Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.23

Zateplování budov pěnovým polystyrenem Kapitola 5 Zásady návrhu zateplování budov Bc. Leoš Pater

30. 10. 2013 1

Obsah ÚVOD – ANOTACE..................................................................................................................................... 1 1

ZÁSADY NÁVRHU ZATEPLOVÁNÍ BUDOV........................................................................................ 2

2

DOPORUČENÁ LITERATURA ........................................................................................................... 8

3

POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE .................................................................................................... 9

4

SEZNAM OBRÁZKŮ....................................................................................................................... 10

2

Úvod – anotace Výukový materiál se zabývá zásadami návrhu zateplování budov, analýzou výchozího stavebně technického stavu budovy a jednotlivých konstrukcí jako i jeho diagnostikováním. Vysvětluje staticko-konstrukční posuzování budovy, tepelně ekonomický návrh (TEN), vlivy klimatických podmínek při zateplování. Seznamuje s architektonickými prvky ve stavebních konstrukcích a zásadami bezpečnosti práce. Výklad je doplněn kontrolními otázkami. Výukový materiál je určen žákům 3. ročníku vzdělávacího oboru 33-67-H/01 „Zedník“ a zájemcům o získání profesní kvalifikaci „Zhotovitel zateplovacích systémů“ 36-022-H. Výukový materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů „Technologie“ a „Odborný výcvik“.

1

1

Zásady návrhu zateplování budov

Při realizaci návrhu zateplování konstrukcí je nutno dodržovat velmi důležité zásady a věnovat pozornost následujícím skutečnostem:       

Diagnostikování stavu obalových konstrukcí budov Staticko - konstrukční posouzení Tepelně ekonomický návrh požární bezpečnost Zdravotní nezávadnost Estetický účinek Klimatické podmínky při provádění Životnost

1.1 Diagnostikování stavu budovy Diagnostikování přichází v úvahu u stávajících budov, na nichž se budou provádět dodatečné tepelné izolace (DTI). Tímto je třeba zjistit skutečný stav stávajících konstrukcí budov z hlediska:        

materiálové skladby mechanických vlastností únosnost podkladu (zdiva, panelů, povrchových úprav) tvoření trhlin pevnost povrchů omítek úroveň vlhkosti stěn stav navazujících konstrukcí střech a detailů připojení stav navazujících výplní otvorů a detailů připojení

1.2 Staticko - konstrukční posouzení Toto posouzení je významnou podmínkou pro bezpečné a efektivní zpracování výsledného návrhu zateplovaní konstrukce. Jedním ze zdrojů podstatného namáhání konstrukčních prvků jsou Objemové změny, vyvolané kolísáním teploty jednotlivých částí konstrukce. Velikosti vnitřních sil způsobených teplotními rozdíly často překračují únosnosti dílčích konstrukčních prvků a vedou k poškození konstrukce. Obalové konstrukce budov - střešní a obvodový plášť - musí být předmětem zájmu nejen tepelných techniků, ale i těch, kteří odpovídají za celou konstrukci budovy - statiků nebo konstruktérů. Zvýšení tepelného odporu obalové konstrukce provedením DTI z vnější strany Sníží teplotní rozdíly v jednotlivých vrstvách konstrukce A tím omezí tím rozdílné primární deformace od teploty v jednotlivých částech konstrukce. Důsledkem provedení DTI na vnější straně je omezení vnitřních sil dosud neporušených prvků a zmenšení kolísání šířek dříve vzniklých prasklin. Změna tepelných vlastností obalových konstrukcí ovlivňuje jejich vnitřní síly a deformace

2

Dalšími důležitými fakty zjišťovanými před vlastním návrhem DTI je kvalita a skladba vrstev stávajících obalových konstrukcí. Zde se musí dodržovat zásada, že Stávající konstrukce musí unést přitížení způsobené DTI Další důležitým momentem, uplatňujícím se v této oblasti, je zohlednění nahodilých zatížení (vítr, náhodné rázové zatížení, apod.). To platí především u vyšších budov. Zde platí velmi důležitá zásada: Připojení DTI ke stávající konstrukci musí odolávat všem silám Tedy nejen svislým silám od vlastní váhy. Obvykle je nutno kombinovat lepení a mechanické ukotvení. Aby bylo lepení účinné, musí povrchové vrstvy stávající konstrukce splnit požadavky na přípravu podkladu, zejména jeho únosnost a soudržnost - viz např. ČSN 732901.

1.3 Tepelně - ekonomický návrh (TEN) TEN je zásadní činností pro zajištění úspor energie na vytápění. Zlepšení tepelně izolačních vlastností obalových konstrukcí je spojeno s nemalými pořizovacími náklady. Současně to však znamená snížení pořizovacích nákladů na topnou soustavu a hlavně snížení provozních nákladů na vytápění. TEN je posuzován různými metodami: 1. prostou dobu návratnosti investic 2. vnitřní výnosové procento IRR (Internal Rate of Return) 3. čistá současná hodnota NPV (Net Present Value) Ve všech případech TEN je nutno vycházet:    

z investičních nákladů úprav konstrukce, z investičních nákladů úprav topné soustavy, z provozních nákladů na palivo a provoz topné soustavy, popř. na údržbu, obvykle se předpokládá životnost zateplení 30 let,

Majitel domu společně s projektantem a se stavební firmou musí vycházet ze zpracovaných variant TEN. Musí se zhodnotit jejich použití na konkrétní budově s tím, že tloušťky izolačních materiálů se upraví podle TEN a technologických možností. Navrhnou se odpovídající úpravy navazujících konstrukcí. Přitom rozhodující požadované (doporučené) veličiny pro TEN jsou součinitel prostupu tepla (popř. tepelný odpor konstrukce), nejnižší vnitřní povrchová teplota v rozhodujících detailech, celoroční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry a nakonec průměrný součinitel prostupu tepla celé teplosměnné obálky budovy. Při teoretickém vyhodnocení TEN obvodových stěn se doporučuje zpracovat komplexní vyhodnocení domu jako celku, při kterém se navrhne realizace zateplování pro všechny konstrukce obálky budovy:  obvodové (vnější) stěny,  výplně otvorů, 3

 stropy (nad nevytápěnými prostory, nad vnějším prostředím, pod půdou),  střechy a to vše v logické a technologické návaznosti. Úpravy s pomalejší návratnosti, které lze technologicky oddělit, je možné zařadit do další etapy prací,

1.4 Klimatické podmínky Vliv počasí při provádění zateplení Mnoho vad u kontaktních zateplovacích systémů vzniká v důsledku nevyhovujících povětrnostních podmínek při jejich aplikaci. Pro klimatické podmínky obecně platí:  Při vytváření a v průběhu zrání běžných stěrkových hmot nesmí teplota vzduchu klesnout pod + 5°C (neuvádí-li výrobce jinak). Zde je nutno dát pozor na výkyvy v přechodných klimatických podmínkách - obdobích, zejména v noci.  Nanesená základní (výztužná) vrstva by měla být alespoň první dny chráněna před účinky přímého slunečního záření, silného větru a deště. Teplota vzduchu by přitom neměla překročit + 25°C, nevíce však + 30°C, neuvádí-li výrobce systému výslovně jinak.  Při provádění a zrání povrchového souvrství ETICS (VKZS) se musí provádět opatření proti přímému působení silného deště a výrazného slunečního záření (doporučuje se opatřit lešení z vnější strany vhodnou ochrannou textilií).  Za nevhodné je nutno považovat počasí s dlouhodobým výskytem mlh a vysoké vzdušné vlhkosti.  Práce se nesmí provádět za silného větru.

1.5 Bezpečnost a ochrana zdraví Při zateplování se musí z obecného hlediska dodržovat vybrané zásady a pokyny, které jsou nezbytnou podmínkou pro zdárný průběh prací. Mezi ně zejména patří:  splňování podmínek odborné a zdravotní způsobilosti jednotlivými pracovníky,  dodržování platných všeobecných předpisů bezpečnosti práce a ochrany zdraví při stavebních pracích,  dodržování hygienických předpisů a ustanovení pro práce v technických podmínkách pro používané materiály a výrobky,  dodržování používání osobních ochranných pomůcek a pracovních oděvů, předepsaných pro užívané materiály,  pravidelné kontrolování všech zařízení,  dodržování podmínek výrobců a obecných předpisů pro skladování materiálů,  předepsané zacházení s odpady vzniklými stavební činností, s jejich shromažďováním, tříděním podle druhu a kategorizací - a tomu odpovídající další využití, popř. uložení,

1.6 Estetický účinek a životnost Architektonické řešení stanovuje barevnost a strukturu povrchových úprav zateplení a navazujících konstrukcí a tak velmi výrazně ovlivňuje estetický účinek celého projektu. Prvky, které ovlivňují tuto oblast jsou:

4

 Použité barvy, jejich odstíny a struktura povrchové úpravy zateplení jsou vždy nejjednodušší a základní možností, jak ovlivnit výsledný estetický vjem. Zde je možno volit z obrovské škály možností nabízených vzorkovníků.  Drobné tvarování fasády (římsy, lizény, pilastry, šambrány oken, bosáže apod.), kterým lze zdůraznit a oživit požadovaný výraz budovy.  Řešení vstupu, včetně ramp pro vozíčkáře a zastřešení venkovních schodišť.  Nové řešení výplní otvorů (okna, dveře) a případně prosklení lodžií. V souvislosti se zateplením bývají. Důležité je pečlivě zvážit úpravy členění a proporce rámů a křídel těchto výplní, jejich barevnosti, ve vazbě na barevnost fasád. Rámy výplní otvorů přitom volit tak, aby umožnily zateplení převést z plochy až před část rámu výplně otvorů, tj. zateplit parapet, boční ostění a nadpraží.  Razantní tvarové změny zastřešením, které je třeba dobře zvážit (např. přechod od ploché k šikmé či segmentové střeše), včetně případného využití střechy pro nástavbu a podkroví pro vestavbu. Řešení střechy musí mít přesnou návaznost na tvarování a barevnost fasády tak, aby celek působil přirozeně, popř. aby barevnost fasády zvýraznila tvarové řešení budoucí nástavby. 5.1.1 Lizéna (lezéna) - svislý vystupující pás členící zeď. Od pilastru se liší tím, že nemá patku ani hlavici

Obrázek 1. Lizéna

5.1.2 Pilastr - svislý stavební prvek převážně napodobující přízední polopilíře vyznačující se většinou patkou a vždy hlavicí. Prostupují jedním nebo více patry (vysoký pilastrový řád), mohou být zdvojené nebo srůstající (svazkové pilastry)

Obrázek 2. Pilastr

5

5.1.3 Šambrána - vnější zdobné rámování okenních otvorů

Obrázek 3. Šambrána

5.1.4 Bosáž (rustika) - plastické kvádrové zdivo s opracovaným (tvarovaným) povrchem. Napodobením v maltovém štuku vzniká nepravá bosáž, rytím (proškrabáváním) v dvouvrstevné omítce sgrafitová bosáž rozličného geometrického řešení (nejběžnější jsou tzv. psaníčka a různorodý diamantový řez)

Obrázek 4. Bosáž 5.1.5 Životnost V oblasti systémů pro zateplování je tato problematika obzvláště citlivá, neboť ovlivňuje esteticko-architektonické působení budovy a mění ekonomickou návratnost zateplení. Základem předpokládané životnosti zateplovacích systémů je kvalitní dosažení navrhovaných parametrů plášťové konstrukce, nebo jeho překročení. Cesty k dosažení tohoto cíle vycházejí především:  ve výzkumu a vývoji ze zabezpečení takových materiálů zateplovacího systému, které spolu navzájem dokonale spolupůsobí a jsou vhodné pro zabezpečení požadovaných funkcí obvodové konstrukce podle platných norem,  při projektu z volby osvědčených a certifikovaných systémů spolu se znalostí a respektování stavebně technického stavu podkladu, včetně návrhu jeho vhodné úpravy,

6

 u výrobců ze zajištění vysoké technologické kázně a dodavatelské zodpovědnosti tak, aby dodávané součásti ETICS nebyly zaměnitelné a měly stále stejné vlastnosti podle atestů a osvědčení,  při provádění z dodržování předepsaných postupů podle ČSN 73 2901 "Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS)" a technologických podmínek výrobců, Prokazatelná životnost ETICS se průběžně zvyšuje - jednak v důsledku prodlužování praktických zkušeností s aplikací ETICS, jednak nárůstem technicko - technologických znalostí v oboru. Obvykle se pro ETICS udává životnost 25 let, zahraniční zkušenosti však ukazují na možnou životnost nad 40 při pravidelné údržbě po 15 letech. Kontrolní otázky: 1. Vyjmenuj zásady návrhu zateplování budov. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 2. Kolik může být minimální teplota při zateplování? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 3. Co je šambrána? ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

7

2

Doporučená literatura 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála, Milan Machatka. ZATEPLOVÁNÍ V PRAXI, Grada Publishing a.s, Praha: 2002. ISBN 80-247-0224-X. 3. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. ZATEPLOVÁNÍ STAVEB, CERM Brno: 2000. ISBN 80-7204-164-9. 4. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4. 5. Doc. Ing. Milan Vlček, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc. PORUCHY A REKONSTRUKCE STAVEB II, Brno: Era group, spol. s.r.o., 2005. ISBN 80-7366013-X. 6. Ladislav Linhard. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing a.s, Praha: 2010. ISBN 978-80-247-3361-6. 7. Antonín Vaněk. STROJNÍ ZAŘÍZENÍ PRO STAVEBNÍ PRÁCE, Sobotáles, Praha: 1999. ISBN 8085920611. 8. Ing. František Tichý, Ing. Václav Mužík. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, SIA, Praha: ISBN 80-85380-37-4. 9. TZB info-zdroj internet

8

3

Použitá literatura a zdroje 1. Mgr. Radan, Nachmilner, Ing. Vladimíra Pavlicová. ZHOTOVITEL ZATEPLOVACÍCH SYSTÉMŮ, Praha: CZB, 2006. 2. Jiří Šála. ZATEPLOVÁNÍ BUDOV, Grada Publishing, spol. s. r. o., Praha: 2000. ISBN 80-7169-833-4.

9

4

Seznam obrázků

OBRÁZEK 1. LIZÉNA ..................................................................................................................................................... 5 OBRÁZEK 2. PILASTR..................................................................................................................................................... 5 OBRÁZEK 3. ŠAMBRÁNA ................................................................................................................................................ 6

10