POROVNÁNÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ MINERÁLNÍ VLNY A ICYNENE

POROVNÁNÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ MINERÁLNÍ VLNY A ICYNENE

Řešitel: Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D. soudní znalec v oboru stavebnictví, M-451/2004 Pod nemocnicí 3, 625 00 Brno

Brno – ČERVENEC 2009

POROVNÁNÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ MINERÁLNÍ VLNY A ICYNENE – LIKO-S, A.S.

řešitel: Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D.

POROVNÁNÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ MINERÁLNÍ VLNY A ICYNENE

VERZE

1.0

DATUM

2.7..2009

Objednatel:

LIKO-S, a.s. U Splavu 1419 68401 Slavkov u Brna IČO: 60734795 DIČ: CZ60734795

Zhotovitel:

Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D. soudní znalec v oboru stavebnictví, osv. č. M-451/2004 ul. Pod nemocnicí 3, 625 00 Brno, ČR IČO 644 55 807 DIČ: CZ 7302233873

strana 2 (celkem 12)



OBSAH: 1 Údaje o objednateli.......................................................................................... 4 2 Předmět posouzení........................................................................................... 4 3 Podklady pro vypracování posudku ................................................................ 4 4 Popis posuzovaných konstrukcí ...................................................................... 4 5 Posouzení dle ČSN 730540-2:2007 ................................................................ 5 6 Srovnání nutné tloušťky tepelné izolace dle ČSN 730540-2:2007 ............... 10 7 Průvzdušnost, necelistvost a navlhavost minerální vlny a Icynene dle ČSN 730540-2:2007 .................................................................................................... 10 8 Závěr .............................................................................................................. 12




1

Údaje o objednateli Odborný posudek objednala dne 12.8.2008 Ing. Zuzana Pátková za firmu LIKO-S, a.s.

2

Předmět posouzení Předmětem posouzení je porovnání tepelně technických vlastností minerální vlny a pěny

YCINENE dle normy ČSN 730540 Tepelná ochrana budov.

3

Podklady pro vypracování posudku

Pro vypracování posudku byly použity následující podklady: -

výkresová dokumentace, detaily a řezy

-

skladby stavebních konstrukcí

-

doplňující informace potřebné k vypracování posudku

4

Popis posuzovaných konstrukcí Posuzované konstrukce jsou obalovými konstrukcemi dřevostavby, kde je při výpočtu

zohledněno navýšení součinitele tepelné vodivosti dle vlhkosti prostředí a vlhkosti vlastního materiálu. Dále také dle běžného způsobu zabudování tj. dosažení celistvosti vrstvy tepelné izolace a také vzduchotěsnosti vrstvy. Vybrané skladby je třeba posoudit dle platné a závazné ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov.




5

Posouzení dle ČSN 730540-2:2007 Pro posouzení tepelně technických vlastností byla použita norma ČSN 730540

„Tepelná ochrana budov“. ČSN 73 0540 – Tepelná ochrana budov (2005, 2007) Část 1 – Termíny a definice Část 2 – Funkční požadavky Část 3 – Výpočtové hodnoty veličin pro navrhování a ověřování Část 4 – Výpočtové metody pro navrhování a ověřování

Parametry: Průvzdušnost, necelistvost a navlhavost tepelné izolace dle ČSN 730540-2:2007 -

PROSTUP TEPLA

-

TEPLOTNÍ FAKTOR

-

ROČNÍ BILANCE




Citace normy ČSN 730540-2:2002,2005: 5 Šíření tepla konstrukcí 5.1 Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce (Teplotní faktor) 5.1.1 V zimním období musí konstrukce podle 4.8 v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕi ≤ 60 % vykazovat v každém místě vnitřní povrchovou teplotu Θsi, ve °C, podle vztahu:

Θsi ≥ Θsi,N kde

(1)

Θsi,N je požadovaná hodnota nejnižší vnitřní povrchové teploty, ve °C, stanovená ze vztahu: Θsi,N = Θsi,cr + ∆Θsi

(2)

Θsi,cr je kritická povrchová teplota, ve °C, při které by vnitřní vzduch s návrhovou teplotou Θai a návrhovou relativní vlhkostí ϕi podle ČSN 730540-3 a ČSN 730540-4 dosáhl kritické povrchové vlhkosti ϕsi,cr. Hodnoty kritických povrchových teplot Θsi,cr pro požadované kritické povrchové vlhkosti ϕsi,cr ve výši 80 % a 100 % jsou v tabulkách v ČSN 73

0540-3, výpočtový postup jejich stanovení je v ČSN 73 0540-4. Pro kritickou povrchovou vlhkost ϕsi,cr = 100% je kritickou povrchovou teplotou Θsi,cr teplota rosného bodu Θω ;

ϕsi,cr

kritická povrchová vlhkost, v %, je relativní vlhkost vzduchu bezprostředně při vnitřním povrchu konstrukce, která nesmí být pro danou konstrukci překročena. Pro stavební konstrukce podle 4.7 je kritická povrchová vlhkost ϕsi,cr = 80 %. Pro výplně otvorů podle 4.6 je kritická povrchová vlhkost ϕsi,cr = 100 %;

ϕi

návrhová relativní vlhkost vnitřního vzduchu, v %, stanovená pro budovu nebo její ucelenou část pro požadované užívání podle ČSN 73 0540-3. Kromě prostorů s vlhkými a mokrými provozy se uvažuje ϕi = 50 %;

Θai

návrhová teplota vnitřního vzduchu, ve °C, stanovená pro budovu nebo její ucelenou část pro požadované užívání podle ČSN 73 0540-3;

∆Θsi

bezpečnostní teplotní přirážka, ve °C, zohledňující způsob vytápění vnitřního prostředí a tepelnou setrvačnost konstrukce podle 4.8 stanovená pro stavební konstrukce podle 4.7 z tabulky 1 a pro výplně otvorů podle 4.6 z tabulky 2.

Tabulka 1 – Požadované hodnoty bezpečnostní teplotní přirážky ∆Θsi pro stavební konstrukce podle 4.7 a 4.5 Stavební konstrukce podle 4.7 a 4.5 Těžká

Lehká

Bezpečnostní teplotní přirážka ∆Θsi [°C]

Způsob vytápění Nepřerušované

0

0,5

Tlumené s poklesem výsledné teploty Θr rovným a menším než 7 °C

0,5

1,0

Přerušované s poklesem výsledné teploty Θr větším než 7 °C

1,0

1,5

Tabulka 2 – Požadované hodnoty bezpečnostní teplotní přirážky ∆Θsi pro výplně otvorů podle 4.6 Otopná tělesa pod výplněmi otvorů podle 4.6 Ano

Ne

Bezpečnostní teplotní přirážka ∆Θsi [°C]

Způsob vytápění Nepřerušované

-1,0

0

Tlumené s poklesem výsledné teploty Θr rovným a menším než 7 °C

-0,5

0,5

0

1,0

Přerušované s poklesem výsledné teploty Θr větším než 7 °C



řešitel: Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D. POZNÁMKY 1

Vnitřní povrchové teploty Θsi se obvykle stanoví řešením teplotního pole pro kritické detaily stavebních konstrukcí, kterými jsou například tepelné mosty ve stavební konstrukci a tepelné vazby mezi stavebními konstrukcemi, např. okenní ostění poblíž koutu, pod střechou apod. Ověřuje se vždy nejnižší ze zjištěných teplot. V místě spojení více konstrukcí se uvažuje vyšší z bezpečnostních přirážek ∆Θsi, stanovených pro jednotlivé konstrukce.

2

Splnění požadavku podle 5.1.1 je prevencí růstu plísní a rizika povrchové kondenzace.

3

Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně Rsi se podle ČSN EN ISO 13788 uvažuje pro vnější výplně otvorů hodnotou Rsi = 0,13 m2·K/W, pro ostatní vnitřní povrchy konstrukcí 2 zvýšenou hodnotou Rsi = 0,25 m ·K/W.

4

Požadavek na výplně otvorů se vztahuje jak na rámy, tak na výplň mezi nimi. Pokud se na výplně otvorů vztahují požadavky jiných norem, uplatní se vždy přísnější z požadavků.

5

Nízkoteplotní velkoplošné podlahové či stěnové vytápění, sálavé vytápění a lokální vytápění vzdálené od vnějších výplní otvorů zpravidla zvyšují riziko orosování vnějších výplní otvorů na vnitřním povrchu. Vytápění s otopnými tělesy pod vnějšími výplněmi otvorů zaručuje vyšší bezpečnost, neboť způsobuje místní zvýšení teploty vnitřního vzduchu u vnější výplně otvoru. Toto zohledňují bezpečnostní teplotní přirážky v tabulce 2.

6

Například pro obytné místnosti s vnitřním vzduchem o Θai = 21°C a ϕi = 50 % je kritická povrchová teplota stavební konstrukce Θsi,cr = 13,6 °C a kritická povrchová teplota vnější výplně otvorů Θsi,cr = 10,2 °C.

5.1.2 Pokud při změně dokončené budovy nelze u konstrukce v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕi ≤ 60 % v zimním období splnit požadavek podle 5.1.1, připouští se ve výjimečném odůvodněném případě hodnocení podle 5.1.3. 5.1.3 Konstrukce, které v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕi > 60 % v zimním období nesplní požadavek podle 5.1.1, musí při splnění požadavku podle 5.2 zajistit bezchybnou funkci konstrukce při povrchové kondenzaci a vyloučení nepříznivého působení kondenzátu na navazující konstrukce, popř. také zajistit odvod kondenzátu. 5.1.4 U stavební konstrukce s otevřenou vzduchovou vrstvou musí část konstrukce od otevřené vzduchové vrstvy k vnějšímu prostředí vykazovat v zimním období vnitřní povrchovou teplotu Θsi, ve °C, podle vztahu (1), kde požadovaná hodnota nejnižší vnitřní povrchové teploty Θsi,N se stanoví ze vztahu (2) pro kritickou relativní vlhkost ϕsi,cr = 90 % a pro bezpečnostní teplotní přirážku ∆Θsi = 0,5 °C. POZNÁMKA

5.2

Kritickým místem pro posouzení podle 5.1.4 je obvykle konec otevřené vzduchové vrstvy.

Součinitel prostupu tepla

5.2.1 Konstrukce podle 4.8 vytápěných nebo klimatizovaných budov musí mít v prostorech s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu ϕi ≤ 60 % součinitel prostupu tepla U, ve W/(m2·K) takový, aby splňoval podmínku: U ≤ UN kde

UN

(3) 2

je požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla, ve W/(m ·K).

Splnění podmínky vztahu (3) pro doporučenou hodnotu UN je vhodné pro energeticky úsporné budovy. Požadovaná a doporučená hodnota UN se stanoví: a) pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou Θim = 20 °C podle tabulky 3; Převažující návrhová vnitřní teplota Θim, ve °C, odpovídá návrhové vnitřní teplotě Θi většiny prostorů v budově. Za budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou Θim = 20 °C, pro které platí tabulka 3, se považují všechny budovy obytné (nevýrobní bytové), občanské (nevýrobní nebytové) s převážně dlouhodobým pobytem lidí (např. školské, administrativní, ubytovací, veřejně správní, stravovací, většina zdravotnických) a jiné budovy, pokud leží převažující návrhová vnitřní teplota Θim v intervalu od 18 °C do 24 °C včetně. b) pro ostatní budovy ze vztahu: UN =

qk .e1.e 2 b1.∆Θie

(4)




kde

2

qk je

charakteristická hustota tepelného toku konstrukcí, ve W/m ; pro stanovení 2 požadované hodnoty součinitele prostupu tepla je qk = 13,30 W/m , pro stanovení 2 doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla je qk = 8,90 W/m ;

e1

součinitel typu budovy; stanoví se ze vztahu: e1 =

20

(5)

Θim

e2

součinitel typu konstrukce, který se stanoví z tabulky 3;

b1

činitel teplotní redukce, který se stanoví z tabulky 3;

∆Θie

základní rozdíl teplot vnitřního a vnějšího prostředí, ve °C, který se stanoví ze vztahu:

∆Θie = Θim - Θe Θe

(6)

návrhová venkovní teplota podle ČSN 73 0540-3, ve °C, která se stanoví jako návrhová teplota vnějšího vzduchu;

Požadované a doporučené hodnoty UN ze vztahu (4) se do hodnoty 0,4 zaokrouhlují na setiny, od hodnoty 0,4 včetně do hodnoty 2,0 na pět setin a nad hodnotu 2,0 včetně na desetiny.

Činitel teplotní redukce

[W/(m2·K)]

[W/(m2·K)]

e2 [-]

b1 [-]

lehká

0,24

0,16

0,8

1,25

těžká

0,30

0,20

0,8

1,00

Stěna venkovní

lehká

0,30

0,20

1,0

1,25

Střecha strmá se sklonem nad 45°

těžká

0,38

0,25

1,0

1,00

0,60

0,40

0,8

0,49

0,75

0,50

0,8

0,40

1,05

0,70

0,8

0,29

Stěna mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně

1,30

0,90

1,0

0,29

Strop vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C včetně

2,2

1,45

0,8

0,14

Stěna vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C včetně

2,7

1,80

1,0

0,14

nová

1,70

1,20

5,5

1,15

upravená

2,0

1,35

6,0

1,15

3,5

2,3

6,0

0,66

Typ konstrukce

Součinitel typu konstrukce

Tabulka 3 – Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou Θim = 20°C

Popis konstrukce

Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně Podlaha nad venkovním prostorem Strop pod nevytápěnou půdou se střechou bez tepelné izolace Podlaha a stěna s vytápěním

Podlaha a stěna přilehlá k zemině (s výjimkou podle poznámky 2) Strop a stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru Strop a stěna vnitřní z vytápěného k částečně vytápěnému prostoru Stěna mezi sousedními budovami Strop mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně

Okno a jiná výplň otvoru podle 4.6, z vytápěného prostoru 2 (včetně rámu, který má nejvýše 2,0 W/(m .K))

Dveře, vrata a jiná výplň otvoru podle 4.6, z částečně vytápěného nebo nevytápěného prostoru vytápěné budovy (včetně rámu)

Požadované Doporučené hodnoty hodnoty UN UN

POZNÁMKY 1

Tabulka 3 odpovídá vztahu (4) pro převažující návrhovou teplotu vnějšího vzduchu Θe = -15 °C a pro převažující návrhovou vnitřní teplotu Θim = 20 °C.



řešitel: Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D. 2

Pro konstrukce přilehlé k zemině do vzdálenosti 1 m od rozhraní zeminy a vnějšího vzduchu na vnějším povrchu konstrukce (měřeno podél systémové hranice budovy – viz obrázek 1) se uplatňují požadované hodnoty pro vnější stěny; ve větší vzdálenosti platí požadované hodnoty uvedené či stanovené pro podlahy a stěny přilehlé k zemině.

3

Při cíleném využití sluneční energie, rekuperace tepla, nebo elektrické energie na vytápění a při návrhu nízkoenergetických domů je vhodné dosahovat 2/3 hodnot doporučených.

4

Součinitel prostupu tepla U odpovídá průměrné vnitřní povrchové teplotě Θsim sledované konstrukce; zahrnuje tedy vliv tepelných mostů v konstrukci obsažených (viz ČSN 73 0540-4). Vliv tepelných mostů v konstrukci lze zanedbat, pokud jejich souhrnné působení je menší než je řád zaokrouhlení požadovaných hodnot technického požadavku.

5

Součinitel prostupu tepla U výplní otvorů se stanovuje včetně vlivu rámů a tepelných mostů mezi rámy a jejich výplněmi podle ČSN EN ISO 10077-1 a ČSN EN ISO 10077-2, nebo podle EN ISO 12567-1 a EN ISO 12567-2.

6

Plnění požadavků na výplně otvorů se prokazuje návrhovými hodnotami, které se stanoví bez 15% přirážky na nízkou tepelnou setrvačnost (zohledňuje se až při výpočtu spotřeby energie).

7

Při návrhu a ověření konstrukcí je vhodné uvažovat předpokládané změny užívání v průběhu životnosti budovy.

8

U budov s odlišnými vytápěnými zónami ve smyslu ČSN EN 832 se požadavky stanovují pro každou vytápěnou zónu samostatně podle převažující návrhové vnitřní teploty vytápěné zóny.

9

Sousední vytápěné byty se považují za prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně, sousední temperované byty a provozovny se považují za částečně vytápěné prostory a sousední občasně vytápěné byty a provozovny se považují za nevytápěné prostory podle tabulky 3.

10 Není-li pod výplní otvoru otopné těleso, pak se pro výplň otvoru doporučuje snížit požadovanou hodnoty UN (viz také 5.1.1). 11 Při provádění změn užívaných budov v zimním období (např. nástavby, vestavby, přístavby) je nutné zajistit tepelnou ochranu i dočasně ochlazovaných konstrukcí tak, aby nedocházelo k jejich poruchám a vadám.

c) Požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla UN stanovená z tabulky 3 nebo vztahu (4) může být zvýšena do 31.12.2004 u jednovrstvých zděných vnějších stěn na 0,46 W/(m2·K) a do 31.12.2003 u nových oken na 2,0 W/(m2·K).

Teplota vnitřního vzduchu θai = 21 °C (50 %) Teplota vnějšího vzduchu pro Brno θe = -15 °C (84 %)




6

Srovnání nutné tloušťky tepelné izolace dle ČSN 730540-2:2007 Pro výpočet součinitele prostupu tepla byla použita norma ČSN 730540 Tab. 1

Tab. 1 Tloušťky tepelné izolace ICYNENE a minerální vlny pro jednotlivé standardy (pro 50% relativní vlhkosti vnitřního vzduchu) STĚNA NORMOVÉ TLOUŠŤKY IZOLACE (mm)

7

STŘECHA

UN W/m2K

ICYNENE

MW

UN W/m2K

ICYNENE

MW

POŽADOVANÁ

0,30

120

160

0,24

150

200

NÍZKOENERGETICKÁ

0,20

200

270

0,16

260

320

PASIVNÍ DŮM

0,15

250

330

0,12

320

400

Průvzdušnost, necelistvost a navlhavost minerální vlny a Icynene dle ČSN 7305402:2007

Při započtení průvzdušnosti se tepelný odpor konstrukce s minerální vlnou může zhoršit až o 50 % dle intenzity proudění vzduchu (větru) a dle kvality protivětrné zábrany. Při započtení vlivu zvýšené vlhkosti vnitřního vzduchu 50% a 70% na součinitel tepelné vodivosti se může zhoršit o 36 až 57 %. λ (W.m-1K-1)

HODNOTA PRO BĚŽNOU MW

DEKLAROVANÁ HODNOTA (LABORATORNÍ) 0,038 VÝPOČTOVÁ NA ZÁKLADĚ SOUČINITELŮ PODMÍNEK PŮSOBENÍ (50%) 0,052 VÝPOČTOVÁ NA ZÁKLADĚ SOUČINITELŮ PODMÍNEK PŮSOBENÍ (70%) 0,060 PŘI ZAPOČTENÍ: Relativní vlhkost vnitřního vzduchu v obytné místnosti 50%, koupelně 70% Vlhkostního součinitele materiálu Zu (0,075) dle ČSN 730540-3 Hmotnostní vlhkost u23/80 = 2% Součinitele materiálu Z2 (2) λ (W.m-1K-1)

HODNOTA PRO ICYNYNE

DEKLAROVANÁ HODNOTA (LABORATORNÍ) 0,038 VÝPOČTOVÁ NA ZÁKLADĚ SOUČINITELŮ PODMÍNEK PŮSOBENÍ (50%) 0,039 VÝPOČTOVÁ NA ZÁKLADĚ SOUČINITELŮ PODMÍNEK PŮSOBENÍ (70%) 0,041 PŘI ZAPOČTENÍ: Relativní vlhkost vnitřního vzduchu v obytné místnosti 50%, koupelně 70% Vlhkostního Součinitele materiálu Zu (0,005) dle ČSN 730540-3 Hmotnostní vlhkost u23/80 = 1% Součinitele materiálu Z2 (2) strana 10 (celkem 12)



Při započtení 1%, 2%, 5% a 10% necelistvosti vyplnění nebo sednutí minerální vlnou (tl. 160mm). Tj. místo vlny je v pórech vzduch, který proudí. V případě izolace ICYNYNE dojde k vyplnění celého objemu. U (W.m-2K-1)

HODNOTA PRO BĚŽNOU MW

VÝPOČTOVÁ (PODMÍNKY PŮSOBENÍ 50%) VÝPOČTOVÁ (PODMÍNKY PŮSOBENÍ 50%) VÝPOČTOVÁ (PODMÍNKY PŮSOBENÍ 50%) VÝPOČTOVÁ (PODMÍNKY PŮSOBENÍ 50%) VÝPOČTOVÁ (PODMÍNKY PŮSOBENÍ 50%)

NEVYPLNĚNÍ 0 % NEVYPLNĚNÍ 1 % NEVYPLNĚNÍ 2 % NEVYPLNĚNÍ 5 % NEVYPLNĚNÍ 10 %

0,30 0,33 0,36 0,44 0,57

PŘI 10 % NEVYPLNĚNÍ ČI SEDNUTÍ MW MŮŽE BÝT ZHORŠENÍ SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA AŽ O 90 %.

Tab. 2 Tloušťky tepelné izolace ICYNENE a minerální vlny pro jednotlivé standardy Při započtení necelistvosti tepelné izolace MW 2%. STĚNA NORMOVÉ TLOUŠŤKY IZOLACE (mm)

STŘECHA

UN W/m2K

ICYNENE

MW

UN W/m2K

ICYNENE

MW

POŽADOVANÁ

0,30

120

190

0,24

150

240

NÍZKOENERGETICKÁ

0,20

200

320

0,16

260

380

PASIVNÍ DŮM

0,15

250

390

0,12

320

480

Tab. 3 Tloušťky tepelné izolace ICYNENE a minerální vlny pro jednotlivé standardy Při započtení necelistvosti tepelné izolace MW 5%. STĚNA NORMOVÉ TLOUŠŤKY IZOLACE (mm)

STŘECHA

UN W/m2K

ICYNENE

MW

UN W/m2K

ICYNENE

MW

POŽADOVANÁ

0,30

120

230

0,24

150

290

NÍZKOENERGETICKÁ

0,20

200

360

0,16

260

430

PASIVNÍ DŮM

0,15

250

430

0,12

320

530




8

Závěr Z výše uvedeného výpočtu je zřejmé, že okolní podmínky konstrukce (tepelné izolace)

mají významný vliv na její tepelně technické vlastnosti. Pěna Icynene je téměř nenasákavá a proto téměř nemění své vlastnosti oproti běžné minerální vlně, u které se významně zvyšuje tepelná vodivost při vyšší relativní vlhkosti vzduchu a také při vyšší vlhkosti vlastního materiálu. Také při nedodržení požadavku na celistvost vrstev v konstrukci dochází k proudění vzduchu a zvýšení úniku tepla. Pro posouzení tepelně technických vlastností byla použita norma ČSN 730540-2:2007.

V Brně dne 2.7.2009

Doc. Ing. Miloš Kalousek, Ph.D. Soudní znalec v oboru stavebnictví


POROVNÁNÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ MINERÁLNÍ VLNY A ICYNENE

Recommend Documents