Tepelně technické požadavky na stavební konstrukce a budovy

Prezentace na téma: "Tepelně technické požadavky na stavební konstrukce a budovy"— Transkript prezentace:

1 Tepelně technické požadavky na stavební konstrukce a budovy
Tuto akci podpořil Regionální koordinátor pro popularizaci technických a přírodovědných oborů v Moravskoslezském kraji. IPN Podpora technických a přírodovědných oborů Regionální koordinátor pro Moravskoslezský kraj ww.msmt.cz

2 Úvod Tepelná ochrana budov se zabývá:
Šířením tepla, vlhkosti a vzduchu ve stavebních konstrukcích a prostorech, které jsou konstrukcemi ohraničené. Navrhováním stavebních konstrukcí a budov z hlediska požadovaných tepelně technických vlastností a kritérií, které zabezpečí: Tepelnou pohodu uživatelů Nízkou spotřebu energie Prevenci tepelně technických poruch

3 Legislativní předpisy
Zákon č. 183/2006 Sb. O územním plánování a stavebním řádu (Stavební zákon) a jeho vyhlášky (např. Vyhláška č. 268/2009 Sb., Vyhláška č. 148/2007 Sb.) Vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby – obsahuje ustanovení, která odkazují na normové hodnoty a tím je stanovena povinnost dodržení konkrétního technického parametru, metody, vzorce, atd. z příslušné ČSN. Vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č.148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov.

4 Vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj č. 268/2009 Sb.
§ 16 Úspora energie a tepelná ochrana Budovy musí být navrženy a provedeny tak, aby spotřeba energie na jejich vytápění, větrání, umělé osvětlení popřípadě klimatizaci byla co nejnižší; Budovy s požadovaným stavem vnitřního prostředí musí být navrženy a provedeny tak, aby byly zaručeny požadavky na a) tepelnou pohodu uživatelů, b) požadované tepelně technické vlastnosti konstrukcí, c) stav vnitřního prostředí pro technologické činnosti a pro chov zvířat, d) nízkou energetickou náročnost budov. Požadavky na tepelně technické vlastnosti konstrukcí a budov jsou dány normovými hodnotami.

5 Normy ČSN 73 05 40-1:2005 Tepelná ochrana budov – Část 1: Terminologie
– Část 2: Požadavky ČSN :2005 Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin ČSN :2005 Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody ČSN EN ISO 6946 (73 0558): 2008 Stavební prvky a stavební konstrukce – Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla – Výpočtová metoda ČSN EN ISO 13370 Tepelné chování budov – Přenos tepla zeminou – Výpočtové metody. ČNI Praha 2009. ČSN EN ISO 10211:2009 Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích – Tepelné toky a povrchová teplota. Podrobné výpočty ČSN EN ISO 14683:2009 Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích – Lineární činitel prostupu tepla – Zjednodušené postupy a orientační hodnoty

6 Tepelně technické požadavky dle ČSN 73 0540
Šíření tepla konstrukcí Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce fRsi Součinitel prostupu tepla U Lineární a bodový činitel prostupu tepla k , j Pokles dotykové teploty podlahy 10 Šíření vlhkosti konstrukcí Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce Mca , Mev,a Roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce Šíření vzduchu konstrukcí a budovou iLV,, n, n50 Tepelná stabilita místností v(t), ai,max, ai,max Prostup tepla obálkou budovy Průměrný součinitel prostupu tepla Uem

7 Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce
Hodnotí se v poměrném tvaru jako teplotní faktor vnitřního povrchu fRsi [-]. V zimním období musí konstrukce v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu  i  60% vykazovat v každém místě (na ploše, v místě tepelného mostu, tepelné vazby) teplotní faktor vnitřního povrchu fRsi , bezrozměrný, podle vztahu: fRsi  fRsi ,N Splnění požadavku zabrání vzniku povrchové kondenzace a možnému riziku vzniku plísní! fRsi ,N = fRsi ,cr +  fRsi kde fRsi,cr je kritický teplotní faktor vnitřního povrchu (viz tab. 1)  fRsi je bezpečnostní přirážka teplotního faktoru (viz tab. 2)

8 Návrhová teplota vnitřního vzduchu
Konstrukce Návrhová teplota vnitřního vzduchu ai [°C] Návrhová teplota venkovního vzduchu e [°C] -13 -15 -17 -19 -21 Požadovaný kritický teplotní faktor vnitřního povrchu fRsi ,cr Výplň otvoru 20 0,675 0,693 0,710 0,725 0,738 21 0,682 0,700 0,715 0,730 0,742 22 0,689 0,705 0,721 0,734 0,747 Ostatní konstrukce 0,776 0,789 0,801 0,811 0,820 0,781 0,793 0,804 0,814 0,823 0,786 0,798 0,808 0,817 0,826 Tab.1 Požadované hodnoty kritického teplotního faktoru vnitřního povrchu fRsi ,cr pro relativní vlhkost i = 50% [1]

9 Vytápění s poklesem výsledné teploty v [°C] v  2 °C
Konstrukce Vytápění s poklesem výsledné teploty v [°C] v  2 °C (nepřerušované) 2 °C  v  5 °C (tlumené) v > 5 °C (přerušované) Bezpečnostní přirážka teplotního faktoru  fRsi Výplň otvoru, topné těleso pod výplní otvoru ano ne -0,030 -0,015 0,015 0,030 Ostatní konstrukce těžká lehká 0,045 Tab.2 Požadované hodnoty bezpečnostní přirážky teplotního faktoru  fRsi [1]

10 Obr.1 Grafický průběh teploty jednovrstvou konstrukcí [2]

11 Výpočet vnitřní povrchové teploty a teplotního faktoru na plošně homogenní konstrukci
Vnitřní povrchovou teplotu konstrukce ovlivní její skladba (součinitel prostupu tepla U), vnitřní a venkovní návrhová teplota vzduchu a odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce Rsi. Obr.2 Teplotní pole v plošně homogenní konstrukci ai = 21°C θsi = θai – (U.Rsi).( θai – θe) Rsi = 0,25 m2.K/W fRsi = 1– Ux.Rsi e = -15°C Při výpočtu U je nutné započítat Rsi = 0,25 m2.K/W

12 Obr. 3 Průběh izoterm v plošně nehomogenní konstrukci
Výpočet vnitřní povrchové teploty a teplotního faktoru na plošně nehomogenní konstrukci v místě tepelného mostu V místě tepelného mostu nebo tepelné vazby (např. kout) dochází v důsledku zvýšeného tepelného toku k poklesu vnitřní povrchové teploty. Je proto důležité ověřit požadavek ve všech kritických místech konstrukce. Přesný výpočet vnitřní povrchové teploty a teplotního faktoru vnitřního povrchu umožňuje metoda řešením dvourozměrného teplotního pole (např. program Area 2009). Obr. 3 Průběh izoterm v plošně nehomogenní konstrukci e = -15°C ai = 21°C

13 Výpočet vnitřní povrchové teploty a teplotního faktoru v místě tepelné vazby řešením teplotního pole
Obr.4 Nezateplený kout z CP(program AREA 2009) Obr. 5 Zateplený kout z CP fRsi = 0,553 si = 4,9°C fRsi = 0,844 si = 15,4°C ai = 21°C e = -15°C Povrchová kondenzace !! Povrchová kondenzace není

14 fRsi = 0, 838 si = 14,3°C ai = 21°C e = -15°C eg = +5°C
Obr.6 Teplotní pole detailu styku stěna/podlaha na zemině (program AREA 2009) e = -15°C eg = +5°C

15 Součinitel prostupu tepla U
Konstrukce vytápěných nebo klimatizovaných budov musí mít v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu i  60 % součinitel prostupu tepla U, ve W/(m2·K) takový, aby splňoval podmínku: U  UN [W/(m2.K1)] U je skutečná hodnota součinitele prostupu tepla a stanoví se výpočtem. UN je požadovaná nebo doporučená hodnota součinitele prostupu tepla a stanoví se z tabulky pro im = 20 ̊̊C a všechny venkovní teploty.

16 Popis konstrukce Typ konst. Požadov. hodnoty UN Doporuč. hodnoty [Wm-2·K-1] [Wm -2·K-1] Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně Podlaha nad venkovním prostorem 0,24 0,16 Strop pod nevytápěnou půdou se střechou bez tepelné izolace Podlaha a stěna s vytápěním (vnější vrstvy od vytápění) 0,30 0.20 Stěna vnější Střecha strmá se sklonem nad 45° lehká 0,20 těžká 0,38 0,25 Podlaha a stěna přilehlá k zemině (s výjimkou podle poznámky 2 v [1]) Strop a stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru 0,45 Tab.3 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou im = 20°C [1]

17 Tab.4 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou im = 20°C [1] Okno, dveře a jiná vyplň otvoru ve vnější stěně a strmé střeše, z vytápěného prostoru do venkovního prostředí Pro kovové rámy vyplní otvorů přitom platí Uf ≤ 2,0 W/(m2·K), ostatní rámy Uf ≤ 1,7 W/(m2·K), 1,7 1,2 Okno, dveře a jiná vyplň otvoru ve vnější stěně a strmé střeše, z vytápěného prostoru do částečně vytápěného nebo z částečně vytápěného či nevytápěného prostoru vytápěné budovy do venkovního prostředí 3,5 2,3 Šikmé střešní okno, světlík a jiná šikmá vyplň otvoru se sklonem do 45°, z vytápěného prostoru do venkovního prostředí včetně rámu 1,5 1,1

18 Výpočet U bez vlivu tepelných mostů v konstrukci
U = 1/RT [W/m2.K] RT odpor při prostupu tepla [(m2.K)/W] RT = (Rsi + R + Rse) R tepelný odpor konstrukce [(m2.K)/W] R = dj/j + Rcav Rsi odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce Rse odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce [(m2.K)/W]

19 Výpočet U s vlivem tepelných mostů v konstrukci
Vliv všech tepelných mostů v konstrukcích je nutné zahrnout již do výpočtu součinitele prostupu tepla U [W/(m2.K)]. Nejzávažnější chybou je stanovení U-hodnoty pouze ze skladby v ideálním výseku konstrukce (se zanedbáním tepelného mostu). Častou chybou je též neuvažování konstrukčně méně významných vodivých prvků ve vrstvě tepelné izolace a zanedbání technologických tolerancí ve skládaných konstrukcí. Výpočtové metody pro zahrnutí vlivu tepelných mostů a vazeb (přibližné a přesné) - podle ČSN a dalších evropských norem (ČSN EN ISO 6946/2008, ČSN EN ISO /2009).

20 Metody výpočtu U s vlivem tepelných mostů
Zjednodušená metoda - s použitím ekvivalentní hodnoty součinitele tepelné vodivosti pro nestejnorodou vrstvu obsahující tepelný most Přibližná metoda – Metoda horní a dolní meze U = 1/RT RT=(R´T+R´´T)/2 Přesná metoda – Metoda řešení teplotního pole U = L2d/b U = Uid + Utbk Obr.7 Teplotní pole obvodové konstrukce s tepelnými mosty (program AREA2009)

21 Tab. 5 Vliv tepelného mostu na součinitel prostupu tepla konstrukce
Příklad výpočtu U konstrukce s vlivem tepelných mostů pomocí různých metod Metoda výpočtu U Součinitel prostupu tepla U [W/m2.K] šikmé střechy s procentuálním podílem tepelného mostu v konstrukci 8% 10% 12% I – bez vlivu mostu 0,225 II – s vlivem mostu (pomocí ekvival. λ nestejnorodé vrstvy) 0,278 0,291 0,304 III – s vlivem mostu (přibližná metoda horní a dolní meze) 0,275 0,287 0,298 IV – s vlivem mostu (přesná metoda řešením teplotního pole) 0,273 0,284 0,296 Navýšení hodnoty U se započtením vlivu tepelného mostu [%] (Porovnání varianty I – IV) 21,3 26,2 31,1 Tab. 5 Vliv tepelného mostu na součinitel prostupu tepla konstrukce

22 Lineární a bodový činitel prostupu tepla
Lineární i bodový činitel prostupu tepla k ve W/m.K a j ve W/K, tepelných vazeb mezi konstrukcemi musí u budov s převažující vnitřní teplotou im = 20 °C splňovat podmínku: pro lineární tepelné vazby  k  k,N pro bodové tepelné vazby  j  j,N Obě veličiny vyjadřují navýšení tepelného toku v místě tepelné vazby nebo mostu.  Obr. 8 Změna tepelného toku v místě tepelné vazby (grafický výstup z programu AREA2009)

23 Lineární činitel prostupu tepla
Požadované Doporučené Typ lineární tepelné vazby Lineární činitel prostupu tepla k,N [W/m.K] Vnější stěna navazující na další konstrukci 0,60 0,20 Vnější stěna navazující na výplň otvoru 0,10 0,03 Střecha navazující na výplň otvoru 0,30 Typ bodové tepelné vazby Bodový činitel prostupu tepla j,N [W/K] Průnik tyčové konstrukce vnější stěnou, střechou 0,90 Tab.6 Požadované a doporučené hodnoty na lineární a bodový činitel prostupu tepla tepelných vazeb mezi konstrukcemi [1]

24 Výpočet lineárního činitele prostupu tepla řešením teplotního pole
 = L2d - Uj.lj Obr.9 Výpočet lineárního činitele prostupu tepla programem AREA 2009

25 Ψ = - 0,011 W/m.K Obr.10 Termovizní snímek a model detailu obvodové stěny dřevostavby v místě tepelné vazby (model – výstup z programu AREA2009)

26 Pokles dotykové teploty podlahy
Dodržení požadavku zajistí zlepšení tepelné pohody ve vnitřním prostředí.  10   10 ,N [°C] kde  10,N je požadovaná hodnota poklesu dotykové teploty podlahy, která se stanoví z tabulky v normě [1]. Požadavek se nemusí ověřovat u podlah s trvalou nášlapnou celoplošnou vrstvou z textilní podlahoviny a u podlah s povrchovou teplotou trvale vyšší než 26 °C . Největší vliv na hodnotu θ10 má tepelná jímavost horního povrchu nášlapné vrstvy podlahy B.

27 Šíření vlhkosti konstrukcí
Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce 1) Mc,a = 0 [kg/(m2.a)] 2) Mc,a,  Mc,a,N [kg/(m2.a)] Mc,a,N = 0,10 [kg/m2.a] nebo 3% plošné hmotnosti materiálu, pro jednoplášťové střechy, konstrukce s vnějším tepelně izolačním systémem, vnějším obkladem nebo kcí s difuzně málo propustnými vnějšími vrstvami, Mc,a,N = 0,50 [kg/m2.a] nebo 5% plošné hmotnosti materiálu pro ostatní kce Roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce 3) Mc.a. Mev,a [kg/(m2.a)]

28 Grafické stanovení výskytu kondenzace uvnitř konstrukce
Obr.11 Průběh tlaků vodní páry uvnitř konstrukce A) v konstrukci nedochází ke kondenzaci B) v konstrukci kondenzuje vodní pára v rovině C) v konstrukci dochází k plošné kondenzaci [2]

29 Vliv dodatečné izolace na kondenzaci uvnitř konstrukce
A B Obr.12 Průběh tlaků vodní páry uvnitř konstrukce A) zdivo z CP B) zdivo z CP zateplené z vnější strany

30 Vliv parozábrany na kondenzaci uvnitř konstrukce
A) Střešní konstrukce bez parozábrany B) Střešní konstrukce s parozábranou Obr.13 Dvourozměrné vlhkostní pole A) výskyt kondenzace uvnitř konstrukce B) konstrukce bez kondenzace

31 Šíření vzduchu konstrukcí a budovou
1) Průvzdušnost funkčních spár výplní otvorů iLV  iLV,N [m3.s-1.m-1.Pa-0,67] 2) Průvzdušnost ostatních spár a netěsností obvodového pláště budovy iLV = [m3.s-1.m-1.Pa-0,67] 3) Celková průvzdušnost obálky budovy n50  n50,N [h-1] 4) Průvzdušnost místnosti s nuceným větráním nebo klimatizací nmin  0,1 [h-1] 5) Intenzita výměny vzduchu v užívané místnosti nN  n  1,5 nN [h-1] 6) Intenzita výměny vzduchu v neužívané místnosti nmin  nmin,N [h-1]

32 Tepelná stabilita místnosti
Dodržení požadavku zajistí zlepšení tepelné pohody ve vnitřním prostředí. Posuzuje se pro zimní nebo letní období. Tepelná stabilita místnosti v zimním období Kritická místnost (vnitřní prostor) musí na konci doby chladnutí  t  vykazovat pokles výsledné teploty v místnosti v zimním období v(t) , ve °C, podle vztahu:  v(t)   v ,N (t) [°C] Tepelná stabilita místnosti v letním období a) Nejvyšší denní vzestup teploty vzduchu v místnosti v letním období  ai,max   ai,max,N [°C] b) Nejvyšší denní teplota vzduchu v místnosti v letním období ai,max  ai,max,N [°C]

33 Prostup tepla obálkou budovy
Vyjadřuje základní vliv stavebního řešení na spotřebu tepla na vytápění budovy, a tím i na energetickou náročnost budovy. Patří mezi porovnávací ukazovatele (dle vyhlášky č. 148/2007 Sb.). Hodnotí se průměrným součinitelem prostupu tepla Uem, ve W/(m2.K). Uem  Uem,N [W/(m2.K)] kde Uem,N je požadovaná (doporučená) hodnota průměrného součinitele prostupu tepla (viz tab.).

34 Objemový faktor tvaru budovy A / V [m2/m3]
Požadované hodnoty Doporučené hodnoty Uem, N,rq [W/m2.K] Uem, N,rc [W/m2.K]  0,2 1,05 0,79 0,3 0,80 0,60 0,4 0,68 0,51 0,5 0,45 0,6 0,55 0,41 0,7 0,39 0,8 0,49 0,37 0,9 0,47 0,35  1,0 0,34 Mezilehlé hodnoty 0,30 +0,15/(A/V) 0,75.Uem,N,rq Tab.7 Průměrný součinitel prostupu tepla Uem,N pro všechny obytné budovy a pro nebytové budovy s poměrnou plochou průsv. výplní otvorů fw ≤ 0,50 a pro převažující návrhovou vnitřní teplotu θim = 20 °C [1]

35 Výpočet průměrného součinitele prostupu tepla
U = HT/A [W/(m2.K)] kde HT je měrná ztráta prostupem tepla, ve W/K, A plocha obálky budovy, v m2, stanovená součtem ploch Aj HT=(Uj.Aj.bj) + (j.lj.bj) + (j.bj) Uj – součinitel prostupu tepla j-té ochlazované konstrukce včetně vlivu tepelných mostů v této konstrukci, ve W/m2K Aj – plocha j-té ochlazované konstrukce na systémové hranici budovy, v m2 bj – činitel teplotní redukce j-té konstrukce, bezrozměrný A – součet všech ochlazovaných ploch, v m2 Utbm – průměrný vliv tepelných vazeb mezi ochlazovanými konstrukcemi na systémové hranici budovy

36 Energetický štítek obálky budovy
Zahrnuje pouze tepelně technické vlastnosti budovy a hodnotí pouze vliv stavebního řešení budovy na potřebu energie na vytápění. Protokol a energetický štítek obálky budovy není povinnou součástí stavební dokumentace, je pouze doporučenou formou průkazného dokladování Uem . Nejedná se o komplexní štítek energetické náročnosti budov, ale o dílčí dokumentaci postupu prokazování klíčové součásti energetické náročnosti budov. Jeho vystavení je dobrovolné a nesouvisí s požadavky směrnice 2002/91/EC.

37 Průkaz energetické náročnosti budovy
Zahrnuje vliv stavebního řešení budovy a všech dodaných energií na energetickou náročnost budovy. Je od povinnou součástí stavební dokumentace pro předepsané typy budov.

38 Budovy Optimální návrh budovy - nízká energetická náročnost, nízká investiční náročnost, malá zátěž životního prostředí po celý životní cyklus budovy. Energetické vlastnosti budovy ovlivní zejména: Volba pozemku a osazení budovy na něm; Orientace ke světovým stranám; Tvarové řešení budovy (kompaktnost tvaru, členitost povrchů), objemový faktor tvaru A/V; Vyloučení, popř. eliminace vlivu tepelných mostů a vazeb v konstrukcích; Vnitřní uspořádání místností; Velikost vytápěných a nepřímo vytápěných podlahových ploch (objemů) a jejich přiměřenost danému účelu; Velikost prosklených ploch na jednotlivých fasádách; Očekávané vnitřní tepelné zisky podle charakteru provozu; Další souvislosti.

39 Obr. 1 Potřeba energie na vytápění pro různé kategorie budov [5]
cca180 kWh/m2 cca100 kWh/m2 <50 kWh/m2 <15 kWh/m2 Obr. 1 Potřeba energie na vytápění pro různé kategorie budov [5]

40 Budovy s rozsáhlými prosklenými plochami
Rekonstrukce budovy nebo její části - může vyvolat změnu parametrů vnitřního prostředí (např. zvýšení vlhkosti vzduchu v důsledku výměny oken za těsnější).  Je potřeba současně zlepšit vlastnosti dalších konstrukcí (například dodatečnou tepelnou izolací tepelných mostů a tepelných vazeb, zejména ostění, nadpraží a parapetů, dodatečnou tepelnou izolací střech).  Nebo současně změnit provozní režim (nucené větrání). Budovy s rozsáhlými prosklenými plochami Důležitá je potřeba energie pro chlazení v přechodném a letním období. Volba přiměřené velikosti prosklených ploch (s ohledem na orientaci ke světovým stranám). Vhodné stínicí prostředky. Tepelně akumulující hmoty v budově. Vhodný režim větrání, včetně chlazení nočním vzduchem a zemním výměníkem. Klimatizace pouze v nutných případech.

41 Budovy s lehkým obvodovým pláštěm
Nízké tepelně akumulační vlastnosti obvodového pláště kompenzovat kombinací s masivními stropy a masivními vnitřními konstrukcemi. Větrání budov Dodržet splnění požadavků na kvalitu vnitřního prostředí pří nízké energetické náročnosti. V koupelnách se nedoporučuje řešit větrání výlučně okny. V bytových koupelnách se nedoporučuje umisťovat okna nad vanami. V bytových kuchyních se nedoporučuje používat digestoře bez odvodu vzduchu, pokud není současně řešeno nucené větrání prostoru. Při nucené výměně vzduchu v prostorech s proměnlivou vlhkostí (kuchyně a koupelny), se doporučuje zajistit automatické zapnutí odtahových ventilátorů při relativní vlhkosti vzduchu nad 80 %. Místnosti s nuceným odtahem vzduchu musí mít zajištěn odpovídající přívod vzduchu.

42 Konstrukce Správný tepelně technický návrh konstrukce
Vytvoření celistvé tepelně izolační obálky budovy s minimem slabých míst. Kvalitní ochrana tepelně izolační vrstvy - znamená nižší degradaci jejích tepelně izolačních vlastností. Je třeba uvažovat vždy reálné technologické tolerance vlastností materiálů i jejich tvarů. Obvodové vrstvené konstrukce je možné navrhovat jako: a) Souvrství s tepelně izolační vrstvou při vnějším povrchu b) Souvrství s tepelně izolační vrstvou chráněnou z vnější strany další vrstvou (vrstvami) ve formě tzv. sendvičové konstrukce, c) Souvrství s větranou vzduchovou vrstvou napojenou na venkovní prostředí mezi tepelně izolační vrstvou a vnější ochrannou vrstvou. d) Souvrství s tepelně izolační vrstvou umístěnou z vnitřní (interiérové) strany – pouze výjimečné řešení (např. z důvodu památkové ochrany fasády).

43 Prostup vodní páry a kondenzace uvnitř konstrukce
Tepelné mosty a vazby (např. pozední věnce, stropy lodžií a balkonů, strop suterénu a pod střechou – atika, nadokenní a nadedveřní překlady, boční ostění, parapet). Je třeba je:  buď vyloučit vhodnou konstrukční úpravou odstraňující jejich příčinu (např. jiná podpora balkónové konstrukce než konzola)  nebo je vhodným způsobem překrýt či přerušit tepelnou izolací v dostatečné tloušťce a ploše. Prostup vodní páry a kondenzace uvnitř konstrukce Velikost součinu tepelné vodivosti a faktoru difuzního odporu jednotlivých vrstev má klesat směrem od vnitřního povrchu (od interiéru) k exteriéru. Konstrukce s parotěsnicí vrstvou při vnějším povrchu (obvykle jednoplášťová střecha, plechové, skleněné a plastové obklady apod.) - oddělit tuto vrstvu od vnitřní části konstrukce větranou či expanzní vrstvou, popř. v kombinaci s parotěsnicí vrstvou u vnitřního líce konstrukce.

44 Parozábrany a jiné vrstvy s parotěsnicí funkcí
Konstrukce z nasákavých materiálů - musí být navrženy tak, aby v nich nedocházelo ke kondenzaci vodní páry. Parozábrany a jiné vrstvy s parotěsnicí funkcí Musí být navrženy a provedeny tak, aby byla: a) Zajištěna jejich celistvost po dobu životnosti konstrukce b) Prvky prostupující přes parozábrany a jiné vrstvy s touto funkcí musí být osazeny s co nejlepší těsností proti difuzi vodních par a proudění vzduchu c) Napojení parozábran a jiných vrstev s touto funkcí na okolní konstrukce musí být provedeno co nejtěsněji d) Parozábrany a jiné vrstvy s touto funkcí je obvykle vhodné navrhovat před vnitřním povrchem (při pohledu z interiéru) účinné tepelně izolační vrstvy

45 Parozábrany a jiné vrstvy s touto funkcí mohou zároveň bránit vysychání konstrukce do vnitřních prostorů v přechodném a letním období, což může být z hlediska roční bilance vlhkosti v konstrukci nevhodné. Montované konstrukce Je třeba zajistit vhodným způsobem jejich vzduchotěsnost: a) Styky a spoje montovaných konstrukcí musí být utěsněny účinnými těsnicími materiály s požadovanou životností, odolávající vlivu povětrnosti, dilatačním pohybům a objemovým změnám b) U otevřených styků nebo styků jen částečně těsněných z vnější strany je vhodné dvoustupňové těsnění c) U vodorovných spár lze dešťovou zábranu řešit krytým prahem výšky větší než 60 mm, v křížení spár je pak třeba provést chráněnou dekompresní dutinu podle svislé spáry Za dešťovou zábranou je umístěna větrová zábrana, nezatížená působením vody.

46 Obvodové stěny Obvodové stěnové konstrukce z tvárnic, tvarovek a bloků
Použití vnějších tepelně izolačních systémů  ucelený certifikovaný systém. Obvodové stěnové konstrukce z tvárnic, tvarovek a bloků Negativní vliv styčných a ložných spár – se sníží použitím tepelně izolačních malt, bezmaltových zámkových styčných spár, tenkovrstvých lepicích tmelů (v případech velmi přesných rozměrů zdicích prvků), případně přerušováním maltové vrstvy buď vzduchovou dutinou nebo vkládaným tepelně izolačním materiálem. Montované stěnové konstrukce z velkorozměrových prvků Je třeba důsledně řešit styky a spáry tak, aby tepelně izolační vrstva proběhla v těchto místech bez zvýšení prostupu tepla, popř. aby zvýšení prostupu tepla v místě styku bylo za reálných technologických podmínek minimální.

47 Výsledné tepelně izolační vlastnosti obvodových stěn jsou zpravidla velmi závislé na kvalitě skutečného provedení. Obvodové stěny z nasákavých materiálů musí být v návaznosti na terén nebo vodorovnou plochu nižší budovy chráněny tak, aby nemohlo dojít k vnikání vlhkosti od stékající povrchové vody nebo sněhu. Doporučená minimální výška této ochrany je 300 mm.

48 Střechy Šikmé střechy nad vytápěnými prostory
Nedoporučuje se navrhovat běžné jednoplášťové nevětrané střešní konstrukce nad prostory s vyšší relativní vlhkostí vzduchu, než je 80 %. Šikmé střechy nad vytápěnými prostory Hlavní izolační vrstva musí co nejlépe navazovat na tepelnou izolaci obvodových stěn. Tepelné izolace střechy mohou být situovány mezi krokvemi, nad krokvemi, pod krokvemi, nebo v kombinaci těchto umístění. Krokve (dřevěné i kovové) a obdobné prostupující prvky zpravidla výrazně zhoršují výsledný tepelně izolační účinek konstrukce a musí být odpovídajícím způsobem zohledněny v návrhu a výpočtovém ověření konstrukce. Konstrukční řešení ploché střechy musí zajistit co nejlepší návaznost její tepelné izolace na tepelnou izolaci obvodové stěny, souběžně se zajištěním samostatného dilatování atiky.

49 Šikmá střecha se skládanou krytinou
Pojistná hydroizolační vrstva pod odvětranou vzduchovou vrstvou a krytinou, umístěna přímo na tepelně izolační vrstvě  výlučně materiál s velkou propustností pro vodní páru a ověřený (certifikovaný) pro tuto aplikaci. U střech uzavřených parotěsně z obou stran konstrukce Musí být vlhkost uzavřených materiálů při zabudování a při provozu co nejnižší, nejvýše může odpovídat rovnovážné sorpční vlhkosti materiálů. Tepelně izolační a spádové vrstvy by v těchto střechách neměly být navrhovány z velmi nasákavých a organických materiálů. Větraná vzduchová vrstva u dvouplášťových plochých střech Musí být navržena tak, aby v ní nedocházelo ke kondenzaci vodní páry.

50 Okna, dveře, prosklené fasády
Při návrhu jejich velikosti, druhu je třeba brát v úvahu řadu někdy protichůdných požadavků: velikost tepelné ztráty určené hodnotou součinitele prostupu tepla, velikost solárních zisků určených mj. celkovou energetickou propustností, požadavky na denní osvětlení místností a oslunění, požadavky estetické, požadavky na výměny vzduchu, požadavky na požární bezpečnost. Doporučuje se volit velikost a kvalitu prosklených ploch v závislosti na orientaci ke světovým stranám a dalším skutečnostem Okna na neosluněných fasádách - v přilehlých místnostech musí být splněny požadavky na denní osvětlení (orientačně bývá doporučováno cca 15 % podlahové plochy). Na osluněných fasádách se mohou volit okna větší, pokud to odpovídá provozním podmínkám přilehlých místností a architektonickému výrazu budovy.

51 Je-li součet prosklených ploch jednotlivé místnosti při osluněné fasádě větší než jedna čtvrtina její podlahové plochy  prověřit riziko přehřívání těchto místností. Protisluneční stínicí prvky - největší účinnost mají umístěné na vnější straně oken, méně účinné jsou stínicí prvky umístěné mezi skly a nejméně účinné jsou stínicí prvky v místnosti. Doporučuje se navrhovat: a) Nastavitelné vnější stínicí prvky, které lze vhodně kombinovat s pevnými stavebním prvky (např. přesah střechy, římsy, balkony a markýzy. Pouhé stínění přesahem pevného vodorovného prvku nemusí být při použití velkých prosklených ploch dostatečné a navíc může být nepříznivé z hlediska denního osvětlení. b) Reflexní vrstvy na sklech snižují tepelný tok do místnosti, což je výhodné v letním období, ale nevýhodné v ostatních obdobích roku. Uplatnění reflexních vrstev je třeba komplexně posoudit, včetně snížení intenzity a kvality denního osvětlení (změny barevného spektra).

52 Střešní okna (plochá zasklení ve střešní rovině) musí být osazena tak, aby byla zajištěna:
a) návaznost na střešní krytinu, b) nenarušená parozábrana i pojistná hydroizolace, c) souvislá tepelně izolační vrstva až do úrovně rámu. Riziko přehřívání v letním období - pečlivě navržena prosklená plocha, nejlépe s malou rezervou podle požadavku na denní osvětlení. Vnější výplně otvorů by měly být osazovány do obvodových stěn v rovině navazující na tepelně izolační vrstvu, nebo musí účinná tepelně izolační vrstva v dostatečné tloušťce překrývat rám okna nejméně o 30 mm až 40 mm. Osazovací spára mezi ostěním otvoru a rámem výplně otvoru musí být účinně a trvale tepelně izolována a těsněna. Tyto úpravy výrazně omezí tepelný most a tepelnou vazbu po obvodě okna.

53 Funkční spáry výplní otvorů musí být při vnější straně chráněny dešťovou zábranou (např. tmel, pryž, plast) v kombinaci s tvarováním boků spáry pro odvod vody na vnější povrch. Dešťové zábrany funkčních spár musí mít trvalé vyrovnání tlaku vzduchu s venkovním prostředím pro zajištění trvalého a spolehlivého odtoku srážkové vody, která pronikne do dešťové zábrany. Osazovací spáry výplní otvorů musí být trvale vodotěsné a vzduchotěsné. Zvláště pečlivě je třeba řešit detail překrytí osazovací spáry protidešťovou zábranou na vnější straně (vodonepropustnou, paropropustnou) a parozábrany při vnitřní straně (fólie, těsnicí vrstva).

54 Tepelně technické vlastnosti oken
Výsledný prostup tepla oknem je ovlivněn: Vlastnostmi skla a vlastnostmi rámu Poměrem zasklívací jednotky a celého okna Vlastnostmi distančního rámečku na okraji zasklívací jednotky a jeho délkou Tepelnou vazbou mezi oknem a obvodovou stěnou Skutečným provedením Obr.2 Okno z profilu Inoutic Prestiges s prokázanou hodnotou U = 0,74 W/(m2 . K) [3]

55 Vlastnosti skla Tab.1 Porovnání vlastností oken s různými typy zasklení [4] Parametr a typ skla Čiré sklo float Čiré sklo s argonem Čiré dvojsklo s argonem a bezpečnostní fólií Reflexní dvojsklo s kovovou vrstvou Světelná propustnost (E) 82% 79% 76% 56% Propustnost pro UV záření 46% 13% 1% Tepelná propustnost (U) 2,7 W/m2.K 1,3 W/m2.K Vnitřní reflexe (I) 15% Vnější reflexe (H) 14%

56 Obr.3 Okenní profilový systém REHAU GENEO [6]
Vlastnosti rámu Součinitel tepelného prostupu: hodnota Uf až 0,85 W/m2 K Konstrukční hloubka: 86 mm Odolnost proti vloupání: až do třídy odolnosti 3 Zvuková izolace: až do třídy TZI 5 Povrchová úprava: vysoce jakostní, hladká, uzavřená, se snadnou údržbou 6komorová technologie Obr.3 Okenní profilový systém REHAU GENEO [6]

57 Poměr zasklívací jednotky a celého okna
Součinitel prostupu tepla Uw celého okna – závisí na poměru plochy rámu a zasklení a na délce distančního rámečku. Přídavný tepelný tok (v místě tepelných vazeb) je závislý na délkách nádpraží, ostění a parapetů. Výhodnější je použití – méně oken o větší ploše popř. sdružovat okna do větších celků.

58 Příklad vlivu počtu a plochy oken na plošnou tepelnou propustnost
Obr.4 Příklad vlivu počtu a plochy oken na plošnou tepelnou propustnost [2]

59 Vlastnosti distančního meziskelního rámečku
Silně ovlivňuje hodnotu součinitele prostupu tepla zasklení Ug na okrajích skla. Materiál rámečků - dříve pouze hliník, je velmi tepelně vodivý  naprosto nevhodný. Rámečky z nerezové oceli  o něco lepší vlastnosti než hliník. Nejvhodnější je tzv. teplý rámeček (Warm Edge) - je to plastový rámeček s ocelovou výztuží. Teplý distanční rámeček: Způsobuje teplý okraj izolačních skel Optimalizuje izolační vlastnosti skla Až 10% zlepšení hodnoty Ug u oken Redukce tepelného mostu u okraje skla až o 60% Snížení rizika nadměrného srážení vodních par Omezení výskytu plísní Delší životnost rámů, zvlášť dřevěných Nižší náklady na vytápění (až o 5%), snížení emisí CO2

60 Obr.5 Vliv umístění okna na tepelnou ztrátu
Tepelná vazba mezi rámem okna a obvodovou stěnou – vliv umístění okna na tepelnou ztrátu L2D = 0,736  = 0,029 Utb = 0,08 Q = 121 W L2D = 0,777  = 0,07 Utb = 0,19 Q = 131 W Obr.5 Vliv umístění okna na tepelnou ztrátu L2D = 0,726  = 0,019 Utb = 0,05 Q = 119 W

61 Stropy a podlahy Dřevěné stropní konstrukce a dřevěné části podlahové konstrukce se nedoporučuje zakrývat nášlapnými vrstvami z parotěsných materiálů (např. PVC, pryžové podlahoviny). Nad prostory s možností zvýšené provozní vlhkosti, jako jsou hromadné sprchy, plavecký bazén apod., je nutné podlahu a zejména její nášlapnou vrstvu navrhovat s ohledem na vysoké vlhkostní zatížení. Tepelnou jímavost podlah ovlivňují nejvíce materiál a tloušťka nášlapné vrstvy a vrstev nejblíže k ní. Vliv níže položených vrstev výrazně klesá se vzdáleností od nášlapné vrstvy. Vodorovné konstrukce s funkcí podlahy nad venkovním prostředím a nad nevytápěnými prostory (jako jsou suterény, garáže, zádveří, spíže apod.) musí splňovat požadavky z hlediska součinitele prostupu tepla a požadavky z hlediska poklesu dotykové teploty podlahové konstrukce. Tepelně izolační vrstva se zpravidla výhodně umisťuje z chladné strany (v zimním období).

62 Literatura [1] ČSN :2007 Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky [2] VAVERKA, J.; HIRŠ, J.; SKOTNICOVÁ, I., aj. Stavební tepelná technika a energetika budov. 1. vyd. Brno : VUTIUM, s. + CD ROM. ISBN [3] Zdroj z WWW  a-prvky/okna-dvere/vybrane-technicke-vlastnosti-oken-analyza- zpusobu-osazeni-1198.html > [4] Zdroj z WWW  informace/ > [5] Zdroj z WWW  [6] Zdroj z WWW  >

63 Děkuji za pozornost.