Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva
Půdní vestavba stávajícího rodinného domu Diplomová práce
2009
Miroslav Formáček
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Půdní vestavba stávajícího rodinného domu“ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje
diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne:
Podpis studenta:
Poděkování Rád bych poděkoval doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové za ochotu, příjemnou spolupráci
a čas věnovaný konzultacím.
Abstrakt Miroslav Formáček Půdní vestavba stávajícího rodinného domu
Cílem této práce bylo vypracovat návrh na využití půdního prostoru stávajícího rodinného domu vybudováním půdní vestavby. Byl zaměřen stávající stav a navrženo
nové dispoziční řešení pro nově budovanou bytovou jednotku ve druhém nadzemním podlaží. V práci byl také proveden návrh skladby střešního pláště nad novou půdní vestavbou v podkroví a spočítán součinitel prostupu tepla dle příslušné normy. Dále byly vybrány vhodné materiály pro realizaci a zkalkulovány náklady. K diplomové práci byla přiložena výkresová dokumentace a fotodokumentace. Klíčová slova: půdní vestavba, dispoziční řešení, střešní plášť, krov, prostup tepla.
Abstract Miroslav Formáček The loft in-building for the existing family house
This thesis was aimed at projecting a design for utilization of the loft area trough building of the loft in-building in the existing family house. There was surveyed the existing situation and projected new layout for a housing unit, which originated in the second overhead storey. In the thesis there was also projected a design of the roof cladding structure over new loft in-building in the attic and counted a permeating of heat coefficient according to the relevant norm. Next there were selected suitable materials for the realization and calculated costs. With the thesis there was enclosed the designs and photo documentation.
Key words: loft in-building, layout, roof cladding, roof truss, permeating of heat.
Obsah 0
Úvod .....................................................................................................................7
1
Cíl práce ................................................................................................................8
2
Metodika ...............................................................................................................9
3
Základní údaje o objektu......................................................................................10
4
Technická zpráva.................................................................................................11
4.1
Účel objektu ....................................................................................................11
Stávající dispoziční řešení celého objektu ........................................................11
4.2
Nové dispoziční řešení půdního prostoru..........................................................12
4.3
Technické a konstrukční řešení objektu............................................................13
4.4 4.4.1
Svislé a vodorovné konstrukce .....................................................................13
4.4.2
Schodiště .....................................................................................................13
4.4.3
Podlahy........................................................................................................13
4.4.4
Střešní konstrukce........................................................................................13
4.4.5
Výplně otvorů ..............................................................................................15
4.4.6
Bourací práce...............................................................................................15
5
Východiska řešení ...............................................................................................16
6
Výběr vhodných materiálů...................................................................................18
6.1
Tvárnice a zdící materiál..................................................................................18
6.2
Tepelná izolace ................................................................................................20
6.3
Difúzní a parotěsná fólie ..................................................................................21
6.4
Materiál střešního krovu ..................................................................................23
6.5
Střešní krytina..................................................................................................23
6.6
Obklady stěn a stropů.......................................................................................24
6.7
Spojovací prvky...............................................................................................25
6.8
Výplně stavebních otvorů ................................................................................26
7
Prostup tepla konstrukcemi ..................................................................................27
7.1
Prostup tepla střešním pláštěm sedlové střechy ................................................29
7.2
Prostup tepla stropní konstrukcí pod pultovou střechou....................................31
7.3
Prostup tepla stěnou nástavby ..........................................................................34
8
Výsledky .............................................................................................................35
9
Diskuse................................................................................................................38
10
Závěr ...............................................................................................................40
11
Summary .........................................................................................................41
12
Seznam citované literatury...............................................................................42
13
Seznam obrázků a tabulek................................................................................44
14
Seznam příloh a fotodokumentace....................................................................45
15
Seznam výkresové dokumentace......................................................................46
0 Úvod Bydlení je jednou ze základních potřeb člověka. Každý člověk je individualita a má různé potřeby a zájmy a snaží se přizpůsobit své bydlení právě těmto požadavkům. Na druhé straně však hrají důležitou roli také další okolnosti, kterými jsou například finanční situace, samotné geografické umístění objektu a mnohé další. Dále je také rozhodující, zda se jedná o rodinný dům nebo byt. V případě bytu se
jedná spíše o úpravu dispozičního řešení, kdežto u rodinného domu se přeci jen nabízí více možností na zkvalitnění bydlení. Každé realizaci vždy předchází určité představy a přání, jejichž vyústěním je určitý
návrh realizace, který pochopitelně musí respektovat řadu norem a zákonů.
Řešení bydlení se odvíjí od toho, zda se jedná o zcela novou výstavbu, či je objekt
již postaven a bude různými způsoby rekonstruován, doplňován o přístavbu či nástavbu. Další možností je také využít
prostory dosud z různých důvodů k bydlení
nevyužívaných. Takovými prostory často bývají půdy. A právě tématem půdní vestavby se zabývá tato práce.
7
1 Cíl práce Cílem této práce je vypracovat návrh na využití půdního prostoru stávajícího rodinného domu vybudováním půdní vestavby. Součástí práce bude zaměření stávajícího stavu a návrh dispozičního řešení pro nově budovanou bytovou jednotku.
V práci bude rovněž proveden návrh skladby střešního pláště nad novou půdní vestavbou v podkroví tak, aby byly splněny příslušné požadavky normy a předpisy v současnosti platné pro obytné prostory. V diplomové práci bude příslušná výkresová dokumentace a fotodokumentace.
8
2 Metodika Nejprve bude proveden stavebně technický průzkum stávajícího stavu objektu, a to za pomocí smyslů a dalších technických pomůcek, jako například: kladívko, libela, lupa, měřidla - svinovací metr, pásmo, digitální úhelník a laserové měřidlo. Součástí průzkumu bude pořízení fotodokumentace. Nebude možné použít výkresovou dokumentaci, neboť se nedochovala. K dispozici je pouze situační mapa. Pro zhotovení nové výkresové dokumentace budou zaměřeny veškeré potřebné rozměry. Výsledky měření budou uvedeny ve výkresové části a
v technické zprávě.
Dále bude na základě získaných informací navrženo vhodné řešení na využití
půdního prostoru zkoumaného objektu vybudováním půdní vestavby tak, aby ve druhém nadzemním podlaží (2. NP) vznikla samostatná bytová jednotka. Toto bude zahrnovat navržení nového dispozičního řešení nevyužitého půdního prostoru a nové skladby střešního pláště. Dále bude vybrán veškerý potřebný materiál pro rekonstrukci. Konstrukce, kterými jsou střešní plášť, strop pod pultovou střechou nástavby a stěna nástavby, budou posouzeny z hlediska tepelné ochrany budov dle příslušné normy. Nedílnou součástí návrhu bude i sestavení rozpočtu.
9
3 Základní údaje o objektu Jedná se o samostatně stojící jednopatrový rodinný dům, jenž se nachází ve Středočeském kraji v katastrálním území obce Mělník. Objekt se rozkládá na parcele o celkové výměře 1224 m2. Zastavěná plocha a nádvoří činí 362 m2.
Uvedený rodinný dům byl postaven ve dvou etapách. Nejdříve byl ve 20. letech 20. století postaven dům se sedlovou střechou s polovalbou. K němu byla v roce 1947 dostavěna přístavba se střechou pultovou.
Pro lepší orientaci v textu je starší část domu označována jako část A a novější jako
část B (viz Obr. 1). Část A má půdní prostor zatím bez využití, část B je kompletně obytná. Dům je obklopen zahradou s výjimkou západní strany, kde je veřejná přístupová komunikace. Západní strana domu stojí na hranici pozemku a zmíněné přístupové komunikace.
Obr. 1 Schéma půdorysu
Obr. 2 Pohled jižní
10
4 Technická zpráva 4.1 Účel objektu Účelem rekonstrukce a půdní vestavby je vytvořit objekt se dvěma samostatnými bytovými jednotkami s jedním hlavním společným vstupem.
4.2 Stávající dispoziční řešení celého objektu Objekt obsahuje celkem dvě nadzemní a jedno podzemní podlaží. Obytné místnosti jsou orientovány na východní a jižní stranu. Podzemní podlaží je tvořeno dvěma samostatnými sklepní prostory s vlastními
vstupními dveřmi. První sklepní prostor se nalézá pod částí objektu A a je přístupný dveřmi umístěnými z venkovní severní strany objektu. Druhý sklepní prostor je umístěn pod částí objektu B a je přístupný dveřmi umístěnými v místnosti B1.01 pod
schodištěm. Tento sklep má vlastní železobetonové monolitické schodiště. Hlavní vstup je situován na severní straně objektu, kterým se vstoupí do chodby se schodištěm (B1.01). V prvním nadzemním podlaží se dále nacházejí tyto místnosti: kuchyň, obývací pokoj, ložnice, pokoj, pracovna s knihovnou, koupelna a WC. Místnosti a jejich rozměry jsou uvedeny v tab. 1. Číslo místnosti
Tab. 1 Legenda místností Název místnosti
1. nadzemní podlaží (1. NP) A1.01 Ložnice A1.02 Pokoj Pracovna A1.03 s knihovnou A1.04 Chodba
Rozměry místnosti
Plocha 2 délka šířka výška (m )
Okna počet
šířka výška m2
4730 3950
4120 5130
2800 2800
19,49 20,26
1 1
2170 2170
1630 3,54 1630 3,54
3720
4750
2780
17,67
1
2170
1630 3,54
2000
3930
2800
7,86
1830 920
810 810
2,23 0,75
670 920
670 920
0,45 0,85
920
920
0,85
A1.05 A1.06 A1.07
Chodba WC Koupelna
1040 900 2240
4120 1200 4370
2800 2780 2780
4,3 1,08 9,31
1 1 0 1 1
B1.01 (B2.01)
Chodba se schodištěm
4710
2450
3110
11,54
1
(pokračování)
11
B1.02
B1.03
Kuchyň
4710
Obývací pokoj
5110
2670
24,07
1 1
1170 490 2130 balk.sest. 810 1 1380 1 2170
1010 1120 1620 2000 1720 1620
1,18 0,55
1,12
5,07
6250
5110
2690
31,94
2,37 3,52
4710
2440
2660
11,49
1
1550
720
4700 6260
5120 5120
2670 2670
24,06 32,05
1 1
2150 2120
1610 3,46 1610 3,41
Nevyužité půdní 6240 14540 3300 prostory
90,73
0
2. nadzemní podlaží (2. NP) B2.01 (B1.01) B2.02 B2.03 A2.01
Chodba se schodištěm Kuchyň Obývací pokoj
4.3 Nové dispoziční řešení půdního prostoru Jak již bylo uvedeno, nové dispoziční řešení počítá s vytvořením dvou samostatných bytových jednotek se společným hlavním vstupem. První bytová jednotka bude zahrnovat celé 1. NP. Druhá bytová jednotka vznikne v 2. NP.
Nové dispoziční řešení se tak bude týkat současných nevyužitých půdních prostor,
kde bude vybudována chodba, koupelna, WC, ložnice a pokoj s ohledem na normu ČSN 73 4301: Obytné budovy, která mimo jiné doporučuje minimální rozměry obytných místností. Pro snadné napojení vodovodního a odpadového potrubí bude nově vzniklá koupelna ve 2. NP umístěna nad stávající koupelnou v 1. NP. Tabulka 2 uvádí přehled těchto nově vzniklých místností, které jsou označeny C2.01-C2.06. Tab. 2 Legenda místností půdních prostor
Číslo místnosti
Název místnosti
délka
šířka
výška
Plocha (m2)
C2.01 C2.02 C2.03 C2.04 C2.05 C2.06
Chodba Chodba WC Koupelna Ložnice Pokoj
2140 2140 2140 3900 3900 3900
8390 4120 1500 4740 5130 4120
2337 2840 2337 2337 2337 2840
17,95 8,82 3,21 18,49 20,01 16,07
Rozměry místnosti
12
Okna počet šířka 1 1 1 2 3 1
780 920 780 780 780 2220
výška
m2
980 920 980 1180 1180 1600
0,76 0,85 0,76 1,84 2,76 3,55
4.4 Technické a konstrukční řešení objektu 4.4.1 Svislé a vodorovné konstrukce Svislé nosné a nenosné konstrukce domu jsou z cihelného zdiva na vápenné a nastavované maltě. Vodorovné nosné konstrukce, které se skládají z dřevěných trámů a prkenného záklopu, jsou pobité heraktlitovými deskami a omítnuty. Podle stavebně technického průzkumu jsou stropy z hlediska napadení biotickými škůdci v dobrém stavu, proto budou dřevěné trámy, záklop, násyp a podbití zachovány. Skladba nového stropu je uvedena ve výkresech 14 a 15.
4.4.2 Schodiště Vlastní konstrukce schodiště je monolitická ze železobetonu. Povrch stupňů je opatřen nátěrem. Schodiště je dvouramenné lomené s mezipodestou. Zábradlí je kovové.
4.4.3 Podlahy Podlaha v prvním podzemním podlaží (1. PP, což jsou sklepní prostory), chodbách, WC a koupelně je tvořena hlazenou železobetonovou základovou deskou. Kromě 1. PP je zmíněná krytina opatřena nátěrem. Ve všech zbylých prostorách je dřevěná smrková podlaha. Nové podlahy jsou navrženy následujícím způsobem: na schody a přilehlou chodbu (B2.01), chodby, WC a koupelnu v 1. NP a bude položena keramická glazovaná protiskluzná dlažba. V ostatních prostorách 1. NP bude dřevěná smrková podlaha zachována. V 2. NP u nově vzniklých místností, a to chodby, koupelny a WC, bude položena dlažba na dřevěné bednění a betonové desky. U zbylých stávajících i nově vzniklých obytných místností bude smrková dřevěná podlaha.
4.4.4 Střešní konstrukce Střešní konstrukce na části A je tvořena nosnou konstrukcí krovu soustavy
hambálkové se střešní krytinou z cementových tašek. Na této části je umístěn otvor pro
13
vstup na střechu. Na části B je střecha plechová. Pultová střecha na části B výškově přesahuje hřeben sedlové střechy části A o 1000 mm.
Nevyužité půdní prostory zabírají celkovou plochu 90,73 m2. Střecha je souměrná sedlová pokrytá cementovými taškami, jež jsou kladeny na střešní latě. Střecha je zakončena polovalbou. Stávající krov je tvořen hambálkovou soustavou. Průřez hambálku je 130 x 70 mm. Hambálek je ke krokvi připojen přeplátováním. Hloubka přeplátování je polovina
tloušťky hambálku. Rozměry krokví čítají 120 x 160 mm. Krokve jsou spojovány u hřebenu na ostřih a jsou osedlány do dvou podélných pozednic o rozměrech 160 x 120 mm.
Nový krov bude navržen dle stávajícího. Pouze stávající střešní krytina bude nahrazena novou a rozměry hambálku budou stejné jako rozměry krokví, tedy 120 x 160 mm. Hambálek bude ke krokvi zajištěn pomocí dvou příložek o rozměrech 30 x 160 mm. Nová skladba střešního pláště U šikmých střech existuje několik možností skladeb střešních plášťů z hlediska umístění tepelné izolace. Podle počtu střešních plášťů se rozdělují na jedno-, dvou- a tříplášťové (Vaverka, 2006). Nová skladba střešního pláště (Výkres 14) bude dvouplášťová a bude se skládat z následujících vrstev: -
krytina Guttatop - 19 mm,
-
latě – 40 mm,
-
kontralatě – 30 mm,
-
difúzní fólie – 0,4 mm,
-
tepelná izolace – 160 mm,
-
parotěsná fólie – 0,3 mm,
-
tepelná izolace v dřevěném roštu – 50 mm,
-
sádrovláknitá deska – 12,5 mm.
14
4.4.5 Výplně otvorů Okna jsou špaletová, zasklená jednoduchým sklem do sklenářského kytu. Okna jsou
orientována především na jižní a východní stranu. V severní části objektu jsou vstupní
dveře a okna osvětlující chodbu a schody. Rodinný dům obsahuje celkem čtyři vnější
vstupní dveře, z nichž část A má jedny.
Nová okna jsou navržena z dřevěných smrkových europrofilů s celoobvodovým kováním s rámovou a křídlovou okapnicí z eloxovaného hliníku.
4.4.6 Bourací práce Samotné realizaci půdní vestavby bude předcházet částečná rekonstrukce stávajícího
objektu. Dveře v části A na severní straně a jedny v části B na západní straně budou demontovány, dozděny a nahrazeny okny. V části A je to místnost č. A1.07 koupelna,
kde je v současné době prosvětlení řešeno pouze nadsvětlíkem nad sklepními dveřmi.
V části B se jedná o místnost č. B1.01 (B2.01) chodbu se schodištěm, ve které budou
dveře u schodiště nahrazeny oknem, pod nímž bude umístěno topné těleso. Na části půdy A bude přistavěna nástavba, která bude mít pultovou střechu ve stejné
výšce, jako stávající část B. Zbylá část bude řešena sedlovou střechou, u které bude výška hřebene zvednuta na úroveň střechy na části B, jelikož je zde, jak již bylo uvedeno, výškový rozdíl 1000 mm.
Střecha tak bude tvořena třemi samostatnými částmi (Výkres 10). Na části B zůstane
střecha nezměněna. Na části A bude mít nástavba samostatnou pultovou střechu a zbylá část střechu sedlovou.
Půdní nadezdívka bude zvýšena, bude vybetonován nový pozední věnec a štítové
zdivo bude dozděno. Komín v části A bude zbourán, avšak pouze do úrovně podlahy v 2. NP.
Obr. 3 Východní pohled na hřeben
15
5 Východiska řešení Práce na objektu budou zahájeny po provedení zmíněných bouracích prací, jako je vybourání dvou vstupních dveří v severní a západní fasádě a jejich následné nahrazení
novými eurookny. Dále je to zbourání komínu v části A.
Poté bude zbourána ta část krovu, na jehož místě bude vyzděna půdní nástavba
s pultovou střechou. Nejprve bude odstraněna stávající střešní krytina a poté bude započato rozebírání krovu. Dále následuje vyzdění obvodových zdí nástavby. Dalším krokem bude postavení konstrukce krovu u pultové střechy, a to včetně jeho oplechování, zateplení a zalaťování. Poté může být odstraněn zbylý stávající krov a vybetonován nový pozední věnec, včetně přizdívky na celkovou výšku 850 mm (měřeno od stávající podlahy). Následující práce budou zahrnovat osazení eurooken v nástavbě, omítnutí stěn i nadezdívky, usazení pozednic a stavbu konstrukce sedlové střechy, a to včetně usazení střešních oken. Dále bude usazeno úžlabí u sedlové střechy na novou zeď nástavby, zateplen krov a poležena nová krytina na obě střechy. Pro montáž střešní krytiny Guttatop je potřeba, aby byla vzdálenost latí 35 cm. Přitom vzdálenost první dolní latě a druhé následující by měla být 26 - 28 cm. Vzdálenost první latě od kraje (čela) krytiny je doporučena 3 - 5 cm (Prospekt Guttatop). Krytina se začíná pokládat v pravém dolním rohu střechy a pokračuje se podle kladecího plánu, jenž uvádí výrobce. První tři desky se přichytí zlehka několika vruty. Po zkontrolování pravidelnosti položení krytiny mohou být desky přišroubovány napevno. Takto se pokračuje postupně s pokládáním krytiny na celé střeše. Krytina se
přišroubovává výlučně v dolní části vlny/prolisu, tak aby byla pevně přichycena ke střešní lati. Krytinu lze dělit pouze stříháním (Prospekt Guttatop).
Po montáži střešní krytiny započne vyzdění dvou příček v půdní vestavbě a dozdění štítového zdiva, včetně omítnutí, obložení stěn i výměny stávající podlahy. Výškový rozdíl podlah mezi částí A a částí B ve 2. NP, který je 380 mm, bude řešen betonovým schodišťovým stupněm a obložen keramickou dlažbou. Vzhledem k různé materiálové skladbě půdní nadezdívky (starší cihelná část, nový železobetonový ztužující věnec a tvárnice Ytong) bude jedním z posledních kroků
16
realizace zateplení této části z venkovní strany od celé výšky půdní nadezdívky až na úroveň nadpraží oken z důvodu zamezení vzniku tepelných mostů. Celkové zateplení objektu bude provedeno až v pozdější fázi, a to zároveň s výměnou všech původních špaletových oken.
17
6 Výběr vhodných materiálů Materiály, které budou na stavbu použity, budou vybrány na základě následujících priorit: -
tepelně izolační vlastnosti,
-
cena.
Za pomocí masmédií a rad odborníků se shromáždí potřebné informace o materiálech a následně se porovnají a vyhodnotí dle výše uvedených priorit. Jedná se o tyto materiály: -
tvárnice a zdící materiál,
-
tepelná izolace,
-
difúzní a parotěsná fólie,
-
materiál pro konstrukci krovu,
-
střešní krytina,
-
obklady stěn a stropů,
-
spojovací prvky.
Současně s materiály budou vybrány také vnější výplně stavebních otvorů.
6.1 Tvárnice a zdící materiál Cihly a zdící materiál budou použity pro zděnou část nástavby. Vzhledem k tomu, že obvodové stěny jsou tloušťky 480 mm a vnitřní nosná stěna je 330 mm, bude vybrán materiál se skladebnou šířkou, která bude nejbližší uvedeným údajům. Tvárnice YTONG P2-400 PDK Tyto tvárnice jsou vhodné pro nosné i nenosné obvodové a vnitřní stěny, ztužující, výplňové a požární stěny nízkopodlažních i vícepodlažních budov (Stavební materiál YTONG, 2009). POROTHERM 30 AKU P+D Svisle děrované cihly POROTHERM 30 AKU P+D jsou určené pro omítané nosné zdivo tloušťky 300 mm. Cihly mají díky své vyšší objemové hmotnosti a novému systému děrování výborné akustické a tepelně akumulační vlastnosti a splňují požadavky ČSN na akustický útlum a tepelné vlastnosti zdiva (Katalog výrobků
POROTHERM, 2009).
18
Tab. 3 Vybrané vlastnosti materiálů – tvárnic Materiál 1 Materiál 2 Název materiálu YTONG P2-350 PDK POROTHERM 44 CB DF Deklarovaný součinitel tepelné 0,085 W. m-1K-1 0,135 W. m-1K-1 vodivosti (λD) Cena 1302 Kč/m2 825 Kč/m2 Tloušťka Hmotnost Třída reakce na oheň
375 mm
440 mm
500 kg/m³ A1
640 kg/m3 A1
YTONG Lambda P2-350 PDK Jedná se o tvárnice z autoklávového pórobetonu. Používají se pro nosné i nenosné obvodové tepelně izolační stěny energeticky úsporných budov (Stavební materiál YTONG, 2009). POROTHERM 44 CB DF Tyto broušené cihly jsou určené pro jednovrstvé obvodové nosné i nenosné zdivo tloušťky 440 mm s vysokými nároky na tepelný odpor a tepelnou akumulaci stěny (Katalog výrobků POROTHERM, 2009). Tab. 4 Vybrané vlastnosti materiálů – tvárnic Materiál 1 Materiál 2 YTONG P2-400 POROTHERM 30 AKU Název materiálu PDK P+D Deklarovaný součinitel tepelné 0,1 W. m-1K-1 0,35 W. m-1K-1 vodivosti (λD) Cena 970 Kč/m2 1600 Kč/m2 Tloušťka 300 mm 300 mm Hmotnost 400 kg/m³ 980 kg/m³ Třída reakce na oheň A1 A1 Pro použití se jeví jako vhodnější materiál firmy YTONG, jelikož má lepší součinitel tepelné vodivosti a také z hlediska cenové úrovně vychází levněji cca o 17 000,- Kč. Jde o cenový rozdíl určený již na základě celkového potřebného množství materiálu.
19
6.2 Tepelná izolace Na tepelně izolačních vlastnostech obvodových konstrukcí závisí tepelná ochrana
budovy. Tepelně izolačních materiálů existuje celá řada (Vaverka a kol., 2008).
Pro porovnání byly zvoleny dva druhy tepelných izolací, kde první je z kamenné vlny a druhý ze skelné plsti. Multirock od firmy Rockwool Jedná se o měkký a lehký pás z kamenné vlny pojený organickou pryskyřicí, v celém objemu hydrofobizovaný a následně nařezaný na desky. Deska Multirock je určena pro stavební tepelné a protipožární izolace v oblasti vnějších konstrukcí - šikmých střech, podkroví, vnitřních konstrukcí - stropů, podlah mezi trámy nebo polštáře, dělicích stěn, podhledů a dalších bez mechanického zatížení izolační výplně (Přehled výrobků Rockwool). Tato deska se vyznačuje následujícími vlastnostmi: tepelně izolační schopnosti, nehořlavost
(ochrana
proti
šíření
plamene
a
požáru),
zvuková
pohltivost,
vodoodpudivost a odolnost proti vlhkosti (v celém objemu je hydrofobizovaná), paropropustnost a rozměrová stálost (Přehled výrobků Rockwool). Unirol Profi od firmy Isover Jedná se o izolační rolované pásy vyrobené ze skelné plsti Isover. Po celém povrchu mají hydrofobizované vlákna. Výroba je založena na metodě rozvlákňování taveniny skla a dalších příměsí a přísad. Vytvořená minerální vlákna se v rámci výrobní linky zpracují do finálního tvaru pásu (Katalog a ceníky Isover). Izolaci je nutné v konstrukci chránit vhodným způsobem (parotěsnící fólie, vhodná ochrana proti usazování prachu u volně ložených izolací, další vrstvy dvojitých konstrukcí). Izolace je ekologicky a hygienicky nezávadná a odolná vůči plísním, houbám a dřevokaznému hmyzu (Katalog a ceníky Isover). U tohoto výrobku je uváděn nejlepší deklarovaný součinitel tepelné vodivosti na trhu ve své kategorii. Následující tabulka 5 uvádí vybrané vlastnosti výše zmíněných materiálů, a to z hlediska stanovených priorit, kterými jsou tepelně izolační vlastnosti a cena. Také je zde uvedena třída reakce na oheň.
20
Tepelná izolace Multiorock má oproti izolaci Unirol Profi vyšší deklarovaný součinitel tepelné vodivosti. Izolace Unirol je o 12,- Kč/m2 dražší oproti desce Multirock. Oba materiály jsou zařazeny ve třídě reakce na oheň A1.
Vzhledem k tomu, že jako priorita číslo 1 byly stanoveny optimální tepelně izolační
vlastnosti, byla vybrána tepelná izolace Unirol Profi.
Název materiálu
Tab. 5 Vybrané vlastnosti materiálů – izolací Materiál 1 Materiál 2 Multirock od firmy Unirol Profi od firmy Rockwool Isover
Deklarovaný součinitel tepelné vodivosti (λD) Cena Třída reakce na oheň
0,039 W. m-1K-1
0,033 W. m-1K-1
274,- Kč/m2 A1
288,- Kč/m2 A1
6.3 Difúzní a parotěsná fólie Difúzní fólie S ohledem na skutečnost, že ve se střešním plášti nachází tepelná izolace a pohledová vrstva, je třeba ve skladbě střešního pláště, pod krytinou a nad tepelnou izolací navrhnout pojistnou hydroizolaci. Ta musí mít malou hodnotu difúzního odporu. To proto, aby byl splněn požadavek, že difúzní odpor ve směru od interiéru k exteriéru se má snižovat (Vaverka, 2006). Pro porovnání byly vybrány dva druhy difúzních fólií, a to Guttafol DO 121 S a Jutadach 115. Guttafol DO 121 S Jde o vysoce difúzní (kontaktní) fólii na tepelnou izolaci na nevětrané bednění. Vyznačuje se vysokou odolností díky třívrstvému provedení. Vysoká difúzní propustnost zajišťuje dokonalé dýchání střešní konstrukce. Nevyžaduje větrací mezeru, umožňuje tak položení tepelné izolace v celé výšce krokve (Gutta produkty). Jutadach 115 Používá se jako pojistná podstřešní fólie k ochraně podkrovních prostorů pod střechou před sazemi, prachem a vlhkostí z deště a sněhu. U půdních vestaveb chrání
21
tepelnou izolaci před vlhkostí (Podstřešní fólie, podstřešní membrány a parotěsné fólie Juta). Tab. 6 Vybrané vlastnosti materiálů – difúzních fólií Materiál 1 Materiál 2 Název materiálu Guttafol DO 121 S Jutadach 115 Cena Tloušťka Plošná hmotnost Pevnost Ekvivalentní difúzní tloušťka (Sd) Třída reakce na oheň
47,6 Kč/m2 0,23 mm 100 g/m2 150 N/5 cm 0,02 m B2
46,31 Kč/m2 0,4 mm 110 g/m2 200 N/5 cm 0,02 m D
Jako vhodnější materiál byla vybrána fólie Jutadach, jelikož je výrazně levnější. Má horší odolnost vůči ohni, ovšem je pevnější. Ekvivalentní difúzní tloušťka je totožná. Parotěsná fólie Pro porovnání byly vybrány dva druhy parozábran, a to Guttafol DO 121 S a Jutafol 110 D Speciál. Guttafol DS Alu plus Jedná se o vysoce parotěsnou fólii s reflexní hliníkovou vrstvou a integrovanou lepicí páskou. Obsahuje také výztužnou mřížku a polyetylenovou fólii. Použité materiály zajišťují vysokou parotěsnou schopnost fólie, vysokou pevnost a dlouhou
životnost. Reflexní vrstva zároveň odráží sálavé teplo zpět do interiéru, čímž zvyšuje tepelně izolační parametry střešní konstrukce (Gutta produkty). Jutafol N Al 170 Speciál Tato parozábrana je určena na ochranu tepelných izolací, přispívá k zachování
dlouhodobé funkce tepelné izolace, zabraňuje kondenzaci vody v izolačních vrstvách, představuje účinnou obranu proti pronikání páry a zadržuje teplo v interiérech (Podstřešní fólie, podstřešní membrány a parotěsné fólie Juta).
22
Tab. 7 Vybrané vlastnosti materiálů – parotěsných fólií Materiál 1 Materiál 2 Jutafol N Al 170 Název materiálu Guttafol DS Alu plus Speciál Deklarovaný součinitel tepelné vodivosti (λD) Cena Tloušťka Plošná hmotnost Pevnost Třída reakce na oheň
0,39 W. m-1K-1
0,39 W. m-1K-1
35,1 Kč/m2 0,3 mm
40,7 Kč/m2 0,3 mm
105 g/m2 250 N/5 cm B1
170 g/m2 > 170 N/5 cm E
Jako parotěsná fólie byla vybrána fólie Guttafol, neboť je levnější. Má také lepší třídu reakce na oheň.
6.4 Materiál střešního krovu Jako materiál použitý pro nosnou konstrukci krovu bylo zvoleno dřevo smrku ztepilého (Picea abies). Smrkové dřevo patří mezi naše nejdůležitější užitkové dřevo. Nemá vylišeno jádro a běl. Dřevo je žlutobílé až světle žlutohnědé, letokruhy jsou zřetelné s povolným přechodem mezi jarním a letním dřevem v rámci letokruhu.
Pryskyřičné kanálky jsou drobné, patrné pouze na podélných řezech jako svislé tmavší
pásky. Dřevo slabě voní, na podélných řezech je slabě lesklé (Šlezingerová, Gandelová, 2004).
Patří k měkkým (26 MPa) a lehkým dřevům. Je méně trvanlivé a odolné proti biotickým škůdcům, dobře se opracovává, suší, hůře se impregnuje (Šlezingerová, Gandelová, 2004).
6.5 Střešní krytina Pro porovnání byly vybrány dva různé typy krytin. Jako zástupce lehkých krytin je to taška GUTTATOP z profilovaného plechu a z těžších krytin taška Bramac MAX.
23
Tašky GUTTATOP Jedná se o tašky vyrobené z profilovaného ocelového plechu obarveného polyesterovým lakem (Gutta produkty). Bramac MAX
Střešní tašky Bramac MAX nabízí hospodárné řešení pro všechny šikmé střechy. Jsou větší než všechny ostatní tašky, proto je spotřeba pouze 7,5 kusů na m2. Významnou předností tašky Bramac MAX je snížení hmotnosti krytiny o 15% bez omezení ostatních vlastností (Technické údaje Bramac, 2008). Tab. 8 Vybrané vlastnosti materiálů – střešních krytin Materiál 1 Materiál 2 Název materiálu Tašky GUTTATOP Bramac MAX Cena Hmotnost Rozměry Spotřeba na 1 m2
210 Kč/m2 4 kg/m2 1200 x 2250 mm cca 0,4 ks (1 deska na 2,4 m)
323 Kč/m2 37,5 kg/m2 365 x 480 mm cca 7,5 ks
Jako vhodnější materiál pro střešní krytinu byla zvolena taška z profilovaného plechu, neboť je levnější a lehčí. Vzhledem k větším rozměrům se také vyznačuje jednodušší a rychlejší montáží.
6.6 Obklady stěn a stropů Existuje řada možností, čím obložit stěny i stropy. Aby byla možnost provést barevnou úpravu stěn i během užívání bez větších nákladů, nebudou proto použity obklady, které toto neumožní, jako např. palubky. Na obložení stěn a stropů bude tedy vybíráno z materiálů typu sádrovláknitých desek. Fermacell Tyto sádrovláknité desky Fermacell se skládají ze sádry a papírových vláken, která
se získávají recyklací. Na výrobních linkách řízených počítačem se po přidání vody a bez dalších pojidel stlačuje homogenní směs těchto dvou přírodních surovin pod vysokým tlakem na pevné desky, které se suší a řežou na příslušné formáty. Desky jsou
vzduchotěsné a větrotěsné. Rovněž styky desek lze klasifikovat jako vzduchotěsné a neprostupné pro vítr. To platí jak pro tupý spoj dvou desek na dřevěné stojce, tak i pro
24
tmelenou či lepenou spáru, za níž žádný takový prvek není. Napojení stavebních dílů a montážní otvory, např. zásuvky, je nutno pečlivě utěsnit (Systémy suché výstavby Fermacell). Rigidur Deska má univerzální použití jako stavební, protipožární i impregnovaná deska, ale také jako podlahový dílec. Desky Rigidur lze použít pro stavbu vnitřních i vnějších stěn. Desky se používají na konstrukce, od kterých se očekává vyšší odolnost proti působení vody, požáru nebo mechanickému poškození než od konstrukcí ze sádrokartonových desek. Dále se používají jako konstrukční desky odvětraných fasád, obkladové desky
vnějšího pláště dřevostaveb a v neposlední řadě jako obklad konstrukcí střechy
s požadavkem na požární odolnost (Sádrovláknité desky Rigidur, 2009). Tab. 9 Vybrané vlastnosti materiálů – sádrovláknitých desek Materiál 1 Materiál 2 Název materiálu Fermacell Rigidur Hodnota tepelné vodivosti Cena Hmotnost desky Rozměry (š x d x tl.) Třída reakce na oheň
0,32 W. m-1K-1
0,36 W. m-1K-1
196 Kč/m2 36 kg 1249 x 2000 x 12,5 A1
192 Kč/m2 37,5 kg 1249 x 2000 x 12,5 A1
Vzhledem k tomu, že cenový rozdíl není tak výrazný, byla dána přednost sádrovláknité desce Fermacell. Tato deska má také nižší hodnotu tepelné vodivosti a je lehčí.
6.7 Spojovací prvky Pomocné a spojovací prvky tvoří v porovnání s ostatními materiály nejmenší část nákladů, proto budou vybrány přímo při nákupu s ostatními materiály. Cenově však budou do celkového rozpočtu započítány, a to přímo u matriálů, u kterých budou použity.
25
6.8 Výplně stavebních otvorů Okna budou vybrána pro nově vzniklou půdní nástavbu, ale také pro další část objektu, a to tam, kde dvoje dveře budou nahrazeny okny. Dále budou vybrány střešní okna a vnitřní dveře. Tab. 10 Vybrané vlastnosti střešních oken Okno Velux Okno Roto GGL 3060 WDF 848 H WD CU/TZ
Název Součinitel prostupu tepla zasklení (Uw) Součinitel prostupu tepla celého okna (Uf) Cena Rozměr
Název Součinitel prostupu tepla zasklení (Uw) Součinitel prostupu tepla celého okna (Uf) Cena
Název Cena za ks Rozměr
1, 0 W/(m2 · K)
1,1 W/(m2 · K)
1,3 W/(m2 · K)
1,4 W/(m2 · K)
12 670 Kč/ks 780 x 1180 mm
17 352 Kč/ks 740 x 1180 mm
Tab. 11 Vybrané vlastnosti oken Okno Vekra Euro okno IV78
Okno ČDZ Euro okno IV78
1,1 W/(m2 · K)
1,1 W/(m2 · K)
1,4 W/(m2 · K)
1,23 W/(m2 · K)
6920 Kč/m2
6540 Kč/m2
Tab. 12 Vybrané vlastnosti vnitřních dveří Vnitřní dveře Vnitřní dveře CAG Sapeli 7 524 Kč 11073 Kč 700 / 800 x 1970 mm 700 / 800 x 1970 mm
Vzhledem k levnějším střešním oknům od firmy Velux budou zvolena právě tato okna. Mají také lepší součinitel prostupu tepla. U jednoduchých eurooken bude dána
přednost oknům od firmy České dřevařské závody, neboť mají lepší součinitel prostupu
tepla a jsou levnější. Vnitřní dveře byly vybrány s přihlédnutím k ceně a designu od firmy CAG.
26
7 Prostup tepla konstrukcemi Podle normy ČSN 73 0540-4: Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody je definován prostup tepla konstrukcí jako: „stanovením součinitele prostupu tepla U, popřípadě tepelným odporem konstrukcí R se hodnotí ustálený tepelný tok prostupující celými konstrukcemi, prvky nebo díly, včetně případného vlivu tepelných mostů v nich obsažených. Výpočtové metody se liší zejména přístupem k zahrnutí vlivu tepelných mostů u nestejnorodých konstrukcí. Odlišně se stanoví součinitel prostupu tepla pro prosklené výplně otvorů, pro konstrukce přilehlé k zemině a pro konstrukce ochlazované přes přilehlé nevytápěné prostory. Pro výpočet tepelných ztrát jednotlivých místností je určen součinitel prostupu tepla zabudované konstrukce Ukc zohledňující
v hodnocené místnosti příslušnou část vlivu tepelných vazeb mezi konstrukcemi.“
Pro tepelnou ochranu budov a jejich návrh konstrukce jsou důležité znalosti o klimatických podmínkách v dané lokalitě a přirozeně také požadavky na vnitřní prostředí budov (Vaverka, 2006).
Klimatické podmínky Katastrální území Mělníka patří díky své poloze v Polabí k nejteplejším a nejsušším
oblastem Čech. Širší okolí města patří do teplé oblasti s ročním průměrem nad 8 °C
s průměrnými ročními srážkami pod 800 mm. V území převládají větry západního kvadrantu (Základní informace o městě a okolí, 2008). Nadmořská výška obce Mělník je 215 m, severní šířka 50° 21' 07" a východní délka 14° 28' 30" (Mělník, 2009). Postup výpočtu Navrhovaná teplota venkovního vzduchu v zimním období Θe v °C pro místo budovy v příslušné teplotní oblasti podle mapy na obrázku 4 a v závislosti na nadmořské výšce budovy se stanoví ze vztahu Θe = Θe, 100 + ∆ Θe, kde Θe,100 je základní navrhovaná teplota venkovního vzduchu v příslušné teplotní oblasti polohopisně vymezené Obr. 4, určená nadmořskou výškou 100 m n. m. ve °C, ∆ Θe je výškový teplotní gradient v K pro danou teplotní oblast, který se pro místo budovy s nadmořskou výškou h stanoví ze vztahu: ∆ Θe = ∆ Θe0 ∆h / 100, kde ∆ Θe0 je základní teplotní gradient pro danou teplotní oblast,
27
∆h = h – 100 rozdíl nadmořské výšky místa budovy h v m n. m. a základní nadmořské výšky ve 100 m n. m. Výsledek je zaokrouhlen vždy směrem k chladnější hodnotě.
Obr. 4 Mapa teplotních oblastí (Vaverka, 2006) Výpočet Na základě zeměpisné polohy budovy byla zjištěna u obce Mělník teplotní oblasti 1.
Dle normy ČSN 73 0540-3: Tepelná ochrana budov – Část 3: Navrhované hodnoty, 2005 byly určeny a dosazeny do vzorce následující hodnoty: Θe,100 = - 12 °C ∆ Θe0 = - 0,5 K h = 215 m ∆h = 215 – 100
∆ Θe = - 0,5 * 115 / 100
∆h = 115 m n. m.
∆ Θe = - 0,575
Θe = - 12 + - 0,575 Θe = - 13 °C
Navrhovaná teplota venkovního vzduchu v zimním období je – 13 °C. Vnitřní navrhovaná teplota Θai je 21 °C.
28
7.1 Prostup tepla střešním pláštěm sedlové střechy Jedná se o konstrukci, u které nelze uvažovat, že půjde o jednorozměrné šíření tepla. Součinitel prostupu tepla se stanoví z opakujícího se charakteristického výseku. Tab. 13 Skladba střešního pláště (ideální výsek mimo tepelný most) d λu d / λu Vrstva Materiál -1 -1 2 [m] [W.m K ] [(m · K)/W] 1. Sádrokarton 0,0125 0,32 0,057 2. Tepelná izolace v dřevěném roštu 0,05 0,0401 1,247 3. Parozábrana 0,0003 0,39 0,001 4. Tepelná izolace 0,16 0,033 4,848 Tab. 14 Skladba střešního pláště (ideální výsek v místě tepelného mostu) d λu d / λu Vrstva Materiál -1 -1 2 [m] [W.m K ] [(m · K)/W] 1. Sádrokarton 0,0125 0,32 0,039 2. Tepelná izolace v dřevěném roštu 0,05 0,0401 1,247 3. Parozábrana 0,0003 0,39 0,001 4. Dřevo 0,16 0,18 0,889 Ra = ∑ Rb = ∑
d vrstvy
λu vrstvy d vrstvy
λu vrstvy
=
0,0125
+
0,32 =
0,0125
0,05
+
0,04 +
0,32
0,0003
+
0,39
0,05
+
0,04
0,0003 0,39
0,16 0,033
+
0,16 0,18
Ra …pro skladbu mimo tepelný most Rb … pro skladbu v místě tepelného mostu Tab. 15 Vstupní hodnoty výsek b = 0,984 m šířka krokve = výška krokve =
0,12 m 0,16 m
šířka izolace = celková výška pláště =
0,864 m 0,2228 m
Tab. 16 Hodnoty odporů při přestupu tepla (Vaverka, 2006) Rsi = 0,13 (m2 · K)/W Rse = 0,04 (m2 · K)/W 29
= 6,138 (m2 · K)/W
= 2,179 (m2 · K)/W
Odpory při prostupu tepla pro každý výsek: RTa = Rsi + Ra + Rse = 0,13 + 6,138 + 0,04 = 6,308 (m2 · K)/W RTb = Rsi + Rb + Rse = 0,13 + 2,179 + 0,04 = 2,349 (m2 · K)/W Plochy mimo tepelný most a v místě tepelného mostu: Aa = 0,864 · 0,2228 = 0,192 m2 Ab = 0,12 · 0,2228 = 0,027 m2 A = 0,984 · 0,2228 = 0,219 m2 …. celková plocha charakteristického výseku Poměrné plochy každého výseku (bezrozměrná jednotka): 0,192
fa =
=
0,877
=
0,123
0,219 0,027
fb =
0,219
Horní mez odporu při prostupu tepla: 1 R´T
=
R´T
=
fa
fb
+
RTa
=
RTb
1 0,191
0,877
+
6,308
0,123
0,191 (m2 · K)/W
=
2,349
5,236 (m2 · K)/W
=
Výpočet tepelného odporu pro nestejnorodou vrstvu: Raj
=
Rbj
=
1 Rj
=
Rj
=
dj λj dj λj fa
0,16 0,033
=
0,16
=
4,848 (m2 · K)/W
=
0,889 (m2 · K)/W
0,18 fb
+
Raj
R = ∑ dj = λj
=
1 0,319 0,0125 0,32
=
Rbj =
+
0,877 4,848
+
0,123
=
0,319 (m2 · K)/W
0,889
3,135 (m2 · K)/W 0,05 0,04
+ 0,0003 + 3,135 0,39
30
=
4,423 (m2 · K)/W
Dolní mez odporu při prostupu tepla: R´´T = Rsi + R + Rse = 0,13 + 4,423 + 0,04 = 4,593 (m2 · K)/W Odpor při prostupu tepla: RT
R´T + R´´T = 2
=
5,236 + 4,593 2
= 4,914 (m2 · K)/W
Součinitel prostupu tepla: U=
1 RT
=
1
=
0,203 W/(m2 · K)
4,914
Dle normy ČSN 73 0540-2 jsou pro plochou a šikmou střechu se sklonem pod 45º stanoveny hodnoty požadovaného součinitele prostupu tepla UN = 0,24 W/(m2 · K) a doporučeného součinitele prostupu tepla UN = 0,16 W/(m2 · K). Vypočítaná hodnota splňuje požadovanou hodnotu.
7.2 Prostup tepla stropní konstrukcí pod pultovou střechou Skladba stropní konstrukce pod pultovou střechou je následující: Tab. 17 Skladba stropní konstrukce (ideální výsek mimo tepelný most) d / λu d λu Vrstva Materiál -1 -1 2 [m] [W.m K ] [(m · K)/W] 1. Sádrokarton 0,0125 0,32 0,057 2. OSB deska 0,013 0,18 0,072 3. Tepelná izolace v dřevěném roštu 0,05 0,0401 1,247 4. Parozábrana 0,0003 0,39 0,001 5. Tepelná izolace 0,21 0,033 6,364 Tab. 18 Skladba střešní konstrukce (ideální výsek v místě tepelného mostu) d λu d / λu Vrstva Materiál [m] [W.m-1K-1] [(m2 · K)/W] 1. Sádrokarton 0,0125 0,32 0,039 2. OSB deska 0,013 0,18 0,072 3. Tepelná izolace v dřevěném roštu 0,05 0,0401 1,247 4. Parozábrana 0,0003 0,39 0,001 5. Dřevo 0,24 0,18 0,889
31
Výpočet je stejný jako u předchozí kapitoly. Jsou zde použity hodnoty odporů při přestupu tepla z tab. 15. Ostatní potřebné vstupní hodnoty jsou uvedeny v následující tab. 19. Tab. 19 Vstupní hodnoty šířka výseku b 0,97 šířka trámu výška trámu
0,19 0,24
šířka izolace celková výška pláště Ra = ∑
0,0125
Rb = ∑
0,0125
+
0,013
0,32
+
0,18 +
0,013
0,32
0,05
+
0,04 +
0,18
0,78 0,2858
0,0003
+
0,39
0,05
+
0,04
0,0003
0,21
= 7,726 (m2 · K)/W
0,033 +
0,39
0,24
= 2,695 (m2 · K)/W
0,18
Ra …pro skladbu mimo tepelný most Rb … pro skladbu v místě tepelného mostu Odpory při prostupu tepla pro každý výsek: RTa = Rsi + Ra + Rse = 0,13 + 7,726 + 0,04 = 7,896 (m2 · K)/W RTb = Rsi + Rb + Rse = 0,13 + 2,695 + 0,04 = 2,865 (m2 · K)/W Plochy mimo tepelný most a v místě tepelného mostu: Aa = 0,780 · 0,2858 = 0,223 m2 Ab = 0,19 · 0,2858 = 0,054 m2 A = 0,970 · 0,2858 = 0,277 m2 …. celková plocha charakteristického výseku Poměrné plochy každého výseku (bezrozměrná jednotka): fa =
fb =
0,223
=
0,805
=
0,195
0,277 0,054 0,277
32
Horní mez odporu při prostupu tepla: 1 R´T
=
R´T
=
fa
fb
+
RTa
=
RTb
1 0,170
0,805
+
7,896
0,195
0,170 (m2 · K)/W
=
2,865
5,882 (m2 · K)/W
=
Výpočet tepelného odporu pro nestejnorodou vrstvu: Raj
=
Rbj
=
1 Rj
=
Rj
=
dj λj dj λj fa
0,21 0,033
=
0,24
=
6,364 (m2 · K)/W
=
1,333 (m2 · K)/W
0,18 fb
+
Raj 1 0,273
=
0,805
=
Rbj =
R = ∑ 0,0125 + 0,013 + 0,32 0,18
+
6,364
0,195
=
0,273 (m2 · K)/W
1,333
3,663 (m2 · K)/W 0,05 0,04
+ 0,0003 + 3,663 0,39
=
5,025 (m2 · K)/W
Dolní mez odporu při prostupu tepla: R´´T = Rsi + R + Rse = 0,13 + 5,025 + 0,04 = 5,195 (m2 · K)/W Odpor při prostupu tepla: RT
R´T + R´´T = 2
=
5,882 + 5,195 2
= 5,538 (m2 · K)/W
Součinitel prostupu tepla: U=
1 RT
=
1
=
0,181 W/(m2 · K)
5,538
Výsledek součinitele prostupu tepla stropní konstrukce pod pultovou střechou je U =
0,181 W/(m2 · K). Dle normy ČSN 73 0540-2 pro strop pod nevytápěnou půdou se střechou bez tepelné izolace vypočítaná hodnota splňuje požadovanou hodnotu UN = 0,30 W/(m2 · K) a zároveň splňuje doporučenou hodnotu UN = 0,20 W/(m2 · K).
33
7.3 Prostup tepla stěnou nástavby Pro výpočet prostupu tepla stejnorodou konstrukcí byl použit následující vzorec: 1
U=
Rsi + R + Rse R=∑
1
=
RT
d vrstev
λu vrstev Tab. 20 Skladba stěny nástavby
Vrstva 1. 2. 3.
d [m]
Materiál Omítka Zdivo
0,02 0,375
Tenkovrstvá omítka
0,005
λu [W.m-1K-1]
d / λu [(m · K)/W]
0,99 0,085 0,7
0,020 4,412 0,007
2
Tab. 21 Hodnoty odporů při přestupu tepla (Vaverka, 2006) Rsi = 0,13 (m2 · K)/W Rse = 0,04 (m2 · K)/W R=
0,02 0,99
U=
+
0,375
+
0,085
1 = 0,13 + 4,44 + 0,04
0,005
=
4,44 (m2 · K)/W
0,7 1 4,61
=
0,22 W/(m2 · K)
Dle normy ČSN 73 0540-2 jsou pro vnější stěnu stanoveny hodnoty požadovaného součinitele prostupu tepla UN = 0,38 W/(m2 · K) a doporučeného součinitele prostupu tepla UN = 0,25 W/(m2 · K). Vypočítaná hodnota splňuje požadovanou hodnotu a zároveň i doporučenou hodnotu.
34
8 Výsledky Součástí návrhu na využití půdního prostoru stávajícího rodinného domu vybudováním půdní vestavby je sestavení položkového rozpočtu. V něm jsou zahrnuty náklady na bourací práce a dále na samotnou realizaci. Konkrétně se jedná o nástavbu, a to obvodové zdi, konstrukce krovu a střešní plášť včetně krytiny. Dále to jsou náklady na půdní vestavbu se sedlovou střechou, a sice zvýšení půdní nadezdívky, konstrukce krovu, střešního pláště včetně interiérového obkladu, vyzdění interiérových příček, demontáž stávajících a položení nových podlah. V cenách uvedených v rozpočtu v tab. 19 je kalkulován materiál v potřebném množství včetně dodávky a montáže. Veškeré ceny jsou uvedeny včetně DPH. Tab. 22 Rozpočet (Ceny včetně DPH) Měrná Cena za Potřebné jednotka jednotku množství
Položka
Cena
Zednické bourací práce
ks
5000
1
5000
Demontáž celého krovu včetně krytiny
ks
4500
1
4500
Demontáž stávající podlahy
ks
2800
1
2800
Odvoz suti
ks
6700
1
6700
Obvodové zdi, nadezdívka, dozdění štítu: tvárnice YTONG P2-400 PDK, tl. 375 mm (včetně malty a omítky)
m2
1450
29,5
42775
Obvodová zeď, příčka: tvárnice YTONG Lambda P2-350 PDK, tl. 300 mm (včetně malty a omítky)
m2
1120
38,7
43344
Bednění půdní nadezdívky oboustranně, zřízení a odstranění
m2
157
12
1884
Vyztužující pozední věnec ze železobetonu, beton. ocel průměr 10 mm
m3
2600
2,2
5720
Příčky: sádrovláknitá deska Fermacell, tl. 12,5 mm (včetně nosných roštů, spojovacích prvků a izolace)
m2
980
46,7
45766
Konstrukce krovu: pozednice - smrk (včetně kotvení)
bm
259
25,92
6713,28 (pokračování)
35
Konstrukce krovu: pozední hranol - smrk (včetně kotvení)
bm
323
8,04
2596,92
bm
150
135
20250
bm
150
34,73
5209,5
Konstrukce krovu: hambálek - smrk (včetně spojovacích prvků)
bm
110
47,4
5214
Izolace Unirol Profi, tl. 160 mm
m2
Konstrukce krovu: krokve u sedlové části smrk (včetně spojovacích prvků) Konstrukce krovu: krokve u pultové části smrk (včetně spojovacích prvků)
288
132
38016
Izolace Unirol Profi, tl. 50 mm
2
m
95
132
12540
Difúzní fólie Jutadach 115, tl. 0,4 mm Parotěsná fólie Guttafol DS Alu plus, tl. 0,3 mm
m2
52
149
7748
m2
40
149
5960
Podkladní rošt, tl. 50 mm
bm
28
109
3052
Stropní trám - nástavba
bm
330
27,12
8949,6
Skladba stopu, násyp, SVD,OSB
m2
680
25,7
17476
Obklady stropů a stěn interiér: sádrovláknitá deska Fermacell, tl. 12,5 mm
m2
214
194,7
41665,8
Latě a kontralatě (včetně spojovacích prvků)
m2
14
605
8470
Střecha: střešní krytina tašky GUTTATOP (včetně samořezných vrutů) Střecha: hřebenáč střešní krytiny GUTTATOP (včetně čela a samořezných vrutů) Střecha: úžlabí střešní krytiny GUTTATOP (včetně samořezných vrutů)
m2
240
149
35760
bm
563
11,02
6204,26
bm
475
28,5
13537,5
Střecha: štítová lišta střešní krytiny GUTTATOP (včetně samořezných vrutů)
bm
378
15
5670
Okapy (včetně svodů a uchycení)
bm
350
27
9450
Oplechování pozink. obvodových zdí na střešní části
bm
160
16,4
2624
Střešní okna: Velux GGL 3060, 780 x 1180 mm (včetně dodávky a montáže)
ks
12720
5
63600
Střešní okna: Velux GGL 3060, 780 x 980 mm (včetně dodávky a montáže)
ks
11830
2
23660
Výplně otvorů včetně D+M: Okno Euro okno IV78, 670 x 670 mm, 1 ks (včetně montáže a int. a ext. pásek)
m2
6800
0,45
3060 (pokračování)
36
Výplně otvorů D+M: Okno Euro okno IV78, 920 x 920 mm, 2 ks (včetně montáže a int. a ext. pásek)
m2
6800
1,7
11560
Výplně otvorů D+M: Okno Euro okno IV78, 1550 x 720, 1 ks (včetně montáže a int. a ext. pásek)
m2
6800
1,12
7616
Výplně otvorů D+M: Okno Euro okno IV78, 920 x 920, 1 ks (včetně montáže a int. a ext. pásek) sklo kůra
m2
6800
0,85
5780
Výplně otvorů D+M: Okno Euro okno IV78, 2220 x 1600, 1 ks (včetně montáže a int. a ext. pásek)
m2
6800
3,55
24140
Parapení deska venkovní, tažený eloxovaný Al, šíře 110 mm (D+M)
bm
417
7,2
3002,4
Parapení deska vnitřní, smrková spárovka, šíře 350 mm (D+M)
bm
530
7,2
3816
Výplně otvorů D+M: Vnitřní dveře, 6 ks (včetně obložek)
ks
8374
6
50244
Vodorovné konstrukce D+M: stropní konstrukce v obytných místnostech
m2
988
36,1
35666,8
Vodorovné konstrukce D+M: stropní konstrukce v chodbě, WC a koupelně
m2
1148
48,5
55678
Malby z tekut. mater., Primalex Plus + barva na omítky a sádrovl. Slaboproud D+M, svítidla Vodoinstalace D+M (potrubí, odpady) Celkové náklady
m2
15
283
4245
ks ks
9250 4300
1 1
9250 4300 721 214,06
37
9 Diskuse Vypracování návrhu na vybudování půdní vestavby předcházelo zaměření stávajícího stavu, na jehož základě byla následně zpracována výkresová dokumentace. Konstrukce krovu byla zachována, neboť se jedná o krov hambálkové soustavy
s řadou výhod. Jak uvádí Oláh a kol. (2002) je jednoduchý a vyznačuje se snazší montáží, úsporou řeziva a vytvořením volných podkrovních prostor vhodných
k obývání.
Nové dispoziční řešení bylo navrženo tak, aby došlo k vytvoření dvou samostatných
bytových jednotek se společným hlavním vstupem. Při navrhování nového dispozičního řešení bylo přihlédnuto k příslušné normě ČSN 73 4301 Obytné budovy.
Půdní vestavbou byly získány tři další místnosti. Jedna místnost vznikla v nástavbě a zbylé dvě místnosti v podkroví. Šířka chodby byla stanovena vzhledem k nice na 2140 mm. Chodby byly navrženy tak, aby jednotlivé místnosti nebyly propojené a měly samostatný vstup. Veškeré místnosti včetně stávající místnosti ve 2. NP, místnosti B2.03 – obývací pokoj, jsou tedy přístupné z chodby s vlastním vchodem. Do těchto nově vzniklých místností však bylo nutné zakomponovat koupelnu s WC. Vzhledem k daným rozměrům těchto místností bylo možné koupelnu a WC navrhnout
odděleně. Jako nejsnazší řešení z hlediska napojení na vodovodní a odpadní potrubí se jevilo umístění těchto místností nad stávající koupelnou a WC v 1. NP. V práci byl také proveden návrh skladby střešního pláště nad novou půdní vestavbou v podkroví. U navrženého střešního pláště byl posouzen vypočítaný součinitel prostupu
tepla s požadavky dle příslušné normy ČSN 73 0540-2. Toto posouzení bylo provedeno
jak pro konstrukci střechy sedlové, tak pro konstrukci stropu pod střechou pultovou na nástavbě, ale i její obvodovou stěnu. Konstrukce střechy sedlové splnila požadovanou hodnotu. Stěna a strop nástavby splnily požadovanou i doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla. Z uvedeného vyplývá, že navržená skladba střešního pláště je vhodná. Použité materiály (viz kapitola 6) a výplně otvorů byly vybrány podle dvou hlavních kritérií, kterými byly tepelně izolační vlastnosti a cena. U vnitřních dveří bylo rozhodováno pouze na základě ceny a designu.
38
Na základě shromáždění, vytřídění a vyhodnocení potřebných údajů z technických listů, bulletinů, ceníků, rad odborníků a informací z masmédií byly vybrány s ohledem na výše uvedené priority vhodné materiály.
V závěru práce byl sestaven rozpočet. Pro řádné vykalkulování potřebných nákladů
bylo nutné zjistit potřebné vstupní údaje, kterými jsou především rozměry, cena a požadované množství. U všech položek nebylo možné využít pouze ceníky, ale bylo
nutné vytvořit poptávku. Jednalo se zejména o okna a montážní práce. Celková částka byla spočítána na 721 214 Kč včetně DPH.
39
10 Závěr Cílem této práce bylo vypracovat návrh na využití půdního prostoru stávajícího
rodinného domu, jenž se skládá ze dvou částí, a to z části se střechou pultovou a části se střechou sedlovou. V prvním kroku byl zaměřen stávající stav. Na základě získaných rozměrů mohlo
být navrženo nové dispozičního řešení nevyužívaných půdních prostor, a to takovým způsobem, aby byly vytvořeny dvě samostatné bytové jednotky se společným hlavním vstupem. Toto zahrnovalo také navržení nástavby s pultovou střechou, která nahradí určitou
část střechy sedlové. V práci byla rovněž navržena skladba střešního pláště jak nad novou půdní vestavbou v podkroví, tak nad zmíněnou nástavbou s pultovou střechou.
Aby bylo zjištěno, zda byly splněny požadavky stanovené příslušnou normou, byl spočítán součinitel prostupu tepla. V práci byl také sestaven rozpočet nákladů potřebných na realizaci. Vyústěním této práce je výkresová dokumentace. Ta obsahuje výkresy, kterými jsou pohledy stávajícího i nového stavu, půdorysy 1. a 2. NP, půdorys krovu, půdorys střechy, skladba střešního pláště a stropů a řezy objektem.
Řešená problematika je velmi obsáhlá a skýtá řadu dalších podnětů, kterými jsou
například řešení vytápění, výměnu veškerých výplní otvorů a v neposlední řadě i celkové zateplení objektu.
40
11 Summary The aim of this thesis was projected a design for utilization of the loft area trough building of the loft in-building in the existing family house. This family house has two parts. One part of the house has the lean-to roof and the second part of the house has pitched roof (see picture 1). At first was surveyed the existing situation. At the basis of this measuring was projected new layout for a new housing unit, which originated in the second overhead storey.
The new layout was projected with consideration for the norm ČSN 73 4301
Residential buildings, in which are also recommended minimal proportions of rooms. In the loft in-building was created four new rooms – two bedrooms, toilet and bathroom. Every room has a separate entrance from the corridor. In the thesis there was also projected a design of the roof cladding structure over new loft in-building in the attic. Next there was counted a permeating of heat coefficient through the construction of the pitched roof, the lean-to roof over the superstructure and
the superstructure peripheral wall according to the norm ČSN 73 0540 Thermal protection of the buildings. The construction of the pitched roof and the lean-to roof comply requisite figure. The peripheral wall of the superstructure complied both requisite and recommended figure. From mention result that the projected roof cladding structure is suitable. Next there were selected suitable materials and panels of opening for the realization. These materials were selected with consideration for two main priorities, which got thermal insulating attribute and price. According to information from technical form, price lists, mass media and recommendation from specialists were chosen suitable materials. In the finish of this thesis were calculated the costs. For complete calculation of necessary costs was important to find out input data, such as measurement, prices and needed quantity. With the thesis there was enclosed the designs and photo documentation.
41
12 Seznam citované literatury Ceník Velux, 2008 [online] citováno 20. 3. 2009. Dostupné na World Wide Web:
. Dřevěná okna a balkonové dveře EUROSAT SOFT LINE [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné
na
World
Wide
Web:
drevena/eurookna/eurosat/iv-78>. Gutta produkty [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web:
. Katalog a ceníky Isover [online] citováno 15. 1. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Katalog výrobků POROTHERM, 2009 [online] citováno 15. 1. 2009. Dostupné na World
Wide
Web:
Wienerberger/Page/ShowroomProductType05&cid=1119439164328&c=Page&sl=wb_ cz_home_cs>. Mělník, 2009 [online] citováno 10. 12. 2009. Dostupné na World Wide Web: . NĚMEČKOVÁ, H., 2008. Základní informace o městě a okolí [online] citováno 10. 12. 2008. Dostupné na World Wide Web: . OLÁH, J., MIKULÁŠ, M., MIKULÁŠOVÁ, D. 2002. Šikmé střechy. Konstrukce, skladby, detaily, rekonstrukce. Bratislava: Jaga group, 2002. 206 s. Podstřešní fólie, podstřešní membrány a parotěsné fólie Juta [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Prospekt GUTTATOP [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Produkty – vnitřní dveře Sapeli [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Přehled výrobků Rockwool [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: .
42
VAVERKA, J. a kol., 2008. Dřevostavby pro bydlení. 1. vyd. Praha: Grada, 2008. 376 s. Stavitel. ISBN 978-80-247-2205-4. VAVERKA, J. a kol., 2006. Stavební tepelná technika a energetika budov. 1. vyd. Brno: VUT, 2006. 648 s. ISBN 80-214-2910-0. Vnitřní dveře CAG [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Sádrovláknité desky Rigidur, 2009 [online] citováno 20. 3. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Stavební materiál YTONG, 2009 [online] citováno 15. 1. 2009. Dostupné na World Wide Web: . ŠLEZINGEROVÁ, J., GANDELOVÁ, L. 2004. Stavba dřeva – cvičení. Dotisk. Brno: MZLU, 2004. 132 s. ISBN 80-7157-400-7. Technické parametry Vekra [online] citováno 12. 2. 2009. Dostupné na World Wide Web: . Technické údaje Bramac, 2008 [online] citováno 15. 1. 2009. Dostupné na World Wide Web: .
ČSN 01 3420: Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů stavební části, 2004.
ČSN 73 4301: Obytné budovy, 2004.
ČSN 73 0540-2: Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky, 2005.
ČSN 73 0540-3: Tepelná ochrana budov – Část 3: Navrhované hodnoty, 2005.
ČSN 73 0540-4: Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody, 2005.
43
13 Seznam obrázků a tabulek Obr. 1 Schéma půdorysu…………………………………………………………….. 10 Obr. 2 Pohled jižní…………………………………………………………………… 10 Obr. 3 Východní pohled na hřeben………………………………………………….. 15 Obr. 4 Mapa teplotních oblastí (Vaverka, 2006)………..…………………………… 27
Tab. 1 Legenda místností……………………………………………………………. 11 Tab. 2 Legenda místností půdních prostor…………………………………………... 12 Tab. 3 Vybrané vlastnosti materiálů – tvárnic………………………………………. 19 Tab. 4 Vybrané vlastnosti materiálů – tvárnic………………………………………. 19 Tab. 5 Vybrané vlastnosti materiálů – izolací……………………………………….. 21 Tab. 6 Vybrané vlastnosti materiálů – difúzních fólií………………………………. 22 Tab. 7 Vybrané vlastnosti materiálů – parotěsných fólií……………………………. 23 Tab. 8 Vybrané vlastnosti materiálů – střešních krytin..…………………………….. 24 Tab. 9 Vybrané vlastnosti materiálů – sádrovláknitých desek……………...……….. 25 Tab. 10 Vybrané vlastnosti střešních oken………………….……………...……….. 26 Tab. 11 Vybrané vlastnosti oken…………………………….……………...……….. 26 Tab. 12 Vybrané vlastnosti vnitřních dveří…………………………………………. 26 Tab. 13 Skladba střešního pláště (ideální výsek mimo tepelný most)………………. 29 Tab. 14 Skladba střešního pláště (ideální výsek v místě tepelného mostu)…………. 29 Tab. 15 Vstupní hodnoty……………………………………………………………... 29 Tab. 16 Hodnoty odporů při přestupu tepla (Vaverka, 2006)……………………….. 29 Tab. 17 Skladba stropní konstrukce (ideální výsek mimo tepelný most)……………. 31 Tab. 18 Skladba střešní konstrukce (ideální výsek v místě tepelného mostu)………. 31 Tab. 19 Vstupní hodnoty…………………………………………………………….. 32 Tab. 20 Skladba stěny nástavby…………………………………………………….. 34 Tab. 21 Hodnoty odporů při přestupu tepla (Vaverka, 2006)……………………….. 34 Tab. 22 Rozpočet……………………………………………………………………. 35
44
14 Seznam příloh a fotodokumentace Příloha 1 Situační mapa
Obr. 1 Pohled severní Obr. 2 Pohled na úžlabí se střešním výlezem Obr. 3 Pohled na hřeben ze severní strany Obr. 4 Detail úžlabí
Obr. 5 Stávající střecha na části B – pohled z jihu
Obr. 6 Stávající střecha na části B – pohled ze severu Obr. 7 Vnitřní pohled na polovalbu
Obr. 8 Vnitřní pohled na severní část střechy Obr. 9 Detail úžlabního trámu Obr. 10 Detail hambálku Obr. 11 Detail úžlabního trámu ze shora
45
15 Seznam výkresové dokumentace Výkres 1 Pohled severní Výkres 2 Pohled severní – nový Výkres 3 Pohled jižní Výkres 4 Pohled jižní – nový Výkres 5 Pohled západní a východní Výkres 6 Pohled západní a východní – nový Výkres 7 Půdorys 1. NP Výkres 8 Půdorys 2. NP Výkres 9 Půdorys krovu Výkres 10 Půdorys střechy Výkres 11 Řez krovem Výkres 12 Řez A - A Výkres 13 Řez B - B
Výkres 14 Skladba střešního pláště Výkres 15 Skladba stropu (keramická dlažba) Výkres 16 Skladba stropu (dřevěná podlaha)
46
