E-kniha: Tepelné mosty -- pro nízkoenergetické a pasivní domy – Roman Šubrt; kolektiv

Roman Šubrt a kolektiv

TEPELNÉ

MOSTY

85 prověřených a spočítaných stavebních detailů

PRO NÍZKOENERGETICKÉ A PASIVNÍ DOMY

stavitel

Detail 43 Práh dveří na terasu

Grada Publishing

Roman Šubrt a kolektiv

TEPELNÉ

MOSTY

85 prověřených a spočítaných stavebních detailů

PRO NÍZKOENERGETICKÉ A PASIVNÍ DOMY

stavitel

Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být repro

dukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného

souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno. Ing. Roman Šubrt a kolektiv Tepelné mosty Pro nízkoenergetické a pasivní domy Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 obchod@grada.cz, www.grada.cz tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400 jako svou 4630. publikaci Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová Sazba Jan Šístek Detail na obálce Juraj Hazucha Fotografie v textu z archivu autora Počet stran 224 První vydání, Praha 2011 Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s. © Grada Publishing, a.s., 2011 Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2011 Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků. ISBN 978-80-247-4059-1 (tištěná verze) ISBN 978-80-247-7564-7 (elektronická verze ve formátu PDF) ISBN 978-80-247-7565-4 (elektronická verze ve formátu EPUB) Obsah 1 Úvod 7 2 T epelné mosty 9

2.01 D efinice tepelného mostu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.02 O ptimalizace tepelného mostu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.03 L ineární a bodový činitel prostupu tepla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.04 P ovrchová teplota a teplotní faktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.05 W eb www.tepelnymost.cz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 T epelně technické výpočty 19

3.01 T eplotní pole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.02 O becná problematika vlhkosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.03 T epelná vodivost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.04 Z jednodušení výpočtů používané v tepelné technice ve stavební praxi . . . . . .28 4 P ožadavky na pasivní domy 29

4.01 V znik pasivních domů. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.02 D ůvody pro stavbu pasivních domů. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.03 P asivní dům dle PHPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.04 P asivní dům dle TNI 73 0329 a 73 0330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5 P raktická část 33

Detail 1 – Kotvení hmoždinkami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Detail 2 – Ztužující věnec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Detail 3 – Zdivo s kontaktním zateplením. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Detail 4 – Zdivo s kontaktním zateplením. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Detail 5 – Zdivo se zateplením celulosou. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Detail 6 – Neodvětraná fasáda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Detail 7 – Odvětraná fasáda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Detail 8 – Zdivo s vnitřním zateplením . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Detail 9 – Napojení obvodové stěny a stropu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Detail 10 – Napojení obvodové stěny a stropu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Detail 11 – Zdivo s vnějším zateplením. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Detail 12 – Napojení obvodové stěny a stropu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Detail 13 – Napojení obvodové stěny a stropu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Detail 14 – Věnec pod nevytápěnou půdou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Detail 15 – Přístavba garáže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Detail 16 – Nadpraží okna a ztužující věnec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Detail 17 – Ostění okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Detail 18 – Parapet okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Detail 19 – Práh balkónových dveří na terasu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Detail 20 – Nadpraží okna, ploché překlady, panely . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Detail 21 – Nadpraží okna, překlad NOP, panely. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Detail 22 – Nadpraží okna, překlad, vložkový strop . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Detail 23 – Ostění okna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Detail 24 – Parapet okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Detail 25 – Ostění okna – okno v tepelné izolaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Detail 26 – Ostění okna – okno ve zdivu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Detail 27 – Nadpraží okna – okno v tepelné izolaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Detail 28 – Nadpraží okna s roletou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Detail 29 – Ostění okna – nevětraná fasáda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Detail 30 – Parapet okna – nevětraná fasáda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Detail 31 – Parapet okna, vnitřní hliněná omítka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Detail 32 – Nadpraží okna – vnitřní zateplení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Detail 33 – Nadpraží se žaluzií . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Detail 34 – Ostění okna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Detail 35 – Parapet okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Detail 36 – Nadpraží okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Detail 37 – Nadpraží se žaluzií . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Detail 38 – Ostění okna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

Detail 39 – Parapet okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Detail 40 – Práh vstupních dveří . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Detail 41 – Práh balkónových dveří. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120

Detail 42 – Práh vstupních dveří . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Detail 43 – Práh dveří na terasu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Detail 44 – Práh vstupních dveří . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Detail 45 – Dveřní otvor, práh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128

Detail 46 – Terasa a obvodové zdivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Detail 47 – Zdivo u pozednice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Detail 48 – Napojení zdiva a střechy u štítu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Detail 49 – Dodatečné zateplení střechy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

Detail 50 – Dodatečné zateplení střechy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Detail 51 – Dodatečné zateplení střechy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Detail 52 – Dodatečné zateplení střechy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

Detail 53 – Zdivo u pozednice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Detail 54 – Napojení zdiva a střechy u pozednice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Detail 55 – Stěna u pozednice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Detail 56 – Napojení zdiva a střechy u štítu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Detail 57 – Napojení zdiva a střechy u štítu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Detail 58 – Štítová stěna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Detail 59 – Napojení střechy a obvodové stěny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

Detail 60 – Atika – nevětraná fasáda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

Detail 61 – Vrcholová vaznice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160

Detail 62 – Napojení střechy a obvodové stěny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

Detail 63 – Pozednice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164

Detail 64 – Napojení pultové střechy a stěny. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166

Detail 65 – Vrcholová vaznice – foukaná izolace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168

Detail 66 – Podkroví, šikmá střecha z panelů YTONG. . . . . . . . . . . . . . . . .170

Detail 67 – Štít – šikmá střecha z panelů. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172

Detail 68 – Atika, střecha z panelů YTONG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Detail 69 – Střešní atika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176

Detail 70 – Atika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178

Detail 71 – Strop nad posledním podlažím, u štítu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Detail 72 – Stěna s příhradovým vazníkem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182

Detail 73 – Stěna s příhradovým vazníkem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184

Detail 74 – Základ, podlaha zároveň s terénem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Detail 75 – Základ, podlaha 300 mm nad terénem . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188

Detail 76 – Základ, podlaha 1200 mm nad terénem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Detail 77 – Stěna u základu, základový pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Detail 78 – Stěna u základu, základová deska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Detail 79 – Základ nepodsklepené budovy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Detail 80 – Základ nepodsklepené budovy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

Detail 81 – Základ nepodsklepené budovy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Detail 82 – Zdivo u základu, nepodsklepený objekt . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Detail 83 – Vnitřní nosná stěna u základu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Detail 84 – Zdivo u základu, nepodsklepený objekt . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Detail 85 – Sokl – foukaná tepelná izolace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 6 Přílohy 211 7 P oužité značky 218 8 Literatura 220 9 Poděkování 222 1 Úvod Stavebnictví se v současné době stále více ubírá směrem k co největším úsporám energií a tím i k výstavbě nízkoenergetických a pasivních domů. S touto problematikou úzce souvisí i pr oblematika tepelných mostů, která je obsahem právě vydávané publikace. Kniha Tepelné mosty – Detaily pro nízkoenergetické a pasivní domy je pokračováním dlouholeté práce ing. Šubrta věnované tomuto oboru a navazuje na předchozí velmi úspěšný díl, který vyšel v září 2008 pod názvem Katalog tepelných mostů, 1 – Běžné detaily. V tomto (druhém) díle autoři reagují na velký zájem o pasivní a nízkoenergetické stavby, který byl vyvolán především startem dotací „Zelená úsporám“, a přinášejí v něm detaily běžně používané ve stavbách s nízkou spotřebou energie. Stavební detaily respektují českou realitu, české způsoby stavění a obvyklé stavební materiály stejně jako první díl, který byl mimo jiné i proto doporučen Českou komorou autorizovaných inženýrů a techniků činných ve stavebnictví (ČKAIT) jako publikace určená pro další vzdělávání stavebních inženýrů a techniků činných ve výstavbě.

Kvalitu tepelně technických vlastností obálky budovy tvoří především kvalita detailu. Zásady navržených stavebních detailů vycházejí z toho, že navržené detaily musí odpovídat požadavkům, musí být realizovatelné a musí jít o co nejjednodušší způsob řešení.

Ani tato kniha není schopna obsáhnout všechny řešené tepelné mosty, a tak byla zřízena webová stránka www.tepelnymost.cz, kde jsou postupně tak, jak čas dovolí, uveřejňovány tepelné mosty, a to jak jejich číselné hodnoty, tak i výkresy ve formátu dwg.

Publikaci zpracoval kolektiv autorů pod vedením ing. Romana Šubrta. Kapitolu věnovanou teplotnímu poli a obecné problematice vlhkosti zpracoval ing. Martin Škopek, Ph.D. Kapitolu věnovanou tepelné vodivosti zpracoval pan Jan Kurc ze společnosti URSA. Převážnou část výběru detailů a matematické simulace připravila ing. Pavlína Charvátová z Vysoké školy technické a ekonomické v Českých Budějovicích (VŠTE ČB). Některé detaily byly počítány podle vlastního technického řešení, některé byly převzaty z těchto projektů: detaily 5, 61, 62, 64, 65 a 44 jsou převzaty z projektů ing. arch. Aleše Brotánka, detaily 31, 63 a 85 jsou převzaty z projektu ing. Juraje Hazuchy, detaily 6, 7, 28, 29, 30, 43 a 60 jsou převzaty z projektů Mgr. art. Bjørna Kierulfa, detaily 25, 26 a 77 jsou od ing. Martina Konečného, detaily 59 a 78 od ing. Rostislava Kubíčka a detaily 56 a 69 od ing. Romana Šubrta. Na knize se dále podíleli ing. Petr Kapička, ing. Iva Wohlschlägerová, Václav Beneš a Daniel Šubrt.

Obrázek 9 je převzat z publikace Josého Pijoana, Dějiny umění. Autorský tým Roman Šubrt Absolvoval FSv ČVUT (1985) se zaměřením na stavební fyziku. Autorizovaný inženýr v oboru Pozemní stavby a Energetické auditorství, soudní znalec v oboru Pozemní stavitelství a v oboru Energetika. V roce 2010 získal jako jeden z prvních v ČR mezinárodní certifikaci „Certified Passive House Designer“.

8 Tepelné mosty

Martin Škopek

Od absolvování postgraduálního studia v oboru teoretické elektrotechniky na

Západočeské univerzitě v Plzni (2002) se nadále intenzivně věnuje simulacím

fyzikálních polí a problematice úspor energie.

Pavlína Charvátová

Vystudovala stavební fakultu ČVUT v Praze (2007). Od roku 2007 spolupracuje

se společností Energy Consulting Service, s. r. o., kde se věnuje především

tepelným mostům a energetickému hodnocení staveb.

Jan Kurc

Profesně se věnuje problematice praktického zateplování budov asi sedmnáct

let, od roku 2003 pracuje jako technik pro firmu URSA v ČR a SR.

Bjørn Kierulf

Původem je Nor a průmyslový designér. Společně s manželkou Zuzanou

se v architektonickém studiu CREATERRA specializuje na pasivní domy

a přírodní materiály ve stavebnictví.

Juraj Hazucha

Absolvent Fakulty stavební STU v Bratislavě se o pasivní domy a přírodní

materiály zajímá od roku 2003. Po roční inženýrské praxi v Anglii nastoupil

v roce 2007 jako odborný poradce do Centra pasivního domu.

Jiří Čech

Autorizovaný inženýr v oboru Pozemní stavby a Statika a dynamika je čle

nem pracovní skupiny o. s. Ekodům. V roce 2010 získal jako jeden z prvních

mezinárodní certifikaci „Certified Passive House Designer“.

Aleš Brotánek

Autorizovaný architekt, vystudoval VŠUP, od roku 1984 se orientuje na ener

geticky úspornou architekturu. Dnes vede AB ateliér, který navrhuje stavby

pouze na principech pasivního domu.

Rostislav Kubíček

Vystudoval VUT FAST Brno se zaměřením na pozemní stavby a stavební

fyziku. Od roku 2008 je spolumajitelem a hlavním inženýrem ateliéru Vize

Atelier, s. r. o., který je členem Centra pasivního domu.Tepelné mosty 2 Tepelné mosty 2 0 1 D efinice tepelného mostu Tepelný most je místo, v němž dochází k vícerozměrnému vedení tepla. Tepelné mosty mohou být způsobeny vedením, prouděním i sáláním. Ve stavební praxi se lze obvykle setkat s tepelnými mosty způsobenými vedením tepla. Ty lze přesněji rozdělit na tepelné mosty v konstrukci a tepelné vazby. Tepelná vazba je typ tepelného mostu vznikající stykem dvou různých konstrukcí. Jedná se např. o okenní ostění, roh budovy, kde je styk dvou stěn apod. Tepelné mosty v konstrukci mohou být nahodilé (např. způsobené nepravidelným promaltováním cihel nebo konzolou na parabolu jdoucí skrz tepelnou izolaci apod.) nebo systematické (např. krokve nebo hmoždinky kotvící tepelnou izolaci).

Všechny tyto detaily je nutné řešit tak, aby splňovaly tyto požadavky: • po celou dobu životnosti stavby nesmí dojít k porušení konstrukce; • vnitřní povrch konstrukce musí mít takovou teplotu, aby na ní nerostly plísně; • detail musí umožňovat, aby stavba byla plně funkční, tedy musí mít příslušnou nosnost

dle umístění, • musí být vzduchotěsný; • musí být na stavbě realizovatelný. Detail se obvykle navrhuje jako řez daným místem, tedy má pouze dva rozměry, ovšem realita je jiná, na stavbě se provádí v trojrozměrném prostoru. Pokud se navrhuje jakýkoliv detail, je třeba dbát na to, jak se bude na stavbě realizovat a jak bude probíhat tepelný tok nejen v kresleném místě, ale i tam, kde daný typický řez končí a dochází k trojrozměrnému vedení tepla. Typickým příkladem může být detail prahu dveří v cihelné stavbě s vnějším kontaktním zateplovacím systémem, viz obr. 1. Detail ostění je na obr. 2. Detail prahu dveří Obr. 1 Práh dveří v cihelné stavbě s vnějším kontaktním zateplovacím systémem Tepelné mosty vypadá vhodně řešený, stejně tak detail ostění. To však jen do té doby, než si uvědomíme, že práh přede dveřmi vede teplo i do stran, kde způsobuje značný tepelný most, viz obr. 3.

Při řešení detailu je také důležité, aby tímto místem docházelo k co nejnižším tepelným ztrátám, tedy aby zde byl tepelný tok co nejnižší. Jak to vypadá v místě neřešeného tepelného mostu, lze dokumentovat na detailu balkonu rodinného domu. Dříve se obvykle balkony navrhovaly jako ocelové nosníky a mezi ně se provedl klasický železobetonový strop. Tento typ řešení však může mít stejnou tepelnou ztrátu jako celý zbývající rodinný dům.

Tepelné mosty prouděním mohou vznikat tam, kde do konstrukce proniká vzduch z exteriéru a šíří tak teplo. Typický příklad je na termogramu 1, kde šipka ukazuje na místo, kde dochází k pronikání vzduchu z exteriéru mezi interiérový sádrokarton a tepelnou izolaci umístěnou za ním.

Tepelné mosty sáláním mohou vznikat tam, kde je jako tepelná izolace použita reflexní materiál, avšak ten se dotýká jiné konstrukce, takže zde nedochází k omezení výměny tepla sáláním tak jako v ostatních místech konstrukce. (Upozornění: vliv reflexních materiálů je velmi často nadhodnocován, vhodnější je používat klasické tepelné izolace, které izolují vedení tepla.) Obr. 2 Detail ostění dveří Obr. 3 Práh dveří v trojrozměrném zobrazeníTepelné mosty 2 0 2 O ptimalizace tepelného mostu Při řešení stavebních detailů je nutné postupovat tak, aby splňovaly všechny na něj kladené požadavky, z hlediska tepelné techniky pak zejména vnitřní povrchovou teplotu. Na obr. 4 je detail parapetu okna při použití zdiva z Ytongu Theta. Tento materiál má vynikající tepelně izolační vlastnosti, proto se nepředpokládá, že by zde mohly nastat problémy. Výpočtem se však zjistilo, že vnitřní povrchová teplota byla nižší, než požadují normy. Proto bylo nutné detail změnit tak, aby byly dodrženy normy a nehrozil vznik plísní. V zásadě bylo možné postupovat více způsoby. Prvním je nahradit vnější část zdiva materiálem s lepšími tepelně izolačními vlastnostmi. Protože se jedná o stěnu z Ytongu, je logické použít materiál stejného výrobce s lepšími tepelně izolačními vlastnostmi. Tím je Multipor. Toto řešení by jistě bylo z hlediska řešení tepelného mostu možné. Bylo však nakonec zavrženo, neboť bylo jasné, že technologickou nekázní by buď nedošlo k zabudování Multiporu, a nebo by bylo okolo něj použito lepidlo tak, že jeho význam jako tepelné izolace by byl eliminován. Druhou možností bylo posunout okno do interiéru. Tím sice dojde ke zvýšení úniků tepla, neboť teplotní pole bude více zakřivené, ovšem dojde k přivedení většího množství tepla na vnitřní povrch a tím i ke zvýšení teploty tohoto místa. Toto řešení bylo vyčísleno. Na obr. 5 je schéma parapetu okna s tím, že postupně docházelo k simulaci posunu okna do interiéru. I toto řešení bylo zamítnuto, neboť by bylo nutné takto posunout všechny otvorové výplně a došlo by ke změně vzhledu domu. Jako poslední možné řešení se jevilo do interiéru umístit tepelně vodivý materiál tak, aby bylo k povrchu přivedeno teplo. Bylo zvoleno použití vnitřního parapetu z kamene nebo z teraca. Toto řešení se v daném případě jevilo jako optimální. V tab. 1 jsou uvedeny hodnoty povrchových teplot, teplotních faktorů a lineárních činitelů prostupu tepla pro jednotlivé popsané varianty.

14,3

20,9 °C

15

16

17

18

19

20 Termogram 1 Termogram podkroví s vyznačením tepelného mostu konvencí.

12 Tepelné mosty

Tab. 1 Povrchová teplota, teplotní faktor a lineární činitel pro jednotlivé varianty z obrázku 5

Parametr

Zdivo tvarovky YTONG (P1,8 tl 500)

parapet dřevěný

parapet

kamenný

0 + 50 mm + 100 mm + 150 mm + 200 mm 0

Teplota

v místě

styku rámu

okna se

zdivem

(parapetem)

v interiéru

Teplotní faktor f

Rsi

[-] 0,767 0,772 0,779 0,791 0,818 0,850

Poměrný teplotní rozdíl vnitřní

ho povrchu ξ

Rsi

[-]

0,233 0,228 0,221 0,209 0,182 0,150

Vnitřní minimální povr

chová teplota [°C] pro

teplotu interiéru 21°C a

exteriérových teplotách:

-13,0 13 ,1 13,3 13,5 13,9 14,8 15,9

-15,0 12,6 12,8 13,0 13,5 14,5 15,6

-17,0 12 ,1 12,3 12,6 13,0 14 ,1 15,3

Lineární činitel prostupu tepla z exteriéru ψ

e

[W/(m.K)]

0,012 0,013 0,017 0,026 0,044 0,028

Lineární činitel prostupu tepla z interiéru ψ

i

[W/(m.K)]

0,012 0,013 0,017 0,026 0,044 0,028

Obr. 4 Detail parapetu okna

13Tepelné mosty

2 0 3 L ineární a bodový činitel prostupu tepla

Zvýšení tepelného toku se ve stavební terminologii vyjadřuje lineárním či bodovým činitelem

prostupu tepla a označují se ψ [W/(m.K)] a χ [W/K]. Je nutné si uvědomit, že tyto pojmy

nemají žádné fyzikální opodstatnění. Nejde o fyzikální veličiny, jde pouze o zavedení kon

stant, které vyjadřují rozdíl mezi jednorozměrným vedením tepla a dvoj- či trojrozměrným.

Nejde tedy o vlastnost materiálu, vlastnost konstrukce či geometrického řešení, ale o rozdíl

mezi skutečným stacionárním vedením tepla a teoretickým jednorozměrným stacionárním

vedením tepla. Tímto způsobem se také počítají. Na obr. 6 je znázorněn práh francouzského

okna se stropem a obvodovou stěnou. V případě, že je třeba kvantifikovat tepelný most, tedy

vypočítat lineární činitel prostupu tepla, musí se nejprve analyzovat teplotní pole (rozložení

teplot viz obr. 7). Následně se určí tepelné toky, v tomto konkrétním případě tepelný tok na

hranici konstrukce a exteriéru (modré kóty na obrázku 6) a na hranici konstrukce a interiéru pro

spodní místnost (červené kóty na obrázku 6) a pro horní místnost (zelené kóty v obrázku 6).

Tepelné toky směrem do konstrukce, tedy na straně interiéru, a směrem z konstrukce, tedy

Obr. 5 Simulace posunu okna do interiéru

14 Tepelné mosty

T empera ture

T (K)

20 . 90

17 . 31

13 . 72

10 . 13

6. 54

2. 95

-0. 64

-4. 23

-7. 82

-11 . 41

-15 . 00

Obr. 6 Práh francouzského okna se stropem a obvodovou stěnou

Obr. 7 Rozložení teplot k detailu na obrázku 6

15Tepelné mosty

na straně exteriéru, se musí rovnat, pouze mají opačné znaménko. (Zjednodušeně: teplo,

které do konstrukce vtéká, z ní musí za ustáleného teplotního stavu také vytékat.) Dále se

vypočítají tepelné toky pro jednorozměrné vedení tepla. Spočítá se součinitel prostupu tepla

s použitím stejných parametrů jako u dvojrozměrného vedení tepla a vynásobí se plochou

konstrukce v hodnoceném detailu. Dále se odečte tepelný tok vypočtený pro jednorozměrné

vedení tepla od tepelného toku skutečného, tedy vypočteného pro dvojrozměrné vedení

tepla. Výsledek se vydělí rozdílem teplot mezi exteriérem a interiérem a tím se získá lineární

činitel prostupu tepla. Z uvedeného je patrné, že je velmi důležité, jaké rozměry se při vý

počtu používají. Pokud je třeba provést výpočet pro exteriér, použijí se rozměry zdi získané

z exteriéru, pokud je třeba výpočet provést pro interiér, použijí se rozměry místností získané

z interiéru. Stejně tak je potřeba dbát na to, jaké se ve výpočtu používají rozměry okna, zda

se jedná o skladebné nebo o čisté rozměry okna nebo zda o světlý rozměr okenního otvoru.

Při výpočtu tepelné ztráty objektu či potřeby tepla na vytápění je pak nutné používat stejné

rozměry, jaké jsou uvedeny v kvantifikaci tepelného mostu. Pozor! Některé lineární činitele

prostupu tepla mohou být uváděny i pro jiné rozměry, než jsou vnější či vnitřní rozměry. Ty

pickým příkladem může být výpočet tepelných mostů u staveb se zateplením. Zde může být

pro zjednodušení použit i rozměr konstrukce bez zateplení. Následně pro výpočet tepelných

ztrát a potřeby tepla na vytápění, resp. pro výpočet optimální varianty zateplení není nutné

měnit vnější rozměry (plochy stěn) objektu v závislosti na projektované tloušťce zateplení.

Jak vyplývá z postupu výpočtu, je rozhodující i tvarové řešení detailu. Znamená to, že

pokud se např. použije okenní rám o větší stavební hloubce, bude lineární činitel prostupu

tepla jiný než při použití slabšího okenního rámu.

Příklad výpočtu:

Tepelný tok na straně exteriéru získaný z dvojrozměrného výpočtu vedení tepla: Q

e2D

= 39,30 W.

Tepelný tok na straně interiéru získaný z dvojrozměrného výpočtu vedení tepla v dolní

místnosti> Q

id2D

= 12,20 W.

Tepelný tok na straně interiéru získaný z dvojrozměrného výpočtu vedení tepla v horní

místnosti: Q

ih2D

= 27,10 W.

Součinitel prostupu tepla stěny: U

stěny

= 0,25 W/(m

2

.K).

Součinitel prostupu tepla okna: U

okna

= 1,20 W/(m

2

.K).

Plocha stěny z exteriéru (modré kóty): S

estěna

= 1,45 * 1 = 1,45 m

2

.

Plocha stěny z interiéru pro dolní místnost (červené kóty): S

idstěna

= 1,00 m * 1 = 1,00 m

2

.

Plocha stěny z interiéru pro horní místnost (zelené kóty): S

ihstěna

= 0,15 m * 1 = 0,15 m

2

.

Plocha okna (z exteriéru i z interiéru je stejná, modré a zelené kóty):

S

okna

= 0,50 m * 1 = 0,50 m

2

.

Tepelný tok získaný z jednorozměrného vedení tepla pro exteriér

Q

e

= (U

stěny

* S

estěna

+ U

okna

* S

okna

) * θΔ = (0,25 * 1,45 + 1,20 * 0,50) * 36 = 34,65 W.

Tepelný tok získaný z jednorozměrného vedení tepla pro dolní místnost z interiéru:

Q

id

= (U

stěny

* S

idstěna

) * θΔ = (0,25 * 1,00) * 36 = 9,00 W.

Tepelný tok získaný z jednorozměrného vedení tepla pro horní místnost z interiéru:

Q

ih

= (U

stěny

* S

estěna

+ U

okna

* S

okna

) * θΔ = (0,25 * 0,15 + 1,20 * 0,50) * 36 = 22,95 W.

Lineární činitel prostupu tepla pro exteriér:

ψ

e

= (Q

e2D

– Q

e

) / (θΔ) = (39,30 – 34,65) / (36) = 0,129 W/(m.K).

Lineární činitel prostupu tepla pro interiér pro dolní místnost:

ψ

id

= (Q

id2D

– Q

id

)

/ (θΔ) = (12,20 – 9,00) / (36) = 0,089 W/(m.K).

Lineární činitel prostupu tepla pro interiér pro horní místnost:

ψ

ih

= (Q

ih2D

– Q

ih

) / (θΔ) = (27,10 – 22,95) / (36) = 0,115 W/(m.K).

+ Tepelné mosty 2 0 4 P ovrchová teplota a teplotní faktor Při hodnocení stavebních detailů z hlediska povrchových teplot je důležité, aby povrchová teplota nepoklesla pod teplotu, při níž dochází k růstu plísní. Protože z průzkumů vyplývá, že k masivnímu růstu plísní dochází již při zvýšení relativní vlhkosti vzduchu na 80 %, je v normě pro konstrukce uvedena maximální teplota při dané vlhkosti pro danou teplotu interiéru pro tuto vlhkost. U oken je tento požadavek mírně nižší, zde se připouští zvýšení relativní vlhkosti vzduchu do 100 %.

Pokud se provádí hodnocení stavebních detailů výpočtem dvou- či trojrozměrného stacionárního teplotního pole, vychází se zpravidla z konkrétních vnitřních a vnějších teplot. Aby bylo možné takto získané povrchové teploty lépe přepočítat pro jiné podmínky exteriéru či interiéru, byl zaveden teplotní faktor f

Rsi

, což je bezrozměrné číslo. Teplotní faktor

vyjadřuje poměr rozdílu teplot mezi exteriérem a vnitřním povrchem a rozdílu teplot mezi exteriérem a interiérem. Z této definice je jasné, že se jedná o číslo v intervalu 0 až 1. Pro výpočet teplotního faktoru je nutné znát vnější teplotu, vnitřní teplotu a vnitřní povrchovou teplotu, obráceně pak pro výpočet vnitřní povrchové teploty je nutné znát vnější teplotu, vnitřní teplotu a teplotní faktor.

Pro zjednodušení výpočtu je k dispozici online kalkulačka těchto hodnot na webové stránce www.tepelnymost.cz.

V ČSN 73 0540-2 jsou dané požadavky na minimální povrchovou teplotu prostřednictvím teplotního faktoru, kdy je v normě uveden vzorec pro výpočet požadovaného teplotního faktoru, a dále je zde uvedena tabulka pro obvyklé teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Pro ostatní prostředí je nutné si provést vlastní výpočet. To se týká např. různých skladovacích prostor, kde je sice nižší teplota, ale často vyšší relativní vlhkost vzduchu. Týká se to ale i místností vytápěných na vyšší teplotu než je 21 °C apod. Protože výpočet je poměrně složitý, je opět na www.tepelnymost.cz online kalkulačka na výpočet minimálního teplotního faktoru. 2 0 5 W eb www tepelnymost cz Jako pomoc projektantům byl zřízen web www.tepelnymost.cz, který se věnuje této problematice. Náhled na tento web je na obr. 8. V sekci vlevo je možné volit vedle prohlížení odborných článků a aktualit kalkulačky přepočítávající faktor teploty na povrchovou teplotu a zpět (odkaz 1), kalkulačky počítající normový požadavek buď na povrchovou teplotu v závislosti na vnitřní a vnější teplotě a vlhkosti, nebo na součinitel prostupu tepla v závislosti na druhu konstrukce a vnitřní a vnější teplotě (odkaz 2).

Největší část webu pak zabírají konkrétní kvantifikované tepelné mosty, které je možné vyhledávat jednoduchým vyhledávačem, pokročilým vyhledávačem či si nechat zobrazit všechny tepelné mosty na webu, kterých je současné době přes 750 (odkaz 3). Zatím nejvíc používané je pokročilé vyhledávání, kde si uživatel může zvolit vždy jednu či více z devíti kategorií. Vyhledávač pak najde všechny detaily odpovídající daným kritériím. Protože však ne všechny detaily obsahují všechny možnosti, může se stát, že tímto výběrem nebude zobrazen žádný detail.

17Tepelné mosty

Obr. 8 www.tepelnymost.cz