobný je i systém DURISOL ( http://www.durisol.cz/)

Stěna z plných cihel

Tyto stěny se stavěly ještě v 50-tých letech 20. století a setkáme se s nimi velmi často. Plná cihla má sice skoro 3x menší tepelnou vodivost než v předchozím příkladu uvedený kámen, ale opět nelze při rozumné tloušťce splnit požadavek normy na součinitel prostupu tepla. Akumulační schopnost stěny je o něco menší než u stěny kamenné. Při zaizolování z vnější strany je situace analogická jako u stěny kamenné (Obrázek 13). Povšimněte si většího sklonu průběhu teploty ve stěně, která ukazuje na znatelně menší využitelnou akumulaci tepla. Podobně se chová stěna z vápenopískových cihel.

Obrázek 12: Průběh teploty ve stěně z plných cihel. Zdroj: K. Murtinger.

Obrázek 13: Průběh teploty v cihelné stěně izolované 15 cm minerální vlny. Zdroj: K. Murtinger.

Stěna z dutých cihel nebo tvárnic

Tak, jak se v průběhu času zvyšovaly ceny energie a nároky na tepelný komfort, začaly se používat děrované cihly nebo tvárnice s dutinami. Běžně se setkáváme s celou řadou různých typů cihel i tvárnic. Často je problém zjistit, jaký tepelný odpor taková stěna ve skutečnosti má, protože to záleží i na použité maltě, velikosti mezer, orientaci cihel apod. Některé tvárnice se dokonce vyráběly přímo na stavbě ze škváry a cementu. V současné době používané dutinkové cihly (Obrázek 14) mají velký počet dutin a navíc je i vlastní keramický střep pórovitější než u klasických cihel.

Obrázek 14: Moderní tepelně izolační cihla. Zdroj: http://www.porotherm.cz/.

Podstatně vyšší tepelný odpor takovéto cihly je dán tím, že průřez materiálu, který teplo vede je podstatně menší a dráha, po níž je teplo vedeno (účinná tloušťka), je mnohem delší. V dutinách se teplo přenáší ze stěny do vzduchu a ze vzduchu do stěny a díky malým rozměrům dutin je zde konvekční přenos málo účinný.

Tepelný odpor takové cihly je přibližně R = 3,5 při tloušťce 44 cm a povrchová teplota takové stěny je téměř 19°C při teplotě 20°C v místnosti. Akumulační schopnost zdiva je pochopitelně vlivem menší objemové hmotnosti a menší tepelné vodivosti znatelně nižší, než u zdiva z plných cihel.

U těchto tzv. dutinkových cihel jsou v konfliktu požadavek na izolační schopnost a na pevnost v tlaku (únosnost). Platí, že čím více je v cihle vzduchu, tím lépe izoluje, ale současně tím nižší je její pevnost. V objemu cihly už zkrátka není dost materiálu, který by nesl tíhu domu.

Požadujeme-li, aby nosná stěna současně velmi dobře izolovala, je obvykle levnější postavit nosnou zeď tenčí, z cihel s vyšší únosností. Tuto stěnu pak doplnit vnějším zateplením. Používat dobře izolující tvárnice s tloušťkou 40 cm a více bývá zbytečně drahé.

Stěna z pórobetonu

Pórobeton je homogenní materiál s malými póry, s malou objemovou hmotností a poměrně nízkým součinitelem tepelné vodivosti ( = 0,20 až 0,15 W/m.K). Vyrábí se z něho celá řada různých bloků a desek pro zdění obvodových stěn, pro tepelné izolace stropů, přizdívky a podobně.

U nás se setkáváme s výrobky firmy YTONG Hrušovany (http://www.ytong.cz/).

V případě pórobetonu je jasné, že s rostoucím podílem dutinek bude klesat tepelná vodivost materiálu (což je dobré), ale současně bude klesat jeho pevnost (což je špatné). Při obvyklé tloušťce stěny cca 45 cm se tedy nemůžeme dostat na hodnoty součinitele prostupu tepla U nižší než asi 0,25 m².K/W.

Další nevýhodou pórobetonu je jeho horší zvukově izolační schopnost. Je třeba s ní počítat, mají-li v domě být třeba 2 samostatné byty.

Dřevěná stěna

Dřevo je výborný stavební materiál, který v sobě spojuje dobrou pevnost a poměrně nízkou tepelnou vodivost (při toku tepla kolmo k vláknům je = 0,18).

S čistě dřevěnými stěnami se setkáme u starých roubených chalup stavěných v dobách, kdy neopracované dřevo bylo levné. Později se u dřevostaveb používalo dřevo ve formě trámů na nosnou konstrukci a prkna na opláštění obvodových stěn (v kombinaci s nějakým tepelně izolačním materiálem, nebo alespoň vzduchovou dutinou). Moderní dřevěné stěny s tepelnou izolací uvnitř mají při dané tloušťce stěny příznivější součinitel prostupu tepla než ostatní druhy stěn a proto se s oblibou používají v takzvaných nízkoenergetických domech (viz např. http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=1594). Na rozdíl od všech předchozích stěn je u dřevěné stěny možný únik tepla nejenom vedením, ale také infiltrací tj. prouděním vzduchu netěsnostmi (viz kapitola 3.10.2).

Stropy pod nevytápěnou půdou

Stropy představují zvláště u přízemních budov poměrně velkou plochu pro únik tepla a je proto dobré jim věnovat náležitou pozornost.

Současná norma požaduje pro stropní konstrukce ještě lepší (nižší) hodnotu součinitele prostupu tepla než pro obvodové stěny. To vyplývá z toho, že pod stropem je polštář teplého vzduchu a také tím, že teplo ze vzduchu do stropu přestupuje ochotněji než do svislé stěny. Naštěstí se stropy zateplují poměrně snadno a s menšími náklady než stěny.

ztráty prostupem podlahou

Podlaha je často podceňovanou částí obálky budovy. Nejspíš proto, že pod podlahou nemrzne. Je-li podlaha na terénu, je teplota pod podlahou uprostřed domu 5 až 10°C. To je ale stále velký rozdíl oproti vnitřnímu vzduchu. Je-li v podlaze topení s teplotou 30 až 40°C, je třeba podlahu izolovat o to důkladněji. Čím blíže obvodovým stěnám, tím více klesá teplota pod podlahou, těsně u okraje domu může být i pod nulou. Proto pro podlahy v pásu 1 m od rozhraní s venkovním vzduchem předepisuje ČSN 73 0540 stejné hodnoty jako pro obvodovou zeď. Na to bohužel projektanti často zapomínají. Viz http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=1223.

U domů s radonovým rizikem se někdy v podlaze vytváří dutina, která je odvětrávána, aby se radon nedostal do domu. V takovém případě je nutno opět izolovat podlahu, jako by byla venkovní stěnou.

Novostavby lze také zakládat na patkách, takže podlaha je vlastně "ve vzduchu". Výhodou je to, že odpadne hydroizolace a izolace proti radonu, zanedbatelná není ani úspora za masivní základy, resp. základovou desku. Takovou podlahu je pak ovšem nutno izolovat stejně dobře jako venkovní stěnu.

Dodatečné zateplení podlah stávajících budov je problematické. Je třeba nejen vybourat starou podlahu, ale často i kanalizaci a vodovodní potrubí. Náklady spojené s takovouto rekonstrukcí obvykle silně převyšují energetickou úsporu. Částečným řečením je instalovat izolaci zvenku, pod úrovní terénu okolo základů, alespoň do hloubky 0,3 až 0,5 m. Nebo izolaci položit naplocho na terén okolo stěn, v pásu 0,5 až 1 m (např. pod okapový chodníček). Tím se sníží prochládání zeminy pod podlahou.

Obrázek 17: tepelný most u podlahy