Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích

Datum: 4.12.2012  |  Autor: Ing. Roman Šubrt, VŠTE České Budějovice

Vliv tepelných mostů se výrazně zvyšuje s rostoucími požadavky na tepelnou ochranu budov. Poměrně známý je jejich negativní vliv na energetickou bilanci stavby. Nezaslouženě opomíjený je ale negativní vliv tepelných mostů jako míst pro lokální kondenzaci vodní páry. Tím je vytvářeno ideální prostředí pro růst plísní a v konečném důsledku pak nevhodné mikroklima pro pobyt lidí.

Tepelné mosty nabývají ve stavební praxi stále většího významu, a to jak z hygienického, tak i energetického a potažmo i ekonomického pohledu. Mohou mít velký vliv i na statiku stavby a mohou vést až k její destrukci. Při srovnávání současných a minulých staveb je nutné si uvědomit, že vliv tepelných mostů je významně ovlivněn i používáním zcela jiných technologií a materiálů, než jaké se používaly dříve. I dřív však byly problémy s tepelnými mosty, jen se jim to nepřisuzovalo a bralo se to jako důsledek stárnutí stavby.


Termogram
Tepelný most je místo, kde dochází ke zvýšenému tepelnému toku. Uniká jím více tepelné energie a má v interiéru studenější povrch a naopak v exteriéru teplejší povrch než okolní konstrukce. Tepelné mosty dokumentuje např. uvedený termogram, který byl pořízen sdružením Energy Consulting. Zde jsou patrné tepelné mosty mezi jednotlivými tvárnicemi a mírně také nad okny.

Z hygienického hlediska jsou tepelné mosty nepřijatelné proto, že na jejich chladných površích v interiéru může kondenzovat vodní pára či zde může lokálně relativní vlhkost vzduchu stoupnout nad 80 %, což je prostředí, které je ideální pro růst plísní. Ty jsou výraznými zdroji alergenů a tím vytváří vnitřní mikroklima nevhodné pro pobyt lidí. Plísně rostou nejen na viditelných místech, kde se jich můžeme zbavovat různými chemikáliemi, ale také na skrytých místech, kde je sice nevidíme, ale na mikroklima mají katastrofální vliv. Těmito místy jsou kouty za skříněmi, místa pod plovoucími podlahami či pod parapetními prkny. V minulosti tyto tepelné mosty takový vliv na růst plísní neměly, neboť když se topilo v lokálních kamnech pevnými palivy, docházelo k intenzivnímu větrání místností. Tím byl vnitřní vzduch v zimě suchý, a proto na studených površích nedocházelo ke kondenzaci vodní páry. V současné době, kdy se snažíme o maximální úspory energií, omezujeme i větrání na pouhou hygienickou výměnu vzduchu a často i méně. Vzduch v interiéru je pak pochopitelně vlhčí a dochází ke kondenzaci vodní páry na studených površích konstrukcí, tedy v místech tepelných mostů. Výsledkem je pak již zmíněný růst plísní.

Statiku staveb ohrožují tepelné mosty tím, že způsobují kondenzaci vodní páry v konstrukci, což může vést u dřevěných částí staveb k hnilobě, u kovových ke korozi a u ostatních k porušení mrazem. Typickým příkladem mohou být například činžovní domy v Praze, u kterých se houfně v 70. a 80. letech začaly vyskytovat problémy se stropními trámy, konkrétně docházelo k uhnití zhlaví trámů, které někdy vedlo až k propadnutí stropů. To bylo způsobeno tím, že se začala nahrazovat lokální topidla elektrickými akumulačními kamny či etážovým vytápěním. Tím došlo k omezení větrání a následné kondenzaci vodní páry na zhlavích trámů, kde je tepelná schopnost zdiva menší vlivem zeslabení kapsou pro uložení dřevěného trámu. Důsledkem byla hniloba a statické poruchy stropů.

Vliv tepelných mostů na tepelné ztráty objektu je patrný z grafu. Ten vyjadřuje procentuální úniky tepla jednotlivými konstrukcemi. První sloupec představuje typický dům ze 70. let, druhý pak tentýž dům s dodatečnými tepelnými izolacemi. Následující sloupec pak rozměrově stejný dům provedený podle současné normy a poslední pak dům realizovaný podle doporučení normy. Z grafu je patrný vzrůstající procentuální podíl tepelných mostů a větrání. V 70. letech tepelné ztráty tepelnými mosty činily 7 %, pokud budeme dům izolovat podle doporučení normy, budou tepelné mosty "užírat" více jak čtvrtinu tepla.

Tepelné mosty mohou být lineární, což je příklad třeba osazení okna do stěny (těmto tepelným mostům se také říká tepelné vazby, neboť se jedná o styk - vazbu - dvou různých konstrukcí) nebo například krokev při zateplování podkroví. Nebo mohou být bodové, což například může být kotevní hmoždinka zateplovacího systému s kovovým trnem.

Tepelné mosty mohou vznikat nejen vedením tepla méně izolačními materiály, jak je uvedeno v předchozím odstavci, ale mohou také vznikat například prouděním vzduchu, tedy infiltrací vzduchu, popřípadě prouděním vzduchu z exteriéru mezi konstrukci, tedy například mezi tepelnou izolaci a vnitřní povrch provedený ze sádrokartonu.

Hygienické požadavky na tepelné mosty řeší norma ČSN 73 0540-2 tabulkou kritického teplotního faktoru (tabulka 1) popř. tabulkou nejnižších přípustných povrchových teplot (tabulka 2).

Tabulka 1 - Kritický teplotní faktor vnitřního povrchu fRsi,cr pro návrhovou relativní vlhkost vnitřního vzduchu φi = 50%

Konstrukce Návrhová teplota
vnitřního vzduchu θai [°C]
Návrhová venkovní teplota θe [°C]
-13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21
Kritický teplotní faktor vnitřního povrchu fRSi,cr
Výplň otvoru podle 4.6 20,0 0,647 0,648 0,649 0,649 0,650 0,650 0,650 0,650 0,650
20,3 0,649 0,650 0,651 0,652 0,652 0,652 0,652 0,652 0,651
20,6 0,652 0,653 0,653 0,654 0,654 0,654 0,654 0,654 0,653
20,9 0,654 0,655 0,655 0,656 0,656 0,656 0,656 0,655 0,655
21,0 0,655 0,656 0,656 0,656 0,657 0,657 0,656 0,656 0,655
Stavební konstrukce 20,0 0,748 0,746 0,744 0,751 0,757 0,764 0,770 0,776 0,781
20,3 0,750 0,747 0,745 0,752 0,759 0,765 0,771 0,777 0,782
20,6 0,751 0,749 0,747 0,754 0,760 0,766 0,772 0,778 0,783
20,9 0,753 0,751 0,748 0,755 0,762 0,768 0,773 0,779 0,784
21,0 0,753 0,751 0,749 0,756 0,762 0,768 0,774 0,779 0,785

POZNÁMKA: Hodnoty kritického teplotního faktoru vnitřního povrchu v tabulce 1 byly stanoveny podle 5.1.4 se zohledněním bezpečnostní vlhkosti přirážky Δφi = 5%.

Tabulka 2 – teplota odpovídající kritickému teplotnímu faktoru vnitřního povrchu fRsi,cr pro návrhovou relativní vlhkost vnitřního vzduchu φi = 50%

Konstrukce Návrhová teplota
vnitřního vzduchu θai [°C]
Návrhová venkovní teplota θe [°C]
-13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21
Kritický teplotní faktor vnitřního povrchu fRSi,cr
Výplň otvoru podle 4.6 20,0 8,35 8,03 7,72 7,36 7,05 6,70 6,35 6,00 5,65
20,3 8,61 8,30 7,98 7,67 7,32 6,97 6,62 6,28 5,89
20,6 8,91 8,59 8,25 7,94 7,59 7,24 6,904 6,55 6,16
20,9 9,17 8,86 8,51 8,21 7,86 7,52 7,17 6,79 6,44
21,0 9,27 8,96 8,62 8,27 7,97 7,62 7,24 6,90 6,51
Stavební konstrukce 20,0 11,86 11,36 11,04 11,02 11,02 11,02 11,02 11,02 11,02
20,3 11,98 11,62 11,30 11,30 11,30 11,30 11,30 11,30 11,30
20,6 12,23 11,92 11,59 11,58 11,58 11,58 11,58 11,58 11,58
20,9 12,53 12,21 11,85 11,86 11,86 11,86 11,86 11,86 11,86
21,0 12,60 12,29 11,96 11,96 11,96 11,96 11,96 11,96 11,96

Energetické požadavky jsou pak řešeny požadavky na maximální hodnotu lineárního a bodového činitele prostupu tepla, které jsou uvdeny v tabulce 3.

Tabulka 3 – Požadované a doporučené hodnoty lineárního a bodového činitele prostupu tepla tepelných vazeb mezi konstrukcemi

Typ lineární tepelné vazby Lineární činitel prostupu tepla [W/(m∙K)]
Požadované hodnoty ΨN Doporučené hodnoty Ψrec Doporučené hodnoty pro pasivní budovy Ψpas
Vnější stěna navazující na další konstrukci s výjimkou výplně otvoru, např. na základ, strop nad nevytápěným prostorem, jinou vnější stěnu, střechu, lodžii či balkon, markýzu či arkýř, vnitřní stěnu a strop (při vnitřní izolaci), aj. 0,2 0,10 0,05
Vnější stěna navazující na výplň otvoru, např. na okno, dveře, vrata a část prosklené stěny v parapetu, bočním ostění a v nadpraží 0,1 0,03 0,01
Střecha navazující na výplň otvoru, např. střešní okno, světlík, poklop výlezu 0,3 0,10 0,02
Typ bodové tepelné vazby Bodový činitel prostupu tepla[W/K]
χN χrec χpas
Průnik tyčové konstrukce (sloupy, nosníky, konzoly, apod.) vnější stěnou, podhledem nebo střechou 0,4 0,1 0,02
 

Hodnotit:  

Datum: 4.12.2012
Autor: Ing. Roman Šubrt, VŠTE České Budějovice   všechny články autora



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (15 příspěvků, poslední 14.08.2012 13:04)


 
 
 

Aktuální články na ESTAV.czNové plastové okno SULKO Synego má nejlepší parametry ve své třídě"Nehmotná" budova na nožičkách má fasádu z děrovaného plechuOdstraňování škod po povodni v Babiččině údolí začne až v září