MASARYKOVA UNIVERZITA

MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání

Bakalářská práce

Aplikace tepelně-izolačních materiálů

Brno 2016 Vedoucí práce: RNDr. Jindřiška Svobodová, Ph.D. Autor práce: Michal Knoll

BRNO 2016

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KNOLL, Michal.

Aplikace tepelně-izolačních materiálů: bakalářská práce. Brno:

Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, KFChO – sekce odborného vzdělávání, 2016. Vedoucí bakalářské práce RNDr. Jindřiška Svobodová, Ph.D.

BRNO 2016

ANOTACE Tato bakalářská práce „Aplikace tepelně-izolačních materiálů“ nám dává ucelený pohled na dodatečné zateplování obvodového pláště budov. Práce se zabývá hlavně důležitostí proč a jak nejlépe použít různé druhy tepelných izolací. Upozorňuje na nutnost použití tepelných izolací u starších budov, které nesplňují dnešní standardy moderního bydlení, jako jsou tepelná pohoda nebo úspora energií na vytápění. Teoretické část práce nám podává přehled o dnes používaných tepelných izolacích, jako jsou pěnové, rostlinné a minerální vláknité materiály. Vymezuje základní fyzikální veličiny a pojmy používané v tepelné technice. Dále se zabývá popisem a složením jednotlivých materiálů, které lze použít na tepelné izolace, jejich životností, dostupností, cenovou návratností a také dnes neméně aktuální je pohled na environmentální dopady. Metody použité k vypracování teoretické části jsou studium odborných literárních zdrojů, syntéza poznatků a komparace různých pramenů. Základem mé bakalářské práce tvoří syntéza poznatků z dostupné literatury a odborných textů. V praktické části práce je v případové studii popsána jedna zakázka zateplení obvodového pláště budov kontaktním zateplovacím systémem. Jedná se o podrobný popis a postup při provádění správného zateplení. V závěru této studie je proveden výpočet a zjištění skutečného stavu tepelných izolací v praxi. Celkový názor a náhled na tepelné izolace obvodových plášťů budov ovlivňuje 23 let mé praxe v oboru izolatérství a zednictví. Tato práce může být použita i jako pomůcka při rekvalifikačních kurzech a seminářích v oboru fasádník izolatér.

BRNO 2016

KLÍČOVÁ SLOVA Stavební konstrukce, přírodní materiály, pěnový polystyren, extrudovaný polystyren, pěnové sklo, vakuová izolace, aerogelové izolace, minerální vlna, konopí, ekologie, bydlení, energetická náročnost, součinitel tepelné vodivosti, spotřeba energie, energetický štítek, ETICS

ANNOTATION This bachelor thesis titled “Application of heat-insulating materials” gives us a comprehensive view of the usage of contact heat insulation installed after the house is built. The main focus of this work is to stress why houses should be insulated and which materials could be used. The theoretical part of the thesis shows which materials are available on the market e.g. foam insulation, natural materials and mineral fiber insulation. Their advantages and disadvantages are discussed. Basic physical formulas and terms are set and explained. In the practical part of this thesis one real project is described and some of the statements of the theoretical parts are confirmed. Presented thesis is a result of my 23 year long experience on the field of insulation and masonry.

KEYWORDS Construction, natural materials, straw, clay, wood, ecology, energy consumption, housing, contact heat insulation, comfort, savings, ETICS

BRNO 2016

Čestné prohlášení Prohlašuji, že tato práce je mým původním dílem, zpracoval jsem ji samostatně pod vedením RNDr. Jindřišky Svobodové, Ph.D. a s použitím literatury uvedené v seznamu.

V Brně dne 28. března 2016

…….……..………………………………………….. Michal Knoll

BRNO 2016

PODĚKOVÁNÍ Rád bych touto formou poděkoval všem, kteří mi pomohli nejenom radou, trpělivostí, ale hlavně svými podnětnými a věcnými připomínkami vytvořit tuto bakalářskou práci. Především chci poděkovat mé vedoucí práce RNDr. Jindřišce Svobodové, Ph.D. za cenné rady, podporu, přístup, pomoc a hlavně velkou trpělivost při tvoření té to bakalářské práce.

BRNO 2016

Obsah 1

Úvod ................................................................................................................................... 9

2

Teoretická část .................................................................................................................. 10

3

2.1

Vymezení základních pojmů .................................................................................... 10

2.2

Klimatické podmínky v interiéru .............................................................................. 18

2.3

Faktory ovlivňující výběr izolačního systému.......................................................... 20

2.3.1

Teplotní podmínky v České republice .................................................................. 21

2.3.2

Klimatické podmínky uplatňované ve stavební tepelné technice ......................... 22

Druhy izolací .................................................................................................................... 23 Pěnové izolační materiály......................................................................................... 23

3.1 3.1.1

Pěnový polystyren, EPS ....................................................................................... 24

3.1.2

Extrudovaný polystyren ........................................................................................ 25

3.1.3

Pěnový polyuretan PUR a polyizokyanurát PIR .................................................. 25

3.2

Minerální vláknité izolační materiály ....................................................................... 26

3.3

Vakuová izolace ....................................................................................................... 27

3.4

Rostlinné materiály ................................................................................................... 28

3.4.1

Konopí .................................................................................................................. 28

3.4.2

Celulóza ................................................................................................................ 29

3.4.3

Sláma .................................................................................................................... 29 Typy zateplovacích systémů ..................................................................................... 29

3.5 3.5.1

Kontaktní zateplení ............................................................................................... 30

3.5.2

Bezkontaktní zateplování ..................................................................................... 30 Ekologické dopady při zateplování budov ............................................................... 31

3.6 4

Deset nejčastějších důvodů proč zateplovat ..................................................................... 36

5

Praktická část .................................................................................................................... 38

6

5.1

Úvod a popis rodinného domu ................................................................................. 38

5.2

Pracovní postup montáže izolace ............................................................................. 42

5.2.1

Příprava podkladu a založení soklové lišty .......................................................... 43

5.2.2

Lepení a kotvení tepelně izolačních desek ........................................................... 44

5.2.3

Provedení armovací vrstvy ................................................................................... 48

5.2.4

Natažení finální vrchní omítky ............................................................................. 50

5.2.5

ostatní práce .......................................................................................................... 51

5.3

Stanovení ceny fasády se zateplením: ...................................................................... 52

5.4

Kalkulace skutečné úspory plynu na vytápění rodinného domu .............................. 54

5.5

Kalkulace návratnosti nákladů na zateplení rodinného domu: ................................. 55

Závěr ................................................................................................................................. 57

BRNO 2016

7

7

Použité informační zdroje................................................................................................. 58

8

Seznam použitých zkratek a symbolů .............................................................................. 62

BRNO 2016

8

1 ÚVOD Žijeme v krásné zemi, kde se nám střídají čtyři roční období. Za tuto diversitu ale platíme cenu: v zimě musíme topit a v létě naopak mnozí využívají klimatizace. To všechno klade vysoké nároky na spotřebu energie. A podle známého rčení „kdo šetří má za tři“ se každý snaží najít všemožné cesty, jak neutrácet víc, než je nutné. Dneska se nabízejí možnosti jak dosáhnout energetických úspor ve výši klidně 70% oproti domům postavenými před sto lety. Tato bakalářská práce se zabývá jednou částí a to jsou zateplovací a izolační systémy. V dnešní době se k zateplení přihlíží již při projektu objektu tak, aby došlo ke splnění hygienických požadavků jak v interiéru, tak v exteriéru To nám dává vyšší komfort bydlení. Zároveň by mělo dojít k naplnění ekologicko-ekonomické dimenze. To znamená, aby to moc nestálo a zároveň to co nejméně zatěžovalo přírodu při co nejlepších izolačních vlastností. V bakalářské práci se však dozvíme, že každá mince má dvě strany a že neexistuje nic jako ideální forma zateplení a že vždy je to něco za něco. Téma bakalářské práce jsem si vybral zejména proto, že již 23 let jsem aktivní na poli zateplovacích systémů. Proto jsem se snažil do práce zahrnout jak své zkušenosti, tak nové poznatky a trendy a vytvořit ucelený text, který může výborně posloužit i pro rekvalifikační kurzy či zájemce o zateplení. Může být také učební pomuckou při výuce zateplovacích systémů. Snažím se rozebrat jednotlivé zateplovací systémy, jejích výhody a nevýhody. Neméně závažných problémem je ekologie, proto je jí věnována jedna kapitola a je zde pohlíženo na zateplovací materiály z environmentálního pohledu. Zároveň také projevuji zájem o oblast stavebního průmyslu a nových zajímavých materiálů. Kombinací různých tepelných izolací hlavně pak přírodních obnovitelných, můžeme dosáhnout u budov velmi nízkých nákladů na vytápění. V praktické části rozebírám celou správnou aplikaci kontaktního zateplovacího systému a ověřuji návratnost na jednom reálném projektu, který jsem sám uskutečnil.

BRNO 2016

9

Cíle práce Cílem práce je vytvořit přehled dostupných zateplovacích systémů. Zvolit správnou aplikaci tepelné izolace na stávající objekt. Dílčím cílem je rozebrat zateplovací systémy z environmentálního pohledu. V případové studii je cílem popsat a představit instalaci kontaktního zateplovacího systému a ověření návratnosti investice na jednom reálném projektu.

2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 VYMEZENÍ ZÁKLADNÍCH POJMŮ Energie: Energie je skalární stavová fyzikální veličina. Její základní jednotkou je Joule. Soustava nejčastěji mění svou energii teplem nebo prací. Nás zajímá teplo a vnitřní energie soustavy. V textu budeme uvádět namísto termínu tepelná energie pouze výraz teplo. Rovnice 1: Vnitřní energie soustavy 𝑄 = 𝜆𝑆

kde:

𝑇2 −𝑇1 𝑙

𝑇2 −𝑇1 𝑙

t

teplotní gradient

S … je průřez [m] 𝜆 … je součinitel tepelné vodivosti [W/(m·K)] t …je teplo [°C] Tepelné mosty – místa, kde dochází vlivem prostupnosti tepla ke snížení teploty na vnitřním povrchu. Například v okolí ocelových nebo ŽB prvků, které prostupují obvodovou konstrukcí. Místně ohraničené plochy ve stavebních dílech, které ve srovnání s hlavní plochou vykazují podstatně nižší kvalitu tepelné izolace. Nebezpečí zvýšení vlhkosti a úniků tepla. Teplo (Q) je dějová fyzikální veličina charakterizující přenos energie mezi dvěma makroskopickými soustavami. Tento přenos je možný díky rozdílu teplot. Přenos energie, kdy je energie přijímána nebo vydávána se nazývá tepelná výměna. Je důležité si uvědomit, BRNO 2016

10

že teplo není stavová veličina a není druhem energie jako takové, ale mírou jejího přenosu. Tato energie se libovolně šíří prostředím, kde jsou rozdílná místa teplot. Ty se po čase dorovnají. Teplo se šíří třemi způsoby: 

vedením (kondukcí) u pevných látek. Je to nejběžnější způsob šíření tepla ve stavebních konstrukcích.



prouděním (konvekcí) u kapalných a plynných látek. Zde známe dva způsoby proudění a to přirozené a vynucené. Přirozené proudí bez cizí pomoci pouze přemisťováním částic a vynucené obvykle nějakým technickým zařízením jako je ventilátor nebo čerpadlo.



sáláním (radiací) – je to přenos elektromagnetického záření hlavně infračerveného. Tepelná kapacita (Kx) je fyzikální veličina, která charakterizuje makroskopickou

soustavu (těleso, dané látkové množství jisté látky apod.). Tepelná kapacita soustavy přestavuje teplo, které soustava přijme a ohřeje se o jeden kelvin. Tepelná kapacita obecně závisí nejen na teplotě soustavy, nýbrž i způsobu, jakým probíhá změna jejího stavu při přijetí tepla. Je definována podílem přivedeného tepla a příslušné změny teploty: Rovnice 2: Tepelná kapacita

Kx 

kde:

dQ

… je přivedené teplo [J]

dT

… je přírůstek teploty [K]

dQ dT

Měrná tepelná kapacita (c) je množství tepla potřebného k ohřátí jednotky hmotnosti (1 kg) látky o jeden stupeň (1 K nebo 1 °C). Není to žádná konstanta, ale proměnná veličina. Je definována jako podíl tepelné kapacity Kx a hmotnosti m dané látky.

BRNO 2016

11

Rovnice 3: Měrná tepelná kapacita

c

kde:

K x 1  dQ     m m  dT 

c

…měrná tepelná kapacita [J/(kg·K) = m2/(s2·K)]

Kx

…tepelná kapacita [J/K = m2·kg/(s2·K)]

m

…hmotnost látky [kg]

dQ

…přivedené teplo [J]

dT

…přírůstek teploty [K]

Tepelná vodivost nám ukazuje schopnost daného kusu látky nebo konstrukce (např. zdi) vést teplo. Představuje rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do jiných, chladnějších částí. Tepelná vodivost dané látky je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti (Chybík, 2009). Součinitel prostupu tepla (U) je součinitel prostupu tepla, který se většinou označuje písmenem U a udává se v jednotkách W/(m2.K), charakterizuje tepelně-izolační schopnost konstrukce. V tepelné technice budov to je nejdůležitější veličina, s níž pracují architekti a stavební inženýři při navrhování. Vyjadřuje, kolik tepla unikne konstrukcí při rozdílu teplot. Vypočítává se dle vzorce: Rovnice 4: Součinitel prostupu tepla

U 

kde:

1 RT

U

… je součinitel prostupu tepla [W/(m2·K)]

RT

… je tepelný odpor [m2·K/W]

BRNO 2016

12

Obrázek 1: Součinitel prostupu tepla, prirodnistavba, (n. d.)

Tepelný odpor (R) je tepelný odpor materiálové vrstvy je podíl její tepelné vodivosti  [W/(m·K)] ku její tloušťce d [m]. Platí zde vzorec: Rovnice 5: Tepelný odpor

R

kde:

d



d

…je tloušťka vrstvy; tloušťka vrstvy v konstrukci [m]

λ

… součinitel tepelné vodivosti [W/(m·K)]

Obnovitelný zdroj energie je energie z přírodních zdrojů, kde je možnost obnovy. Můžeme zde uvést energii ze slunce (solární), větrnou, vodní a tak dále. Neobnovitelný zdroj energie je zdroj energie, který není v krátkodobém časovém horizontu schopen obnovy a je obvykle těžen. Tepelná pohoda „Je stav prostředí, kdy člověk nepociťuje teplo ani zimu (Čuprová, 2010).“ Jedná se o subjektivní pocit, kdy je člověku příjemně.

BRNO 2016

13

Vlhkost je základní vlastnost vzduchu. Udává nám množství vodní páry, které je obsaženo ve vzduchu. Toto množství nasycené páry ve vzduchu se mění vlivem času a místa kde se měření provádí. Podle vlhkosti v ovzduší se dá poměrně přesně předpovídat počasí. Absolutní vlhkost vzduchu též hustota vodní páry nebo měrná hmotnost vodní páry a vyjadřuje hmotnost vodní páry obsažené v jednotce objemu vzduchu, udávané v gramech na 1 m3 Relativní vlhkost vzduchu: udává poměr mezi okamžitým množstvím vodních par ve vzduchu a množstvím par, které by měl vzduch o stejném tlaku a teplotě při plném nasycení. Udává se v procentech (%). Průkaz energetické náročnosti budovy: vypovídá o potřebě energie budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb., účinné od 1. 7. 2007. Povinnost splnění požadavků na energetickou náročnost budovy je stanovená zákonem č. 406/2006 Sb. Výpočet zahrnuje pouze energie potřebné na základní provoz domu, jako jsou vytápění, větrání, chlazení, osvětlení, klimatizaci, přípravu teplé vody atp. Není zde zahrnuta potřeba související s provozem objektu, jako používání elektrotechniky, kuchyňských spotřebičů. Navíc jsou budovy posuzovány podle standardizovaného užívání a průměrných klimatických podmínek a ne podle skutečné spotřeby energie a klimatických podmínek v daném místě. Konkrétní spotřeba energie se tedy bude výrazně lišit od hodnot, uvedených v Průkazu. Od 1. 1. 2009 vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek podle zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií (dále jen zákon) je povinen zajistit splnění požadavků na energetickou náročnost budovy a doložit jej průkazem. Je to důležitý dokument i při prodeji budovy kdy nový vlastník se hned dozví jak na tom budova energeticky je.

BRNO 2016

14

Obrázek 2: Průkaz energetické náročnosti, POR, (2012)

Energetický štítek obálky budovy (EŠOB): vyhodnocuje tepelně-technické vlastnosti stavební konstrukce domu. Laicky řečeno nám dá detailnější informace o konstrukcích a dozvíme se, kterou konstrukcí uniká nejvíce tepla a kterou je potřeba případně zateplit. Definován je revidovanou technickou normou ČSN 730540-2:2007, podle které se provádí hodnocení prostupu tepla obálkou budovy pomocí průměrného součinitele prostupu tepla. EŠOB rozděluje budovy do sedmi tříd A – G od velmi úsporných (A) až po mimořádně nehospodárné (G). Požadován bývá v rámci stavebního řízení jako součást stavební dokumentace pro nové budovy, stavební úpravy a změny dokončených budov (Hudcová et al., 2009). Protokol a energetický štítek obálky budovy není povinnou součástí stavební dokumentace, je pouze doporučenou formou průkazného dokladování. Nejedná se o komplexní štítek energetické náročnosti budov, ale o dílčí dokumentaci postupu prokazování klíčové součásti energetické náročnosti budov. Jeho vystavení je dobrovolné a nesouvisí s požadavky směrnice 2002/91/EC.

BRNO 2016

15

Obrázek 3: Energetický štítek obálky budovy, Bongroup, (n. d.)

Grafická podoba Průkazu energetické náročnosti i Energetického štítku obálky budovy je obdobou energetických štítků, které najdeme na nových domácích spotřebičích. Pro vypracování je potřeba řada výpočtů, zápis výsledků je jednoduchý a přehledný. Obsah, který nám štítek a průkaz sdělují je ovšem rozdílný. Štítek nám ovšem ukazuje, jak dobře jsou konstrukce izolované. Na závěr výpočtu EŠOB je opět přehledné grafické hodnocení celého objektu, který je klasifikován třídou. To znamená, že čím lepší třídu má budova v energetickém štítku, tím méně tepla konstrukcemi utíká a tím pádem je třeba méně energie k vytápění či chlazení. Difuze a kondenzace vodních par je pohyb látky, který vyplývá ze statistického chování molekul látek, zde konkrétně vodní páry obsažené ve vzduchu. Pohyb je to chaotický, všemi směry avšak přirozeně se vodní páry šíří z míst, kde je vyšší koncentrace do míst, kde je koncentrace nižší (Hejhálek, 2005). Ve stavebních konstrukcích dochází k difuzi vodní páry, pokud odděluje daná konstrukce dvě prostředí s rozdílnými parciálními tlaky vodních par. V důsledku takto vzniklého gradientu parciálních tlaků, dochází v makro kapilárách použitých stavebních materiálů, které mají BRNO 2016

16

rozměr větší než je střední volná dráha molekul vody, k pohybu vlhkosti podle zákonů difuze od místa s vyšším částečným tlakem k místu s nižším tlakem (Kulhánek, 2006). Laicky tedy můžeme říct, že je-li venku větší vlhko než máme uvnitř domu, vlhkost má tendenci prostupovat dovnitř. Zeď klade pohybu tím větší odpor, čím je tlustší a čím menší je její součinitel difúzního prostupu, což je analogie součinitele prostupu tepla. Přestože molekuly se pohybují zcela nahodile, z makroskopického pohledu vystupuje jako hnací síla pro difúzní transport páry rozdíl částečných tlaků vodní páry (dělený vzdáleností míst s různými částečnými tlaky). Tato síla a tudíž i difúze zaniknou s vyrovnáním částečných tlaků. V případě vodní páry nám to však může představovat problém a to kvůli kondenzaci vodní páry (Hejhálek, 2005). Rosný bod je teplota, při které je 100% relativní vlhkost. Při poklesu teplot dochází ke kondenzaci vodní páry a vznikne vlhnutí konstrukce s následným vznikem nežádoucích plísní. Vodní pára má vlastnost, že při běžných teplotách přijatelných pro život může její částečný tlak ve vzduchu stoupat od nuly pouze do hodnoty částečného tlaku syté páry. Částečný tlak velmi silně, exponenciálně závisí na teplotě, viz obr. 4 Teplotu rosného bodu lze též měřit přímo kondenzačním vlhkoměrem nebo termohygroskopem.

Obrázek 4: Závislost tlaku páry na teplotě, Hejhálek, (2012)

BRNO 2016

17

Zóna kondenzace se projevuje hlavně v zimním období. Pokud teploty v konstrukci zejména teploty ve vrstvě izolace - klesají rychleji než teplota rosného bodu, což je v zimě často, může v konstrukci dojít nejprve ke vzniku rosného bodu, později místo, kde se začala srážet pára, rozšíří do oblasti konečné tloušťky, tzv. zóny kondenzace. Za velmi studeného počasí vzniká v určité hloubce od vnitřního povrchu různě tlustá zóna kondenzace prakticky u všech typů konstrukcí, jednovrstvých i vícevrstvých. V teplém období se většinou kondenzát odpaří. Nejméně náchylné ke vzniku zóny kondenzace jsou vícevrstvé stěny s mohutnou vrstvou tepelné izolace z venkovní strany tehdy, jestliže vnitřní stěny propouštějí vodní páru málo a venkovní vrstva izolace propouští vodní páru výrazně lépe než vnitřní vrstvy a je odvětrávána. Za uspokojivé je pokládáno (z pohledu difúze) i obrácené řešení, kdy silná vrstva tepelné izolace z venkovní strany propouští páru velmi málo, ale tepelně izoluje tak dobře, že v nosné vnitřní vrstvě nevzniká v zimě významný teplotní pokles. Díky tomu vzniká případná kondenzace jen v izolaci, ale její množství je tak malé (dík malé difúzní propustnosti izolantu), že toto řešení je považováno za trvanlivé a bezpečné (Studený, 2011).

2.2 KLIMATICKÉ PODMÍNKY V INTERIÉRU Bereme-li v potaz kvalitu bydlení, nelze ji hodnotit z čistě estetického hlediska, to znamená: mám z venku hezký dům a to stačí, ale je potřeba se zaměřit hlavně na to, jak se nám v něm žije uvnitř. Pocit z interiéru může být ovlivněn mnoha faktory, jako jsou barva stěn, kvalita vybavení a podobně. Nás však výrazně více zajímá vnitřní prostředí z pohledu obecně technických a hygienických požadavků. To je nejvýrazněji ovlivněno kvalitou vzduchu. Tu ovlivňuje: 

teplota



vlhkost



rychlost proudění vzduchu

Teplota vzduchu má velký vliv na subjektivní pocit tepelné pohody člověka, jedná se o faktor přímo působící na každé individuum a ovlivňující jeho pobyt v konkrétním prostředí. Je pro ni charakteristicky stav vyvážení mezi daným člověkem a jeho okolím bez zatěžování termoregulačního systému. Toto může každý jedinec ovlivnit dvěma činnostmi - mechanickou úpravou toku tepla, to znamená změnou oblečení nebo změnou činnosti, která zrychlí metabolismus a přirozenou úpravou toku tepla, to znamená prostě přitopit (Mrlík a kol., 2000).

BRNO 2016

18

Suchá teplota vzduchu je teplota vzduchu ta [°C], také nazývaná suchá teplota, je teplota v okolí lidského těla, měřená jakýmkoli teplotním čidlem neovlivněným sáláním okolních ploch (sálání od zdrojů tepla nebo chladu). Teplota vzduchu ta je základní fyzikální vlastností vzduchu, je používána jako vzduchotechnický údaj a jako teplotní kritérium pro hodnocení vlivu tepelného prostředí na člověka tam, kde je teplotně homogenní prostředí bez zdrojů sálavé teploty a nejsou zde vysoké rychlosti proudění vzduchu (ministerstvo zdravotnictví, 2004). Při měření teploty lze použít jakékoliv teplotní čidlo s požadovanou přesností měření ± 0,5 °C (jako vhodná minimální přesnost se udává ± 0,2 °C) – používají se teploměry kapalinové (rtuť, etanol), bimetalové (základem je různá roztažnost dvou pevných látek při stejné teplotě), elektrické teploměry (rezistory, termistory, termočlánky), termomanometry (pracují na principu změny tlaku v kapalině jako funkce teploty). Vždy musí být brána v úvahu tepelná setrvačnost čidel. Operativní teplota vzduchu je dle Kebeleho a Veverkové (2004) teplota vzduchu to [°C] měřená rovnoměrně v uzavřené černé ploše, uvnitř které by člověk sdílel sáláním a prouděním stejně tepla jako v prostředí skutečném. Není veličinou změřenou, ale vypočítanou např. podle vztahu: Rovnice 6: operativní teplota vzduchu to =

+ A ( ta – ) [°C]

kde: ta …je teplota vzduchu [°C] – průměrná hodnota za směnu nebo zvolený časový interval … je střední radiační teplota [°C] – průměrná hodnota za směnu nebo zvolený časový interval A …je koeficient, který je funkcí rychlosti proudění vzduchu podle tab. 1. Tabulka 1: Závislost koeficientu A na rychlosti proudění vzduchu

va (m.s-1)

0,2

0,3

0,4

0,6

0,8

1,0

A (-)

0,50

0,53

0,60

0,65

0,70

0,75

BRNO 2016

19

Pro rychlosti proudění vzduchu větší než 1,0 m.s-1 se koeficient A vypočítá podle vztahu Rovnice 7: Rychlost proudění vzduchu A = 0,75 . v 0,16 Operativní teplotu to lze za podmínky rychlosti proudění vzduchu va < 0,2 m.s-1 přímo nahradit výslednou teplotou kulového teploměru tg. Je-li rozdíl mezi výslednou teplotou kulového teploměru tg a suchou teplotou ta menší než 1 °C, lze jako výslednou teplotu použít hodnotu ta [°C] naměřenou suchým teploměrem. Operativní teplota se jako hodnotící tepelné kritérium používá pro hodnocení vlivu tepelného prostředí na člověka, resp. pro stanovení tepelné nebo chladové zátěže podle nařízení vlády č. 93/2012 Sb. Rychlost proudění vzduchu va je veličina ovlivňující pocit tepelného komfortu – diskomfortu v prostředí (průvan). Způsobuje odpařování potu a tím ochlazovaní osob, které se v místnosti nacházejí. Na pracovištích je nutné ji měřit metodami, které umožňují stanovit s dostatečnou přesností nízké hodnoty rychlosti proudění vzduchu od minimálně 0,02 až do 0,5 m.s-1. Protože pohyb vzduchu v prostoru je značně turbulentní a časově velmi proměnný, nelze k vyhodnocení použít okamžité změřené hodnoty, ale pouze střední hodnoty za delší časový interval – minimálně 1 min., optimálně 3 min. (Mrlík a kol., 2000) Vlhkost vzduchu vnitřního prostředí závisí na mnoha faktorech, jako na venkovní vlhkosti, technologických nebo jiných zdrojích a množství lidí. Doporučený rozsah relativní vlhkosti je v rozmezí 30-70 %. Vlhkost jedinec nepociťuje nikterak zásadně, přesto může mít negativní vliv a přispívat k diskomfortu. V zimních měsících je možné, že dojde k poklesu relativní vlhkosti i pod 20%. Důsledkem toho může dojít k vysoušení sliznic horních cest dýchacích a člověk má nepříjemný pocit při dýchání. V tomto případě je vhodné vlhkost zvýšit uměle (zvlhčovači vzduchu), avšak maximálně na 40% (Mathauserová, 2007).

2.3 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VÝBĚR IZOLAČNÍHO SYSTÉMU V dnešní době je na výběr z obrovského množství materiálů, které se navzájem liší způsobem aplikace, životností, údržbou a zejména cenou. Zásadní je, aby došlo ke splnění obecně technických a hygienických požadavků. Je také jasné, že pokud se někdo snaží o ekologické bydlení, použije jiný druh zateplení, než se běžně používá třeba na panelový dům. V tomto

BRNO 2016

20

případě se jedná spíše o „filosofický“ problém, stavební technika je však složitější a zahrnuje více faktorů než jen to, jestli se nám něco líbí nebo nelíbí. Stavební tepelná technika se zabývá a formuje do tří částí: 

Normativní a předpisové požadavky, které rovněž definují mikroklimatické teplotní podmínky v interiéru budov.



Zásady, na které je třeba dbát již při návrhu stavebních konstrukcí z pohledu optimálního energetického řešení budovy



Měřící metody ve stavební tepelné technice, které jsou platné a vycházejí z normy ČSN ISO 9000

(Mrlík a kol., 2000)

2.3.1

TEPLOTNÍ PODMÍNKY V ČESKÉ REPUBLICE Budeme-li se však zabývat pouze zateplovacími systémy v České republice, musíme

si definovat mnohé termíny. Formulace okrajových podmínek Abychom si mohli stanovit energetickou náročnost, je třeba znát klimatické podmínky v konkrétní lokalitě, jiné budou požadavky ve slunném Španělsku než ve Finsku. Je třeba dbát na indikátory povětrnostních vlivů, jako jsou teplota a vlhkost vzduchu, tlak, směr a rychlost větru, délka slunečního svitu. Průměrný stav nazýváme klimatické poměry a odvíjí se od mnoha zeměpisných ukazatelů, jako poloha u moře nebo ve vnitrozemí, nadmořská výška atp. (Quitt, 1971) Podnebí v České republice Pro podnebí v Česku je charakteristické střídání 4 ročních období. Podnebí je mírné a vyznačuje se vzájemným pronikáním a míšením oceánských a kontinentálních vlivů. Převažují západní větry. Toto proudění přináší od Atlantiku tlakovou níži s atmosférickými frontami, z nichž vypadávají srážky. Tyto vzdušné proudy způsobují silnou proměnlivost počasí u nás. Vliv pevniny je menší. V létě bývá v česku stále počasí s malou oblačností a s vysokými teplotami, v zimě pak vlivy pevniny přinášejí mrazy. Navzdory relativně malé velikosti české republiky pozorujeme rozdílné klimatické vlivy v Čechách a na Moravě.

BRNO 2016

21

Zatímco v Čechách je patrný vliv přímořského proudění, na Moravě přibývá kontinentálních vlivů (Mrlík a kol., 2000). Daleko výraznější roli hraje nadmořská výška a reliéf. Z celkové plochy území leží 67 % v nadmořské výšce do 500 m, 32 % ve výšce mezi 500 až 1 000 m n. m. a pouze 1 % území ve výšce nad 1000 m n. m. Střední nadmořská výška je 430 m n. m. (Český statistický úřad, 2005),

Obrázek 5: Klimatické regiony, migesp, (n. d.)

2.3.2 KLIMATICKÉ PODMÍNKY UPLATŇOVANÉ VE STAVEBNÍ TEPELNÉ TECHNICE Pro navržení budovy je pro nás z tepelně technického hlediska důležitá teplota a vlhkost venkovního vzduchu, směr a rychlost větru a délka slunečního svitu. Musíme vzít do úvahy dva parametry: hodnoty extrémní a průměrné. Extrémní parametry jsou zásadní pro zajištění funkční spolehlivosti, laicky řečeno, aby nám dům nespadl na hlavu, když napadne sníh. Hodnoty průměrné nám určují, jakou zhruba budeme mít spotřebu energie. V praxi to znamená, že rozdílné zateplení se používá v zemích, kde nemrzne a rozdílné u nás. Mikroklimatické teplotní podmínky Jsou to parametry, které nám dovolují bezproblémový pobyt ať už v přírodním nebo umělém prostředí. Zde se vychází z fyziologicky přípustných podmínek a rovněž se přihlíží ke schopnosti adaptace organismu. Podmínky závisejí rovněž na vnitřní produkci tepla (rozdílná u mužů a u žen), oblečení, věku atd. Prakticky to znamená, že víme, co je pro

BRNO 2016

22

člověka optimální a co je udržitelné a k tomu přihlížíme při konstrukci a návrhu zateplení budov. To znamená, že jinak můžeme a budeme přistupovat k zateplení skladu na zahradní techniku než k malému obytnému domku na zahradě. Dalším opatřením k zajištění potřebné kvality vnitřního prostředí budov je větrání. Protože je to však opatření energeticky velmi náročné, je nutné najít takový kompromis, kdy větrání je dostatečné k zajištění podmínek ochrany zdraví osob. V případě pasivních domů je třeba s ním kalkulovat i při výběru vzduchotechniky., Z toho vyplývá i rozsah a definování vstupních atributů u technických norem s hygienickými předpisy. U těchto norem je třeba brát v úvahu indikátory, jako jsou teplota vzduchu a vnitřních povrchů konstrukcí, vlhkost a rychlost proudění vzduchu a další jako je přístup světla atd. (Mathauserová, 2007).

3 DRUHY IZOLACÍ Zjednodušeně můžeme říct, že hlavním úkolem izolací je vytvořit ochranný štít, který brání v létě vniknutí a v zimě únikům tepla. Mezi nejstarší tepelné izolace patří různé přírodní materiály, jako jsou seno, lišejníky či sláma. Ty však s postupem času ztratily svůj vliv. V polovině 60. let minulého století se začaly poprvé hojněji objevovat plasty, které našly široké uplatnění v izolacích spodních částí budov, s postupem času se zařadily mezi nejpoužívanější tepelné izolace. Při zateplení je třeba věnovat se všem částem domu, tedy stěnám, podlahám, stropům a střechám, jinak nikdy nedosáhneme maximální úspory. V nabídce je dnes velké množství typů a každý má své výhody i nevýhody. Rozdělení izolací podle použitého materiálu: 

Pěnové izolační materiály



Minerální vláknité izolační materiály



Rostlinné izolační materiály

3.1 PĚNOVÉ IZOLAČNÍ MATERIÁLY Mezi pěnové tepelně – izolační materiály patří polymerní pěny – polystyreny, polyuretany, PVC, PE, kaučuk, dále pěnové sklo či pryskyřice. Asi nejběžnějším materiálem je expandovaný (pěnový) polystyren (EPS).

BRNO 2016

23

3.1.1

PĚNOVÝ POLYSTYREN, EPS

Pěnový polystyren je produkt polymerace styrenu, který je v dalším procesu zpěňován a nařezán do bloků, nezbytné je přidání retardérů hoření pro zajištění samozhášivosti materiálu. Součinitel tepelné vodivosti expandovaného polystyrenu se pro typ EPS 100 pohybuje od λ = 0,037 W/(m·K). Číslo typu za značkou EPS značí pevnost v tlaku v kPa, polystyren se vyrábí v hodnotách 50 až 250 kPa. Pro izolaci na fasádách se používá nejčastěji EPS 70F podle obrázku č. 6. Při aplikaci se může kotvit buď pouze lepením, nebo lepením a mechanicky. Vhodné je použít více vrstev kladených na vazbu pro eliminaci liniových tepelných mostů na styku s konstrukcí. Polystyren nelze dlouhodobě vystavit vlhku, proto je potřeba ho opatřit povrchovou úpravou. Mezi výhody patří hlavně nízká cena a to, že polystyren nepohlcuje vlhkost.

Obrázek 6: Izolační deska EPS 70F, terman-janousek, (n. d.)

Zatím nejnovějším typem EPS je Neopor, další značky téhož materiálu jsou NeoFloor, Greywall nebo Lambdapor. Jedná se o novou generaci EPS, který se od standardního

expandovaného

polystyrenu

liší

nejen

vzhledem,

ale

především

tepelně-izolačními vlastnostmi. Šedý pěnový polystyrén na obrázku č. 7 s objemovou hmotností 15 kg/m3 má součinitel tepelné vodivosti 0,032 W/(m·K). Při srovnatelné tloušťce má o 15–20 % lepší izolační účinek. Abychom dosáhli této hodnoty u klasické varianty EPS, byl by potřeba materiál s objemovou hmotností alespoň 32 kg/m3. Zlepšených tepelně izolačních vlastností bylo dosaženo přídavkem uhlíkových nanočástic do polystyrenu před vypěněním, které způsobují ono šedé zabarvení, a hlavně omezují sálavou složku šíření tepla pěnou a tím vedou k lepší hodnotě součinitele tepelné vodivosti. Tento polystyren má jednu poměrně podstatnou nevýhodu a to hlavně při aplikaci. Vzhledem k jeho tmavé barvě

BRNO 2016

24

pohlcuje mnoho slunečního záření a na povrchu dosahuje větších teplot jak polystyren bílý. Vlivem vysoké teploty se izolační deska prohýbá.

Musíme proto s tímto izolačním

materiálem pracovat pouze při chladnějším počasí nebo natáhnout přes lešení stínící sítě.

Obrázek 7: Izolační deska EPS 70F šedý, terman-janousek, (n. d.)

3.1.2 EXTRUDOVANÝ POLYSTYREN Extrudovaný polystyrén je znám též pod označením XPS, je dodáván nejčastěji ve formě desek s polodrážkou nebo hranou, využíván je hlavně pro izolaci soklu, dále při izolování základových desek nebo ve skladbě střech s obráceným pořadím vrstev. Nejznámější obchodní názvy tohoto materiálu jsou Styrodur, Styrofoam nebo Fibran Eco a další. Materiál díky uzavřeným póru nesaje vodu a je vhodný do vlhkého prostředí, kde působí jako tepelná izolace, ale také jako účinná součást hydroizolace. Je velmi pevný a není odolný vůči UV záření. Důležitou součástí jsou i v tomto případě zpomalovače hoření.

Obrázek 7: Extrudovaný polystyren, polystyreny, (n. d.)

3.1.3

PĚNOVÝ POLYURETAN PUR A POLYIZOKYANURÁT PIR Nejznámější je molitan, nicméně ve stavebnictví se používá spíše tvrdá polyuretanová

pěna s názvem PUR, nověji také polyizokyanurátová pěna PIR. Jedná se o vysoce účinnou

BRNO 2016

25

tepelnou izolaci s velmi nízkým součinitelem tepelné vodivosti, který dosahuje hodnoty až λ = 0,023 W/(m·K). Jde o vynikající hodnotu, za níž stojí podstatné omezení sálavého šíření tepla pěnou, které je dosaženo velmi jemnou struktura pórů a vysokou hustota přestupových rozhraní mezi tuhou fází PUR/PIR a vzduchem, přes které se děje difúzní (tzn. nesálavý) prostup tepla. Materiál v konkrétních aplikacích bývá opatřen hliníkovou fólii.

3.2 MINERÁLNÍ VLÁKNITÉ IZOLAČNÍ MATERIÁLY Tento druh izolačních materiálů nese jméno podle toho, že k jeho výrobě se používají minerály a vyvřelé horniny, jako čedič či dolomit, borax, živec a vápenec. Mezi nejpoužívanější patří: 

Skelná vata



Čedičová vata

Obrovskou výhodou a zásadní vlastností je fakt, že jsou nehořlavé. Mezi další benefity patří výborná paropropustnost a vodoodpudivost. Mezi velké nevýhody v minulosti platila velká prašnost při aplikaci, avšak s novými technologiemi přestává tohle býti problém. Dříve se rovněž mělo za to, že skelná vata je karcinogenní, avšak tohle již bylo vyvráceno. Pro produkty použité po roce 1997 již neplatí žádné speciální předpisy, avšak nadále platí, že při aplikaci je vhodné mít ochranné pomůcky (von Mühlendah & Otto, 2013). Obvykle se nabízejí ve dvou provedeních a to buď jako desky, které slouží pro izolaci fasád nebo jako rohože, které se požívají na krovy a stropy.

Obrázek 8: Minerální vláknité izolační materiály, Hanzelín, (2015)

BRNO 2016

26

3.3 VAKUOVÁ IZOLACE Relativně jednoduchý je princip této izolace. Ve většině tepelných izolací se na celkovém prostupu tepla totiž významně podílí vzduch. Vzduch vede teplo, a protože je ho v daném materiálu většina, mnohé izolace mají nakonec hodnotu vodivosti podobnou vzduchu (přibližně 0,03 W/(m·K) navzdory tomu, že tuhá část pěny nebo minerální či rostlinná vlákna, je dobrou tepelnou izolací. Mnohem lepších hodnot dosáhneme, jestliže je z izolačního materiálu odčerpán vzduch, čímž je potlačen dominantní vliv tepelné vodivosti plynu. Výrobci docilují až 99.999999 % vakua a tím tepelného odporu 250 m 2K/W pro libovolnou tloušťku. Nejvýznamnější, a také nezvyklé je, že tepelný odpor této izolace téměř nezávisí na její tloušťce. Vakuové izolační panely (známé pod zkratkou VIP) však obsahují jako výplň tuhou síťovou strukturu složenou ze shluků částic oxidu křemičitého (SiO2) nanometrických rozměrů. Tato prostorová, velmi jemná síť je také známá pod názvem aerogel. Další důležitou součástí vakuové izolace je vzduchotěsný a mechanicky tuhý obal, který umožní úplné a trvalé odčerpání vzduchu z výplně SiO2 i bezporuchovou manipulaci s panely při montáži. Panely VIP se vyrábějí v rozměrech stavebních izolačních desek, jejich tloušťka je malá, od 2 do 8 cm. Dosahují součinitele tepelné vodivosti od λ = 0,004 W/(m·K) což je desetina návrhové hodnoty běžných izolací (Daňková, 2009). Vysoce a jemně porézní a zároveň tuhá výplň panelů vakuové izolace, známá i pod názvem aerogel (nebo také ztuhlý dým) prošla soustředěným vývojem obr. 9. Prosadila se hmota zvaná pyrogenní kyselina křemičitá, což je vysoce jemně dispergovaný oxid křemičitý, který vzniká plamennou hydrolýzou tetrachlorsilanu při vysokých teplotách do 1500 °C. Hmota má velmi jemnou mikrostrukturu připomínající prostorovou síť s oky o střední velikosti asi 70 nm. Vakuum má tak dobré izolační vlastnosti proto, že při nižším tlaku klesne hustota molekul vzduchu. Tím ještě víc klesá jejich tepelná vodivost. To představuje bázi extrémně nízké vodivosti vakuových izolací. Nevýhody těchto izolací jsou vysoká cena a nároky na kvalitní obal, který musí být neprodyšný.

BRNO 2016

27

Obrázek 9: Aeroge, makezine, (2012)

3.4 ROSTLINNÉ MATERIÁLY Jsou to přírodní materiály a představují v tepelných izolacích a v různých stavebních konstrukcích jakousi alternativní volbu. Dokáží se poměrně snadno a rychle znovu obnovit.

3.4.1 KONOPÍ Z tohoto materiálu se vyrábějí desky ať už izolační či konstrukční. K izolaci náročně přístupných míst můžeme zvolit konopí v drcené podobě jako sypkou izolaci. Materiál má srovnatelné vlastnosti s minerální vlnou, součinitel tepelné vodivosti se pohybuje od λ ≈0,035 do 0,050 W/(m·K) v závislosti na objemové hmotnosti. Navzdory tomu, že se jedná o přírodní materiál tak jsou konopné desky odolné proti vlhkosti.

Obrázek 10: Zateplení fasády pomocí konopné izolace, Přírodní stavba, (2016)

BRNO 2016

28

3.4.2 CELULÓZA Celulózové izolační materiály se vyrábějí z recyklovaného novinového papíru a přidává se ohnivzdorné a další příměsi, které bojují proti plísním, hmyzu atp. Navzdory tomu je však celulóza hydrofilní a tak s časem může poklesnout její získaná ohnivzdorná vlastnost. Podle mých získaných zkušeností se celulóza díky svým výborným zvukovým vlastnostem používá hlavně na výplně vnitřních příček. Izolace se mezi prostory dostává foukáním, lze sní vyplnit jakékoli, i obtížně dostupné dutiny. Používá se hlavně v dřevostavbách, kam zapadá výborně filosoficky a své místo si nachází v pasivních domech. Součinitel tepelné vodivosti je přibližně 0,039 W/(m·K).

3.4.3 SLÁMA Je jeden z nejstarších izolačních materiálů. Dnes se opět vrací do módy u ekologicky zaměřených domů. Má širokou možnost aplikace, jako součást nepálených cihel, případně hliněných omítek, jako střešní krytina, tepelná izolace atp. Velkou nevýhodou tohoto materiálu je malá odolnost proti vlhkosti, proto je více než vhodné ji ochránit vrstvou omítky. Součinitel tepelné vodivosti slaměných izolací je přibližně 0,1 W/(m·K).

3.5 TYPY ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ K dodatečné izolaci objektů můžeme použít v našich klimatických podmínkách nejčastěji dva druhy tepelně izolačních systémů. Ty jsou rozdílné hlavně v mnoha technických aspektech, ať už se jedná o styl upevnění, způsob realizace či složení použitých materiálů. My si tyto zateplovací systémy můžeme rozdělit do několika skupin: Podle styčné plochy na: 

kontaktní



odvětrávané

Dle umístění izolačního materiálu na:

BRNO 2016



vnitřní



vnější

29

3.5.1 KONTAKTNÍ ZATEPLENÍ Jedná se o nejčastěji používaný zateplovací systém. Je znám pod zkratkou ETICS (external thermal insulation composite systems) a používá se pro zateplování obvodových stěn z vnější strany pláště budov. Tento zateplovací systém je tedy bez větrané mezery mezi izolační deskou a obvodovou stěnou. Popisuji jeho přesnou aplikaci v praktické části. Řez kontaktním zateplovacím systémem ETICS nám ukazuje následující obr. 12.

Obrázek 11: Řez kontaktním zateplovacím systémem ETICS, rinvest, (2016)

3.5.2 BEZKONTAKTNÍ ZATEPLOVÁNÍ Ať už se bavíme o závěsném nebo provětrávaným bezkontaktním zateplovacím systémem, nemůžeme říct, že by byl moc populární a to z mnoha příčin. Ten nejvýznamnější důvod je vyšší cena v porovnání se systémem ETICS. Další překážkou je náročnost zajištění kvalitního odvětrávání fasády. Naopak značným pozitivem je jeho delší životnost a flexibilita při použití, tím je myšleno, že nejsou kladeny velké nároky na rovinnost stěny. Pozitivem je i to, že během instalace nedochází k žádnému mokrému procesu, takže může probíhat i v mrazivých teplotách. Samotná instalace takového zateplovacího systému je taková, že se připevní svislé lišty a na ně se dále připevní vodorovně latě, do kterých se umístí tepelná izolace tak, jak nám ukazuje řez obr. 13.

BRNO 2016

30

Obrázek 12: Řez zavěšeným zateplovacím systémem, ground-speed (2016)

3.6 EKOLOGICKÉ DOPADY PŘI ZATEPLOVÁNÍ BUDOV Že se nutnost úspory energii netýkají pouze naší vlasti, ale že se jedná o globální problém, můžeme vidět například na Španělska či jiných zemích, kde spotřeba energie roste. Tato situace není výhodná ze dvou důvodů, první faktor je ekonomický, kdy u mnoha státu je část energie dovážena a druhý je ekologie, neb značná část energie je tvořena z uhlí a ropy (Instituto Nacional de Estadistica, 2015). Energetická situace Španělska je nadmíru zajímavá, tím spíš, že navzdory tomu, že se stala energeticky soběstačnou, ceny za elektřinu neustále rostou. Obrovský vliv na to mají dotace do energetiky, protože jeden z velkých problémů, které má vláda, když určuje velikost trhu, je lehkost, s jakou vytvoří přebytky. Zde konkrétně vláda a jednotlivé správní celky špatně odhadly poptávku a dotovaly stavby nových elektráren. Ve výsledku tohle všechno zaplatí spotřebitel (jak jsme viděli třeba i v České republice na příkladu solárních elektráren). V případě Španělska byla tahle chyba přes 35%. Stavěly se nejprve standardní elektrárny a poté se přešlo na výstavbu „zelených“ elektráren, které v součtu generují 26.000 megawatt ročně. K tomu všemu samozřejmě je třeba připočítat ceny za budování rozvodných sítí, které stály více než 1,4 miliardy eur. Navzdory velkým přebytkům, žádný region nechce omezit produkci svých elektráren a tak vzniká přebytek až 40%. Z opačného pohledu zase investoři, kteří vložili své peníze do těchto projektů, nechtějí, aby se jejich elektrárny zavíraly, namísto BRNO 2016

31

aby jim vracely investice. Výsledkem toho všeho je zvýšení ceny o 70% za posledních šest let (Comisión Nacional de la Energía, 2014). Podle zdrojů pracujících v energetice stojí tyhle přebyty zemi mezi 5 a 6 miliardami eur ročně. (Jiménez, 2014)

Závislost států na různých zdrojích energie 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00%

Česká republika

Rusko

Čína

USA

Norsko

Alžírsko

3,20%

99,20% 0,80%

fosilní energie

58,60%

67%

80,30%

67,90%

jaderná energie

32,70%

16,20%

1,80%

19,20%

vodní energie

2,40%

16,50%

15,40%

7,80%

95,40%

obnovitelné energie

6,30%

0,30%

2,50%

5,10%

1,40%

fosilní energie

jaderná energie

vodní energie

obnovitelné energie

Tabulka 2: Závislost států na různých druzích energie, International Energy Agency (2015)

Tou největší hrozbou pro náš ekosystému je vypouštění CO2 a jiných skleníkových plynů do ovzduší, vlivem spalování fosilních paliv. Snižováním energetické náročnosti budov a tím i snižování těžby a spalování neobnovitelných zdrojů v přírodě má velký vliv na dopad na životní prostředí („Greenhouse gas“, 2014). V současné době je dobře, když se výrobci stavebních materiálů i nových stavebních systémů intenzivně zabývají nejenom kvalitou výrobku jako takového, ale i výrobou stavebních materiálů, u kterých se snaží zachovávat unikátní ekosystémy a biodiverzitu. Také musím zmínit, že neméně důležité je zabývat se v oblasti stavebnictví usazením stavby do rázu místní krajiny a přitom zajistit stále lepší kvalitu života a garantovat větší bezpečnost a ochranu zdravý všem uživatelům budov. Abychom tyto základní problémy mohli do budoucna vyřešit, musí se změnit způsob návrhu nových budov a musíme se zamyslet nad

BRNO 2016

32

kvalitní rekonstrukcí budov stávajících. Jen tak se dá snižovat velmi negativní dopad na životní prostředí. Asi není potřeba dále probírat nutnost co možná nejefektivnějšího zateplení budov, protože každá tepelná izolace je v podstatě užitečná z pohledu úspory energie. Na našem trhu je však několik různých druhů tepelně izolačních materiálů. Ty nejvýznamnější dopady na životní prostředí jsou už při samotné výstavbě budov. Těžba nerostných surovin nutných na výrobu stavebního materiálu a jeho následná přeprava je skutečně velmi devastující přírodní

ekosystémy.

Nové

výzkumy

dokazují,

že

při

výstavbě

a

provozu

tzv. nízkoenergetických či pasivních domů můžou celkové dopady na životní prostředí klesnout až na čtvrtinu oproti klasické výstavbě (Vopelka, 2013). Při provozu těchto nízkoenergetických staveb se projevuje hlavně kvalitní tepelná izolace. V současné době se většina tepelných izolací montuje hlavně na stávající starší budovy. Na ty to některé tepelné izolace se podíváme z pohledu dopadu na životní prostředí. Obecně na dopady materiálu na životni prostředí se používá mezinárodní hodnocení známé pod zkratkou LCA (Life Cycle Assessment). To to hodnocení zahrnuje komplexní proces výrobku od těžby surovin až po jeho recyklaci. Je nutné si uvědomit, že takové posouzení dané tepelné izolace je velmi složitý a časově náročný proces. Proto je nutné použít nějaké průměrné hodnoty např. na zahrnutí délky dopravy na staveniště, údržby daného materiálu a hlavně délky životnosti vlivem povětrnostních vlivů. Po zhodnocení všech těchto aspektů můžeme s relativní přesností určit environmentální šetrnost určitého výrobku. Na relativně kvalitní posouzení dané izolace s pohledu environmentální šetrnosti se používají některá základní kritéria a to: 

vliv na globální oteplování planety – to znamená celkové množství vypuštěných emisí a dalších skleníkových plynů během celé výroby a životnosti dané izolace (nejedná se pouze CO2) zkr. GWP



vliv na okyselování prostředí – to znamená celkové množství vypuštěných emisí a dalších skleníkových plynů, které způsobují okyselování prostředí během celé výroby a životnosti dané izolace (nejedná se pouze SO2) zkr. AP



použití primární energie – to je celková spotřeba všech přírodních zdrojů v průběhu celé životnosti izolace zkr. PEI Dalším kritériem, které je nutno posoudit, je stav stavebního materiálu tj. v našem

případě tepelné izolace při vstupu na stavbu (při realizaci) a stav stavebního materiálu při

BRNO 2016

33

výstupu (při demolici nebo rekonstrukci). U první skupiny materiálů zohledňujeme také recyklovatelnost a to, zda je daný izolační materiál vyroben recyklací daných surovin např. ocel, pěnové sklo, nebo z obnovitelných zdrojů např. dřevo, ovčí vlna. Poslední kategorií je výroba materiálů z neobnovitelných zdrojů, které se jednou musí vyčerpat např. polystyren, cement. U druhé skupiny se zohledňují hlavně materiály, které jdou recyklovat např. ocel nebo materiály recyklované z části jako třeba stavební suť. Pro životní prostředí je nejhorší poslední skupina materiálů, která se nedá znovu použít a putuje na skládku. Tam dokáže ničit přírodu i několik stovek let. Všechna tato kritéria nám stanovují celkové dopady na životní prostředí. Ty nejdůležitější však asi jsou použitá energie na výrobu, vypouštění emisí CO 2 a vyčerpání neobnovitelných zdrojů. Pro ilustraci je zde uvedena tabulka izolačních materiálů, převzatá z rakouského katalogu IBO. Ta je zvolena tak, že 1 m2 izolace plní U = 0,25W/m2K.

Tabulka 3: Ekologičnost zateplení, Hodková (2011)

Izolační materiál

zkratka hustota hmotnost kg/m3

kg/m2

GWP

AP

PEJ

kgCO2/m2 kgSO2/m2 MJ/m2

polystyren

EPS

25

3,6

12,42

0,08

367,2

minerální vlna

MV

60

8,64

14,17

0,09

201,31

skleněná vlákna

SV

20

3,2

7,23

0,05

159,36

pěnové sklo

PS

120

21,6

20,3

0,04

339,12

dřevěná vlna

DV

75

12,9

-18,58

0,02

24,51

celulóza

CL

55

8,8

-8,01

0,03

61,86

ovčí vlna

OV

30

4,8

0,19

0,01

70,56

sláma

SL

150

38,4

-48

0,03

32,64

Tato tabulka nám, ale nedokáže objasnit jeden velký problém a to je, kdy nám dojdou zdroje, ze kterých jsou izolační materiály vyrobeny. 

polystyren – vyroben z ropy (styren a pentan) to jsou zdroje znovu neobnovitelné.



minerální vlna – vyrobena z čediče také zdroj neobnovitelný (zatím ho máme dost)



pěnové sklo – vyrábí se ze starých skleněných střepů (recyklace)

BRNO 2016

34



dřevěná vlna – vyrábí se ze dřeva (obnovitelný zdroj)



sláma – vyrábí se ze slámy (obnovitelný zdroj)



ovčí vlna – vyrábí se ostříháním ovcí (obnovitelný zdroj)

Při pohledu na tabulku tepelných izolací zjistíme zajímavá záporná čísla. Tyto záporné hodnoty nám znázorňují ranou fázi růstu rostlin, kdy vzniká vlivem fotosyntézy spotřeba CO2 hlavně pak u dřeva a slámy. Aby čísla byla pravdivá, musí se zaručit další vysazování rostlin. U nejčastěji používané izolace, a to je EPS, se setkávám často s názorem, že je to nejméně ekologický materiál. Rozhodnutí není v žádném případě tak jednoduché, protože polystyren je ze všech tepelných izolací zase nejlehčí a proto může pozitivně ovlivnit celé hodnocení. Je pravda, že EPS se dá poměrně snadno recyklovat a proto výrazně snížit dopady na životní prostředí.

Jeden z nejčastěji používaných systémů na zateplování domů je prováděn

kontaktním zateplovacím systémem pod technologií ETICS, kde je použití cizího recyklátu vyloučeno. V dnešní době ještě nedokážeme vyhodnotit všechny dopady na životní prostředí při ukládání polystyrenu na skládku, protože EPS má životnost okolo 50 let. U nás se přitom polystyren na izolaci fasád používá asi 30 let. V dnešní době na našem území žije asi 40 % obyvatel v panelových domech a na nich je zateplených obvodových zdí kolem 30 %. Při provádění revitalizace bude problém s uložením směsného odpadu obrovský. Proto se ukládkou a recyklací polystyrenu musíme nejbližší době řešit nebo do 5 - 10let nebudeme schopní s odpadem naložit. Postup recyklace polystyrenu je dnes následující: Po roztřídění je pěnový polystyren rozdrcen a v závislosti na to, jak je znečištěn, je dál využit Čistý materiál lze opětovně použít při výrobě nových obalů nebo izolací. I v minulosti se při výrobě pěnového polystyrenu do čerstvé suroviny přidávaly odřezky z jeho vlastní výroby. Použitím moderních technologií je možné podíl recyklátu ještě zvýšit, aniž by to ovlivnilo kvalitu výrobku. Tento recyklát jsou schopni na kvalitní výrobky zpracovat bez problému všichni světoví výrobci pěnového polystyrenu. Avšak ani znečištěný odpad nezůstane bez využití. Vyrábí se z něj například lehčený beton, izolační omítky, zásypy, využívá se pro vylehčení zahradního substrátu nebo při výrobě pálených cihel atd. Tímto způsobem je možno roztřídit a zpracovat většinu odpadního polystyrenu (Šilarová, 2007).

BRNO 2016

35

4 DESET NEJČASTĚJŠÍCH DŮVODŮ PROČ ZATEPLOVAT Zemene a sdružení EPS ČR (2012) uvádí těchto deset důvodů, proč zateplovat. 

Úspora nákladů za vytápění budovy: Je jednou z něj důležitějších důvodů proč má smysl investovat do zateplení budovy. Jednorázovou investicí se trvale sníží náklady na vytápění. V této práci jsem dokázal úsporu tepelné energie na rodinném domu vlivem zateplení fasády v kolem 30%. Tato spotřeba u starých domů je kolem 200 kWh/m2, u staveb v klasické výstavbě 115 kWh/m2, u nízkoenergetických domů 50 kWh/m2 a u pasivní výstavby jen 15 kWh/m2.



Bezpečná a návratná investice: Tyto náklady vynaložené na správné zateplení nepřinášejí pouze jednorázovou úsporu, ale dlouhodobou. Podle mého výzkumu dosáhla skutečná návratnost pořizovací ceny izolace na fasádě kolem 11 roků. Tato návratnost je spočítána při topení zemním plynem. Při rostoucích cenách energií bude se návratnost dále zkracovat.



Snížení nákladů na klimatizaci: Vlivem soustavného oteplování země se i u nás stále častěji používají na vychlazení budov klimatizační jednotky. Tu je nejdůležitější připomenout, že ochlazení prostoru byť o jeden stupeň je 2,5 – 3 krát energeticky náročnější jak jeho vyhřátí. Ne méně nákladná je i investice do klimatizační jednotky. Ta se nemusí vlivem správného zateplení ani pořizovat.



Ochrana životního prostředí: Montáží tepelných izolací snížíme energetickou náročnost objektu a tím zároveň šetříme dopady na životní prostředí, jako jsou skleníkové plyny (CO2) a kyselé deště (SO2). V roce 2005 zpracovala agentura ECOFYS zprávu Nákladově efektivní ochrana klimatu ve stavebním fondu nových členských zemí EU jejich dopady, směrnice EU o energetické náročnosti budov. V grafu je vidět jaký má vliv snížení součinitele prostupu tepla při zateplení fasády na snížení emisí CO2. Doporučená tloušťka izolace je tedy 10 - 25 cm. (Petersdorff a kol., 2005)



Menší zdroj tepla: Při zvolené správné tepelné izolaci dokážeme dům vyhřát relativně s malým tepelným výkonem. U domu s menšími tepelnými ztrátami se dají využít alternativní zdroje tepla, jako jsou tepelná čerpadla, solární články a teplovzdušné vytápění.

BRNO 2016

36



Zkrácení topné sezóny:

Díky nižším tepelným ztrátám na domě můžeme začít

s topnou sezónou o něco později. Naopak zase po zimě můžeme u dobře zaizolovaného domu zkrátit topící cyklus a tím se výrazně sníží náklady na vytápění. 

Eliminace tepelných mostů: Při stavbě obvodových konstrukcí vznikají místa se špatnými tepelnými vlastnostmi, jako jsou betonové překlady, betonové věnce, velké spáry ve zdivu atd. Pouze certifikovaný zateplovací systém nám eliminuje souvislým překrytím pláště tepelné mosty konstrukce.



Optimální využití prostoru: Pokud je dobře zaizolované opláštění budovy tak na nás ze stěn nepůsobí chlad. Tepelná izolace zajistí vyšší povrchovou teplotu konstrukcí zdí. Tím můžeme rozvrhnout optimálně nábytek a plnohodnotně využít celý prostor. Také nepotřebujeme další rozlehlé prostory pro velké kotle, velké zásobníky plynu, velké sklady paliva (uhlí, pelety, dřevo). Tento ušetřený prostor můžeme využít k jinému účelu.



Odstranění kondenzace vodní páry na stěnách: Vlivem zateplení obvodového pláště budov se posune rosný bod (0oC) k vnějšímu okraji konstrukce. Už při tloušťce izolace nad 5cm vznikne rosný bod v tepelné izolaci, z které se následně jednoduše vypaří. Tím eliminujeme srážení vodní páry na vnitřních stěnách, ze kterých později vznikají plísně. Zateplování z vnitřní strany má přesně opačný účinek.

BRNO 2016

37

5 Praktická část V praktické části mé práce bych se rád zaměřil na zkoumání reálných výhod zateplení v praxi. Prokázání důležitosti montáže tepelných izolací na obvodovém plášti budov předvedu na skutečně provedené rekonstrukci staršího rodinného domu.

5.1 ÚVOD A POPIS RODINNÉHO DOMU Zakázku na provedení zateplení pláště budovy jsem dostal před třemi lety na podzim. Základním úkolem od objednatele bylo provést novou fasádu se zateplením za co nejnižší cenu, ale s úsporou energie na vytápění domu alespoň 20%. Teoreticky, podle technicky dostupných informací, dělá správná izolace opláštění budovy úsporu od 15% (Hudečková a Truxa, 2012) až po 45 % (Veselý, 2011). Do těchto hodnot je nutné zohlednit polohu budovy, nadmořskou výšku, velikost a hlavně technické parametry konstrukcí obvodových zdí, ze kterých je objekt postaven. Vizualizace původního stavu rodinného domu je vidět na obrázku č. 14 a 15.

Obrázek 13: severní pohled, vlastní foto

Obrázek 14: východní pohled, vlastní foto

Při komplexním hodnocení je také nutné zabývat se izolací střechy a kvalitou výplně stavebních otvorů. Ty to aspekty mají samozřejmě velký vliv na konečném výsledku kompletního zateplení objektu. V praktickém životě je pravdou, že zákazník v dnešní době ve většině případů nemá finanční prostředky na kompletní revitalizaci starších budov. Budeme se proto zabývat pouze zateplením fasády na rodinném domě. Poloha rodinného domu se nachází v nížině střední Moravy asi 195 metrů nad mořem v obci Skaštice. Je samostatně stojící a ani z jedné strany není chráněn proti povětrnostním vlivům. Postaven byl asi kolem roku 1920 z cihel plných pálených.

BRNO 2016

38

Po navrtání obvodových zdí na různých místech jsem zjistil, že tloušťka nosného zdiva je asi 45 cm. Po zjištění skutečného stavu stavební konstrukce obvodového zdiva jsem provedl výpočet č. 5, jedné ze základních tepelně technických vlastností zvané součinitel prostupu tepla. Hodnoty veličin jsou uvedeny v tabulce č. 4. Tabulka 4: Původní složení obvodové stěny a hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ (Kulhánek, 2006)

materiál

d (m)

λ (W. m-1. K-1)

Omítka vápenná

0,02

0,88

Zdivo z plných pálených cihel CP

0,45

0,80

Omítka vápenocementová

0,03

0,99

Původní složení obvodové stěny Celý výpočet vychází ze vzorce: Rovnice 8: Složení obvodové stěny 𝑈=

1 1 1 + 𝑅 + 8 23

U – součinitel prostupu tepla (𝑊𝑚−2 𝐾 −1 ). 1/8 – vnější povrh v zimním období (tabulka T 2.3 Kulhánek, 2006). 1/23 – směr tepelného toku (tabulka T 2.3 Kulhánek, 2006). R – tepelný odpor konstrukce (𝑚2 𝐾 𝑊 −1 ). Při použití více materiálů se tepelný odpor konstrukce sčítá a vzorec pro náš případ vypadá takto:

Rovnice 9: Součinitele prostupu tepla v původní obvodové zdi 3

𝑅=∑ 𝑗=1

𝑑𝑗 0,02 0,45 0,03 = + + = 0,6156𝑚2 𝐾𝑊 −1 𝜆𝑗 0,88 0,80 0,99

𝑈=

BRNO 2016

1 = 1,2753𝑊𝑚−2 𝐾 −1 1 1 8 + 0,6156 + 23

39

Na nosné zdi bylo použito zdivo z plných pálených cihel CP s objemovou hmotností 1 700 kg.m-3. Podle normy ČSN 73 0540 se jedná o konstrukci těžkou. Zde by měla mít stavební konstrukce požadovanou hodnotu U = 0,38 W. m-2. K-1 a doporučenou hodnotu U = 0,25 W. m-2. K-1. Z výpočtu je tedy jasné, že stávající zdivo nesplňuje normou stanovené hodnoty. A překračuje je až čtyřnásobně. Tudíž je nutná náprava. V případě novostavby nebo rekonstrukce už by nedošlo k udělení stavebního povolení právě z důvodu nedodržení normy tepelných ztrát. Dalším důležitým ukazatelem pro naše zjištění zda skutečně se dá správným zateplením ušetřit požadované hodnoty a zda tabulkové hodnoty se přibližují hodnotě reálné je provedení zateplení výplní otvorů s izolací stropů. Tyto práce nebudou součástí tohoto výzkumu, protože byly již provedeny. Stropy jsou s foukané izolace CLIMATIZER PLUS provedené před asi šesti lety. Vyměněna byla rovněž okna asi před rokem realizace naší fasády, nyní jsou na místě plastová pětikomorová dvouvrstvá okna, šířka je 2 300 mm a výška 1 410 mm, profil je IQ-Gealan S8000, šířka profilové kombinace je 113 mm. Francouzská okna vedoucí na terasu a do domu jsou pětikomorová se šířkou 1 640 mm a výškou 2 400 mm a jsou třívrstvá. Profil je IQ-Gealan S8000 . Funkce budovy je určená ke každodennímu obývání a to v počtu třech osob. Plocha půdorysu rodinného domu je 144,1 m2 a plochy obytné 90,55 m2. Vytápěný prostor je teda 226,3 m3. Střecha je sedlová, avšak podkroví je obytné pouze částečně. Součástí domu je i garáž, která je přizděna na jižní štít. Oba štíty jsou bez oken a výčnělků. Na první pohled je jasné, že tvar domu neodpovídá standardu nízkoenergetických budov. Po provedení stavebně-technického průzkumu objektu jsme vypracovali návrh optimálního řešení pro snížení spotřeby energie na vytápění. Ten byl doporučen jako nejdostupnější vnější kontaktní zateplovací systém v České republice označený zkratkou ETICS (external thermal insulation composite system). Pod zkratkou ETICS se skrývají důležité předpisy a postupy pro lepší tepelně-technické parametry obvodových plášťů budov (Bohuslávek, 2014). Na konkrétní budovu jsme zvolili kontaktní zateplovací systém od renomované firmy s izolací stabilizovaným polystyrenem tloušťky 16cm. Je to deska z lehčeného polystyrenu se sníženou hořlavostí polystyrenu. Zde je součinitel tepelné vodivosti λ ≤ 0,039 W. m-1. K-1. Za uběhlou dobu tří let se už objevily i jiné cenově dostupné izolační materiály. Ty dnes mohou vykazovat i daleko lepší tepelné vlastnosti. Po zvolení této

BRNO 2016

40

tepelné izolace jsem znova provedl teoretický výpočet v rovnici číslo 8, abych se ujistil, zda se hodnoty budou přibližovat daným normám. Tabulka 5: Nové složení obvodové stěny a hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ(Kulhánek, 2006) a Baumit (2015)

materiál

d (m)

λ (W. m-1. K-1)

Omítka vápenná

0,02

0,88

pálených 0,45

0,80

z plných

Zdivo cihel CP

Omítka vápenocementová

0,03

0,99

Fasádní polystyren

0,16

0,039

Celý výpočet vychází zase ze základního vzorce, který jsem už použil v dřívější rovnici číslo 5. Rovnice 10: Součinitele prostupu tepla v nové obvodové zdi

4

𝑅=∑ 𝑗=1

𝑑𝑗 0,02 0,45 0,03 0,16 = + + + = 4,7181𝑚 −2 𝐾𝑊 −1 𝜆𝑗 0,88 0,80 0,99 0,039 𝑈=

1 1 1 8 + 4,7181 + 23

= 0,2046𝑊𝑚−2 𝐾 −1

U tohoto výpočtu jsem zjistil, že izolace je navržena správně a je výrazně lepší, než udávají požadované a doporučené hodnoty. Vše proto prověřím prakticky v další studii. Pro větší názornost je níže zobrazen graf, který nám ukáže, jak je důležitá správná tloušťka zvolené tepelné izolace na obvodovém plášti budov. Po zvolení vhodné izolace jsem navrhl také správnou povrchovou úpravu. Po konzultaci se zákazníkem nám vyšla jako nejvhodnější silikonová omítka hlazená se zrnem 1,5mm pro příznivý poměr ceny a výkonu zejména díky dobrým difuzním vlastnostem (Kotlík, 1999). Při realizaci tepelné izolace na fasádu je vždy lepší vybrat celý fasádní systém od jednoho výrobce. Jen tak docílíme, že se všechny komponenty společně snesou a kompletní dílo bude ve vysoké kvalitě. Já tedy nedoporučuji vybírat určité materiály jen

BRNO 2016

41

podle nejlevnější ceny a kombinovat je mezi sebou. Také záruka je u takového díla problematická.

Tabulka 6: Ukázka prostupu tepla, vlastní

Praktická ukázka nutnosti izolace obvodového zdiva 2

1,6764

1,5175

1,386

1,5

1,2755

1 0,5

0,5323 0,3164 0,2251 0,1747

0,5152 0,3103 0,222 0,1728

0,4991 0,3044 0,2189 0,1709

zdivo plné tl.30

zdivo plné tl.35

zdivo plné tl.40

0,484 0,2987 0,216 0,1691

0

bez izolace

s izolací tl. 5cm

s izolací tl.10cm

s izolací tl.15cm

zdivo plné tl.45 s izolací tl.20cm

Na grafu můžeme názorně vidět, jak je nutné izolovat tzv. těžké zdivo, v našem případě je to plná pálená cihla CP. Dále je z grafu zřejmé, že nezáleží na tloušťce zdiva. Ta může být tak úzká, jak nám dovolí nosnost celé budovy. Důležité je aplikovat na obvodovou stěnu budovy kvalitní izolaci. Ušetřenou částku za užší zeď můžeme investovat do širší izolace a dosáhnout tak lepších tepelně-izolačních vlastností.

5.2 PRACOVNÍ POSTUP MONTÁŽE IZOLACE Celý pracovní postup u kontaktního zateplovacího systému lze rozdělit do pěti nezávislých pracovních částí. Jako: 

příprava podkladu a založení soklové lišty (očištění, porovnání, penetrace a kontrola plochy. Druhou částí je založení soklové lišty pomocí zatloukacích hmoždinek)



lepení a kotvení tepelně izolačních desek (příprava lepící malty, lepení desek, lepení ostění špalet, vrtání fasádních talířových hmoždinek a natloukání fasádních talířových hmoždinek)

BRNO 2016

42



provedení armovací vrstvy (příprava stěrkové malty, vložení armovací tkaniny, zahlazení vrstvy)



natažení finální vrchní omítky (výběr omítky, správná úprava omítky)



ostatní práce (montáž a demontáž lešení, klempířské práce)

5.2.1 PŘÍPRAVA PODKLADU A ZALOŽENÍ SOKLOVÉ LIŠTY Soupis nástrojů a materiálu nutných k provedení dané práce: 

Zednické kladivo, sekáč plochý, zednická struna tak 25m,



Hloubková penetrace, zednická štětka, malířský váleček



Stěrková malta, dvoumetrová váha



Soklová lišta tl. 160, spojky a podložky k soklové liště, zatloukací hmoždinky ø 6mm, nůžky na plech, vrták do betonu ø 6mm, elektrická vrtačka s příklepem



Izolační soklová deska 1 250 x 600 x 140

Ze všeho nejdřív jsem musel posoudit kvalitu stávající povrchové vrstvy. Ta byla z větší části provedena cementovou omítkou zvanou břízolit. U této omítky jsem vyzkoušel poklepem kladiva místo vedle místa přilnavost ke stávajícímu podkladu a vrypem škrabákem na zdivo jsem zjistil její soudržnost. Obě zkoušky na staré omítce proběhly poměrně dobře až na tři místa, která se musela následně opravit. Oprava spočívala v osekání odlepené omítky od zdiva, očištění, penetrace a následného vyhrubování. Další přípravné práce před začátkem provedením zateplení je osekání starého soklového obkladu. Ten, navzdory tomu, že držel na zdivu pevně, se musí odstranit z důvodu špatných difuzních parametrů. Po kontrole podkladové vrstvy jsem provedl kompletní hloubkovou penetraci, která má snížit nasákavost omítky a její prašnost. Prošel jsem také rovinu obvodových stěn rodinného domu dvoumetrovou váhou. Zjištěné nerovnosti jsem opravil stěrkovým tmelem. Tu to kontrolu je obrovským způsobem důležité provést před aplikací zateplovacího systému, protože můžeme zjistit v horních patrech, že je zeď prohnutá a tudíž by tloušťka izolace nemohla být rovnoměrná po celé ploše zdi, neb by mohlo být pouhým okem pozorovatelné, že dům je „křivý“. Zateplení vnějšího pláště domu jsem založil asi 25cm pod úrovní venkovního terénu z důvodu eliminování tepelných mostů mezi fasádou a podlahou. Izolační soklová deska byla BRNO 2016

43

použita XPS 1 250 mm x 600 mm x 140 mm. Tu jsem rozřezal po délce na ½ pro větší výtěžnost. Tato izolační deska má tepelný odpor ≥ 3,2 m2K/W a je vhodná pod terén do země. Hlavní aplikace tepelně izolačních desek začala usazením zakládací lišty ve výšce asi 2cm nad úrovní terénu. Zakládací lišta se usadila na soklovou desku, kterou byla znivelována do roviny. Kotvení se provedlo zatloukacími hmoždinkami o ø 6mm a délkou podle soudržnosti podkladového materiálu. Do vydrolené omítky se musela použít delší zatloukací hmoždinka a do pálené cihly hmoždinka kratší. Zakládací lištu je nutné vyrovnat do zednické struny po celé délce strany domu, aby nedošlo ke zlomu na konečné fasádě. Dále je nutné provést správné spojení zakládacích lišt a ohybů rohů pomocí spojek jak ukazuje obrázek č. 16. a č. 17. Tyto chyby se už po hotovém zateplení nedají opravit.

Obrázek 15: Usazení soklové lišty, dle Henkel

Obrázek 16: Správně provedený roh, dle Henkel

5.2.2 LEPENÍ A KOTVENÍ TEPELNĚ IZOLAČNÍCH DESEK Soupis nástrojů a materiálu nutných k provedení dané práce: 

Malta lepící, elektrické míchadlo omítek, zednická lžíce, plastové vědro 20 l,



Izolační deska EPS F 1 000 x 500 x 160, pilka na řezání izolačních materiálů, elektrická odporová řezačka na polystyren, brusné hladítko



Talířové hmoždinky NTK U s plastovým trnem o délce 210mm, zednické kladivo, vrták do betonu ø 8 - 10mm, elektrická vrtačka s příklepem, plastová fréza na zahloubení hmoždinek, polystyrenové zátky



Dvoumetrová váha, metrová váha, APU lišta, přetíratelný silikon, PUR pěna

BRNO 2016

44

Po montáži zakládací nebo, chcete-li, soklové lišty, jsem provedl tu nejdůležitější část celého zateplení a to lepení izolačních desek EPS F 1 000mm x 500mm x 160mm. Lepení jsem začal správným výběrem lepící malty. Trend je dnes u výrobců suchých maltových směsí takový, že se preferuje lepící malta zároveň i stěrková. To má pozitivní efekt takový, že se doveze na stavbu pouze jeden druh malty a tudíž nemůže dojít k záměně. Dříve se používalo jiné lepidlo na lepení a jiné na štěrkování izolačních desek. Důležité je, aby se používala lepidla označená výrobcem pro lepení izolačních desek nebo splňovaly normu ČSN EN 12004:2001. Z praxe vím, že nejlepší pro fasádu je použít všechny komponenty od jedné firmy tedy realizovat celý certifikovaný zateplovací systém. Dnes jsou i malty určené na lepení a štěrkování se zimní úpravou až do -5 C. Toho lze využít při montáži izolace v chladných měsících. Suchá maltová směs se musí rozmíchat s vodou do správné hustoty. Ta je vždy napsaná v návodu nebo technické dokumentaci na obalu. Nanesení lepící hmoty jsem provedl po obvodu izolační desky do pyramidy a tři bochánky doprostřed desky podle obrázku č. 18.

Obrázek 17: Nanášení lepící malty na izolační desku, dle decorstone

Na lepení izolačních desek lze také použít PUR pěny k tomu určené. Ty mají obrovskou výhodu v době kratšího zasychání, kdy již po 30min se dají izolační desky brousit a kotvit. Tím se výrazně zkrátí doba samotné montáže zateplení. Nevýhoda je ta, že se nedá PUR pěnou vyrovnat žádná nerovnost což maltou do 2cm lze pouze s větší spotřebou lepící malty. Po nanesení lepidla na polystyrenovou desku jsem ji přiložil na penetrovanou obvodovou zeď. Je důležité použít dlouhou, dvoumetrovou vodováhu nebo nějakou rovnou lať na přitlačení izolačních desek na zeď tak, aby při dotlačení nevzniklo poškození izolační desky, ke kterému by mohlo dojít v případě, že bychom na polystyren tlačily pouze rukou či malým předmětem. Desky je nutné klást od zakládací lišty postupně vedle sebe bez mezer. Další patro pak skládáme podobně jako cihly u zdiva, tzv. na vazbu. Všechny rohy je nutné

BRNO 2016

45

překládat, aby se dodržela stabilita a soudržnost celé nalepené izolace. Dalším důležitým poznatkem je, že je důležité založení první řady izolace tak, aby nevyšel spoj izolačních desek na spoj soklové lišty. Proto je dobré zkrátit izolaci podle spoje soklové lišty. Technická norma ČSN 73 2902 pro systémy ETICS nám udává, že styčná plocha lepidla by tedy neměla být menší jak 40%. Při zateplování fasády obvodového pláště budovy se nejvíce chyb provádí kolem oken a dveří. Zde může špatnou montáží izolace dojít k největším tepelným mostům a tím ke vzniku různých vlhkých míst, která se po sléze změní v plísně. Já jsem na stavbě ve Skašticích použil na izolaci ostění špalet jako materiál polystyren EPS F o rozměrech 1 000mm x 500mm x 40mm. Ten byl asi ve 2/3 ostění špalet moc tlustý a proto se musely špalety částečně podle usazení oken vysekat. Dodání EPS užších rozměrů by mělo za následek nižší izolační vlastnosti. Tuto desku jsem také použil na parapet. Mnozí řemeslníci parapet pouze potáhnou betonovou mazaninou avšak to je v rámci izolace nepřípustné! Vznikne tak na spodní hraně parapetu tepelný most a tím k nežádoucí vlhkosti, která vede k plesnivění. Dalším důležitým detailem je, aby spára nalepených izolačních desek neprobíhala v rozích současně ze špaletou okna. To má za následek vzniku možných trhlin v diagonální rovině na hotové fasádě. Tyto trhliny se podle zkušenosti neobjeví hned, ale až po změně teplot v průběhu roku. Bohužel, tento nedostatek je neopravitelný a dokáže zničit celé dílo za několik stovek tisíc. Abych tento problém vyřešil, vyřezal jsem v rozích izolační deky ve tvaru L jak ukazuje další obrázek č. 19.

Obrázek 18: Usazení izolace v rohu oken, vlastní

BRNO 2016

46

Po vylepení plochy nastalo lepení ostění špalet. Já jsem zde zvolil variantu nalepení APU lišty s perlinkou. Ta se nalepila na rám okna tak, aby bylo z rámu okna vidět minimálně 4cm. Při nalepení lišty na rám okna méně jak 4cm se zdá okno zapuštěné do fasády a proto rozhodně nevypadá esteticky. Na druhou stranu jsem se již setkal u nízkoenergetických domů s tím, že skoro celý rám byl schován pod obalem fasády. Lepení APU lišt je poměrně mladý systém detailu kolem oken používaný méně než 5 let. Dříve jsem detail kolem oken provedl proškrábnutím mezery asi 1mm a přetmelil silikonem. To mělo za nevýhodu, že se po čase silikon vlivem UV záření rozpadnul nebo zčernal. Po nalepení EPS – F desek na fasádu je důležité plochu i s ostěním oken důkladně projít a prozkoumat všechny mezery izolace mezi sebou. To by mohlo mít za následek velké úniky tepla mezi izolačními deskami. Pokud zjistíme nějaký nedostatek, snažíme se ho odstranit. Zamazat mezery mezi izolačními deskami pouze maltou je technologicky špatné, protože lepící malta nemá žádné izolační vlastnosti. Má funkci pouze lepící nebo stěrkovou a tím dává fasádě vlastní soudržnost a pevnost. Tyto vady jsou vidět pouhým pohledem, například když se ráno venku ochladí pod bod mrazu. Místa, která nejsou dostatečně zaizolovaná, se orosí a namrznou. Pak jsou vidět spoje izolace nebo hmoždinky. Proto větší spáry jak 1,5cm se musí doplnit proužkem další izolace a spáry menší bude stačit pouze vystříkat PU pěnou. V našem případě jsou izolační desky poměrně kvalitně doražené na sebe, protože při dělení izolačních desek s pěnového polystyrénu používám profesionální řezačku, která dělí izolant pomocí odporového drátu. Tím dosáhnu stále rovného a kolmého řezu polystyrenu. Po vytvrdnutí lepidla pro lepení izolačních desek jsem celou plochu zakotvil talířovými hmoždinkami. Ty jsem použil NTK U s plastovým trnem o délce 210mm. Hmoždinky s kovovým trnem se používají na větší zatížení fasády na střih např. fasáda s keramickým obkladem. Podle technologického postupu na obalu použitého lepidla k lepení izolačních desek se kotvit polystyren do výšky 6m nemusí. Pro zvětšení kvality fasády jsem ještě zvolil kotvení 6ks/m2 a to do většiny spojů izolace. Další dvě kotvy jsou navrtány do středů izolačních desek, jak ukazuje obrázek č. 20. Moderní je požívat při kotvení desek ještě speciální frézu, která zahloubí kotvu asi 2cm do izolační desky podle obrázku č. 21. Pak se zarazí zátka stejných rozměrů jak je fréza tak, aby nedošlo ke ztrátě tepla kolem kotvy. Tato fréza se může použít až u tlustších rozměrů izolací, asi od 8cm. Avšak i bez polystyrénové zátky kotvy se během mojí asi 20leté praxe

BRNO 2016

47

promrznutí neprojevilo na žádné fasádě. Pouze jednou a to jsem použil zbytek kotev s kovovým trnem. Po ukotvení všech prací na izolaci rodinného domu fasády jsem mohl začít s broušením. Izolace se brousí krouživými pohyby brusem na polystyren. Je to dlouhé hladítko pokryté brusným papírem. To je asi na fasádě fyzicky nejnáročnější práce. Broušení probíhá kontrolou a převážením dvoumetrovou váhou. Je to poslední možnost jak nějaké nedostatky v rovinnosti můžeme odstranit. Tolerance v nerovnosti je asi +-2mm na dvoumetrové váze.

Obrázek 20: Skladba izolačních desek na rohu domu s kotvením, dle Kwaczek,

Obrázek 19: Frézování kotev, vlastní

5.2.3 PROVEDENÍ ARMOVACÍ VRSTVY Soupis nástrojů a materiálu nutných k provedení dané práce: 

Malta stěrkovací,



Hladítko nerezové velké a malé, zednická lžíce, nůž, plastové vědro 20l, elektrické míchadlo omítek,



Roh plastový se síťkou, armovací tkaninu 165g/m2

Po vybroušení plochy je podklad připravený na další pracovní operace. Provedení armovací vrstvy má hlavně funkci zpevňující. Je důležité si opět připravit stěrkovou maltu podle technického listu. Ta nám říká, že se lepící a stěrková malta nasype do cca 5-6 l

BRNO 2016

48

záměsové vody na 25 kg suché směsi a smísí pomaluběžným mísidlem. Po cca 5 minutovém odležení a opětovném promísení je malta připravena ke zpracování. Vždy zamísíme obsah celého pytle („Zateplovací, tepelně izolační systémy“, 2016). Takto připravenou stěrkovou směs jsem použil jako první na usazení všech doplňujících komponentů fasády. Jako jsou plastové nebo hliníkové rohy se síťovinou, dilatační lišty venkovní parapety oken a hlavně často opomíjené diagonální zpevňující bandáže v rozích oken a dveří. Já na zateplení fasád používám R131 armovací tkaninu 165g/m2, která má rozměr velikost ok 3,5mm x 3,5mm a tudíž je pevnější jak R 117. Ta má také certifikát na použití v zateplovacím systému. Nejprve jsem musel nařezat armovací tkaninu na diagonální bandáže o rozměru 33cm x 50cm a aplikovat podle obrázku č. 22 na rohy.

Obrázek 21: Bandáže kolem oken, dle Kwaczek

Při aplikaci armovací tkaniny je důležitý postup, kterým se tato pracovní operace musí provést. Nejprve jsem nanesl na tepelně izolační desky ozubeným hladítkem vrstvu stěrkové malty ve velikosti plochy uřezané síťoviny nebo doplňků k fasádě. Nikdy nenanášíme více malty na plochu, protože stěrková hmota zasychá při možných teplotách pro aplikaci stěrky poměrně rychle. První se do tmelu vtláčí všechny rohy a diagonální bandáže. Po zavadnutí se tmel zlehka přebrousí na hranách rohů hladítkem s nalepeným brusem. Pak se natáhne ozobeným hladítkem ostění špalet a vtlačí pruh textilie. Plocha fasády se pak provedla stejným postupem. Když je to možné provádím štěrkování svisle shora dolů a překládám sklotextilní výstužné síťoviny přes sebe min 10cm. Na konec je to nejnutnější, zahlazení tkaniny. To se provádí tahem hladkého nerezového hladítka až do doby kdy je plocha rovná

BRNO 2016

49

a hladká. Minimální tloušťka stěrkové hmoty nad sítí je 1mm. Na ploše vzniknou místa, kde si musíme dát pozor. A to při přeložení síťoviny v ploše a plastových rohů kolem oken. U přeložení síťoviny se navýší tloušťku na dvojnásobek a tím vzniká hrb. Tu je potřeba položit velké nerezové hladítko kolmo k hraně nejvyššího místa a rovným tahem vymazat tmelem. Ten roztáhneme do celé plochy, v šířce nerezového hladítka až do ztracena. Prakticky se pak tento hrb vytratí a docílíme nejoptimálnějšího vyrovnání plochy. Já dále takovou plochu po zaschnutí znovu znova přebrušuji, abych docílil co největší roviny na ploše. Nakonec namíchám lehce řidší stěrkovou hmotu a provedu ještě jedno potažení plochy. Ta by neměla být tlustší jak 2mm.

5.2.4 NATAŽENÍ FINÁLNÍ VRCHNÍ OMÍTKY Soupis nástrojů a materiálu nutných k provedení dané práce: 

Silikonová omítka zrno 1,5mm, penetrace pod silikonovou omítku



Hladítko nerezové velké a malé, zednická lžíce, elektrické míchadlo omítek



Hladítko plastové

Plocha nachystaná předchozím postupem je připravena na další pracovní operaci, která má funkci ochranou a hlavně dekorativní. Začíná již po zaschnutí tmelu opětovným důkladným vybroušením ploch s očištěním od prachu. Pak následuje aplikace penetrace. Ta se může použít jen taková, kterou nám udává výrobce vrchní omítky. Já jsem na danou zakázku použil penetraci pro silikonovou omítku. Ta byla probarvená na požadovaný odstín s příměsí jemného písku. Ten nám později příznivě pomáhá při aplikaci povrchové úpravy, protože podklad jemně zdrsní a při hlazení zrnka omítky lepší zapadnou do požadované struktury. Penetrace se provádí nejčastěji válečkem nebo štětcem. Důležitost penetrace spočívá ve snížení nasákavosti podkladu a dokáže prodloužit dobu zpracování konečné omítky. Po zaschnutí penetrace nastává aplikace probarvené pastovité silikonové omítky. Tu jsem zvolil jednu s nejpoužívanějších hlazenou se zrnitostí 1,5mm. Ta má v dnešní době asi nejlepší poměr kvality a ceny. Na zateplovací systém se dají použít ještě další druhy omítek. Ty se mohou dělit podle pojiva na disperzní, silikonové a silikátové. Společnosti Baumit tvrdí, že: „Nejméně paropropustné jsou disperzní (akrylátové) omítky. Jejich výhodou je cena a možnost probarvovat ve všech odstínech. Nejvíce paropropustné jsou silikátové omítky, které jsou oblíbené hlavně pro renovace historických budov. Nejpoužívanější pro svoje

BRNO 2016

50

vynikající vlastnosti jsou omítky na bázi silikonu. Jsou paropropustné a odolné vůči zašpinění. Další jejich výhodou je velmi nízká nasákavost“(Baumit, 2011). Další dělení omítek je podle konečné struktury (hlazené nebo drásané) a velikosti vlastního zrna. Velikost zrna nebo tzv. hrubost omítky se udává v mm. Od 1mm až do 3mm. V interiéru se používají dekorativní omítky menší zrnitosti a na fasády té vyšší. Vše je ale na přání zákazníka. Aplikace konečné omítky má mnoho vlastních důležitých aspektů. Rozsáhlost tohoto tématu by vydala na další celou práci. Já pouze připomenu, že se provádí ve větším počtu pracovníků, kdy jedna skupina natahuje pastovitou omítku na penetrovaný podklad nerezovým hladítkem a druhá hned po natažení omítky ji PVC hladítkem upravuje nebo tvaruje. Je dobré v této pracovní skupině vyčlenit jednoho pracovníka, který takto upravenou hmotu po jemném zaschnutí ještě začistí. To je důležité, aby tento úkon provedla opravdu kvalifikovaná osoba. Ve své firmě tuto práci provádím já. Omítka se natahuje z vrchu dolů a postupně nejčastěji úhlopříčně. Na zateplovací systém není nutné použít pouze ušlechtěné omítky, ale i klasické jako štuk a břízolit. Absolvuji každoročně i několik školení u různých společností, které se zabývají výrobou a vývojem stavebních a omítkových směsí a současný trend se posouvá na omítky, které imitují přírodní materiály jako je mramor, pískovec nebo textilní či mozaikové kompozice.

5.2.5

OSTATNÍ PRÁCE

Soupis nástrojů a materiálu nutných k provedení dané práce: 

Trubkové lešení + dřevěné podlážky



Klíč na montáž lešení



Lakovaný PZ plech



Pracovník, který ovládá práci s plechem (klempíř)

V neposlední řadě je nutné uvést také poslední část celé montáže kontaktního zateplení obvodového pláště budov. Ta to část se přímo nepodílí na montáži zateplení jako takovém, ale je nedílnou součástí celého systému, který popisuji ve své studii skutečné návratnosti finančních nákladů. Do kategorie ostatních prací tedy zapadá montáž a demontáž lešení a montáž klempířských prvků. S lešením se musí počítat u všech stavebních pracích asi od dvou metrů výšky. V této výšce dokáže pracovník ještě slušně práci provést, ale pro práce ve vyšší výšce je nutná montáž lešení. Já jsem na danou zakázku použil lešení pevné kovové –

BRNO 2016

51

trubkové a to v šířce podlážky 100cm. Tento typ lešení má výhodu v tom, že je možné ho postavit téměř kolem každé budovy. Jeho nevýhodou je vysoká hmotnost, složitost přepravy, na kterou při délce 6m nemůžeme zapomenout, delší doba montáže a nutný větší počet pracovníků na montáž lešení. Druhou důležitou činností je provedení klempířských prací na budově. Klempířské práce úzce souvisejí s montáží dodatečného kontaktního zateplení na budovách. Nezanedbatelné je hlavně v prevenci zatékání dešťové vody za izolaci a následného vlhnutí zdiva. Také je jasné, že při zatečení a navlhnutí izolace se snižují její tepelné vlastnosti. Na tohle dílo jsem použil lakovaný pozinkovaný plech. Vlivem tloušťky izolačních desek se musely rozšířit všechny okenní parapety s atičním plechem. Tyto klempířské práce provedl vyučený pracovník v oboru klempíř-pokrývač po aplikaci armovací textilní tkaniny. Tak, aby druhé natažení stěrkové malty vyplnilo všechny drobné mezery mezi plechem a první vrstvou stěrkové malty. Bez těchto pomocných prací by nedalo provést kvalitní zateplení obvodového pláště budovy. Toto je ukázka kontaktního zateplovacího systému na konkrétním projektu ve Skašticích:

Obrázek 22: Dům po zateplení pohled východní, Obrázek 23: Dům po zateplení pohled jižní, vlastní foto vlastní foto

5.3 STANOVENÍ CENY FASÁDY SE ZATEPLENÍM: Konečná cena fasády se zateplením byla na podzim roku 2012 asi 174 568,- Kč. Tato cena fasády však obsahuje nejen izolaci, ale také celou povrchovou úpravu z kvalitní omítky BRNO 2016

52

od renomované firmy. Tak, že nám plní nejen funkci izolační, ale také ochranou a estetickou. To by bylo pro můj výzkum návratnosti a úspory energií na vytápění velmi zavádějící. Proto jsem zvolil cenu pouze zateplení z mezinárodně uznávaného softwaru RTS stavitel 2014. Ta by měla být asi nejpřesnější při ocenění skutečně provedených izolačních pracích. Cena prací je tedy zapsána v položkovém rozpočtu číslo obrázku 25.

Obrázek 24: Kalkulace zateplení, položkový rozpočet, software RTS stavitel 2014

Položky rozpočtu jsem musel pozměnit, aby neobsahovaly název společnosti, která výrobek vyrábí. Položky rozpočtu obsahují: 

úpravu povrchu (nátěr penetrace)



založení stavby (rozvedení nivelace)



montáž zakládací lišty tl. 160



lepení izolační desky XPS tl. 140 (pod terénem)



lepení izolační desky EPS

Dle programu RTS stavitel 2014 položky zateplení fasád a soklů obsahují: nanesení lepicího tmelu na izolační desky, nalepení desek, zajištění talířovými hmoždinkami (6 ks/m2), Položky izolace suterénu obsahují: nanesení lepicího tmelu na izolační desky, nalepení desek

BRNO 2016

53

a zajištění talířovými hmoždinkami (6 ks/m2). Položky zateplení ostění obsahují: nanesení lepicího tmelu na izolační desky, nalepení desek, osazení okenních rohových lišt. Cenu zateplení rodinného domu budu tedy počítat z ceny 114 094,- Kč. Tyto náklady jsou spočítané bez dopravy na stavbu a režií pro firmu, která stavební práce provedla a hlavně bez DPH 15%.

5.4 KALKULACE SKUTEČNÉ ÚSPORY PLYNU NA VYTÁPĚNÍ RODINNÉHO DOMU Na zjištění částky, zda lze skutečně ušetřit vlivem správného zateplení obvodového pláště budovy kolem 20% úspory plynu na vytápění, jsem použil rozdíl mezi průměrem spotřeby plynu před zateplením a průměrem spotřeby po zateplení. Při výpočtu úspory plynu použitého na topení rodinného domu jsem vycházel z hodnot, které mi dodal majitel domu. Pro přesnější výpočet množství protopeného plynu jsem použil dva roky po montáži plastových oken a provedení zateplení stropu foukanou izolací. Všechny hodnoty před rekonstrukcí domu by nám zkreslily celkové výsledky. Použité hodnoty jsou tedy z roku 2011 a 2012. V roce 2011 bylo spotřebováno na topení 1 903 m3/rok za cenu 14,15,- Kč a v roce 2012 se spotřebovalo pravděpodobně vlivem teplejší zimy jen 1 842 m3/rok za cenu 17,34,Kč. Cena plynu v následujícím roce po zateplení obvodového pláště budovy nestoupala, ale o něco klesla. V roce 2013 na cenu až 13,57,- Kč a v roce 2014 pro změnu zase stoupla na cenu 16,90,- Kč. Já vycházím z průměru hodnot z roku 2011 a 2012 před zateplením. Výpočet je proveden v rovnici č. 11. Rovnice 11: Náklady na topení před zateplením Rok 2011 - 1 903 m3 x 14,15,- Kč/ m3 = 26 928,- Kč Rok 2012 - 1 842 m3 x 17,34,- Kč/ m3 = 31 941,- Kč Průměr - 1 873 m3 x 15,75,- Kč/m3 = 29 500,- Kč V rovnici č. 11 jsem vypočítal tedy průměrnou spotřebu plynu před zateplením fasády. Ta byla 1 873 m3 s cenou kolem 29 500,- Kč. Druhá část výpočtu se bude počítat ze spotřeby plynu po zateplení. Hodnoty spotřeby plynu mě dodal majitel rodinného domu za roky 2013 a 2014. V obou letech byla také zima mírná proto by průměr hodnot spotřeby mohla být reálná. V roce 2013 byla spotřeba plynu

BRNO 2016

54

1 334 m3 a v roce 2014 spotřeba spadla až na 1 208 m3. V roce 2013 se cena plynu propadla na hodnotu 13,58,- Kč a pak zase začala stoupat na hodnotu 16,90,- Kč v roce 2014. Je jasné, že dnes ceny energií mají vzestupnou tendenci, proto by měla úspora stále zvyšovat. Také v dalším výpočtu budu vycházet s průměrné spotřeby plynu za roky 2013 a 2014 tak jak nám udává výpočet rovnice č. 12. Rovnice 12: Náklady na topení po provedení zateplení KZS Rok 2013 - 1 334 m3 x 13,58,- Kč/m3 = 18 116,- Kč Rok 2014 - 1 208 m3 x 16,90,- Kč/m3 = 20 415,- Kč Průměr - 1 271 m3 x 15,24,- Kč/m3 = 19 370,- Kč Po zateplení jsou průměrné hodnoty spotřeby plynu 1 271m3 za cenu kolem 19 370. Aby nám však tyto čísla něco ukázala, vypočítal jsem jejich rozdíl podle rovnice č. 13. Rovnice 13: Rozdíl úspory plynu 19370 29500

= 0,657𝑥100 = 65,7% 29 500 – 19 370 = 𝟏𝟎 𝟏𝟑𝟎, −𝑲č

100% - 66% = 𝟑𝟒%

Z výpočtu je teda zřejmé, že vlivem správného zateplení obvodového pláště budovy lze ušetřit skutečně nemalé náklady na topení. Podle výpočtu u daného rodinného domu kolem 34%. Tato hodnota odpovídá asi úspoře kolem 10 130,- Kč za každý rok. V úspoře energií za topení je důležité také brát na vědomí, že cena energií v budoucnu bude určitě stoupat, a tím by se úspora ještě navyšovala.

5.5 KALKULACE NÁVRATNOSTI NÁKLADŮ NA ZATEPLENÍ RODINNÉHO DOMU: Při stanovení návratnosti musíme vycházet z rozdílu dvou výpočtů, které jsem vypočítal v předchozích kapitolách. Jsou to náklady spojené s montáží zateplení (kapitola č.4.3) a úsporou nákladů za topení (rovnice 13). Rovnice 14: Návratnost investice do zateplovacího systému 114094 = 𝑝ř𝑒𝑠 11 𝑟𝑜𝑘ů 10 130

BRNO 2016

55

Při současných cenách energií a mírné zimě se náklady na zateplení rodinného domu vracely kolem 11 roků. Vzhledem k životnosti kolem 25 let u celkové fasády a až 70 let u izolace je zřejmé, že po dobu dalších minimálně 14 let zateplení dál šetří naši peněženku. Tabulka 7: Náklady na topení v případě rozdílně chladných zim, vlastní

Praktická ukázka závislosti na ceně plynu a tuhosti zimy 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

46800 41400 36000 30600 25200 20536

16912

27784

24160

19016

8288

10064

11840

13616

při ceně plynu 14,-/m3

při ceně plynu 17,-/m3

při ceně plynu 20,-/m3

při ceně plynu 23,-/m3

krutá zima odhad kolem 1 800m3

BRNO 2016

27784

mírná zima 1 208m3

při ceně plynu 26,-/m3 rozdíl

56

6 ZÁVĚR Případová studie nám potvrdila, že je možné reálně dosáhnout úspory 34% při zateplení pláště budov. Kvalitní instalací kontaktního zateplovacího systému nedojde ke zhoršení mikroklimatu uvnitř domu, jak se mylně mnozí domnívají, že se dům udusí a uzavře. Po komunikaci s majitelem domu jsem se dozvěděl, že i v místech, kde dříve po zimě byly v rozích na zdi vidět nějaké příznaky vlhkosti, se dnes nic neobjevuje. Vše je v pořádku a zeď po celé ploše vykazuje stejnou teplotu. Kvalita zateplení začíná správným výběrem materiálu nejlépe od stejného výrobce. V případě, kdy je materiál od různých výrobců můžeme mít problém při řešení reklamace. Tloušťka tepelného zateplení byla zvolena adekvátně, při tloušťce polystyrenu 5 cm by nebyla úspora energií tak výrazná a kondenzace vodní páry se přesune při nízkých teplotách až do zdiva. To může mít za následek plesnivění zdiva. Při vyšší tloušťce polystyrenu nám neroste úspora lineárně, a proto nedává smysl zvyšovat tloušťku polystyrenu nad určitou mez, protože úspora energie je nepatrná a náklady na zateplení vysoké. Podle mých zkušeností by tloušťka izolace mohla končit kolem 20cm kdy se zateplení vyplatí, ale samozřejmě záleží na každém investorovi. Další práce by se mohla zabývat určením této hranice pro různé druhy stavebních konstrukcí obvodových plášťů budov a environmentální dopad zateplování polystyrénem. V českých klimatických podmínkách se u starých nezateplených domů určitě vyplatí investovat do zateplení.

BRNO 2016

57

7 POUŽITÉ INFORMAČNÍ ZDROJE Bohuslávek, P. (2014). Provádění zateplovacích systémů a chyby v praktických příkladech, [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://stavba.tzb-info.cz/zateplovaci-systemy/7733provadeni-zateplovacich-systemu-a-chyby-v-praktickych-prikladech Co je to Energetický štítek obálky budovy (EŠOB)? [online]. [cit. 27.2.2016]. dostupné z: http://bongroup.cz/dokumenty/energeticky-stitek-obalky-budovy ČUPROVÁ, D. (2010). Tepelná technika budova. Teoretické základy stavební tepelné techniky. Brno: VUT FAST EPS 70.[online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.terman-janousek.cz/vyrobky/eps70s/ EPS 70F. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.terman-janousek.cz/vyrobky/eps70f/ Estudios, informes y estadísticas. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.idae.es/index.php/idpag.802/relcategoria.1368/relmenu.363/mod.pags/mem.detall e Extrudovaný polystyren Fibran 300 L [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.polystyreny.eu/detail/1205-Extrudovany-polystyren-Fibran-300-L Fasádní omítky. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.baumit.cz/fasadni-omitky Geografické údaje. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.cenia.cz/rocenka05/a0.htm Greenhouse gas. [online]. [cit. 29.1.2016]. dostupné z: : http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Glossary:Greenhouse_gas_(GHG), přístup dne 25.2.2016 Hanzelín, P. (n.d.). Skelná vata, nebo čedičová vata? [online]. [cit. 27.2.2016]. dostupné z: http://www.tepelna-izolace.cz/skelna-vata-nebo-cedicova-vata.html Hejhálek, J. (2005). Difuze vodní páry v konstrukci. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/difuze-vodni-pary-v-konstrukci/, Hodková, J. (2011). Které materiály jsou nejvíc eco? [online]. [cit. 30.1.2016]. dostupné z: http://ekolist.cz/cz/publicistika/nazory-a-komentare/julie-hodkova-ktera-tepelna-izolace-jenejvice-eko

BRNO 2016

58

HUDCOVÁ, Lenka. Energetická náročnost budov: základní pojmy a platná legislativa. Praha: EkoWATT, 2009. ISBN 978-80-87333-03-7. Hudečková, K. & Truxa, J. (2012). Třináct způsobů, jak v domě snížit spotřebu energie. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: z http://finance.idnes.cz/jak-snizit-spotrebu-energied1k-/energie.aspx?c=A120323_1753281_viteze_zuk Informes y estadísticas. (2015). [online]. [cit. 2.1.2016]. dostupné z: http://www.ine.es/inebmenu/mnu_energia.htm International energy agency. (2015). Key world energy statistics. [online]. [cit. 21.1.2016]. dostupné z: https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/KeyWorld_Statistics_2015.pdf Jiménez, J. (2014). ¿Por qué sube la luz si España tiene un 40% de sobre capacidad de producción?. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.finanzas.com/noticias/economia/20141114/lacalle-sube-espana-tiene2804357.html Kebele, K., & Veverková, Z. (2004), Modelování operativní teploty. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: z http://www.tzb-info.cz/1422-modelovani-operativni-teploty. klimatické podmínky. [online]. [cit. 15.1.2016]. dostupné z: z http://portal.chmi.cz/, dne 12.2.2016 Klimatické regiony Čr. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.migesp.cz/klimatickeregiony-cr

Konopné izolace. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.prirodnistavba.cz/press/11/konopne-izolace.html KOTLÍK, Petr. Stavební materiály historických objektů. 1. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 1999. ISBN 80-7080-347-9. KULHÁNEK, František. (2006). Stavební fyzika 2 stavební tepelná technika. Praha: ČVUT Kvaczek, Z. (2016). Zateplovací, tepelně izolační systémy. [online]. [cit. 12.1.2016]. dostupné z: http://www.zatepleni-kwaczek.cz/zatepovaci-systemy Matthauserová, Z. (2004). Mikroklimatické podmínky vnitřního prostředí pracovišť, [online]. [cit. 18.1.2016]. dostupné z: http://www.szu.cz/tema/pracovni-prostredi/mikroklimatickepodminky-vnitrniho-prostredi-pracovist,

BRNO 2016

59

Metodický návod na měření a hodnocení mikroklimatických podmínek na pracovišti a vnitřního prostředí staveb. Věstník ministerstva zdravotnictví české republiky. Prosinec. (2013) [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.szu.cz/uploads/documents/ska/autorizace/Metodika_MKL.pdf Mühlendahl K. E., Dr. M. Otto. (2013). Asbest a umělá minerální vláka. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z http://www.allum.cz/toxicke-latky/asbest-a-umela-mineralnivlakna Nařízení vlády nařízení vlády č. 93/2012 Sb., Příloha č. 1, Část A, tabulky 2 a 3. [online]. [cit. 12.1.2016]. dostupné z: http://www.rovs.cz/download/nv361_2007/361_2007_priloha_1.pdf?v=2 Norma ČSN 730540-2 (2005) Tepelná ochrana budov Odvětrané - bezkontaktní fasády. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.groundspeed.cz/inpage/fasady-odvetravane/ Petersdorff, C. Boermans, T. Harnisch, J. Stobbe, O. Ullrich, S. & Wartmann, S. (2005). Cost-Effective Climate Protection in the EU Building Stock. Dostupné z: http://www.ecofys.com/files/files/ecofys_2005_costeffectiveclimateprotectionbuildingstock.p df Průkazy energetické náročnosti budov (PENB). (2012). [online]. [cit. 27.2.2016]. dostupné z: http://www.por.cz/prukazy-energeticke-narocnosti-budov Příprava na zateplování. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.ceretherm.cz/jakzateplovat/ QUITT, Evžen. Klimatické oblasti Československa. Praha: Academia, 1971.

Ragan.S.M. (2012). How-To: Make Your Own Aerogel. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://makezine.com/2012/02/01/how-to-build-a-supercritical-dryer-and-make-your-ownaerogel/ Rosný bod a kondenzace vodních par ve zdivu, [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.izolace-info.cz/aktuality/?nid=9208-rosny-bod-a-kondenzace-vodnich-par-vezdivu.html#.Vvj6kOKLSUk. Součinitel prostupu tepla. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z:

http://www.prirodnistavba.cz/popup/soucinitel-tepelne-vodivosti-33e.html Statistická ročenka České republiky-2005. (2005). [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: https://www.czso.cz/csu/czso/10n1-05-_2005-0200

BRNO 2016

60

Studený, R. (2011). Rosný bod a kondenzace vodní páry. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.zatepleni-fasad.eu/vse-o-zatepleni/rosny-bod-a-kondenzace-vodni-pary/, přístup 14.1.2016 ŠÁLA, Jiří. Zateplování budov. 1. vyd. Praha: Grada, 2000. Profi & hobby. ISBN 80-7169833-4. ŠILAROVÁ, Šárka. (2007). Recyklace systému ETICS z EPS. Praha: Sdružení EPS ČR technický list baumit duo kontakt. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://www.baumit.cz/upload/507 Teplo a jeho měření. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://artemis.osu.cz:8080/artemis/uploaded/199_3_6%20Teplo-mereni.pdf VAVERKA, Jiří, Josef CHYBÍK a František MRLÍK. Stavební fyzika. Brno: VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1649-1. Veselý, J. (2011). Při zateplení domu nad 12 cm polystyrenu se již úspora nezvětšuje. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://ekolist.cz/cz/publicistika/nazory-a-komentare/jirivesely-pri-zatepleni-domu-nad-12-cm-polystyrenu-se-jiz-uspora-nezvetsuje Vopelka Jan. Energetická výhodnost nízkoenergetických a pasivních domů. Brno, 2013. bakalářská práce. Vysoké učení technické. dostupné z: http://www.europanel.cz/files/bakalarska-prace-2013_06_21-11_20_54-utc.pdf Zateplovací standard ETICS. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://rinvest.cz/etics Zateplovací systém etics. [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://stavba.tzbinfo.cz/zateplovaci-systemy/303-zateplovaci-systemy-etics Zemene, P. (2012). 10 důvodů proč zateplit, [online]. [cit. 27.1.2016]. dostupné z: http://docplayer.cz/1752126-10-duvodu-proc-zateplit.html.

BRNO 2016

61

8 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ koeficient, který je funkcí rychlosti proudění vzduchu

A c

[J/(kg·K) = m2/(s2·K)]

měrná tepelná kapacita

d

[m]

tloušťka vrstvy

dQ

[J]

Přivedené teplo

dT

[K]

přírůstek teploty

Kx

[J/K = m2·kg/(s2·K)]

Tepelná kapacita

m

[kg]

hmotnost látky

R

[m2·K/W]

tepelný odpor konstrukce

RT

[m2·K/W]

tepelný odpor

S

[m]

průřez

t

[°C]

teplo

ta

[°C]

teplota vzduchu

tr

[°C]

střední radiační teplota

U

[W/(m2·K)]

součinitel prostupu tepla

va

[m.s-1]

Rychlost proudění vzduchu

𝜆

[W/(m·K)]

je součinitel tepelné vodivosti

BRNO 2016

62

Seznam obrázků: Obrázek 1: Součinitel prostupu tepla, prirodnistavba, (n. d.) ................................................. 13 Obrázek 2: Průkaz energetické náročnosti, POR, (2012) ....................................................... 15 Obrázek 3: Energetický štítek obálky budovy, Bongroup, (n. d.) .......................................... 16 Obrázek 4: Závislost tlaku páry na teplotě, Hejhálek, (2012) ................................................ 17 Obrázek 5: Klimatické regiony, migesp, (n. d.) ...................................................................... 22 Obrázek 6: Izolační deska EPS 70F, terman-janousek, (n. d.)................................................ 24 Obrázek 8: Extrudovaný polystyren, polystyreny, (n. d.) ....................................................... 25 Obrázek 9: Minerální vláknité izolační materiály, Hanzelín, (2015) ..................................... 26 Obrázek 10: Aeroge, makezine, (2012) .................................................................................. 28 Obrázek 11: Zateplení fasády pomocí konopné izolace, Přírodní stavba, (2016) ................. 28 Obrázek 12: Řez kontaktním zateplovacím systémem ETICS, rinvest, (2016)..................... 30 Obrázek 13: Řez zavěšeným zateplovacím systémem, ground-speed (2016) ....................... 31 Obrázek 14: severní pohled, vlastní foto ................................................................................ 38 Obrázek 15: východní pohled, vlastní foto ............................................................................. 38 Obrázek 16: Usazení soklové lišty, dle Henkel ...................................................................... 44 Obrázek 17: Správně provedený roh, dle Henkel ................................................................... 44 Obrázek 18: Nanášení lepící malty na izolační desku, dle decorstone ................................... 45 Obrázek 19: Usazení izolace v rohu oken, vlastní .................................................................. 46 Obrázek 20: Frézování kotev, vlastní ..................................................................................... 48 Obrázek 21: Skladba izolačních desek na rohu domu s kotvením, dle Kwaczek, .................. 48 Obrázek 22: Bandáže kolem oken, dle Kwaczek .................................................................... 49 Obrázek 23: Dům po zateplení pohled východní, vlastní foto................................................ 52 Obrázek 24: Dům po zateplení pohled jižní, vlastní foto ....................................................... 52 Obrázek 25: Kalkulace zateplení, položkový rozpočet, software RTS stavitel 2014 ............. 53

BRNO 2016

63