Vysoké učení technické v Brně ANALÝZA VLHKOSTNÍCH PROCESŮ OBALOVÝCH KONSTRUKCÍ Doktorská disertační práce Ing. Ondřej Fuciman Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav pozemního stavitelství

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.1 V texte nastal preklep „Vodná para“ (str. 22) Správně: Od bodu A do bodu W: Vodní pára kondenzuje ve formě vody, neboť pd = pd”.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.2 V práci je konštatované, že konštrukcie s parotesnou vrstvou pri vonkajšom povrchu by mali byť oddelené expanznou vrstvou (str. 24). Jako sa prejaví vo výpočte táto požadavka a čo ovplyvňuje z hladiska vlhkosti? Vliv expanzní vrstvy se v běžných výpočtových metodikách zanedbává, neboť snižuje riziko kondenzace.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.3 Uvedené súčinitele vlhkostnej vodivosti při gradiente vlhkosti štyroch materiálov boli podla čoho vybrané? Sú dostupné tieto hodnoty aj pre ostatné materiály, napr. pre materiály posudzovaných konštrukcií (str. 104 a 105)? Ako je to s tepelno izolačným materiálom z minerálnych vlákien? Součinitel vlhkostní vodivosti km Jeden ze vstupních údajů výpočtu km [m2.s-1] Matanova metoda pro stanovení součinitele vlhkostní vodivosti: POSTUP METODY: Celý vzorek je parotěsně a vodonepropustně izolován, aby se vlhkost nedostávala ven. Jedno čelo vzorku je v kontaktu s vodou, druhé je vystaveno působení vzduchu o konstantní vlhkosti. Vzorek je po jistém čase (15 hodin) rozdělen na malé úseky ve směru kolmém na šíření vlhkosti. Gravimetrickou metodou se zjistí vlhkosti jednotlivých elementů. Dosazením do následující rovnice se zjistí diskrétní body hodnoty součinitele vlhkostní vodivosti. Eva Mňahončáková, WORKSHOP NDT 2004 NON-DESTRUCTIVE TESTING, Brno 2004

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.4 Množstvo vlhkosti zabudované do střešnej konštrukcie má značný vplyv na jeho vlhkostný režim. Aká je jej hodnota, ktorá neovplyvní celkový vlhkostný režim? Je možné zanedbať nasiakavosť? Zabudovaná vlhkost Jeden ze vstupních údajů výpočtu wm [%] Jako počáteční podmínka: Pro j = 0: Nasákavost Plán dalšího výzkumu (str. 117): Teoretická analýza: Projeví se v odlišnostech transportu vlhkosti v jednotlivých krocích časové diskretizace Odlišný transport by měl být započítán před integrační korekcí jako adekvátní přesun kapalné vody v rámci prostorových diskretizačních jednotek Praktická analýza: Laboratorní měření

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.5 Bolo by správne uviesť prirážky tepelnej vodivosti, ktoré sa používajú (str. 30) ČSN 73 0540-3 Výpočtová hodnota součinitele tepelné vodivosti (kap. 2.3.3): známe-li praktickou vlhkost: z1 – součinitel vnitřního prostředí z2 – součinitel materiálu z3 – součinitel způsobu zabudování materiálu do konstrukce z2,3 – sdružený součinitel podmínek působení: z2,3 = wmp – wmk ČSN 73 0540-3: Výpočtová teplota vnitřního vzduchu: kap. 3.1.2: lk – charakteristická hodnota součinitele tepelné vodivosti lp – výpočtová hodnota součinitele tepelné vodivosti z1 – součinitel vnitřního prostředí z2 – součinitel materiálu z3 – součinitel způsobu zabudování materiálu do konstrukce z2,3 – sdružený součinitel podmínek působení: z2,3 = wmp – wmk wmp – praktická hmotnostní vlhkost materiálu wmk – charakteristická hmotnostní vlhkost materiálu gl – vlhkostní součinitel materiálu ti – výpočtová vnitřní teplota te – výpočtová venkovní teplota e1 – součinitel typu budovy U – součinitel prostupu tepla konstrukcí uhraničujících místnost kap. 3.1.3: e1 – součinitel typu budovy

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.6 Obrázok 2.5 nemá uvedené hodnoty při l, u. Obr. 2.5 Příklady různých tvarů závislosti součinitele tepelné vodivosti na vlhkosti Zdroj: MRLÍK, F.: Vlhkost ve stavebních hmotách, konstrukcích a budovách, ČVUT Praha 1972

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.7 V práci sa uvádza názov ľahká a ťažká konštrukcia. Bolo by správne presne definovat tieto názvy. Lehká konstrukce Konstrukce s plošnou hmotností vnitřních vrstev do 100 kg.m-2 Těžká konstrukce Konstrukce s plošnou hmotností vnitřních vrstev nad 100 kg.m-2 Poznámky: Vnitřními vrstvami jsou myšleny vrstvy od vnitřního líce konstrukce k tepelně izolační vrstvě včetně. Definice vychází z původní ČSN 73 0540-2 (1994) (kap. 3.2.1) v souvislosti se součinitelem tep. akumulace e3.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 1.8 Skladby posudzovaných konštrukcií bolo by správne doplnit aj grafickým znázonením. Skladba konštrukcie č. 1 a 2 (str. 104) vychádza z praxe, alebo odkiaľ bola vzatá? Polyelast extra (4,5 mm) ORSIL S (160 mm) Jutafol A 110 Special (0,4 mm) Perlitbeton (50 mm) Dřevo tvrdé (40 mm) Omítka vápenocementová (10 mm) Konstrukce č. 1 Polyelast extra (4,5 mm) ORSIL S (30 mm) Perlitbeton (50 mm) Dřevo tvrdé (40 mm) Omítka vápenocementová (10 mm) Konstrukce č. 2 Polyelast extra (4,5 mm) ORSIL S (160 mm) Jutafol A 110 Special (0,4 mm) Perlitbeton (50 mm) ŽB deska (70 mm) Omítka vápenocementová (4,5 mm) Konstrukce č. 3 K1 a K3 bez parozábrany!!! Konstrukce č. 4 Polyelast extra (4,5 mm) ORSIL S (30 mm) Perlitbeton (50 mm) ŽB deska (70 mm) Omítka vápenocementová (10 mm)

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.1 V odstavci 2.2.5 Sorpce látek se popisuje sorpční projev. Při změnách vlhkosti ve stěně se nesporně projeví účast sorpčního jevu tak, že část difundující vodní páry ke kondenzační rovině, resp. od ní, spotřebuje k adsorpci nebo desorpci v pórovitých stavivech. V experimentální části není o sorpčním jevu zmiňováno, bylo by vhodné uvést působení sorpčního jevu na pravou míru, případně kvantifikovat jeho projev. Sorpční izotermy pro různé materiály: Hmotnostní vlhkost Relativní vlhkost vzduchu

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.2 V odstavci 2.3.1 je popisována povrchová kondenzace. Doporučují uvážit při tomto jevu působení povrchově aktivních látek, které se používají pro potlačení povrchové kondenzace. Při styku tří fází se objeví na fázových rozhraních mezipovrchové energie s Z hlediska termodynamické rovnováhy platí: S – tuhá fáze L – kapalná fáze G – plynná fáze g – smáčecí úhel smáčení nesmáčení Tenzidy (povrchově aktivní látky): Látky ke snížení napětí na hraniční ploše mezi kapalinou a pevnou látkou. Způsobí nesmáčení (g > 90°), zkondenzovaná voda v důsledku povrchové kondenzace se na konstrukci neudrží.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.3 Neuvedené veličiny u grafů na obrázku 5.1 až 5.8 umožňují spekulativní interpretaci průběhu zobrazované veličiny. V této souvislosti namítám způsob prezentace takových průběhů, o nichž není v disertační práci jinak zmiňováno. Konstrukce č. 1 Konstrukce č. 2 lehká, U < UN lehká, U > UN Konstrukce č. 3 Konstrukce č. 4 těžká, U < UN těžká, U > UN

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.4 Z hlediska započtení projevu kapilární vodivosti do výpočtu vlhkostního pole bývá nepříjemnou okolností projev kapilárního vedení v hygroskopické a nadhygroskopické oblasti. K. Kiessl například využíval pro eliminaci této obtíže pomocné veličiny tzv. vlhkostního potenciálu. V textu není o tomto zmiňováno, prosím o bližší objasnění použité výpočtové metodiky kapilární vodivosti. Vlhkostní potenciál: (v rozsahu 0 ÷ 1,4)

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.5 Při aplikaci výpočtového prostředku TEPTECH byly propočteny 4 konstrukce. K objasnění přínosu vyvinutého prostředku by přispělo porovnání buď s experimentálními výsledky nebo výpočtovými z jiných programů (WUFI, DELPHIN, TEPLO, RBV a jiné). Srovnání výsledků výpočtu roční bilance Gk – Gv [g.m-2.rok-1] COND ISO ČSN 249 270 276 370 Konstrukce č. 4 2 3 5 Konstrukce č. 3 99 101 107 144 Konstrukce č. 2 4 Konstrukce č. 1 TEPTECH 1.0 TEPLO 2002

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 2.6 Doporučuji sestavit přehled o výsledcích tak, aby bylo možné vymezit třídu konstrukcí, resp. staviv, pro které je vyvinutý prostředek vhodné používat. V rámci odborné diskuse by bylo vhodné předložit zdůvodněný komentář o dosahované přesnosti a věrohodnosti pořízených výpočtových výsledků. Zvýšení hodnoty efektivního součinitele prostupu tepla Uef + 13,6 % + 7,5 % Extrémní klim. podm. + 8,6 % + 3,7 % Běžné klim. podm. Nezateplená konstrukce (U > UN) Zateplená konstrukce (U < UN) + 0,5 % těžká konstrukce lehká konstrukce Zvýšení hodnoty extrémního součinitele prostupu tepla Uextr + 21,8 % + 13,3 % Extrémní klim. podm. + 13,8 % + 7,5 % Běžné klim. podm. Nezateplená konstrukce (U > UN) Zateplená konstrukce (U < UN) + 0,9 % těžká konstrukce lehká konstrukce Extrémní hodnoty hmotnostní vlhkosti um,extr 146,0 % 58,4 % Extrémní klim. podm. 97,4 % 39,0 % Běžné klim. podm. Nezateplená konstrukce (U > UN) Zateplená konstrukce (U < UN) 3,9 % 2,5 % těžká konstrukce 3,7 % 2,4 % lehká konstrukce

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.1 Výpočtový program TEPTECH je nutno exaktně ověřit v praxi a případně korigovat.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.2 Tzv. efektivní součinitel prostupu tepla Uef přesněji definovat, případně stanovit míru tolerance v závislosti na konečném výsledku výpočtu. Efektivní součinitel prostupu tepla Směrodatná odchylka: Konstrukce č. 4:

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.3 Specifikovat možnosti preventivních i následných opatření k zamezování negativního vlivu vlhkosti a jejího hromadění v konstrukci. PREVENTIVNÍ OPATŘENÍ NÁVRH SKLADBY Vrstvy s vysokým difúzním odporem by měly být umísťovány blíže k interiéru, vrstvy s nízkou tepelnou vodivostí blíže k exteriéru. Nelze-li vyloučit kondenzaci vodních par uvnitř konstrukce, pak by k této kondenzaci mělo docházet v místě, ve kterém se nachází materiál odolný vůči vodě. PAROZÁBRANA Parozábrana musí být kvalitní a parotěsná i v místech prostupujících prvků. Umístění parozábrany musí umožňovat vysychání konstrukce do vnitřních prostorů. Kontrola kvality skutečného provedení (realizace na stavbě). TEPELNÉ MOSTY Eliminace tepelných mostů (vytvoření celistvého tepelně izolačního obalu). EXPANZNÍ VRSTVA Expanzní vrstva umožňuje snížení difúzního odporu celé konstrukce. NÁSLEDNÁ OPATŘENÍ Individuální přístup Např. vytvoření vložením dalších vrstev obrácenou střechu nebo DUO střechu.

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.4 Zpřesnit některé parametry (např. součinitel vlhkostní vodivosti, vlhkostní součinitel apod.) např. laboratorním měřením. Vlhkostní součinitel tepelné vodivosti Podle J. S. Cammerera: Laboratorní zjištění: um, lu Vysušení: um = 0 % Laboratorní zjištění: ls při um = 0 % Součinitel vlhkostní vodivosti km Matanova metoda pro stanovení součinitele vlhkostní vodivosti: Celý vzorek je parotěsně a vodonepropustně izolován, aby se vlhkost nedostávala ven. Jedno čelo vzorku je v kontaktu s vodou, druhé je vystaveno působení vzduchu o konstantní vlhkosti. Vzorek je po jistém čase (15 hodin) rozdělen na malé úseky ve směru kolmém na šíření vlhkosti. Gravimetrickou metodou se zjistí vlhkosti jednotlivých elementů. Dosazením do následující rovnice se zjistí diskrétní body hodnoty součinitele vlhkostní vodivosti. Vzduch s konstantní teplotou a nízkou rel. vlhkostí Destilovaná voda Tok vlhkosti Trubička na vyrovnání tlaků Materiál Síto, filtrační papír Nádoba

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.5 Rozšířit metodu jednorozměrného vedení tepla na dvou a trojrozměrné – posuzování tepelných mostů apod. Plán dalšího výzkumu (str. 117):

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.6 Pokusit se o analýzu vlastností nasákavých materiálů v případě, že je tento materiál vystaven teplotám pod bod mrazu. Součinitel tepelné vodivosti Voda: l = 0,60 W.m-1.K-1 Led: l = 2,30 W.m-1.K-1 Objemová hmotnost (teplotní roztažnost) Voda: r = 1000 kg.m-3 Led: r = 900 kg.m-3 1 kg vody: V = 1,00 dm3 1 kg ledu: V = 1,11 dm3 + 11 % obj. vlhkosti uv

Vysoké učení technické v Brně PŘIPOMÍNKA 3.7 Zpřístupnit výpočtový program v uživatelském prostředí.