Publikace. Snížení spotřeby tepla na vytápění obytných budov při zateplení neprůsvitných obvodových stěn ENERGIE. OPET Czech Republic OPET CR

OPET Czech Republic – OPET CR

P u b l i k a c e

Organizace na Podporu Energetických Technologií

Snížení spotřeby tepla na vytápění obytných budov při zateplení neprůsvitných obvodových stěn

ENERGIE

Brno 2001

OPET Czech Republic – OPET CR Organizace na Podporu Energetických Technologií ENERGIE V roce 1990 Evropská komise vyhlásila program THERMIE zamìøený na demonstraci nových nejaderných energetických technologií. Souèasnì byla založena sí OPET (Organisation for the Promotion of Energy Technologies) center, jejímž cílem je pomáhat Komisi s šíøením informací o výsledcích projektù a s podporou nových technologií v oblasti nejaderné energetiky. Tato sí byla od konce roku 1996 øízena direktoriáty DG XVII a DG XIII. V roce 2000 byla sí OPET center rozšíøena o obdobnì orientované organizace pùsobící v zemích støední a východní Evropy, v kandidátských zemích a v øadì dalších zemí, které uzavøely s EU dohody o spolupráci v oblasti výzkumu a vývoje technologií. V souèasné dobì OPET centra sdružují 108 organizací v rámci 45 konsorcií v Evropì a v Asii. Èlenem OPET sítì je také Èeská republika prostøednictvím centra OPET Czech Republic. Sí OPET center je jedineènou organizací spojující demonstraèní a inovaèní èást døívìjších evropských programù JOULE-THERMIE, INNOVATION a souèasného programu ENERGIE, který je souèástí 5. Rámcového programu pro rozvoj technologií a demonstrací (1998–2002). Tato vazba umožòuje pokrýt jak výzkumné, tak realizaèní aktivity, navíc spojené s podporou technologického transferu a podporou uplatnìní výsledkù výzkumu v praxi v oblasti energetických technologií a inovací. Zásadním cílem OPET sítì je spolupracovat s organizacemi, institucemi, spoleènostmi a podniky a pomáhat jim v hledání a ve využívání èistých a energeticky efektivních technologií, a to zejména tìch, které jsou výsledkem projektù podporovaných Evropskou komisí. Cílem všech vyvíjených aktivit je posilovat dialog mezi zemìmi, klienty, snaha porozumìt problémùm a potøebám a pomáhat nalézat inovaèní technologická øešení. Základní myšlenka sítì OPET zahrnuje také diskuzi o budoucnosti evropského technologického vývoje a výzkumu realizovanou v tìsné spolupráci s praktickými potøebami klientù zejména v rámci 5. rámcového programu EU, ale i dalších energeticky orientovaných programù. Pomáhat pøejímání nových technologických postupù je èasovì velmi nároèný proces, který má dlouhodobou pùsobnost a nemùže být završen v prùbìhu mìsíce. Sí OPET center vchází do pátého roku své aktivity. Jsme rádi, že mùžeme prostøednictvím projektu OPET Czech Republic podpoøit vydání této publikace, jejímž cílem je poskytnout zájemcùm informace o možnostech snižování tepelných ztrát v bytových jednotkách postavených v Èeské republice v minulých letech.

OPET Czech Republic je èlenem sítì založené Evropskou komisí na podporu efektivních a inovativních energetických technologií

tel. fax. e-mail

Koordinátor projektu

Partner projektu

Partner projektu

Technologické centrum AV ÈR Rozvojová 135 165 02 Praha 6 (02) 203 90 712 (02) 209 22 698 [email protected]

DEA Energetická agentura Lozíbky 17 614 00 Brno (05) 712 31 83 (05) 45 22 26 84 [email protected]

EGÚ PRAHA Engineering, a.s. 190 11 Praha 9-Bìchovice (02) 62 76 673 (02) 64 41 349 [email protected]

Milan Machatka, Jiří Šála

Snížení spotřeby tepla na vytápění obytných budov při zateplení neprůsvitných obvodových stěn Brno 2001

Zpracovali: Kapitoly 1, 3.1, 4.1 – Ing. Milan Machatka, CSc. Kapitoly 2, 3.2, 3.3, 4.3, 4.4 – Ing. Jiøí Šála, CSc. Úvod, kapitola 4.2, závìr – Ing. Milan Machatka, CSc., Ing. Jiøí Šála, CSc. Grafika obálky: grafické studio Klassic, s.r.o., V. P. Èkalova 503/12, Praha 6-Dejvice Publikace je vydana v ramci projektu Evropske Unie - OPET Czech Republic - OPET CR (Organization for the Promotion of Energy Technologies, Czech Republic) Text Grafika Publikace

© Milan Machatka, Jiøí Šála © grafické studio Klassic, s.r.o., V. P. Èkalova 503/12, Praha 6-Dejvice © DEA Energetická agentura, spol. s r.o., Brno, Technologické centrum AV ÈR, Praha

OBSAH Úvod

3

1. Vývoj bytové výstavby v ÈR

6

1.1. Výstavba do roku 1920

7

1.2. Výstavba od roku 1921 do roku 1945

7

1.3. Výstavba od roku 1946 do roku 1960

8

1.4. Výstavba od roku 1961 do roku 1980

9

1.5. Výstavba od roku 1981 do roku 1994

10

1.6. Výstavba po roce 1995

11

2. Vývoj tepelnì technických a energetických požadavkù

12

2.1. Požadavky pøed rokem 1963

12

2.2. Požadavky v letech 1963 až 1978

12

2.3. Požadavky v letech 1979 až 1992

13

2.4. Požadavky v letech 1992 až 1994

16

2.5. Požadavky po roce 1994

16

3. Vývoj obvodových stìn obytných budov v ÈR

18

3.1. Konstrukèní a materiálové øešení obvodových stìn

18

3.2. Tepelnì technické vlastnosti obvodových stìn

20

3.3. Zhodnocení tepelnì izolaèních vlastností obvodových stìn

22

4. Zateplování obvodových stìn obytných budov

23

4.1. Vývoj zateplování obvodových stìn v Èeské republice

23

4.2. Druhy zateplovacích systémù

25

4.3. Dimenzování tepelné izolace v zateplovacích systémech

28

4.4. Vliv tepelných mostù a tepelných vazeb pøi zateplování

29

Závìr

32

Literatura

33

5

OPET Czech Republic

ÚVOD Snižování energetické nároènosti ekonomiky patøí k základním cílùm národního hospodáøství. Koneèná spotøeba vyrobené tepelné energie v Èeské republice v roce 1999 èinila 213 PJ, což pøedstavuje pøibližnì jednu pìtinu celkové koneèné spotøeby paliv a energie. Na spotøebì vyrobené tepelné energie se podílí spotøeba tepla pro bydlení. Zatímco koneèná spotøeba pro výrobu a provoz se omezuje – index koneèné spotøeby vyrobené tepelné energie pro výrobu a provoz 99/96 je 71,2 – koneèná spotøeba tepelné energie pro domácnosti vykazuje nárùst – index 99/96 je 124. Zvýšení spotøeby neodpovídá nárùstu dokonèených bytù, který byl za uvedené období pouze cca 6 %. Trend spotøeby tepelné energie v bytových domech má tedy mírnì rostoucí tendenci. Potøebu úspor energie vyžadují mezinárodní dohody Èeské republiky jako pøidruženého èlena Evropského spoleèenství a plnoprávného èlena øady evropských orgánù a organizací. Tím jsou vymezeny podmínky pro národní programy v této oblasti. Opatøení v oblasti úspor energie, které pøináší výsledky, je základní požadavek na úsporu energie a tepelnou ochranu podle smìrnice Rady Evropy è. 89/106/EHS, pøenesený do èeské legislativy. Základní požadavek na úsporu energie a tepelnou ochranu je formulován ve smìrnici: „Stavba a její zaøízení pro vytápìní, chlazení a vìtrání musí být navržena a postavena tak, aby objem energie spotøebovaný pøi provozu byl nízký s ohledem na místní klimatické podmínky a požadavky uživatelù.“ Èeským zákonem zavádìjícím uvedený požadavek v oblasti staveb je stavební zákon a jeho provádìcí vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj è. 137/1998 Sb. o obecných technických požadavcích na výstavbu. V souladu s ustanovením vyhlášky pøitom trvá jednoznaèná a závazná povinnost zajištìní normových hodnot tepelnì technických vlastností ve výstavbì podle ÈSN 73 0540:1994. Normové hodnoty pro obvodové pláštì již postavených staveb je pøitom možné docílit pouze dodateèným zateplením. Další dùležitou legislativní oporou pro realizaci požadavku na úsporu energie a tepelnou ochranu v oblasti stavebních výrobkù je zákon è. 22/1997 Sb., který byl novelizován zákonem è. 71/2000 Sb. Provádìcí pøedpisy k tomuto zákonu, které se týkají stavebních výrobkù, jsou naøízení vlády è.178/1997 Sb. ve znìní naøízení vlády è. 81/1999 Sb. Ve vztahu ke stavbám zdùraznil význam úèinnìjšího využívání energie nový zákon è. 406/2000 Sb., o hospodaøení energií. V pøipravované provádìcí vyhlášce Minis-

terstva prùmyslu a obchodu k tomuto zákonu, kterou se stanoví podrobnosti úèinnosti užití energie pøi spotøebì tepla v budovách, se poèítá se zpøísnìním požadavkù, a to jak na hodnoty souèinitele prostupu tepla jednotlivých konstrukcí (návrh má požadavky pøísnìjší o cca 25 %), tak požadovanou smluvní mìrnou spotøebou tepla na vytápìní. Poèítá se také s tím, že parametry, které budou schváleny v této vyhlášce, bude respektovat probíhající revize èásti 2. tepelnìtechnické normy ÈSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Funkèní požadavky. Ve vyhlášce je novì definován energetický prùkaz budovy, kterým se završuje energetické hodnocení. Uvedené zákony, vyhlášky a normy byly dosud pøevážnì orientovány na úspory energie pøi vytápìní novostaveb. Požadovaných parametrù spotøeby tepla v novostavbách pøitom nebylo v praxi díky technologickým tolerancím a nekázni docilováno. Nárùst spotøeby proti normovým pøedpokladùm byl èasto 35 až 70 %. Snižování energetické nároènosti témìø úplnì minulo rozhodující objem bytového fondu, který tvoøily stávající budovy. Tam se postupovalo cestou ojedinìlých rekonstrukcí a modernizací. Plošné a razantní zahájení energetické rekonstrukce starších bytových domù, které zaèalo v zahranièí po roce 1973, v Èeské republice nenastalo. Potøebný rozvoj plošného snižování energetické nároènosti bytového fondu také brzdí nedostatek motivace. Zatímco v pøípadì výrobních budov a vlastních výrobních technologií je hnací silou úspory tepelné energie obecná snaha o snižování jakýchkoliv možných nákladù, je dosud motivace majitelù a uživatelù bytových staveb k zajištìní úspor tepelné energie velmi nízká. Prùmìrné vydání jednoho èlena domácnosti na ústøední topení vèetnì teplé vody èinilo podle statistických údajù v roce 1999 jen 3,8 % z jeho celkového spotøebního vydání. Cena energie na vytápìní, která se dosud pohybuje obvykle od 170 do 350 Kè/GJ (podle zpùsobu výroby tepla, s výjimkou elektrické energie, která je cenovì vyšší), je významnì nižší, než se pohybují ceny v zemích EU, kde lze hovoøit o obvyklé cenì v rozmezí 400 až 550 Kè/GJ (opìt s výjimkou elektrické energie, která se pohybuje v cenách od 1200 do 1800 Kè/GJ). Dùvodem nízkých cen energie u nás jsou rùzné formy nepøímé regulace ze strany státu. Pøedpokládá se, že tyto intervence z rozpoètových prostøedkù státu pøi zajišování palivovì energetické potøeby budou døíve èi pozdìji omezeny nebo zrušeny. Souèástí makroekonomických zmìn v Èeské republice bude tedy postupné pøibližování cen energetických pro-

6

OPET Czech Republic

duktù a surovin cenám bìžným v zemích Evropské unie. To znamená zvýšení cen energie o 60 % a více. Logicky lze potom oèekávat vìtší snahy ze strany koneèných uživatelù o snižování nákladù na tepelnou energii, a to pøedevším úsporným chováním a hledáním rezerv v hospodaøení. Zvyšování cen energie již nyní zvyšuje aktivitu nìkterých spotøebitelù v jejich snahách o úspory tepelné energie. Zahranièní zkušenosti pøitom ukazují, že pøevedení uvedené aktuální tendence v trvalé chování celé veøejnosti vyžaduje kromì cenových impulsù i stálý informaèní tlak a vytvoøení pøíznivého legislativního a spoleèenského prostøedí pro úsporné aktivity. Nereálná cena tepelné energie nemusí být jedinou brzdou pro zvyšování úspor tepelné energie na vytápìní. Stávající legislativa napøíklad zatím nedovoluje obcím èi jiným majitelùm bytových domù po zateplení pronajímaného objektu zvýšit nájemné o èástku, která pøedstavuje uspoøenou energii. Motivace k úsporám energie formou státních dotací, daòových úlev èi bankovních produktù (úèelové spoøení, úrokové sazby, garance státu apod.) se u nás zatím uplatòuje pouze výbìrovì a v malém rozsahu, nikoliv plošnì jako v zahranièí. V daòové oblasti brzdí energeticky úsporná opatøení daòové pøedpisy, které dovolují zateplování uplatòovat jen jako „zhodnocení nemovitosti“ a odepisovat je tedy v nejdéle trvající odpisové skupinì.

Pøíklady motivaèních opatøení v Evropì již existují. Je to napøíklad : · taxativní zaøazení nákladù na zateplení mezi pøímé daòové výdaje odeèitatelné od daòového základu · alternativnì èlenìní nákladù na zateplení na dvì èásti –náklady na „opravy“, což je zanedbaná údržba spolu s náklady na zvýšení tepelnì izolaèních vlastností požadovaných zákonem, a náklady na „zhodnocení“, což jsou náklady na zvýšení tepelnì izolaèních vlastností nad rámec zákona; prvá èást nákladù se zapoèítává do pøímých výdajù a druhá èást se potom odepisuje v režimu rychlých odpisù · promítnutí energetické nároènosti budovy do vyhláškové ceny nemovitosti Technický stav obvodových stavebních konstrukcí témìø celého stávajícího bytového fondu vyžaduje opravy v takovém rozsahu, který by mìl sanovat škody zpùsobené zanedbanou údržbou. Tuto regeneraci lze provést s využitím zateplování obvodových stìn, tedy se soubìžným energeticky úsporným úèinkem, To potom pomùže ekonomické návratnosti provádìných oprav. Bytové stavby se vyznaèují pomìrnì malou rozmanitostí konstrukèního øešení a jejich provozování je z hlediska spotøeby energie pøedvídatelné. To umožòuje zobecnit podmínky pro zateplování neprùsvitných obvodových stìn a stanovit vliv tohoto zateplení na snížení spotøeby tepla na vytápìní.

7

OPET Czech Republic

1. VÝVOJ BYTOVÉ VÝSTAVBY V ČR Z pøedposledního sèítání lidu, domù a bytù z bøezna 1991 vyplývá: Poèet obyvatel bydlících

10 238 100

v trvale obydlených bytech Poèet trvale obydlených domù

1 575 200

Poèet trvale obydlených bytù

3 675 400

z toho v rodinných domech

1 525 400

41,5 %

z toho v bytových domech

2 150 000

58,5 %

do roku 1899

438 100

11,9 %

1900–1919

348 400

9,5 %

1920–1945

745 300

20,3 %

1946–1970

907 300

24,7 %

1971–1980

724 400

19,7 %

1981–1991 bøezen

511 900

13,9 %

1991–1998 (dokonèené byty)

196 871

Poèty bytù podle doby výstavby

Výbìrové šetøení o struktuøe bytového fondu, provedené v období bøezen až kvìten 1994 ÈSÚ, naznaèuje nárùst bytù v rodinných domech: Poèet trvale obydlených bytù

3 705 681

z toho v rodinných domech

1 604 417

43,3 %

z toho v bytových domech

2 069 343

55,8 %

Pro vyèíslení celkového množství svislých neprùsvitných konstrukcí je rozhodující rok 1994. Dùvody jsou následující: · Zaèátkem devadesátých let konèila výroba a výstavba panelových obytných budov, která tvoøila podstatnou èást dokonèovaných bytù od konce šedesátých let (viz

tabulka 1) a která v sobì nesla rizika vad panelové výstavby. Vady se projevovaly mimo jiné ve zvýšené spotøebì energie na vytápìní, dále v tom, že · celková výstavba bytù po roce 1994 je v útlumu, · od kvìtna roku 1994 zaèala platit pøísnìjší èeská technická norma ÈSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Funkèní požadavky, jejíž dodržování dávalo lepší pøedpoklad k tomu, že pøi vytápìní nebude docházet k plýtvání s tepelnou energií. Z poètù bytù v trvalém užívání v èlenìní k roku 1994 vyplývá, že celková plocha neprùsvitných obvodových stìn, s jejímž zateplením se dá potenciálnì uvažovat, je pøibližnì 150 mil. m2 (viz tabulka 2). Množství pøedstavuje souèet ploch obvodových stìn vhodných k zateplení po odeètení 8 mil. m2 na plochy zateplené za posledních 10 let. Používané stavební materiály a výrobky pro obvodové neprùsvitné stìny jsou logicky dány podmínkami v Èeské republice, za kterých obytné budovy vznikaly. Tyto podmínky urèovaly materiálové zdroje a spojení technických, technologických, ekonomických a politických vlivù. Zmìny tìchto podmínek lze charakterizovat rozdìlením výstavby do tìchto hlavních èasových etap: · do roku 1920 · 1921 až 1945 · 1946 až 1960 · 1961 až 1980 · 1981 až 1994 · od roku 1995 dodnes Pøehled nejrozšíøenìjších druhù neprùsvitných obvodových stìn a jejich tepelnì technické vlastnosti jsou pro tyto èasové etapy uvedeny v kapitole 3.

Tabulka 1 – Struktura bytù v bytových domech podle materiálu nosných zdí Rok

1970 1980 1990

cihly, tvárnice, bloky poèet bytù

%

2820 827 351

5,9 1,6 1,6

panelové bloky

celomontované

poèet bytù

%

poèet bytù

%

10,7 14,7 3,4

37 629 39 620 20 997

78,7 78,8 95,0

5133 7403 748

8

ostatní poèet bytù 2250 2459 0

celkem %

poèet bytù

%

4,7 4,9 –

38 301 50 309 22 096

100 100 100

OPET Czech Republic

Tabulka 2 – Orientaèní velikost plochy obvodových stìn bytù v ÈR, které je možné zateplovat

Poèet trvale obydlených bytù v bytových domech

Poèet trvale obydlených bytù v rodinných domech

2 069 343

Plocha neprùsvitných obvodových stìn [m2] na 1 bytovou jednotku

v bytových domech

1 604 417

Plocha neprùsvitných obvodových stìn [mil. m2] celkem

v rodinných domech

v bytových domech

v rodinných domech

65

53,8

104,2

26

1.1. Výstavba do roku 1920 Typická je výstavba rodinných domù z maloformátových zdících prvkù, jako jsou cihly, kámen, vepøovice. Pøevaha výstavby rodinných domù je patrná z tabulky 3. Tabulka 3 – Množství bytù podle druhu výstavby domu do roku 1920 Etapa

Rodinné domy

Bytové domy

Celkem

do roku 1889

303 400

134 700

438 100

1900–1920

225 300

123 100

348 400

Celkem do roku 1920

528 700

257 800

786 500

1.2. Výstavba od roku 1921 do roku 1945 Nastává rozvoj výstavby v novém státì. Rozvoj je podporován nejen novým zpùsobem jejího financování, ale i zjednodušením stavebních pøedpisù. Úlevy v pøedpisech se týkaly také minimální tloušky zdiva, které mohly, ale nemusely být využívány. Nejvíce úlev bylo využito pøi vý-

stavbì levných bytù, které jsou v této etapì nositelem nejvìtší produkce dokonèených bytù – obzvláštì v druhé polovinì dvacátých let a polovinì tøicátých let – viz tabulka 4. Na Zlínsku se objevují první náznaky využití obvodových stìnových panelù na silikátové bázi.

Tabulka 4 – Množství bytù podle druhu výstavby od roku 1921 do roku 1945 Rok 1921 až 1945

Rodinné domy 485 900

Bytové domy

Celkem

259 400

745 300

1.3. Výstavba od roku 1946 do roku 1960 Na poèátku této èasové etapy navazovala bytová výstavba na podmínky první republiky. V celostátním mìøítku se bytovou výstavbou zabýval dvouletý plán. Vznikly tzv. dvouletkové byty, kde vnìjší neprùsvitné stìny byly realizovány pøedevším z cihel a škvárobetonových prvkù.

Snaha o zprùmyslnìní stavebnictví po roce 1948 vedla k postupnému zavádìní nejprve prvkové a pozdìji objemové typizace. Zaèaly se realizovat vyzdívané bytové domy typu T (T 01, T 02, T 03, T 11, T 12, T13). Pro omezení zdìní byly ve speciálních výrobnách vyrábìny

9

OPET Czech Republic

celé èásti zdiva (kvádry) z plných cihel nebo cihel pøíènì škvárobeton), nebo vrstvené s použitím vnitøní tepelnì dìrovaných. Stavby z cihelných kvádrù pøecházely na izolaèní vrstvy silikorku (obdoba souèasných velmi lehbloky z lehkých betonù (škvárobeton, struskobeton). kých pórobetonù) a pazderobetonu. Nejvìtší podíl na Kvádry a bloky potom ustupovaly kvádropanelùm a pa- výstavbì bytù mìla stavební soustava „G“ až v roce neloblokùm. Kvádropanely a panelobloky jsou dílce na 1964, kdy v ní byla postavena více než tøetina všech bytù – viz obrázek 1. výšku podlaží, ale s omezenou délkou. Panelové domy stavební soustavy „G“ pøedstavují zaèátek výstavby bytových domù z celostìnových panelù v ÈeskoObrázek 1 – Podíl stavební soustavy „G“ (%) na celkové výstavbì slovenské republice. První montovaný bytù v letech 1956–1969 pøíèný stìnový (panelový) systém typu „G“ byl vyvinut v Gottwaldovì (Zlínì) v roce 1953 jako výsledek snahy o maximálnì zprùmyslnìnou, rychlou a relativnì levnou výstavbu bytových domù. Od jednotlivých oblastních realizací objektù typu G40 a jejich variant se v roce 1957 zahájila výstavba celostátního typového panelového domu G 57. Ta se do roku 1960 realizovala ve výchozích vývojových modifikacích s minimálními rozdíly. Obvodové stìny byly jednovrstvé z lehkých betonù (struskopemzobeton,

1.4. Výstavba od roku 1961 do roku 1980 Pokraèovala výstavba panelových bytových domù typu G 57. V jednotlivých krajích zaèaly vznikat další vývojové modifikace celostátního typu, které se lišily zejména skladbou obvodových stìn, øešením støech, podlažností a použitím výtahu. Vnìjší neprùsvitné stìny byly jak jednovrstvé, tak vrstvené s tepelnì izolaèní vrstvou již ve støední èásti panelu. Pro jednovrstvé stìny byly využívány v pøevážné míøe lehké betony, jako byl struskopemzobeton, expanditbeton, keramzitbeton, škvárobeton apod. Používaly se také panely z keramických kvádrù. Po roce 1965 se zaèaly objevovat již typické vrstvené panely s rùznými tepelnými izolanty – z moèovinoformaldehydové pryskyøice, pìnového skla a nakonec i z pìnového polystyrenu – mezi dvìma železobetonovými vrstvami. Výstavba rodinných domù byla realizována s vnìjšími neprùsvitnými stìnami z cihel, novìji z pøíènì dìrovaných cihel. V oblastech s nedostatkem keramických výrobkù se používaly škvárobetonové nebo struskobetonové prvky. Realizace panelových bytových domù øady G byla výrazným krokem k požadovanému zprùmyslnìní stavebnictví. Tohoto cíle bylo dosahováno pøedevším zamìøením všech aktivit ve prospìch výroby. Jednostranné zamìøení však s sebou pøinášelo zhoršení dispozièní, ar-

chitektonické a urbanistické kvality. Objevilo se volání po zlepšení a odstranìní pøíèin vzniku závad. Velkým tlakem na nárùst výstavby panelových domù byl neustále se prohlubující nedostatek bytù. Vláda stanovila v roce 1959 jako prvoøadý úkol zpracování nových typových podkladù bytových domù. Již v roce 1959 se zaèaly projektovat experimentální stavby, na nichž se mìly ovìøit nové tendence v oblasti architektonické a dispozièní a tendence v oblasti nových technologických a konstrukèních øešení. Bylo vyprojektováno celkem 20 variant experimentálních objektù. Zároveò se zaèaly výraznìji uplatòovat nové druhy vrstvených obvodových pl᚝ù. V letech 1960 až 1962 se v Praze, Brnì, Ostravì, Ústí nad Labem, Hradci Králové a v Bratislavì realizovaly experimentální bytové výstavby. Na základì jejich výsledkù byly rozpracovány dva nové celostátní konstrukèní systémy, a to T 06 B a T 08 B. Konstrukèní systémy se zaèaly hromadnì užívat od roku 1965. Jmenované systémy se staly nejrozšíøenìjšími panelovými systémy v Èeské republice (tabulka 5). V dobì zpracování typových podkladù se zmìnil názor na metody typizace a v nových podkladech se pøechází z objemové typizace na typizaci otevøenou, prvkovou.

10

OPET Czech Republic

Tabulka 5 – Struktura výstavby bytù v ÈSSR v soustavì T 06 B, T 08 B v letech 1963 až 1973 Panelová soustava T 06 B T 08 B Celostátní soustavy celkem

1963 poèet bytù 268 – 30 521

% 0,6 – 65,5

Pøedsazený obvodový pl᚝ nových soustav nebyl souèástí závazných typových podkladù a umožòoval materiálovou zamìnitelnost. Vznikaly krajské konstrukèní varianty (celostìnové panely, parapetní panely a meziokenní vložky) a materiálové varianty – jednovrstvé panely z lehkých betonù, porobetonové panely, keramické panely, vrstvené panely. V roce 1972 byly schváleny typové podklady nových panelových soustav (pøedevším B 70, BANKS, HKS 70, PS 69, LARSEN-NIELSEN, VVÚ-ETA, NKS). Svislé vnìjší neprùsvitné konstrukce se realizují ve velkém množství vrstvené s tepelným izolantem z pìnového polystyrenu v tlouškách 40, 50 a 60 mm. Zásadní zmìnu v navrhování a v realizaci neprùsvitných vnìjších

1965 poèet bytù 3891 3780 27 776

% 7,6 7,4 54,5

1973 poèet bytù 35 743 10 812 49 213

% 55,1 16,4 76,5

stìn vyvolala revize tepelnì technické normy ÈSN 73 0540, která zaèala platit v roce 1979. Na jejím základì pøešla vìtšina stavebních soustav na tloušku pìnového polystyrenu 80 mm. Nepanelová bytová výstavba má v této èasové etapì klesající tendenci. Je orientována pøedevším na porobetonové tvárnice a cihelné kvádry. Pokraèuje využívání pøíènì dìrovaných cihel a podle místních podmínek se využívají tvarovky z lehkého betonu. V sedmdesátých letech se rodinné domy zaèaly také realizovat jako døevostavby. Koncem šedesátých let výstavba z panelù již výraznì pøevládá nad ostatní výstavbou. Tento stav se prakticky až do roku 1990 nemìní (tabulka 6).

Tabulka 6 – Podíl panelové výstavby v celkovém poètu bytových domù (bez výstavby bytù v rodinných domech ) Rok Podíl panelových domù na výstavbì bytových domù [%]

1970

1975

1980

90,1

90,3

94,8

1.5. Výstavba od roku 1981 do roku 1994 Dominuje výstavba panelových bytových domù (tabulky 7, 8), a to až do poèátku devadesátých let, kdy konèí. Realizuje se vìtšina hlavních panelových konstrukèních soustav vzniklých na poèátku šedesátých let, doplnìných zaèátkem osmdesátých let o nové stavební soustavy P 1. 11 a P1.21. Po zahájení platnosti revidované tepelnì technické normy ÈSN 73 0540 v roce 1979 se postupnì zvy-

šují tloušky tepelného izolantu na 80, výjimeènì až na 100 mm. Po roce 1982 zaèíná vrcholit snaha o praktické eliminování tepelných mostù (tepelných vazeb), zejména ve stycích obvodových panelù. Tím se reálnì a postupnì upravují nevyhovující tepelnì technické a energetické vlastnosti panelových domù.

Tabulka 7 – Byty podle druhu výstavby domù Èasová etapa 1981–1991

Rodinné domy

Bytové domy

Celkem

poèet

%

poèet

%

poèet

%

117 200

22,9

394 700

77,1

511 900

100,0

Zvìtšuje se celková tlouška vnìjších neprùsvitných stìn, a už v dùsledku zvìtšení tloušky tepelnì izolaèní vrstvy u vrstvených panelù nebo zvìtšením celé pùvodní tloušky. Pøevládají vícevrstvé panely ve složení železobeton + pìnový polystyren + železobeton.

11

OPET Czech Republic

Tabulka 8 – Podíl panelové výstavby v celkovém poètu bytových domù (bez výstavby bytù v rodinných domech ) Rok

1985

1990

Podíl panelových domù na výstavbì bytových domù [%]

98,8

98,2

Stále klesá nepanelová bytová výstavba. Po roce 1990 konèí panelová výstavba a celková výstavba bytù má výraznì klesající tendenci (tabulka 9). Po roce 1992 se za-

èínají projevovat nové pøísnìjší tepelnì technické parametry dané zmìnou è. 4 k ÈSN 73 0540.

Tabulka 9 – Dokonèené byty v období 1990 až 1994 Rok

1990

1991

1992

1993

1994

Poèty dokonèených bytù

44 594

41 719

36 397

31 509

18 162

1.6. Výstavba po roce 1995 Výraznou zmìnu v navrhování neprùsvitných obvodových stìn pøinesla nová revize tepelnì technické normy ÈSN 73 0540 v kvìtnu 1994. S ohledem na pøísnìjší normové požadavky se využívají nové stavební materiály, které mají lepší tepelnì technické vlastnosti. Používají se pøe-

devším porobetonové tvárnice a porovinové cihelné tvarovky. V roce 1995 dochází po pìti letech ke zvýšení absolutního poètu dokonèených bytù – tabulka 10. Realizuje se však pøibližnì jen 30 % z poètu bytù dokonèených v roce 1990.

Tabulka 10 – Dokonèené byty v období 1995 až 1998 Rok Poèet dokonèených bytù

1995

1996

1997

1998

12 662

14 037

15 904

21 245

- v rodinných domech

5430

5730

6506

8336

- v bytových domech

3583

4080

4578

6827

- v nástavbách, vestavbách, pøístavbách

1983

2783

4075

4864

z toho

Pøevažuje výstavba rodinných domù. Narùstá využívání plochých støech pro byty v nástavbách a šikmých støech pro byty ve vestavbách.

12

OPET Czech Republic

2. VÝVOJ TEPELNĚ TECHNICKÝCH A ENERGETICKÝCH POŽADAVKŮ Vývoj tepelnì technických požadavkù na vnìjší stìny a energetických požadavkù na celé budovy je zachycen ve zmìnách závazných technických pøedpisù, kterými pøevážnì byly ÈSN. Termíny revizí tepelnì technických no-

rem tedy byly i dobou zmìn požadavkù, na které více èi ménì správnì reagovalo projektové øešení konstrukcí a budov.

2.1. Požadavky před rokem 1963 Až do roku 1961 platila ÈSN 1450 pro výpoèet tepelných ztrát a s tím související èást navrhování tepelnì technických vlastností. Od roku 1955 se pro navrhování tepelnì technických vlastností stavebních konstrukcí používala také ÈSN 73 0020 Obytné budovy (èl.173–179). Tepelnì izolaèní kvalita stavebních konstrukcí se vyjadøovala rovnocennou (ekvivalentní) tlouškou cihelného zdiva. Pro vnìjší stìny byl požadován souèinitel prostupu tepla kN = 1,2 kcal/(m2.h.°C) = 1,396 W/(m2.K), èemuž odpovídá požadovaný tepelný odpor konstrukce RN = 0,55 m2.K/W. Tepelný odpor konstrukce se poèítal z prosté skladby (bez zahrnutí vlivu tepelných mostù, tedy vlastnost v ideálním výseku konstrukce). Výše uvedený požadavek byl defino-

ván a užíván pro celou konstrukci (ne pro její každou, i nejménì pøíznivou èást). Analogicky byl sledován požadavek na tepelnou akumulaci konstrukcí. Pro vnìjší konstrukce se požadovalo dosažení tepelnì akumulaèní schopnosti na úrovni alespoò 60 % tepelnì akumulaèního ekvivalentu normového zdiva z plných pálených cihel tloušky 45 cm. Pro vnitøní konstrukce potom alespoò 40 % této hodnoty. Tepelná akumulace se v uvedené dobì hodnotila porovnáváním doby prochladnutí s cihelným zdivem nebo dalšími metodami posuzujícími chladnutí, jako byly napø. stanovení poloèasu chladnutí, prùtoèného èasu, specifické akumulaèní schopnosti konstrukce, souèinitele masivnosti a další. Požadavky na spotøebu energie nebyly èíselnì vyjádøeny.

2.2. Požadavky v letech 1963 až 1978 V prosinci roku 1962 byla schválena nová ÈSN 73 0540 „Navrhování stavebních konstrukcí z hlediska stavební tepelné techniky“, s uvedenou platností od dubna 1963. Zanedlouho poté byla tato norma nahrazena novým znìním ÈSN 73 0540 „Tepelnì technické vlastnosti stavebních konstrukcí“ stejné koncepce, doplnìným o vstupní velièiny, výpoètové metody a s rozlišením údajù pro vnitøní konstrukce. Schválena byla již v prosinci roku 1964, s úèinností od øíjna 1965. Tato norma platila až do roku 1979 témìø beze zmìn – pouze v roce 1965 byly doplnìny hodnoty pro oblasti s teplotou nižší než -18 °C a v roce 1975 byl upøesnìn zpùsob výpoètu kondenzace vodní páry. Norma byla nadále zamìøena na jednotlivé stavební konstrukce. Tepelnì izolaèní kvalita stavebních konstrukcí se vyjadøovala tepelným odporem konstrukce RN. V normì z roku 1962 je ještì soubìžnì uvádìn nejvýše pøípustný souèinitel prostupu tepla kN.

Vnìjší stìny musely vykazovat na všech místech nejménì normovou hodnotu tepelného odporu ve výši RN = 0,60 m2.h.°C/kcal = 0,516 m2.K/W pro teplotní oblast I s nejnižší teplotou vnìjšího vzduchu -15 °C, èemuž odpovídá kN = 1,467 W/(m2.K). Pro teplotní oblast II s nejnižší teplotou vnìjšího vzduchu -18 °C se požadoval RN = 0,65 m2.h.°C/kcal = 0,559 m2.K/W, èemuž odpovídá kN = 1,380 W/(m2.K). Požadavek tehdy znìl na kritické místo v konstrukci, v nìmž tepelný odpor dosahuje nejnižší hodnoty, což je prakticky vždy v oblasti tepelných mostù. Pro tepelné mosty se však požadavek snižoval, protože v jejich pøípadì se požadovalo pouze zajištìní vnitøní povrchové teploty nad rosným bodem. Kromì toho však byl v normì popsán zpùsob stanovení velikosti požadovaných normových hodnot tepelných odporù ve vazbì na prùmìrné vnitøní povrchové teploty. To navozovalo vnímání normových požadovaných hodnot te-

13

OPET Czech Republic

pelných odporù jako hodnot prùmìrných. Také metody výpoètu tepelného odporu konstrukce nikoho nenechávají na pochybách, že se hodnotí prùmìrný tepelný odpor celé konstrukce vèetnì tepelných mostù (je uvedena Fokinova metoda pøibližného výpoètu, která je oprávnìnì souèástí ÈSN dosud). K poslední verzi se proto pøiklání souèasný výklad uvedených ustanovení požadavkù na tepelný odpor konstrukce. Ani jeden z uvedených výkladù normových ustanovení však nepøipouští hodnocení konstrukce prostøednictvím jejího nejpøíznivìjšího tepelného odporu, který je v místì nenarušené skladby. Jedná se o tzv. ideální hodnotu tepelného odporu, stanovenou pouze ze skladby nenarušených vrstev. Takové hodnocení je zavádìjící, nebo dává pøíliš optimistické výsledky. Pøesto bylo toto chybné hodnocení v té dobì nejbìžnìjší. Novì byly v normì stanoveny požadavky na tepelný odpor vnìjších konstrukcí z hlediska neustáleného teplotního stavu (tj. z hlediska tepelné akumulace), které je nutno uplatnit, jsou-li pøísnìjší, než požadavky z hlediska teplené izolace. Požadavky byly stanoveny v závislosti na tepelné jímavosti konstrukce odlišnì pro budovy s nepøetržitým vytápìním (liší se od nepøerušovaného vytápìní dle ÈSN 06 0210, pohybuje se od hodnoty pøes 20 h/den u masivních budov

až k hodnotì 24 h/den u tzv. lehkých budov) a pro budovy s pøerušovaným vytápìním. Kromì vnìjších stìn s vnitøní vrstvou z pazderobetonu a silikorku se požadavky na vnìjší konstrukce z hlediska tepelné akumulace nelišily od požadavkù na tytéž konstrukce z hlediska tepelné izolace. Požadavek na konstrukce s pazderobetonem, popø. se silikorkem, na vnitøním povrchu se pøi nepøetržitém vytápìní zvyšoval o nejvýše 32 % a pøi pøerušovaném vytápìní až o 130 %. Požadavky pro pøerušované vytápìní èasto pøevyšovaly úroveò, kterou požadovala budoucí revize normy v roce 1977. Požadavek na spotøebu energie nebyl v tìchto normách formulován. Od roku 1973 se nìkteré typové projekty a s nimi související vývojové práce provádìly podle nezávazné „Smìrnice pro navrhování a posuzování panelových budov z hlediska stavební tepelné techniky“, která byla vypracována ve VÚPS Praha v letech 1971 až 1972 pro Ministerstvo stavebnictví ÈSR. Tato Smìrnice byla prakticky bez podstatných zmìn promítnuta do souboru tepelnì technických norem, schválených v roce 1977, s úèinností po druhé ropné krizi od roku 1979. Byl v ní formulován požadavek na spotøebu energie na vytápìní prostøednictvím jejího výpoètu denostupòovou metodou (tato výpoètová metoda byla v následné normì zjednodušena).

2.3. Požadavky v letech 1979 až 1992 V bøeznu roku 1977 byla schválena revize ÈSN 73 0540 „Tepelnì technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov. Názvosloví. Požadavky a kritéria“, úèinná od ledna 1979, jejíž závazné normové hodnoty tepelných odporù a souèinitelù prostupu tepla platily do roku 1992. Pro stavební konstrukce byla novì zavedena kritéria pro hodnocení teplotního útlumu (tepelnì akumulaèní schopnost konstrukce), tepelné jímavosti podlahových konstrukcí, vzduchové propustnosti stavebních konstrukcí a tepelnì ekonomického hodnocení vnìjších stavebních konstrukcí. Norma již nebyla zamìøena pouze na jednotlivé stavební konstrukce. Novì byla zavedena kritéria pro hodnocení místností z hlediska tepelné stability v zimním a letním období a hodnocení spotøeby energie na vytápìní budovy. Požadavky byly stanoveny obecnì pro budovy s požadovaným stavem vnitøního prostøedí s tím, že pro budovy, jejichž tepelnì technické vlastnosti stanovily jiné technické normy, platila tato norma v rozsahu, ve kterém se na ni odvolávaly. Podle oficiálního komentáøe k celému souboru tepelnì technických norem byly takovými normami mínìny speciální tepelnì technické normy ÈSN 73 0560 pro vý-

robní prùmyslové budovy a ÈSN 73 0565 pro stájové objekty, schválené v kvìtnu 1978 a závaznì úèinné od bøezna 1980. Nepøímo lze usuzovat, že požadavky ÈSN 73 0540 byly odvozeny pro obytné a obèanské budovy, aèkoliv to v normì není pøímo øeèeno. Tepelnì izolaèní kvalita stavebních konstrukcí se vyjadøovala tepelným odporem konstrukce, s obdobným pojetím jako v pøedchozí normì. Požadavky však byly zhruba dvojnásobné. Tento nebývalý skok byl zpùsoben kumulací nových energetických podmínek po první a druhé ropné krizi (byl to výrazný šok pro projektanty a zejména pro výrobce). Vnìjší stìny musely vykazovat na všech místech nejménì normovou hodnotu tepelného odporu, a to ve výši RN,15 = 0,95 m2.K/W pro teplotní oblast I s nejnižší teplotou vnìjšího vzduchu -15 °C, èemuž odpovídá kN,15 = 0,894 W/(m2.K). Pro teplotní oblast II s nejnižší teplotou vnìjšího vzduchu - 18 °C se požadoval RN,18 = 1,00 m2.K/W, èemuž odpovídá k N,18 = 0,856 W/(m2.K). Pro novì zavedenou teplotní oblast s nejnižší teplotou vnìjšího vzduchu -21 °C se požadoval RN,21 = 1,10 m2.K/W, èemuž odpovídá kN,21 = 0,788 W/(m2.K).

14

OPET Czech Republic

Až do roku 1985 však existovaly výjimky, jejichž hodnoty byly blízké požadavkùm pøedchozí normy. Pro vnìjší stìny byl výjimeènì pøipuštìn tepelný odpor RN,15 = 0,55 m2.K/W, RN,18 = 0,61 m2.K/W a RN,21 = 0,67 m2.K/W, èemuž odpovídá kN,15 = 0,894 W/(m2.K), kN,18 = 0,856 W/(m2.K) a kN,21 = 0,788 W/(m2.K). Tyto výjimky se mohly použít nejvýše u jedné vnìjší obvodové konstrukce do konce roku 1983 a pro cihelné zdivo provedené tradièním zpùsobem až do konce roku 1985. Výjimky se mohly také použít pro modernizace a pøi stavebních úpravách prostorù budov, které byly projektovány do konce roku 1985. Pro vnìjší stìny rodinných domkù v místech s intenzivními vìtry a polohou velmi nepøíznivou bylo naopak doporuèeno zvýšit nejmenší požadovaný tepelný odpor o 0,05 m2.K/W. Hodnocení tepelného odporu konstrukce v této normì jako hodnoty støední (prùmìrné) kromì již uvedených argumentù dále podpoøila pøedevším poznámka k požadavkovému èl. 3. V nìm se konstatuje, že požadovaný tepelný odpor konstrukcí je stanoven tak, aby prùmìrná teplota na vnitøním povrchu tìchto konstrukcí byla nad hodnotami dále v normì uvedenými. To podporuje vnímání normových požadovaných hodnot tepelných odporù jako hodnot prùmìrných, tedy hodnot zahrnujících v sobì pùsobení vlivu pøípadných tepelných mostù v rámci stavební konstrukce. Tím je zároveò vymezen rozsah (intenzita i množství) tepelných mostù v konstrukcích. I v této revizi norma nepøipouštìla hodnocení konstrukce prostøednictvím jejího nejpøíznivìjšího tepelného odporu, stanoveného pouze ze skladby nenarušených vrstev pro bìžné nestejnorodé konstrukce. Takový tepelný odpor je vždy pøíliš vysoký a neodpovídá realitì. Takovéto chybné hodnocení nadále patøilo mezi èasté postupy. K tomu napomohlo i širší uplatnìní výpoèetní techniky, nebo nìkteré nedokonalé komerèní programy, urèené k tepelnì technickému hodnocení stavebních konstrukcí, nepøímo navádìly k nesprávnému výpoètu tepelného odporu. Nabídkové menu tìchto programù nabízelo uživateli hodnocení prostøednictvím pouhé skladby vrstev jednotlivých konstrukcí bez upozornìní na pøípadnou nutnost odlišného hodnocení u nestejnorodých konstrukcí, kterých je v praxi vìtšina. Kromì požadavku na prùmìrný tepelný odpor konstrukce byla zároveò v normì samostatnì uvedena podmínka pro intenzitu místního pùsobení tepelných mostù v konstrukci a tepelných vazeb mezi konstrukcemi požadavkem na nejnižší vnitøní povrchovou teplotu, která nesmí klesnout pod teplotu rosného bodu. Energetická nároènost budov byla od ledna roku 1979 podle normy ÈSN 73 0540 hodnocena pro dva druhy budov – pro bytové domy a pro obèanské budovy. Bez požadavku zùstaly rodinné domy.

U bytových domù se hodnotila mìrná spotøeba energie na vytápìní E, což byla velièina smluvnì definovaná pro: · mìrný byt jednotného objemu 200 m3 (v panelových domech o jednotné konstrukèní výšce 2,8 m je to byt s užitnou plochou 71,4 m2, tedy vìtší než 2+1 nebo menší než 3+1), · tepelné ztráty stanovené podle normy ÈSN 06 0210 (tedy prostupem a vìtráním, bez vlivu solární energie a vnitøních zdrojù tepla), · teplotu vnìjšího vzduchu te = -15 °C (resp. spotøeba energie na tuto úroveò pøepoètená korekèním souèinitelem), · nerozlišené dennostupnì a opravné souèinitele – s výjimkou souèinitele na zkrácení doby provozu vytápìní u budov s nízkou tepelnou akumulací (tato korekce stanovovaná výpoètem tepelné stability se však pro složitost témìø neužívala), · dva typy vytápìní – nepøerušované a pøerušované (pro které vycházela mìrná spotøeba energie ve výši cca 86 % hodnot pro vytápìní nepøerušované). Z posledního bodu vyplývá, že pro splnìní jednotného požadavku na spotøebu energie muselo být stavební øešení u budov s nepøerušovaným vytápìním kvalitnìjší. Pro bytové domy byla od ledna 1979 požadována mìrná spotøeba energie nejvýše EN = 9,3 MWh/byt,rok. Pro obèanské budovy se doporuèovalo hodnotit tepelnou charakteristiku q0, tedy obecnou mìrnou hodnotu vztaženou na 1 m3 obestavìného prostoru a na teplotní rozdíl 1 K. Doporuèované normové hodnoty tepelné charakteristiky pøitom byly uvedeny v závislosti na obestavìném prostoru – s rostoucím objemem tyto hodnoty výraznì klesaly. Napøíklad pro obestavìný prostor V = 1 000 m3 se požadovala tepelná charakteristika q0,N = 0,802 W/(m3.K), pro objem V = 5000 m3 klesla požadovaná tepelná charakteristika na q0,N = 0,534 W/(m3.K) a pro objem nad V = 20 000 m3 byla již tepelná charakteristika q0,N = 0,802 W/(m3.K). Doporuèený charakter tepelných charakteristik byl v poznámce zdùvodnìn tím, že urèující parametr pro obestavìný prostor není vyèerpávající. Jako další parametry se uvádìly pomìr šíøky a délky budovy, pomìr zasklené plochy vnìjších konstrukcí k nezasklené apod. Pro výrobní prùmyslové budovy byla v kvìtnu 1978 schválena speciální tepelnì technická norma ÈSN 73 0560, která vstoupila v závaznou úèinnost od bøezna 1980. V normì není energetický požadavek uveden. Pro stájové objekty byla v týchž termínech schválena a zavedena speciální tepelnì technická norma ÈSN 73 0565, která hodnotila energetickou nároènost budovy nepøímo prostøednictvím souèinitele prostupu tepla stanoveného z prùmìrné hodnoty souèinitele prostupu tepla vnìjších konstrukcí ke,pr, který odpovídal tepelné bilanci stájového prostoru podle ON 73 4502.

15

OPET Czech Republic

Pro elektrické vytápìní stanovily odchylné hodnocení stavebních konstrukcí a budov smìrnice Federálního ministerstva paliv a energetiky. Jednalo se o smìrnice è. 22/1977 z listopadu 1977 (úèinná datem vydání) a smìrnice è. 24/1981 z prosince 1981 (úèinná lednem 1982), podrobnìji rozvedené v provádìcích pokynech z dubna 1983. Elektrické vytápìní podle smìrnice è. 22/1977 smìlo být u jednotlivých objektù realizováno pouze tehdy, nebyla-li pøekroèena pøípustná mìrná tepelná ztráta (tepelná charakteristika) qv,max vytápìných prostorù, pøi soubìžném respektování energetické nároènosti podle požadavkù platné ÈSN 73 0540 (viz výše). Pro rodinné domky a objekty do 500 m3 vytápìného prostoru byla qv,max = 1,0 W/(m3.K), pro objekty nad 500 m3 vytápìného prostoru qv,max = 0,9 W/(m3.K). Pøi výpoètu se neuvažovala pøirážka na zátop, nejnižší venkovní teplota se pøi výpoètu tepelné ztráty uvažovala podle ÈSN 06 0210. Smìrnice è. 24/1981 novelizovala smìrnici è. 22/1977 nahrazením hodnot pro pøípustné maximální mìrné tepelné ztráty qv,max vytápìných prostorù s platností od ledna 1982. Zvláštní na uvedeném pøedpisu byl skokový cha-

rakter pøedepsaných hodnot (tedy bez interpolace hodnot mezilehlých). Napøíklad pro objem vytápìného prostoru Vvyt od 501 do 1000 m3 byla požadována mìrná tepelná ztráta tohoto vytápìného prostoru qv,max = 0,8 W/(m3.K), pro Vvyt od 5001 do 10 000 m3 byl požadavek qv,max = 0,5 W/(m3.K) a nad tento objem byl požadavek qv,max = 0,4 W/(m3.K). U objektù v nadmoøské výšce nad 600 m n. m. bylo pøedepsáno snížení výše uvedených hodnot qv,max o 0,1 W/(m3.K). Pøi výpoètu se opìt neuvažuje pøirážka na zátop, nejnižší venkovní teplota se pøi výpoètu tepelné ztráty uvažuje podle ÈSN 06 0210. Hodnocení elektricky vytápìných budov bylo vyžadováno Státní energetickou inspekcí (SEI). Se zmìnou kompetencí SEI se tento požadavek pøestal kontrolovat i dodržovat. Rozsáhlá státní podpora rozvoje elektrického vytápìní spolu se zaplavením trhu elektrickými pøímotopnými otopnými tìlesy pøipojitelnými do zástrèek pak zpùsobily neøízený rozvoj pøímotopù ve zcela nevhodných budovách. Nadmìrná spotøeba energie v tìchto nevhodných budovách se projevila nepøijatelným ekonomickým zatížením provozovatelù pøi pozdìjším výrazném zdražení elektrické energie.

2.4. Požadavky v letech 1992 až 1994 V kvìtnu roku 1992 vstoupila v úèinnost zmìna 4 k platné ÈSN 73 0540, kterou se významnì zmìnily normové požadavky na úroveò, která byla pøedepsána usnesením vlády ÈSFR è.132/1990 Sb. Došlo zde k zásadnímu posunu v pojetí tvorby požadavkù. Od kriteriálních hodnot odvozených z požadavkù na pohodu vnitøního prostøedí se pøešlo k pøísnìjším hodnotám stanoveným z energetického hlediska. V požadavku na nejnižší vnitøní povrchovou teplotu se zavedla bezpeènostní pøirážka nad teplotou rosného bodu. Zvýšenou bezpeèností návrhu se tak reagovalo na praktickou zkušenost se zvyšováním poètu bytù s výskytem plísní pøi energeticky úsporném chování uživatelù. Tepelné odpory konstrukcí byly jednoznaènì definovány jako prùmìrná vlastnost konstrukce, tedy vèetnì vlivu v nich obsažených tepelných mostù. Požadované normové hodnoty tepelných odporù konstrukcí byly zvýšeny o cca 50 %, bez závislosti na teplotní oblasti. Pro vnìjší stìny byl požadován tepelný odpor RN = 2,0 m2.K/W, èemuž odpovídá souèinitel prostupu tepla kN = 0,461 W/(m2.K). Pro vnìjší stìny bylo pøípustné použít v odù-

vodnìných pøípadech pøi rekonstrukcích výjimky RN = 1,2 m2.K/W, èemuž odpovídá kN = 0,731 W/(m2.K). Bylo uvedeno, že požadované hodnoty tepelných odporù jsou nepodkroèitelná minima, a doporuèeno navrhovat konstrukce s tepelnými odpory vyššími. Zmìnil se požadavek na energetickou nároènost budov. Požadavky se rozšíøily na obytné budovy (nejen na bytové domy). Pro nové bytové domy se požadavek zpøísnil o cca 21 % na EN = 7,3 MWh/(mìrný byt, rok). Pro novì uvedené rekonstrukce se ponechal pùvodní požadavek EN = 9,3 MWh/(mìrný byt, rok). Pro rodinné domy byly pøitom uvedeny diferencované požadavky. Pro novostavby se požaduje EN od 9,0 do 10,5 MWh/(mìrný byt, rok), pro rekonstrukce EN od 10,0 do 11,5 MWh/(mìrný byt, rok). Požadované hodnoty spotøeby energie jsou opìt výslovnì uvedeny jako nepøekroèitelná maxima s doporuèením navrhovat obytné domy se spotøebou energie o 15 % nižší. Ostatní požadavky zùstaly beze zmìny.

16

OPET Czech Republic

2.5. Požadavky po roce 1994 V roce 1994 byla schválena nová ÈSN 73 0540-2 „Tepelná ochrana budov – Funkèní požadavky“, jejíž normové hodnoty (požadované a doporuèené) platí dosud. Do konce roku 1999 byly požadavky normy závazné s ohledem na platnou preambuli v této normì. Od roku 1998 byla závaznost normových hodnot posílena provádìcí vyhláškou ke stavebnímu zákonu è. 1327/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu. Od poèátku roku 2000 jsou všechny ÈSN nezávaznými, nicménì plnì platnými dokumenty. Znamená to, že pøípadná závaznost urèité normy a její ustanovení nejsou zakotveny pøímo v normì, ale jsou urèovány jinými pøedpisy s vyšší úrovní právní závaznosti – prostøednictvím zákonù, vyhlášek a naøízení vlády. Ve stavebnictví je takto urèena závaznost normových požadavkù na úsporu energie a tepelnou ochranu. Závaznost normových hodnot tepelnì technických vlastností podle ÈSN 73 0540-2 je urèena vyhláškou MMR è. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu, která je provádìcí vyhláškou stavebního zákona. Podle normových hodnot se v souèasné dobì urèují dimenze dodateèných tepelných izolací pøi navrhovaném zateplování. Na rozdíl od døívìjších norem jsou uvedeny doporuèené hodnoty (ve výši cca 146 % hodnot požadovaných). Pro rekonstrukce jsou urèeny ménì pøísné pøípustné hodnoty (ve výši 63 % hodnot požadovaných). Pøípustné hodnoty jsou energeticky neefektivní, proto je jejich použití nesluèitelné s energeticky cílenými rekonstrukcemi. Pro lehké konstrukce (bez tepelné akumulace) jsou požadavky o 15 % pøísnìjší. Pod pojmem „lehkᓠse rozumí konstrukce s plošnou hmotností vrstev od vnitøního líce k tepelnì izolaèní vrstvì vèetnì do 100 kg/m2. Konstrukce „tìžké“ mají tuto hmotnost vyšší. Pro stanovení normové hodnoty tepelného odporu je v normì definován analytický vztah, který umožòuje parametrické navrhování i pro jiné než normou pøedjímané teplotní rozdíly. Pro tìžké vnìjší stìny a teplotní oblast s te = -15 °C požadovaná normová hodnota tepelného odporu RN 1,85 m2.K/W a doporuèená normová hodnota RN 2,70 m2.K/W. Pro tìžké vnìjší stìny a teplotní oblast s

je = = te

= -18 °C je požadovaná normová hodnota tepelného odporu RN = 2,00 m2.K/W a doporuèená normová hodnota RN = 2,90 m2.K/W. Pro lehké vnìjší stìny a teplotní oblast s te = -15 °C je požadovaná normová hodnota tepelného odporu RN = 2,10 m2.K/W a doporuèená normová hodnota RN = 3,10 m2.K/W. Pro lehké vnìjší stìny a teplotní oblast s te = -18 °C je požadovaná normová hodnota tepelného odporu RN = 2,30 m2.K/W a doporuèená normová hodnota RN = 3,35 m2.K/W. Energetický požadavek na budovy je zobecnìn pro všechny typy budov a hodnotí se v závislosti na geometrické charakteristice An/Vn prostøednictvím celkové teplené charakteristiky budovy qc,N. Opìt se rozlišují požadované a doporuèené hodnoty (ve výši 80 % hodnot požadovaných). Pro rekonstrukce jsou zvl᚝ uvedeny ménì pøísné pøípustné hodnoty (ve výši 140 % hodnot požadovaných). Napøíklad pro budovy s geometrickou charakteristikou An/Vn = 0,2 m2/m3 je normová požadovaná hodnota celkové tepelné charakteristiky budovy qc,N = 0,35W/(m3.K), normová doporuèená hodnota qc,N = 0,28 W/(m3.K). Pro budovy s An/Vn = 0,6 m2/m3 je normová požadovaná hodnota qc,N = 0,62 W/(m3.K), normová doporuèená hodnota qc,N = 0,49 W/(m3.K). Pro budovy s An/Vn = 1,0 m2/m3 je normová požadovaná hodnota qc,N = 0,79 W/(m3.K), normová doporuèená hodnota qc,N = 0,63 W/(m3.K). Pro normové hodnoty celkové tepelné charakteristiky je opìt definován analytický vztah, který umožòuje snadnou interpolaci mezilehlých hodnot pro jiné než uvedené geometrické charakteristiky An/Vn. Pro budovy s možností dynamické regulace otopného systému a jeho èástí se pøipouští hodnocení spotøeby energie s uvažováním vlivu pasivních solárních ziskù a vnitøních zdrojù tepla pomocí redukované teplené charakteristiky budovy qred. V souèasné dobì se pøipravuje zpøísnìní všech výše uvedených požadavkù vyhláškou k zákonu è. 406/2000 Sb, o hospodaøení energií, a následnì v revizi èeské technické normy ÈSN 73 0540-2. Pøedpokládaná platnost pøísnìjších hodnot je v 1. pololetí roku 2001.

17

OPET Czech Republic

3. VÝVOJ OBVODOVÝCH STĚN OBYTNÝCH BUDOV V ČR Vývoj obvodových stìn obytných budov charakterizuje jejich konstrukèní a materiálové øešení, kterému pak odpovídají v urèité toleranci tepelnì technické vlastnosti. Zmínìná tolerance je dána nevyvážeností výroby staveb-

ních hmot (zejména rùzné objemové hmotnosti a složení lehkých betonù) a rùznou úrovní technologických tolerancí a technologické káznì pøi výrobì obvodových panelù, resp. pøi zdìní obvodových stìn.

3.1. Konstrukční a materiálové řešení obvodových stěn V jednotlivých èasových etapách výstavby, uvedených v kapitole 1, se používaly neprùsvitné obvodové stìny charakteristické svým materiálovým a konstrukèním øeše-

ním. Pøehled nejrozšíøenìjších druhù neprùsvitných obvodových stìn je pro tyto èasové etapy uveden v tabulce 11.

Tabulka 11 - Nejrozšíøenìjší druhy neprùsvitných obvodových stìn (skladby uvádìny zevnitø ven) Èasová etapa do roku 1920

Nejrozšíøenìjší druhy neprùsvitných obvodových stìn nepanelová výstavba

zdivo z plných pálených cihel – 0,30/0,45/0,60 m smíšené zdivo (kámen,cihla) – 0,60 m vepøovice panelová výstavba

1921–1945

nepanelová výstavba

zdivo z plných pálených cihel - 0,30/0,45/0,60 m panelová výstavba

1946–1960

nepanelová výstavba

zdivo zdivo zdivo zdivo zdivo

z plných pálených cihel – 0,30/0,45/0,60 m z pøíènì dìrovaných cihel CDm – 0,375 m z cihelných kvádrù – 0,45/0,375 m ze škvárobetonových prvkù ( blokù ) – 0,375 m ze struskobetonových prvkù (blokù ) – 0,375 m

panelová výstavba jednovrstvé panely

struskopemzobeton – 0,17/0,21 m keramický panel – 0,21 m plynosilikát – 0,24 m vrstvené panely

silikork+škvárobeton+železobeton – 0,06+0,10+0,02 m pazderobeton+škvárobeton+železobeton – 0,06+0,10+0,02 m 0,06+0,14+0,02 m pazderobeton+železobeton+škvárobeton+železobeton – 0,06+0,03+0,07+0,02 m pazderobeton+železobeton – 0,085+0,14 m železobeton+moèovinoformaldehydová pryskyøice+železobeton – 0,13+0,06+0,05 m železobeton+pìnové sklo+železobeton – 0,13+0,07+0,04 m 1961–1980

nepanelová výstavba

zdivo z porobetonových tvárnic – 0,30 m

18

OPET Czech Republic

zdivo zdivo zdivo zdivo zdivo

z z z z z

pøíènì dìrovaných cihel CDm – 0,375 m plných pálených cihel – 0,45/0,60 m tvarovek z lehkého betonu – 0,375 m tvarovek z køemeliny – 0,25 m pøíènì dìrovaných cihelných kvádrù CDK – 0,375 m, CD TÝN – 0,30 m

panelová výstavba jednovrstvé panely

køemelina – 0,20 m keramický panel – 0,27/0,29/0,35 m (tvarovky Thermo, CDK, CDKL, ochranné lícní vrstvy z betonu) keramzitbeton – 0,27/0,30 m struskokeramzitbeton – 0,30/0,34 m struskopemzobeton – 0,30 mm expandokeramzitbeton – 0,26 m expanditbeton – 0,29 mm porobeton – 0,25/0,30 m vrstvené panely

keramický panel dvouvrstvý – 0,30 m (tvarovky CPDK, vnitøní betonová vrstva) keramický panel dvouvrstvý – 0,30 m (tvarovky CPDK, vnitøní betonová vrstva) železobeton + pìnový polystyren + železobeton 0,10 až 0,20 + 0,04 + 0,05 až 0,06 0,10 až 0,15 + 0,05 + 0,06 0,08 až 0,15 + 0,06 + 0,06 až 0,9 0,15 + 0,07 + 0,07 0,15 až 0,16 + 0,08 + 0,06 železobeton + miner. vlákna + železobeton – 0,15 + 0,07 + 0,07 m železobeton + plynosilikát + železobeton – 0,04 + 0,150 až 0,175 + 0,025 m železobeton + vzduchová mezera + keramzitbeton 0,15 + 0,015 + 0,23m železobeton + vzduchová mezera + køemelina 0,15 + 0,005 + 0,20m železobeton + vzduchová mezera + porobeton 0,15 + 0,005 + 0,25 m døevotøíska + vláknitý izolant(Rotaflex) /døevo + DVDT + vzduchová vrstva + sklo nebo plech – 0,015 + 0,043 až 0,063 + 0,0035až0,005 + 0,025 + 0,004 m 1981–1994

nepanelová výstavba

zdivo z porobetonových tvárnic – 0,30 m zdivo z pøíènì dìrovaných cihel (INA) – 0,375 m (IVA) – 0,450 m porovinové cihelné tvarovky typu THERM – 0,375 m panelová výstavba jednovrstvé panely

keramzitbeton – 0,32 m keramické panely – 0,35 m vrstvené panely

Po roce 1994

železobeton + pìnový polystyren + železobeton 0,09 až 0,16 + 0,08 + 0,05 až 0,10 0,15 + 0,09 + 0,06 m 0,12 + 0,10 + 0,05 m døevotøíska + PE folie + vláknitý izolant (Rotaflex)/døevo + DVDT + vzduchová vrstva + sklo/døevo – 0,015 + 0,0001 + 0,080až0,10 + 0,0035až0,005 + 0,025 + 0,004až0,02 m železobeton + vzduchová mezera + keramzitbeton – 0,15 + 0,015 + 0,32 m zdivo z porovinových cihelných tvarovek typu THERM – 0,375 m zdivo z porobetonových tvárnic – 0,30 m

19

OPET Czech Republic

3.2. Tepelně technické vlastnosti obvodových stěn Pøehled tepelnì technických vlastností nejrozšíøenìjších druhù neprùsvitných obvodových stìn z pøehledu v pøedchozí kapitole je uveden v tabulce 12. Tabulka 12 – Tepelnì technické vlastnosti nejrozšíøenìjších druhù neprùsvitných obvodových stìn

Konstrukce Zdivo CP 300 - bez železobet. prvkù- se železobet. prvky Zdivo CP 450 - bez železobet. prvkù- se železobet. prvky Zdivo CP 600 - bez železobet. prvkù- se železobet. prvky Zdivo smíšené 600 Zdivo škvárobeton. 375 Zdivo porobet. leh. 300 Zdivo køemelina 250 Zdivo CDm 375 Zdivo CDK 375 Zdivo CDK 450 Zdivo CD TÝN 300 Zdivo CD INA 375 Zdivo CD IVA 450 Zdivo -THERM 375 Panel struskobet. 240Speciální složeníNespecifikované slož. Panel struskobet. 300Speciální složeníNespecifikované slož. Panel škvárobeton. 300 Panel expanditbet. 270 Panel expanditbet. 300 Panel keramzitbet. 270 Panel keramzitbet. 300 Panel keramzitbet. 320 Panel køemelina 200 Panel keramický jedn.300 Panel keramický dvou.300 Panel pórobeton. 250 Panel pórobeton. 300 Panel žb. s PPS 40 Panel žb. s PPS 60 Panel žb. s PPS 80 Panel žb. s PPS 100

Tepelný odpor R [m2.K/W] Min. / Max.

Souèinitel (k) prostupu tepla U [W/(m2.K)] Max. / Min.

Zkondenzované množství vodní páry GK [kg/m2.rok]

Celoroèní bilance GV-GK [kg/m2.rok]

0,39 / 0,41 0,37 / 0,39

1,80 / 1,74 1,86 / 1,80

PK / 0,16 PK / PK

PK / 2,72 PK / PK

0,56 / 0,60 0,54 / 0,56

1,36 / 1,31 1,42 / 1,36

0,05 / 0,06 0,05 / 0,05

2,00 / 2,10 1,99 / 2,00

0,74 0,71 0,47 0,62 0,82 0,61 0,57 0,53 0,63 0,55 0,87 0,94 1,65

1,10 1,14 1,57 1,27 1,01 1,29 1,35 1,43 1,25 1,39 0,96 0,91 0,55

0,03 / 0,04 0,03 / 0,03 0,04 / 0,03 0,26 / 0,31 0,23 / 0,37 0,18 / 0,20 0,13 / 0,14 0,13 / 0,26 0,09 / 0,20 0,21 / 0,47 0,16 / 0,37 0,11 / 0,23 0,45 / 0,48

1,95 1,92 1,57 4,01 3,91 4,17 3,46 3,30 2,87 4,18 3,99 3,84 3,44

/ / / / / / / / / / / / /

0,78 0,74 0,53 0,80 0,99 0,79 0,66 0,62 0,73 0,63 1,01 1,10 2,00

/ / / / / / / / / / / / /

1,05 1,10 1,43 1,03 0,86 1,05 1,21 1,28 1,11 1,25 0,85 0,79 0,46

0,34 / 0,39 0,28 / 0,36

1,96 / 1,78 2,24 / 1,89

0,43 / 0,51 0,35 / 0,46 0,30 / 0,36 0,42 / 0,52 0,47 / 0,58 0,44 / 0,76 0,49 / 0,85 0,53 / 0,91 0,41 / 0,54 0,50 / 0,57 0,52 / 0,59 0,93 / 1,39 1,11 / 1,66 0,54 / 0,76 0,76 / 1,09 0,98 / 1,42 1,20 / 1,75

1,67 1,94 2,16 1,70 1,56 1,64 1,51 1,44 1,72 1,49 1,46 0,91 0,78 1,42 1,08 0,87 0,73

/ / / / / / / / / / / / / / / / /

1,47 1,60 1,91 1,46 1,34 1,08 0,99 0,93 1,42 1,35 1,31 0,64 0,55 1,08 0,78 0,63 0,52

20

/ / / / / / / / / / / / /

2,12 1,95 1,43 3,82 3,68 3,98 3,94 4,02 4,01 3,82 3,68 3,77 3,38

PK / 0,05 PK / PK

PK / 2,43 PK / PK

0,04 / 0,03 PK / 0,04 PK / PK 0,11 / 0,25 0,09 / 0,21 0,06 / 0,06 0,05 / 0,05 0,04 / 0,05 0,15 / 0,16 0,06 / 0,06 0,06 / 0,06 0,10 / 0,11 0,08 / 0,09 0,11 / 0,15 0,09 / 0,12 0,07 / 0,09 0,06 / 0,07

1,98 / 2,07 PK / 2,01 PK / PK 6,26 / 9,57 5,78 / 9,50 3,44 / 4,80 3,17 / 4,37 3,01 / 4,12 4,60 / 5,85 3,96 / 4,18 4,02 / 4,27 7,27 / 9,13 6,06 / 7,07 1,14 / 1,04 1,08 / 1,00 1,06 / 1,00 1,05 / 0,99

OPET Czech Republic

Poznámky 1. Objemové hmotnosti, vlastnosti materiálù a detailní øešení konstrukcí byly pøi výpoètech uvažovány podle technologických zvyklostí a platných ÈSN. 2. „Minimální“ tepelné odpory konstrukcí R a „maximální“ souèinitele prostupu tepla U (k) odpovídají výraznému vlivu tepelných mostù v konstrukcích s nedokonale øešenými detaily a pro bìžnou úroveò technologické káznì a technologických tolerancí pøi jejich provedení. Tyto hodnoty nejsou v praxi neobvyklé. Existují však i konstrukce s významnì horšími hodnotami charakteristik tepelnì izolaèní kvality, které pak svìdèí o vadách èi poruchách tìchto konstrukcí. 3. „Maximální“ tepelné odpory konstrukcí R a „minimální“ souèinitele prostupu tepla U (k) odpovídají reálnému vlivu tepelných mostù v konstrukcích s bìžnì øešenými detaily

a slouží pro lepší úroveò technologické káznì a technologických tolerancí. Jsou v praxi èasté. Lze však provádìt konstrukce s pøíznivìjšími hodnotami uvedených charakteristik tepelnì izolaèní kvality, podmínkou je však optimalizace konstrukèního øešení detailù a øemeslnì bezchybná úroveò provádìní, což nebývá bìžné. 4. Pøi stanovení tepelnì izolaèních charakteristik konstrukcí ze skladby v ideálním výseku vycházejí hodnoty výraznì pøíznivìjší, jsou to však hodnoty nereálnì idealizované, tedy chybné pro charakterizování celé konstrukce. Obdobnì bývají pro ideální výseky konstrukcí stanoveny i hodnoty pøi mìøení. 5. Znaèka „PK“ (povrchová kondenzace) je užita pro stav, kdy vnitøní povrchová teplota není bezpeènì nad teplotou rosného bodu ve smyslu ÈSN 73 0540-2:1994.

3.3 Zhodnocení tepelně izolačních vlastností obvodových stěn Tepelnì izolaèní kvalitu obvodových stìn charakterizuje jejich tepelný odpor R, resp. souèinitel prostupu tepla U (døíve znaèeno k). Starší typy zdiv mìly tepelný odpor obvykle mezi 0,5 až 0,6 m2.K/W, zdiva z lehèených keramických tvarovek již dosahovala hodnot okolo 0,7 až 1,1 m2.K/W, pórovinová zdiva se pohybují okolo 2,0 m2.K/W. Lehèené betony ve formì zdících tvarovek jsou obvykle mírnì znehodnoceny maltou v ložných i styèných spárách. U panelù z lehèených betonù je zase jejich degradujícím èinitelem menší tlouška a pl᚝ování pevnìjším a tepelnì vodivìjším hutným betonem. Tepelný odpor obvykle nepøekroèí 1,0 m2.K/W. Obdobné konstatování platí i pro keramické panely, a již jednovrstvé nebo dvouvrstvé, kde tepelný odpor bývá okolo 0,6 m2.K/W. Vrstvené panely s tepelnì izolaèní vrstvou z pìnového polystyrenu vykazují technologickou degradaci tepelnì izolaèní vrstvy (likvidace okrajových oblastí i tloušky izolantu pøi proteplování, tepelné mosty vlivem zátekù betonu, procházející spojovací výztuže i navržené zeslabení èi pøerušení tepelné izolace v konstrukci). Tepelný odpor vrstvené konstrukce se pøi tloušce PPS 40 mm nelišil pøí-

liš od ekvivalentu cihelného zdiva 450 mm. Poslední generace tìchto panelù s 80 mm PPS mìla tepelný odpor v rozmezí od 1,2 do 1,6 m2.K/W. Lehké konstrukce s døevìným rámem mìly promìnlivý tepelný odpor v prùbìhu životnosti. Tepelný odpor této konstrukce, výraznì snížený vlivem masivního døevìného rámu, po èase dále snížilo setøesení tepelné izolace. Takto vytvoøená vzduchová kapsa byla z hlediska izolace nedostaèující. Obecnì lze konstatovat, že tepelné odpory obvodových stìn byly ve skuteènosti témìø vždy nižší, nìkdy i velmi výraznì, než byly hodnoty prezentované v projektové dokumentaci. Bylo to zpùsobeno jednak nerespektováním tepelných mostù pøi výpoètovém stanovení této hodnoty (tj. neregulérním výpoètem), jednak neuvažováním technologických tolerancí používaných materiálù a výrobkù i nezahrnutím vlivu pravdìpodobné technologické nekáznì. Horší výchozí tepelnì izolaèní vlastnosti obvodových stìn umožòují pøi zateplování získat relativnì vyšší úsporu energie pøi stejné dimenzi zateplovacího systému.

21

OPET Czech Republic

4. ZATEPLOVÁNÍ OBVODOVÝCH STĚN OBYTNÝCH BUDOV Obvyklé podíly tepelných ztrát jednotlivými konstrukcemi v bytových stavbách z nedávné doby jsou uvedeny v tabulce 13. Z tìchto hodnot vyplývá významný podíl neprù-

svitných obvodových stìn, a tedy dùležitost jejich zateplování.

Tabulka 13 – Obvyklý podíl tepelných ztrát stavebními konstrukcemi vícepodlažního bytového domu a samostatnì stojícího rodinného domu. Druh stavby

Tepelné ztráty [%] Okny

Obvodovými stìnami

Støechou

Podlahou

Vícepodlažní bytový dùm

50 (28 prostup, 22 vìtrání)

35

10

5

Samostatný rodinný dùm

45 (25 prostup, 20 vìtrání)

30

15

10

Kromì úspor tepelné energie má zateplení neprùsvitných obvodových stìn další výhodné úèinky. Jedná se pøedevším o: · odstranìní jedné z nejèastìjších pøíèin vzniku a rùstu plísní ve vnitøním prostøedí stavby, · zlepšení tepelné pohody pro pobyt v interiéru, · snížení pøehøívání budovy v letním období, · snížení teplotního spádu otopného systému, · možnost ovlivnìní vlhkostního režimu ve stavební konstrukci, · snížení emisí škodlivin vznikajících pøi výrobì tepelné energie, · možnost nového øešení architektonického výrazu stavby.

Mimo vyjmenované pøíznivé úèinky pùsobí zateplení vnìjších svislých neprùsvitných konstrukcí jako obecnì ochranná (sanaèní) metoda: · zajišuje ochranu obvodové konstrukce pøed vodou, · snižuje namáhání pùvodní konstrukce vlivem støídání vnìjších teplot, · chrání konstrukci pøed pùsobením agresivity prostøedí, které vede ke korozi jejích èástí. Pøes uvedené výhody nemùže pouhé zateplení neprùsvitných konstrukcí pøinášet optimální úspory energie bez provedení dalších souvisejících opatøení. Nejvhodnìjší je nalézt je komplexním zhodnocením energetickoekonomické proveditelnosti všech zamýšlených úprav objektu (speciální druh feasibility study), pro které se ujal název stavebnì-energetický audit.

4.1. Vývoj zateplování obvodových stěn v České republice Dodateèné zateplování se v Èeské republice zaèalo ve vìtší míøe realizovat na panelových objektech typu G koncem šedesátých let. Dùvodem pro zateplování nebyla ani tak snaha o dosažení úspor tepelné energie, ale tepelnì technické vlastnosti zejména štítových stìn, které byly pøíèinou typických vad a poruch. Štítové stìny a prùèelní stìny v pøilehlém modulovém poli se obkládaly porobetonem. Obvyklá skladba takového zateplení byla : · podhoz cementovou maltou – 0,007 m · porobetonové desky založené na ocelové trny – 0,08 m · cementová omítka vyztužená rabicovým pletivem – 0,01 m · asfaltový nátìr s jutou – 0,001 m · bøizolitová omítka – 0,012 m

Zateplování dostupnými technologiemi se ojedinìle provádìlo i u nepanelových budov. Dozdívala se zdiva menších tlouštìk. Bìžnou technologií zateplování bylo mechanické upevnìní døevocementových desek (Heraklit) høebíky pøes kovovou roznášecí podložku s následnou úpravou omítkami. Vìtšinou se používaly omítkové vrstvy – cementový postøik, jádrová omítka, koneèná úprava hladkou omítkou nebo pozdìji omítkou škrábanou (bøizolit). Cementový postøik byl vyztužován rabicovým pletivem. V tìchto pøípadech zateplování se také jednalo o nutnost plynoucí z projevù tepelnì technických nedostatkù, a nikoliv o èinnost vyvolanou potøebou úspor energie na vytápìní.

22

OPET Czech Republic

Postupem doby se u panelových budov zaèalo více uplatòovat montované zateplení s odvìtrávanou vzduchovou mezerou. Typickým pøedstavitelem bylo zateplení minerálnì vláknitým izolantem (obvykle tužší rohože, výjimeènì desky) nebo deskami pìnového polystyrenu, které se vkládaly do døevìného roštu. Následovala vnìjší povrchová úprava – napø. odsazenými azbestocementovými deskami o rozmìrech až 1,2 x 3,0 m nebo azbestocementovými šablonami. Nadále však zateplování zùstávalo jednou z technologií pro opravy vad a poruch domù, aniž by hlavním cílem aplikace bylo snižování vysoké energetické nároènosti budov.

Na této skuteènosti nic nezmìnila ani první ropná krize v roce 1973. V té dobì byly nìkteré státy západní Evropy, s klimatickými parametry obdobnými jako v Èeské republice, donuceny provádìt zateplení vnìjších obvodových stìn budov kontaktními zateplovacími systémy v množství 0,3 až 0,5 m2 na jednoho obyvatele roènì. Do roku 1989 bylo napøíklad v Nìmecku již realizováno 144 mil. m2 tohoto zateplení. Roèní spotøeba na obyvatele se u sousedních státù (Nìmecko, Rakousko) v prùbìhu doby ještì zvýšila na souèasných 0,5 až 1,0 m2. Navíc se zvyšovala tlouška tepelného izolantu, jak dokládá tabulka 14.

Tabulka 14 – Prùmìrná tlouška tepelných izolantù v realizovaných kontaktních zateplovacích systémech v Nìmecku. Rok Prùmìrná tlouška tepelného izolantu [mm]

1992

1993

1994

1995

1996

1997

54,1

55,5

63,5

67,4

71,1

72,5

Zvrat v pøístupu k zateplování slibovalo vydání radikálnì revidované tepelnì technické normy ÈSN 73 0540 s úèinností od 1. 1. 1979. Tato norma však mìla rozsáhlé výjimky. Pro cihelné zdivo provádìné tradièním zpùsobem, dále pro modernizaci a pro stavební úpravy prostorù budov (vnímáno tedy i pro nástavby, pøístavby a jiné rekonstrukce) zaèaly platit zvýšené požadavky revidované normy až od roku 1986, tedy až po sedmi letech. Navíc nebylo žádným pøedpisem jednoznaènì stanoveno, co se stávajícím bytovým fondem, který nebyl dotèen stavební èinností. V dùsledku toho vzniklo v oblasti zateplování nejvìtšího objemu bytového fondu urèité vakuum. Zateplování se stalo pouze prostøedkem ke snižování negativních projevù tepelnì technických vad a poruch. V osmdesátých letech byly z tìchto dùvodù zateplovány pøevážnì panelové domy. Na opravy panelových budov byly vyèlenìny nemalé prostøedky.

Pro zateplování se v té dobì používaly pøevážnì montované systémy s odvìtrávanou vzduchovou mezerou, vyvinuté pùvodnì pro opláštìní prùmyslových staveb. Mezi sebou se lišily pøedevším v materiálovém øešení vnìjší povrchové úpravy a v druhu použitého izolantu. Jako povrchové úpravy se nejèastìji užívaly:

· · · ·

obklady ze smaltovaných hliníkových plechù – FEAL-FOS obklady ze smaltovaných hliníkových plechù – KOB obklady azbestocementovými šablonami obklady z houževnatého PVC – Dekorplast, FA

Názor na použití jednotlivých tepelných izolantù nebyl vyhranìný, jejich výbìr byl dán pøedevším dostupností. Používaly se tepelné izolanty uvedené v tabulce 15.

Tabulka 15 – Tepelné izolanty používané v montovaných zateplovacích systémech s odvìtrávanou vzduchovou mezerou. Druh tepelného izolantu

Objemová hmotnost [kg/m3]

Souèinitel tepelné vodivosti l [W/(mK)]

Desky z minerální plsti

87–113

0,038

Desky z minerální vlny

75–100

0,053

Rohože z minerální vlny

150–170

0,063

Rohože ze skelné vlny

80–110

0,038

Desky z pìnového polystyrenu

17–27

0,038–0,048

Montované systémy byly upøednostòovány s ohledem na možnost jejich aplikace suchou cestou. Ostatní systémy – kontaktní a omítkové – nebyly pøes to, že jejich skladba již

byla v té dobì vyøešena, rozšíøeny. Pøíèinou byla nedostupnost nìkterých surovin v Èeské republice a nutnost dovozù ze západní Evropy, které v tehdejší dobì nepøi-

23

OPET Czech Republic

cházely v úvahu. Výjimkou bylo zavedení prùmyslové výroby tepelnì izolaèních omítkovin na Slovensku. V ÈR se ojedinìle realizovaly perlitové omítky. Úèinnost však byla nízká. S ohledem na nedostupnost potøebných kvalitních pøímìsí docházelo èasto k poruchám bezprostøednì po jejich zabudování do stavebního díla. Od roku 1992 dochází k postupnému nárùstu zateplování obytných budov. Zateplování je již cíleno také na úspory energie pøi vytápìní. V Èeské republice jsou v souèasné dobì k dispozici témìø všechny evropské zateplovací systémy, vèetnì tuzemských.

Nejvíce se využívají kontaktní zateplovací systémy, které jsou také v Evropì nejrozšíøenìjší. Teprve v posledních dvou letech se v Èeské republice realizuje pøibližnì 3 mil. m2 zateplení roènì. Uvedené množství pøedstavuje roèní mìrnou produkci cca 0,3 m2 na jednoho obyvatele. Uvedený rozsah zateplování, po témìø dvacetiletém zaostávání v této oblasti, je velmi nízký. Na druhé stranì bylo odvedeno znaèné množství práce pro iniciaci èinností vedoucích k úsporám energie a zùstává jen otázkou politických rozhodnutí, kdy budou odstranìny v úvodu zmínìné zásadní pøekážky pro masový rozvoj zateplování neprùsvitných obvodových stìn.

4.2. Druhy zateplovacích systémů Zateplení obvodových stìn stavebních objektù je øešeno v zásadì z více konstrukèních, navzájem propojených vrstev a souèástí – hovoøíme proto o systémech. Zateplovací systémy (dále jen ZS) rozdìlujeme podle polohy umístìní na venkovní èi vnitøní, pøièemž z tepelnì technického hlediska je výhodnìjší aplikovat zateplovací systém na venkovním líci stìnové konstrukce. Vnitøní zateplení vyžaduje vždy speciální návrh, øešení i provádìní a ve srovnání s vnìjším zateplením nezajistí : · snížení teplotních dilataèních pohybù konstrukce vlivem vnìjšího teplotního namáhání, · bezproblémový prùbìh difuze pøípadnì kondenzace vodních par, · tepelnou setrvaènost, · ochranu vnìjších povrchù konstrukcí, · estetickou obnovu vnìjšího povrchu, · vylouèení tepelných mostù v místech navazujících vnitøních konstrukcí, · udržení stávající užitné plochy. U vnitøního zateplení je vždy riziko zvýšené kondenzace vodní páry uvnitø konstrukce blízko vnitønímu povrchu a samozøejmì i kondenzace vodní páry na vnitøním povrchu konstrukce. Proto se dává pøednost vnìjšímu zateplení. Podle zpùsobu provádìní a materiálového øešení rozeznáváme:

a) Zateplovací systémy omítkové Pøedstavitelem omítkových ZS jsou omítky se zlepšenými tepelnì izolaèními vlastnostmi, než jaké mají omítky kla-sické. Jsou obvykle složeny z vlastní tepelnì izolaèní omítky a z ochranné omítkové vrstvy. Omítkové ZS jsou charakteristické zpùsobem provádìní, které je obdobou provádìní klasických omítek. b) Zateplovací systémy montované s provìtrávanou vzduchovou mezerou Jedná se o systémy skládající se z nosné roštové kon-strukce èi nosných bodových prvkù, tepelnì izolaèní vrstvy, obvykle deskového typu, a ochranné vrstvy ve formì pøedsazeného montovaného obkladu. Tyto systémy jsou charakteristické provìtrávanou vzduchovou mezerou pod pøedsazeným obkladem. c) Zateplovací systémy kontaktní Zateplovací systémy kontaktní jsou systémy s pøipevnìným tepelným izolantem k podkladu, výztužnou vrstvou a koneènou povrchovou úpravou. Systémy nemají provìtrávanou vzduchovou mezeru. Jsou charakteristické svou speciální výztužnou vrstvou a následnou povrchovou úpravou, které jsou aplikovány kontaktnì na tepelném izolantu.

24

OPET Czech Republic

Tabulka 16 – Pøehled pøedností a nevýhod jednotlivých druhù zateplovacích systémù Druh ZS Pøednosti

ZS omítkové možnost jednodušší aplikace na èlenité povrchy dobré vlastnosti z hlediska požární bezpeènosti

Nevýhody

možnost strojní aplikace nižší hodnota tepelného odporu zateplení problémové pøenášení objemových zmìn kompletní mokrý proces

Kromì uvedených základních systémù existují i systémy, které jsou výsledkem kombinace montovaného systému s provìtrávanou vzduchovou mezerou s vnìjším souvrstvím z kontaktního zateplovacího systému. Nosièem vnìjšího souvrství (výztužná vrstva a omítka) je v tomto pøípa-

ZS montované vylouèení mokrého procesu a tím sezónnosti zateplování vhodnost aplikace i na objekty s narušeným vlhkostním režimem vysoká životnost problematická realizace na èlenitých fasádách náchylnost ke vzniku tepelných mostù snížená škála alternativ pro architektonické øešení

ZS kontaktní efektivnost pro investora

vysoká variabilita koneèného vzhledu velký výbìr øešení nároky na pracovní disciplínu výšková omezení požárními pøedpisy snížená odolnost proti mechanickému poškození

dì pøedsazený montovaný obklad. Pro vysokou efektivnost a možnost jednoduchého øešení neopomenutelných souvisejících detailù pøi zateplování jsou nejvíce realizovány kontaktní zateplovací systémy.

Tabulka 17 – Názvosloví pro základní skladbu PODKLAD SYSTÉMU (stavební podklad)

tvoøí jej stávající konstrukce a její vnìjší povrch; podklad a kontaktní zateplovací systém spolu tvoøí novou konstrukci

LEPICÍ HMOTA

hmota urèená pro lepení tepelného izolantu na (stavební) podklad systému

TEPELNÝ IZOLANT

hmota zajišující tepelnì izolaèní funkci KZS; jedná se o desky obvykle z pìnových plastù, minerálních vláken, korku, které mohou být na svém povrchu dále upravené

HMOŽDINKA

výrobek pro mechanické upevnìní tepelného izolantu, lišt a specifických pomocných prvkù k podkladu

LIŠTA

výrobek pro mechanické upevnìní tepelného izolantu k podkladu ve speciálních pøípadech

POMOCNÉ PRVKY

soubor výrobkù urèených pro ukonèování KZS v oblastech soklù, nároží, dilatací, nadpraží

STÌRKOVÁ HMOTA

hmota urèená spolu s výztužnou síovinou k vytvoøení výztužné vrstvy kontaktního zateplovacího systému; tato hmota mùže být v nìkterých pøípadech dle pøedpisu výrobce totožná s lepicí hmotou

VÝZTUŽNÁ S͍OVINA

výztužný prvek ve formì síoviny pro pøenášení napìtí ve vrstvì vnì tepelného izolantu

VÝZTUŽNÁ VRSTVA

vrstva na vnìjší stranì tepelného izolantu vytvoøená z výztužné síoviny uložené ve stìrkové hmotì

POVRCHOVÉ ÚPRAVY

hmoty pro koneènou úpravu výztužné vrstvy

Druhy podle koneèné povrchové úpravy. Pro povrchové úpravy kontaktních zateplovacích systémù se používají pøedevším omítkoviny. Jedná se o tyto druhy:

· tenkovrstvé disperzní omítkoviny na bázi vodných disperzí makromolekulárních látek, · tenkovrstvé silikonové omítkoviny na bázi silikonù a vodných disperzí makromolekulárních látek,

25

OPET Czech Republic

· tenkovrstvé silikátové omítkoviny na bázi vodního skla a vodných disperzních makromolekulárních látek, · tenkovrstvé minerální omítkoviny na bázi cementu a vápna, · silnovrstvé minerální omítkoviny na bázi cementu a vápna (tlouška nad 5 mm). V závislosti na pokynech výrobcù je možné tyto omítkoviny za úèelem posílení odolnosti vùèi vlivùm povì-

trnosti nebo dosažení vìtších barevných efektù opatøit nátìrem. V nìkterých pøípadech výrobce systému pøedepisuje úpravu výztužné vrstvy pøed nanášením omítkoviny penetraèním nátìrem. Na základì pøedpisu výrobce KZS je možno v nìkterých pøípadech použít pro povrchovou úpravu obklad.

Tabulka 18 – Druhy omítkovin a jejich pøednosti disperzní pružnost Pøednost

vodotìsnost množství barevných odstínù

Druh omítkoviny silikátová silikonová odolnost proti odolnost proti zašpinìní zašpinìní difuze vodních par difuze vodních par minimální obsah vodotìsnost organických látek

minerální odolnost proti zašpinìní difuze vodních par minimální obsah organických látek

4.3. Dimenzování tepelné izolace v zateplovacích systémech Dimenzování potøebné tloušky tepelné izolace je ovlivnìno jak volbou materiálu, tak volbou druhu zateplovacího systému. Dostupné informace o vhodných tlouškách tepelné izolace se liší. Napøíklad u kontaktních zateplovacích systémù se udržuje názor, že 50 mm tepelné izolace plnì postaèuje (a zvýšení tloušky tepelné izolace je mrháním). Mezi odborníky se však prosazuje jako nejnižší tlouška tepelné izolace 80 až 100 mm, v zahranièí se realizují stavby se 140 až 200 mm tepelné izolace. Jakou tloušku tedy volit? Tlouška tepelné izolace pøi zateplení musí spolu s celou konstrukcí zajistit v prvé øadì požadované normové hodnoty tepelnì technických vlastností. Takto stanovená tlouška je nejnižší pøípustná. Na rozdíl od statického dimenzování konstrukcí z hlediska únosnosti a prùhybu není navýšení tloušky tepelné izolace nad minimální hodnoty nehospodárné, naopak bývá projevem hospodárnosti. Vhodnou (optimální) tloušku tepelné izolace pak hledáme ekonomickým hodnocením na základì vztahù mezi investièními a provozními náklady. Zpùsobù ekonomického hodnocení je více, nejèastìji se používá metoda souèasné hodnoty (v rùzných úpravách) a sledování prosté návratnosti. Takto stanovená tlouška se uplatní pouze tehdy, je-li vyšší než požadované minimum. Další zpùsob urèení optimální tloušky je uplatnìní doporuèených normových hodnot tepelného odporu, které dávají vždy vyšší tloušky než požadované a jsou nastaveny tak,

aby pøi jejich dosažení bylo s vysokou pravdìpodobností splnìno kritérium nejnižší vnitøní povrchové teploty a byl zohlednìn i ekonomicko-energe-tický pøístup. Poslední hledisko, ke kterému se pøi stanovení vhodné tloušky pøihlíží, jsou technologické a konstrukèní možnosti pøi skuteèném provedení. Uplatòuje se tehdy, je-li možno na základì pøedchozích postupù volit vhodnou tloušku v urèitém rozsahu. Pro dimenzování je tedy nutná znalost výpoètových metod ke stanovení tepelnì technických vlastností konstrukcí. Z provedených propoètù, úvah a srovnání pøi uplatnìní výše uvedených zásad pro vnìjší stìny vyplývá: · šetøit na tloušce tepelné izolace se nevyplácí, nebo zmìna tloušky tepelné izolace o 10 mm vyvolá zvýšení celkové ceny zateplovacího systému pouze o 2 až 3 %, · tepelné izolace v kontaktních zateplovacích systémech je v souèasné dobì ve vìtšinì pøípadù optimální provádìt s tlouškou 80 až 120 mm, v odvìtraných zateplovacích systémech jsou optimální tloušky 100 až 150 mm, · s nárùstem cen tepelné energie bude výhodné tyto tloušky o 20 až 30 mm zvìtšit, · minimální tloušky tepelných izolací jsou nejménì o 10 mm vìtší než tloušky stanovené z požadovaných normových tepelných odporù konstrukce, optimální tloušky témìø odpovídají doporuèeným normovým tepelným odporùm konstrukce.

26

OPET Czech Republic

Navrhovanou tloušku tepelné izolace mírnì limitují ceny upevòovacích a pomocných prvkù zateplovacích systémù. Technologie provádìní a dostupnost nìkterých upevòovacích a pomocných prvkù doèasnì omezují provádìní kontaktních zateplovacích systémù s tepelnou izolací v tloušce do 100 až 120 mm.

Toto pomocné hledisko je vázáno na souèasné ceny, které odpovídají požadavkùm trhu. Pokud budou bìžnì navrhovány tepelné izolace o vìtší tloušce, pak se cenová úroveò upevòovacích a pomocných prvkù pravdìpodobnì pøizpùsobí vìtším odbìrùm a sníží se.

4.4. Vliv tepelných mostů a tepelných vazeb při zateplování Stejný tepelný odpor konstrukce mùžeme zajistit konstrukcí s menší tlouškou tepelné izolace a s témìø vylouèenými tepelnými mosty, nebo konstrukcí s vysokou tlouškou tepelné izolace, avšak s výraznými tepelnými mosty. Obdobnì stejnou mìrnou spotøebu energie na vytápìní budovy mùžeme zajistit konstrukcemi s potlaèeným vlivem tepelných vazeb, nebo výraznì kvalitnìjšími konstrukcemi s podstatným vlivem tepelných vazeb. Druhá cesta v obou pøípadech je fyzikálnì ménì vhodná a obvykle neekonomická. U nízkoenergetických domù (NED) dokonce zpùsobuje nedosažitelnost potøebné izolaèní úrovnì. V praxi se èasto projevuje tøetí cesta – navrhne se konstrukce s výraznou tepelnou izolací s pøedpokladem vysokého tepelného odporu a vliv tepelných mostù a následnì i tepelných vazeb se zanedbá (v koneèném dùsledku stavba vykazuje vyšší spotøebu tepla, než jsme pøedpokládali). S uvedenou praxí se, bohužel, èasto setkáváme i u staveb s cílenì snižovanou spotøebou tepla na vytápìní, napø. u soutìží o energeticky úsporné rodinné èi bytové domy, kdy se na vliv tepelných mostù a tepelných vazeb stavebních konstrukcí zapomíná a uvedené projekty pak jsou jen nereálným snìním. Poznámka Pojem „tepelný most“ je definován v ÈSN 73 0540-1 jako oblast konstrukce, kde hustota tepelného toku prostupujícího touto oblastí je vyšší než oblastí na ni navazující. Ovlivòuje stanovení vlastností konstrukce. Pojem „tepelná vazba“ je použit ve smyslu ÈSN 73 05404, èl. C2.1. Tepelná vazba vyjadøuje navýšení tepelného toku mezi jednotlivými konstrukcemi, které není zahrnuto jako „tepelný most“ ve vlastnostech jednotlivých konstrukcí (souèinitelích prostupu tepla a tepelných odporech tìchto konstrukcí). V souladu s teorií systémù tepelné vazby spojují jednotlivé prvky systému (tj. izolaèní vlastnosti jednotlivých konstrukcí, které tvoøí budovu). Podle ÈSN 73 0540-4 sloužily tepelné vazby k navýšení souèinitele prostupu tepla konstrukce na hodnotu souèinitele prostupu tepla zabudované konstrukce. Podle ÈSN EN 14683 se tepelné vazby (pøekládané zde jako „tepelné mosty“) za-

poèítají až do energetické bilance budovy. Charakteristickou tepelnou vazbou je napøíklad navýšení tepelného toku v nároží obvodových stìn nebo v napojení okenního rámu na vnìjší stìnu. Tepelná vazba tedy není vlastností jednotlivé konstrukce, je výsledkem interakce mezi dvìma a více konstrukcemi. Proto existují odlišné normy ÈSN EN ISO 14683 (tepelné vazby) a ÈSN EN ISO 10211-1 (tepelné mosty). V praxi jsou tepelnými mosty nejèastìji nosné èásti konstrukcí, dále ztužující, spojovací a kotvící prvky. Pøi snaze o minimální narušení tepelnì izolaèní vrstvy tepelnými mosty se v praxi snažíme o vhodné konstrukèní øešení, jehož nosné prvky co nejménì zasahují do tepelné izolace. Tato zdánlivì jednoduchá podmínka se u jednotlivých typù obvodových konstrukcí plní takto: Obvodové stìny s nosným roštem mají obvykle obvodový rám s nosnými svislými sloupky, které jsou doplnìny vodorovnými èi šikmými paždíky. Tento nosný systém je opl᚝ován deskovým materiálem. Tepelná izolace je dosud obvykle vkládána tìsnì do prostoru mezi nosníky tak, že vyplòuje zcela prostor mezi deskami. Obvodový rám, nosné sloupky a paždíky tvoøí neodstranitelné tepelné mosty v uvedené konstrukci, které zvyšují prostup tepla bìžnì o 15 % až 30 %, pøi nevhodné skladbì však i více. Uvedené konstrukèní øešení se užívá napøíklad u døevostaveb. Obvodové stìny vrstvené mají obvykle vnitøní nosnou stìnu, ke které je pøes souvislou tepelnou izolaci pøipevnìna vnìjší ochranná vrstva (monierka). Kotevní a spojovací prvky, které nesou vnìjší vrstvu, jsou neodstranitelnými tepelnými mosty v tepelnì izolaèní vrstvì, které zvyšují prostup tepla bìžnì o 10 až 30 %, v pøípadì spolupùsobení technologických tepelných mostù (napø. záteky betonu) se však prostup tepla zvyšuje podstatnì více (pøes 80 % není výjimkou). Toto konstrukèní øešení je známé napøíklad z panelových budov. Obvodové stìny jednovrstvé (keramická zdiva, stìny z pórobetonù a lehèených betonù) zajišují tepelnou izolaci

27

OPET Czech Republic

touto jedinou vrstvou, mají tedy omezenou izolaèní výkonnost. Tepelné mosty tvoøí nadokenní pøeklady a ztužující vìnce, které zvyšují prostup tepla zdìnou obvodovou stìnou o 15 až 20 % oproti vlastnímu zdivu (což výrobci zdících materiálù vùbec nezmiòují a neradi pøipouštìjí). Obvodové stìny s vnìjším kontaktním zateplovacím systémem jsou složené z podkladu, kterým mùže být každé z výše uvedených konstrukèních øešení, ke kterému se na vnìjší povrch pøipevní lepením a/nebo kotvením souvislá tepelnì izolaèní vrstva, která je chránìna neodvìtraným vnìjším souvrstvím (výztužnou vrstvou a povrchovou úpravou). Nezbytné hmoždinky zvyšují prostup tepla o 2 až 5 %. Obvodové stìny s vnìjším odvìtraným zateplovacím systémem obdobnì jako v pøedchozím pøípadì mohou být uplatnìny na roštové, vrstvené i jednovrstvé nosné konstrukce. Následuje tepelná izolace, odvìtraná vzduchová vrstva a vnìjší vrstva, která je pøipevnìna buï bodovými, nebo roštovými nosnými systémy. Bodové pøipevnìní procházející tepelnì izolaèní vrstvou mùže zvýšit prostup tepla o 5 až 15 % podle hmotnosti vnìjšího obkladu, pøipevnìní pomocí roštu o 15 až 40 % opìt podle hmotnosti vnìjšího obkladu. Pro energeticky úsporné obvodové stìny jsou tedy nejvhodnìjší konstrukce s jasnì oddìlenou nosnou vnitøní stìnou (libovolnì utvoøenou) a vnìjším zateplením buï kontaktním, nebo odvìtraným (s lehkou vnìjší vrstvou a bodovým kotvením), kde tepelné mosty zvýší prostup tepla nejvýše do 5 %. Úèinnost instalovaných tepelnì izolaèních materiálù je v tìchto pøípadech velmi vysoká a umožòuje pøi reálných tlouškách konstrukcí zajišovat velmi vysoký tepelnì izolaèní standard. Podmínkou je celistvá tepelnì izolaèní obálka budovy bez slabých míst v návaznostech jednotlivých konstrukcí, tedy s optimalizací tepelných vazeb mezi konstrukcemi.

Optimálním øešením tepelných vazeb mezi konstrukcemi lze snížit jejich vliv pod 5 % celkové tepelné ztráty prostupem. Znamená to však pøi konstrukèním øešení dbát na souosost tepelnì izolaèních vrstev jednotlivých navazujících konstrukcí, vždy s tepelnì izolaèní výplní spár v úrovni tìchto izolaèních vrstev. Typické pøíklady jsou: · zateplení stìn plnohodnotnou tepelnou izolací provádìt pøes ostìní až k rámùm výplní otvorù (nutno na to pamatovat pøi dimenzování velikosti otvorù a proti nim výraznì menších výplní s širšími rámy), · tepelnou izolací støechy navazovat na tepelnou izolaci obvodových stìn, · tepelná izolace nadzemní obvodové stìny musí mít návaznost na tepelnou izolaci pod terénem, · tepelnou izolaci podlah nad nevytápìnými prostory nebo na terénu je nutno propojit s vnìjším zateplením, · pøi mìlkém založení je tøeba provést tepelnou izolaci mezi nosným zdivem a základy (pìnové sklo) apod. Zanedbané tepelné vazby mezi konstrukcemi mohou zvýšit prostup tepla o 30 % i více, mohou tedy velmi nepøíjemnì ovlivnit naše oèekávání nízké spotøeby energie.

Obrázek 2 – Rostoucí vliv stejných tepelných mostù u výraznì tepelnì izolovaných konstrukcí. Pokud se problematika tepelných mostù pøehlíží, pak stavba nemùže zajistit pøedpokládané nízkoenergetické chování a vzniká riziko vad a poruch. V urèitém okamžiku tedy pøestává být rozhodující tlouška (kvantita) izolaèního materiálu, ale rozhoduje kvalita jeho uplatnìní v konstrukcích a na stavbì, tj. kvalita navržených a provedených detailù (potenciálních tepelných mostù a tepelných vazeb).

28

OPET Czech Republic

Pøi zvyšování tepelnì izolaèních vlastností základních skladeb konstrukcí se výraznì snižuje hodnota souèinitele prostupu tepla v ideálním výseku k id . Pøi téže konstrukèní a technologické koncepci se pak prakticky nemìní hodnota navýšení prostupu tepla vlivem tepelných mostù. Z toho vyplývá, že vliv tepelných mostù, který u nedokonale izolovaných konstrukcí tvoøil relativnì malý podíl na celkovém tepelném toku a mohl se s pøijatelnou chybou zanedbat, se u konstrukce výraznìji tepelnì izolované zaèíná projevovat jako dominantní, a tudíž v žádném pøípadì

zanedbatelný. U nízkoenergetických domù je dokonce vliv tepelných mostù urèujícím faktorem pro dosažení pøedpokládané izolaèní kvality. Pokud pøi tradièní výstavbì tvoøily tepelné mosty 5 až 10 % navýšení tepelných ztrát oproti ideální skladbì, pak pøi vyšším tepelnì izolaèním standardu mohou stejné tepelné mosty tvoøit 20 až 40 % navýšení a u nízkoenergetických domù dokonce 100 i více % navýšení tepelných ztrát a potažmo spotøeby energie – viz obrázek 2.

29

OPET Czech Republic

ZÁVĚR Tepelnì izolaèní vlastnosti obvodových stìn pøevažujícího objemu obytných budov jsou z pohledu souèasných požadavkù nedostateèné, v øadì pøípadù dokonce závadné. Snížení tepelnì izolaèní schopnosti, zejména v konstrukèních detailech obvodových stìn (v tepelných mostech a tepelných vazbách), zpùsobuje kondenzaci vodních par na vnitøním povrchu tìchto stìn a možnost rùstu plísní. Snížené tepelnì izolaèní vlastnosti obvodových stìn jak v ploše, tak v tepelných mostech a tepelných vazbách, významnì zvyšují spotøebu tepla na vytápìní obytných budov. Zejména starší budovy èasto vykazují pøíliš vysokou energetickou nároènost. K zajištìní požadovaných vlastností obvodových stìn a ke snížení energetické nároènosti obytných budov se osvìdèila technologie vnìjšího zateplení. V ÈR i v celé Evropì jsou nejrozšíøenìjší a nejdostupnìjší zateplovací systémy kontaktní. Dùsledky zateplování obvodových stìn prokazují reálnost pøedpokládaných pøínosù pro mikroklima a snížení spotøeby energie na vytápìní. Významné jsou také pøínosy zateplování pro sanaci vad a poruch obvodových pl᚝ù budov, které vznikly v dùsledku zanedbané údržby. V posledních letech jsou v ÈR uplatòovány zateplovací systémy s tlouškou tepelného izolantu 80 až 100 mm, která je srovnatelná se sousedními státy. V energeticky nejvyspìlejších státech Evropy nejsou výjimkou tloušky vyšší o 50 až 100 %. Pøi uplatnìní vyšších tlouštìk tepelného izolantu v zateplení rozhoduje o tepelnì technickém a energetickém vý-

sledku øešení detailù obvodového pláštì – tj. tepelné mosty a tepelné vazby. V ÈR je nedostateèný rozsah uplatnìní zateplování stávajících budov vzhledem ke zpoždìní 15 až 20 let, které máme oproti sousedním státù západní Evropy. Sousední energeticky vyspìlé státy v souèasnosti zateplují pøibližnì 2× až 3× vìtší plochu na obyvatele, než je tomu v ÈR. Za souèasných podmínek to znamená, že nᚠobrovský deficit v této oblasti se stále zvyšuje. Aby v ÈR byla dosažena energetická nároènost obytných budov na úrovni energeticky vyspìlých evropských státù, je tøeba rozsah zateplování radikálnì zvýšit. Pro plošné snižování energetické nároènosti obytných budov stavebním øešením je tøeba v ÈR vytvoøit vhodné ekonomické a právní podmínky, které odstraní dosavadní demotivaèní prostøedí a naopak vytvoøí motivující prostøedí k reálnému zajišování úspor energie pøi vytápìní. To je spolu s trvalým informaèním tlakem podmínkou pro: · pøednostní a urychlené snižování pøíliš vysoké energetické nároènosti stávajících obytných budov, · snižování emisí CO2 a pøímých emisí tepla z budov do ovzduší, · vytvoøení základních podmínek pro významnìjší využití obnovitelných zdrojù tepla. Zatím daòová, finanèní i bytová politika ÈR od energeticky úsporného chování spíše odrazuje.

30

OPET Czech Republic

LITERATURA [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

[10] [11] [12] [13] [14] [15]

[16] [17]

[18]

[19]

Nedìlník R., Šrùta O.: Montované stavby z panelù typ „G“ proudovou metodou, VÚSV Praha, 1958, 103 str. Øehánek J.: Minimální tlouška obvodových stìn budov z hlediska tepelné akumulace, VÚSV Praha, 1959, 84 str., 36 lit. Švarc B.: Montované stavby, SNTL Praha, 1960, 286 str., 11 lit. Kostelková L.: Pozemní stavby, SNTL Praha, 1960, 373 str., 76 lit. ÈSN 73 0540:1962 „Navrhování stavebních konstrukcí z hlediska tepelné techniky“ (platná od 4.63), vydavatelství ÚNM Praha, 1962, 24 str. Kol. katedry KPS: Konstrukce pozemních staveb pro II. roèník VŠ, 2. èást, skriptum ÈVUT Praha, SNTL Praha, 1963 ÈSN 73 0540:1964 „Tepelnì technické vlastnosti stavebních konstrukcí“ (úèinnost od 10.65), vydavatelství ÚNM Praha, 1964, 48 str. Ondøej S.: Pozemní stavitelství. Konstrukce pozemních staveb. Technický prùvodce svazek 48, SNTL+ Èeská matice technická, Praha, 1964, 489 str. Øehánek J.: Pokyny pro výpoèet tepelnì technických vlastností stavebních konstrukcí ve zvláštních pøípadech, RS VTEI MSv+VÚPS Praha, Zpráva è. 53, 1965, 10 str. Rambousek F. Stavebné konštrukcie, SVTL Bratislava, 1966, 256 str., 59 lit. Jeøábek J., Turek J.: Stavitelství IV/1. Montované stavby - Bytové a obèanské, skriptum VUT Brno, SNTL Praha, 1967, 292 str. Skrbek A. a kol.:Konstrukce pozemních staveb, SNTL Praha, 1968, 502 str. Kostelková L., Moravec Z.: Vícepodlažní stìnové stavby, SNTL Praha, 1969, 259 str., 56 lit. Kolektiv katedry pozemního stavitelství: Konstrukce pozemních staveb pro II. roèník, skripta, ÈVUT Praha, 1970, 435 str. Erben A., Petrùj S.: Stavitelství I. Úvod do pozemního stavitelství - Pøíprava a založení stavby- Nosné stìny - Otvory a prùduchy, skripta VUT Brno, SNTL Praha, 1971, 400str. Erben A.: Stavitelství II. Kniha druhá. Stavební izolace, skripta VUT Brno, SNTL Praha, 1972, 212 str. Kolektiv: Smìrnice pro navrhování a posuzování obytných panelových budov z hlediska stavební tepelné techniky. Díl 1, 2, VÚPS Praha, 1971,1972, 250 str. Erben A., Petrùj S., Medek J.: Stavitelství II. Kniha první. Skelety - Nenosné stìny - Vodorovné konstrukce - Konstrukce spojující rùzné úrovnì - Povrchy konstrukcí, skripta VUT Brno, SNTL Praha, 1973, 334str. Erben A., Petrùj S.: Stavitelství III. Zastøešení budov, skripta VUT Brno, SNTL Praha, 1973, 362 str.

[20] Soubor doporuèených technických øešení pøi odstraòování závad na stávajících panelových bytových domech, I, II, III, IV. èást, VÚPS Praha, pra-covištì Gottwaldov, 1971 až 1974 [21] Èapek M.: Silikátové obvodové pláštì montovaného železobetonového skeletu, SNTL Praha, 1973, 307 str. [22] Procházka J. a kol.: Bytová výstavba, èas. Pozemní stavby, SNTL Praha, 1975, è.4, str. 136-146 [23] ÈSN 73 0542:1977 „Tepelnì technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov. Názvosloví. Požadavky a kriteria“, vydavatelství ÚNM Praha, 1977, 32 str. [24] Pøehled technologií jednotlivých konstrukèních soustav panelových bytových domù a krajských materiálových variant, VÚPS Praha, pracovištì Gottwaldov, 1978 [25] Witzany J.: Konstrukce prùmyslovì vyrábìných stavebních systémù pozemních staveb. I. Díl vícepodlažní budovy, skripta, ÈVUT Praha, 1981 [26] Mrlík F.: Vlhkostné problémy stavebných materiálov a konštrukcií, ALFA/SNTL, Bratislava, 1985, 269 str., 93 lit. [27] Mrlík F.: Vlhkostní a tepelnì technické konstanty stavebních materiálù a konstrukcí, VÚPS, Praha, 1986, 270 str., 66 lit. [28] Rochla M.: Stavební tabulky, 5. vydání, SNTL Praha 1987, 995 str. [29] Gattermayerová H.: Ateliérová tvorba konstrukèní I. Montované stìnové systémy, skripta, Edièní støedisko ÈVUT Praha, 1988 [30] Gattermayerová H.: Ateliérová tvorba konstrukèní I. Montované stìnové systémy, 2. díl, skripta, Edièní støedisko ÈVUT Praha, 1990 [31] ÈSN 73 0540-Zmìna 4:1992 „Tepelnì technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov. Náz-vosloví. Požadavky a kriteria“, vydavatelství ÚNM Praha, 1992, 11 str. [32] ÈSN 73 0540:94 Tepelná ochrana budov. Èásti 1, 2, 3, 4, ÈSNI Praha, 1994 [33] Keim L., Šála J.: Teplo? Teplo! Tepelná ochrana budov. Komentáø k ÈSN 73 0540:1994. Díl I, USI Praha, 1993, 201 str. [34] Šála J.: Prùbìžná kontrola tepelného odporu obvodových dílcù typu beton-PPS-beton, Èasopis Pozemní stavby, SNTL Praha, 1987, è.3, str. 114-118, 20 lit. [35] Svoboda L., Tobolka Z.: Stavební izolace, TK 1, ÈKAIT+ÈSSI, 1997, 150 str, 19 lit. [36] Mrázek, K., Horáková A.: Katalog vzorových øešení zateplení panelových budov zpracovaný na podkladì demonstraèních projektù, ÈEA+STÚ-E, a.s., Praha, 1997 [37] Barták K.: Rekonstrukce v panelovém domì I, Grada-publishing, 1997, 120 str.

31

OPET Czech Republic

[38] Halahyja M., Chmúrny I., Sternová Z.: Stavebná tepelná technika. Tepelná ochrana budov, JAGA Group, Bratislava, 1998, 224 str., 78 lit. [39] Machatka M., Šála J., Svoboda P.: Kontaktní zateplovací systémy. Pøíruèka pro navrhování a provádìní, ÈEA+CZB+ÈKAIT Praha, 1998, 48 str., 146 lit. [40] Koželuha J., Dufková M.: Chronologický vývoj panelových domù od roku 1940 do roku 1960 v práci Výzkumného ústavu pozemních staveb Gottwaldov, èas. Stavební listy, ÈKAIT+ÈSSI+ABF, Praha, 1999, speciál, str. 15 - 17 [41] Šála, J. : Zateplování budov. Rekonstrukce (Stavební kniha), EXPO DATA Brno + ÈKAIT Praha, 1999, str. 83-98, 6 lit. [42] Humm, O.: Nízkoenergetické domy (pøeklad Tywoniak, J.), Praha, GRADA, 1999, 353 str., 137 lit. [43] Šála, J. : Zateplování budov. GRADA Publishing, 2000, 176 str., 41 lit. [44] Tepelná ochrana budov. Odborný èasopis pro úspory energie a kvalitu vnitøního prostøedí zateplováním budov, Praha, CZB+ÈKAIT, 1-2/1998, 1-6/1999, 16/2000 [45] Sternová Z.: Zatep¾ovanie budov. Tepelná ochrana, JAGA Group, Bratislava, 2000, 208 str., 151 lit. [46] Šála J.: Tepelnì technický návrh a posouzení ob-

[47]

[48]

[49] [50] [51] [52] [53]

32

vodových stìn a støech, III. soubor DOS-T, èíslo 9, Praha, ÈKAIT, 2000 Sequens J.: Dodateèné zateplování objektù obkladovou technologií. Sborník pøednášek - Dodateèné zateplování objektù.ÈVTS - ZP VVÚSZ Praha, Praha,1985 Machatka M.: Dodateèná úprava stìn tepelnì izolaèními omítkami.Sborník ke školení - Možnosti úprav a provádìní dodateèných isolací stávajících budov ve vazbì na ÈSN 73 0540, ÈSVTS, Praha, 1984 Kolektiv autorù : Èeské stavebnictví v èíslech 1999.ÈKAIT-ÈSÚ-SPS,Praha Novotný Z.: Vývoj výstavby panelových domù. Èasopis - Tepelná ochrana budov, CZB-ÈKAIT, Praha, 2000, è. 5 Novotný Z.: Stavebnictví èeské republiky 1997. Pracovní pøíruèka.MPO-ÈR,Praha,1997 Schreiber V.: Bytová výstavba v Èeské republice po druhé svìtové válce.Stavební kniha.Panelové domy. Expo data,Brno,2000 Kopie typových øešení panelových domù rùzných stavebních soustav, posudky, energetické audity a projekty zateplení a sanací, disertaèní práce, údaje ÈSÚ a archivy autorù

ISBN – 80-902689-2-7