Skladby obvodových konstrukcí

29. června 2021

Obvodový plášť budovy, tedy jakýsi její obal, odděluje vnější a vnitřní prostředí domu, která jsou v našich klimatických podmínkách po část roku odlišná.  

Ing. Martin Růžička

Obvodový plášť budovy, tedy jakýsi její obal, odděluje vnější a vnitřní prostředí domu, která jsou v našich klimatických podmínkách po část roku odlišná. Čím větší jsou rozdíly mezi vnitřním a vnějším prostředím, tím větší nároky musí obvodový plášť splňovat, a tím větší bude mít příroda snahu tato rozdílná prostředí vyrovnat, harmonizovat - a to právě skrz obvodový plášť a jeho prostřednictvím.

Obvodový plášť odpovídá za tepelné ztráty objektu a jeho kvalita pak zásadně ovlivňuje náklady na vytápění. Obvodový plášť ve většině případů tvoří tři části:

• svislé obvodové stěny,
• střešní plášť,
• podlaha objektu spojená s terénem, případně nad terénem s odvětrávanou vrstvou pod domem.

Obvodový plášť dřevostavby plní kromě základní, již uvedené funkce, další důležité úkoly. Každý z nich je zajišťován určitou vrstvou pláště.

• V rámci obvodové stěny najdeme nosnou konstrukci dřevostavby, která je v případě TBF tvořena fošnovým rámem.
• Velice důležitou vrstvou v interiérové části je vrstva parobrzdná, případně parotěsná, často spojená s vrstvou zajišťující vzduchovou neprůvzdušnost objektu.
• Směrem do interiéru se často používá instalační předstěna. Je tak označován prostor v rámci skladby konstrukce umožňující vedení některých instalací. Může být navíc vyplněn tepelnou izolací.

Na obou stranách pláště jsou pak povrchové vrstvy.

• Vnitřní, interiérová vrstva vytváří povrch vnitřního interiéru; povrch může být dále upravován.
• Vnější, fasádní vrstva, která má řadu variant a jejich kombinací.

V našich klimatických podmínkách je důležité především zimní období, kdy jsou rozdíly mezi vnějším a vnitřním prostředím největší, a kdy významným faktorem je i vlhkost vzduchu, především vnitřního prostředí. V letním období používáme stále více umělé dochlazování vzduchu pomocí klimatizace, což je jednak velice energeticky náročné řešení, jednak zdravotní aspekty nejsou příznivé. Tento komplikovaný a velice energeticky a finančně náročný způsob dosud používáme proto, že jsme ochotni nebo nuceneni za to platit. Pasivní stavění nás učí, že mohou existovat i jiné cesty, jak zabezpečit příznivé vnitřní klima systémy podstatně jednoduššími a především při podstatně menších energetických nárocích. Jaro a podzim lze považovat do značné míry za neutrální období, kdy nemáme důvod udržovat v interiéru výrazně odlišné podmínky od vnějšího prostředí.

Naším zájmem je navrhnout a udělat obvodový plášť tak, aby nám přes něj unikalo co nejméně energie, v tomto případě především tepla.

Množství unikajícího tepla je závislé na třech základních parametrech (u prvních dvou závisí rovněž na kvalitě jejich návrhu a provedení):

• na tepelné propustnosti obálky,
• na vzduchové propustnosti/těsnosti obálky,
• na teplotním rozdílu mezi interiérem a exteriérem (můžeme ovlivnit teplotou v interiéru).

Čím větší bude tepelná propustnost stěny (množství a kvalita tepelné izolace), čím více bude tato stěna "děravá", a bude profukovat, a čím větší bude venku zima, ale i čím vyšší budeme udržovat teplotu uvnitř, tím větší bude únik tepla, a tím více musíme dát do kasičky pro energetickou společnost.

Tepelnou a vzduchovou propustnost je třeba opravdu oddělovat a vnímat jako dva samostatné parametry, jakkoli mohou působit v souběhu a společně. Je totiž celkem dobře možné, že sestavíme stěnu s velikým množstvím kvalitní izolace, její tepelná propustnost bude tedy hodně malá. Provedeme-li ji ale nedbale, případně uplatníme-li složité a obtížně proveditelné detaily, ze stěny či její části uděláme řešeto a její vzduchová propustnost bude vysoká a celkový výsledek špatný.

Pozornost je třeba věnovat i již zmíněné interiérové teplotě. Tu ovlivňujeme a přímo tak určujeme rozdíl mezi vnitřním a vnějším prostředím, protože jeho teplotu ovlivnit neumíme. S tepelně izolačními vlastnostmi obvodových plášťů budovy souvisí další významný faktor, a to je transfer vlhkosti přes tuto dělící obálku. V zimním období máme totiž v interiéru teplý a vlhký vzduch, který se přes obvodovou obálku snaží dostat ven, do exteriéru. Na rozdíl od "čistého" tepla, které přes obvodovou obálku rovněž uniká, což ale zatěžuje pouze naše peněženky, nekontrolovaný a špatně nastavený transfer vlhkosti nás zdánlivě nestojí nic. Může však i v relativně krátkém čase způsobit vážné poruchy konstrukce a podílet se na zhoršení tepelně izolačních vlastností tepelných izolací, čímž nakonec podpoří i únik tepla.

Oba parametry, tedy tepelně izolační vlastnosti a difúzní vlastnosti, reprezentující právě transfer vlhkosti, spolu velice úzce souvisí. Platí obecná zásada, že čím více je v konstrukci tepelné izolace, tím více a pečlivěji musíme hlídat transfer vlhkosti a celkový návrh skladby.

Difúzně otevřené a uzavřené skladby konstrukce

Difúzně otevřené a uzavřené skladby konstrukcí jsou především u dřevostaveb velice aktuální témata. Každá z variant má, tak jako ve většině jiných případů, skalní odpůrce a taky přesvědčené zastánce.

Název difúzní otevřenosti nebo uzavřenosti se odvozuje od schopnosti konstrukční skladby jev difúze, byť omezeně umožnit (difúzně otevřené konstrukce), anebo ho neumožnit (difúzně uzavřené konstrukce).

Oč tedy jde? V zimním období máme v našich klimatických podmínkách v interiéru výrazně odlišné prostředí, než je venku. Pobytem v domě produkujeme nemalé množství vlhkosti, které však teplý, a tedy po vlhkosti hladový vzduch, dovede dobře pojmout. Zdroji vlhkosti jsme my sami (dýchání, odpařování), dále vaření, koupání, významným zdrojem je sušení prádla a také třeba parní trouba. Na jedné straně v interiéru máme teplý a vlhký vzduch, na druhé straně, v exteriéru, pak naopak vzduch studený a suchý.

V rámci přírodního jevu, který se nazývá právě difúze, se obě tato prostředí snaží vyrovnat, a rozdíly minimalizovat, a to právě skrz obvodovou obálku domu, která tato prostředí odděluje. Obálka pak bude tomuto jevu bránit tím více, čím bude silnější (tloušťka obvodové stěny) a čím hůře bude vodní páru propouštět (čím menší bude součinitel difúze vodní páry). Nás bude zajímat především tok teplého a vlhkého vzduchu z interiéru do exteriéru. Aby to nebylo tak jednoduché, u moderní dřevostavby se obvodová obálka skládá vždy z několika vrstev, které se liší jak tloušťkou, tak schopností propouštět vodní páru.

• Difúzně otevřené konstrukce (dále DOK) pak výše popsaný efekt umožňují.
• Difúzně uzavřené konstrukce (dále DUK) naopak efekt difúze neumožňují.

Difúzní vlastnosti materiálů popisujeme pomocí několika veličin.

• Součinitel difúze vodní páry (difúzní součinitel) δ (s) označuje schopnost propouštět vodní páru a je obdobou součinitele tepelné vodivosti. Různé materiály mají tedy různé hodnoty δ. Difúzní součinitel určuje, jak moc daný materiál je pro jev difúze otevřený.
• Difúzní odpor je rovněž jistou obdobou tepelného odporu. Difúzní odpor Rd = d/δ (m/s) ukazuje, jak moc už konkrétní tloušťka konkrétního materiálu propouští vodní páru, respektive, a snad přesněji, jak velký odpor prostupu páry konkrétní materiál dané tloušťky klade.
• Faktor difúzního odporu μ (-) je bezrozměrná veličina vyjadřující, kolikrát lépe propouští vodní páru nehybná vrstva vzduchu, než stejná tloušťka daného materiálu.
• Ekvivalentní difúzní tloušťka Sd (m) vyjadřuje tloušťku nehybné vrstvy vzduchu, která má stejný difúzní odpor jako předmětný materiál už konkrétní tloušťky. Je rozdíl, jestli budeme vybírat např. ze dvou materiálů, z nichž jeden bude mít tloušťku 0,3 mm a druhý 18 mm. Hodnotu Sd určíme jako Sd = μ·d, kde d je tloušťka v metrech.

Jednotlivé vrstvy obvodové obálky stavby zabezpečují různé úkoly - konstrukční, tepelně-izolační, obalový, vrstva povrchu apod. Tyto vrstvy mají různé fyzikální vlastnosti. Z hlediska difúze a s ní souvisejícím transferem vlhkosti se chovají různě, přičemž míra různosti může být značná.

Bude tedy velice záležet, jaké materiály zvolíme, v jakém rozsahu (tloušťce) je uplatníme, a také v jaké pozici je v rámci skladby stěny umístíme. I z dobrých a kvalitních materiálů lze vytvořit špatnou a nefunkční skladbu, stejně tak při znalosti věci lze i z celkem "obyčejných" materiálů a prvků poskládat plně funkční konstrukci, která bude dobře sloužit.

Čerpáno z knihy Ing. Martin Růžička, Moderní dřevostavba, Praha 2014, s. 65-67.