Difůzně otevřené dřevostavby
HOFATEX
1. Zimní energetika budov
V současné době se klade velký důraz na energetickou úspornost budov, zejména pak na minimalizaci spotřeby energie potřebné pro jejich vytápění. Důsledkem této snahy je tvorba nových konstrukcí střešních a obvodových plášťů s velkou tloušťkou tepelných izolací a dodatečné izolování objektů stávajících rovněž se zvětšenými tloušťkami izolačních vrstev. Současně jsou používané takové typy oken a dveří, které tepelné ztráty těmito konstrukcemi rovněž omezují na nejmenší možnou míru. Navazujícími opatřeními, dále snižujícími tepelné ztráty objektů, mohou být instalace různých technických prostředků, v prvé řadě tzv. rekuperátorů tepla. Instalují se jako součást systému nuceného větrání objektů, kdy chceme zamezit tepelným ztrátám v důsledku přirozeného větrání okny. Rekuperátor je zařízení, v němž je možné předat část tepla znečištěného, ale teplého vzduchu odváděného z interiéru budovy vzduchu čerstvému ale chladnému, přiváděného do budovy zvenčí. Výsledná tepelná ztráta objektu je potom vodítkem, na základě kterého označujeme domy energeticky neúsporné, domy v běžném energetickém standardu, domy nízkoenergetické, domy pasívní až extrémně domy nulové. Je třeba si povšimnout, že pojem energetické náročnosti objektů a následně jejich klasifikování např. jako domů pasívních se týká výhradně jejich energetické náročnosti vzhledem k zimnímu období. Proto tento pohled můžeme nazývat zimní energetikou budov.
Tepelné izolace z minerálních vláken, pěnového polystyrénu či polyuretanu výrazně sníží tepelné ztráty objektů v zimě, avšak ani ve velkých tloušťkách nezabrání letnímu přehřívání objektů. Chybí jim totiž schopnost akumulovat teplo (tepelná kapacita).
Nikde však není zaručeno, že v nízkoenergetickém nebo pasivním domě bude mít uživatel celoročně zaručenou tepelnou pohodu. V letním období může docházet k významnému přehřívání objektů, což je typickým rysem nevhodně provedených zateplení podkroví nebo nesprávně navržených dřevostaveb. Není totiž pravdou, že dostatečnou tloušťkou jakékoliv tepelné izolace je možné přehřívání objektů zamezit. Pokud se uživatel nízkoenergetického či pasivního domu do této situace dostane, často problém řeší instalací klimatizace. Spotřeba energie na chlazení objektů je přibližně 2,5 – 3 krát vyšší, než spotřeba energie na jejich vytápění. Z tohoto úhlu pohledu potom nízkoenergetický resp. pasivní dům (který je produktem úvah z oblasti zimní energetiky) může být vzhledem k celkové celoroční spotřebě energie objektem v běžném standardu, ne-li dokonce objektem energeticky neúsporným.
2. Letní energetika budov
Pokud chceme uvnitř objektů zajistit tepelnou pohodu (tedy příjemné teplotní poměry) po celý rok, potom se musíme rovněž zabývat otázkami jejich letního přehřívání. Typickou konstrukcí, na které lze ilustrovat tuto problematiku, jsou zateplení podkroví budov. Uživatelé těchto prostor dobře znají situaci, kdy v teplých až tropických letních dnech s dostatkem slunečního svitu dochází v krátké době (běžně 3-3,5 hodiny) k prohřátí konstrukce a následnému sálání tepla do interiéru. To má pochopitelně za následek zvyšování teploty. Z pohledu norem je horní teplotní mez, která je ve smyslu navrhování objektů v pořádku, 27 °C. Tato teplota však řadě uživatelů domů připadá příliš vysoká, a to jak pro práci, tak pro spánek. Proto často přistupují k již zmíněné instalaci klimatizačních jednotek, které mají jak vysoké pořizovací náklady, tak i vysoké náklady provozní. Letnímu přehřívání objektů je však možné účinně bránit i jiným způsobem: konstrukcím obvodových i střešních plášťů je třeba „dodat“ vhodnými materiály schopnost akumulovat teplo. Veličinou, která dobře vypovídá o schopnosti konstrukcí „stínit“ interiéry proti přehřátí, je doba, za kterou se konstrukce prohřeje. Optimální dobou prohřátí konstrukce je 12 hodin. Je-li totiž na povrchu konstrukce maximální teplota okolo 6. hodiny večerní (obvyklé ve městech, kde se projevuje sálání okolních objektů), potom teplotní vlna dorazí do interiéru v 6 hodin ráno. V té době obvykle uživatelé objektů vstávají a prohřívání objektů nepocítí. Otevřením oken v chladnějších ranních hodinách naopak „naakumulují“ do konstrukce pláště chlad. Postačuje ovšem i doba kratší. Dorazí-li teplotní vlna do interiéru okolo 2. hodiny ranní, potom je již její účinek možno snadno kompenzovat otevřením oken, neboť v této době je již venkovní vzduch chladný. Jedinou nepříjemností je, že uživatel objektu musí v uvedené pozdní noční hodině vstát.
Řešení tepelné pohody a potažmo i energetiky objektů v létě můžeme nazývat zkráceně letní energetikou objektů.
Letnímu přehřívání objektů velmi účinně brání dřevovláknité desky Hofatex, které mají vysokou tepelně akumulační schopnost (tepelnou kapacitu). Současně jsou i výbornými tepelnými izolanty, takže jejich tloušťka se přičítá k tloušťce ostatních „běžných“ tepelných izolací.
Teprve když vezmeme v úvahu jak zimní, tak i letní energetiku budovy, můžeme konstruovat budovy nejen energeticky úsporné, ale domy, které jsou schopné zajistit celoroční vnitřní tepelnou pohodou interiérů. Vnitřní tepelná pohoda má individuální povahu: někomu vyhovuje teplotní rozmezí 20-27°C, někdo vyžaduje rozmezí jiné, zpravidla užší. Pro trvalý pobyt (práci i spánek) vesměs udávají uživatelé pro dostatečně komfortní pocit rozmezí 21-23°C.
ENERGETICKÁ STAVEBNICE INSOWOOL „DIFFU“: ŘEšENÍ KONSTRUKCÍ ZOHLEDŇUJÍCÍ LETNÍ I ZIMNÍ ENERGETIKU
Společnost Insowool vyvinula celou řadu skladeb střešních a obvodových plášťů a dále skladeb stropů nad nezateplenými půdami a stropů bungalovů. Tyto skladby konstrukcí mají volitelné vlastnosti podstatné pro dosažení požadovaných parametrů jak zimní, tak i letní energetiky. Proto jsou souhrnně označovány jako energetická stavebnice Insowool „diffu“. Navržené skladby jsou použitelné jak pro konstrukce novostaveb, tak i pro dodatečné zateplování konstrukcí stávajících.
Zajištění energetické úspornosti v zimním období můžeme u konstrukcí obvodových a střešních plášťů poměrně výstižně charakterizovat veličinou zvanou součinitel prostupu tepla U, kterou předepisují příslušné normy. Čím nižší je hodnota U, tím menší je energetická ztráta objektů v zimě (zimní energetika). Všechny skladby konstrukcí v energetické stavebnici mají jako jeden z volitelných parametrů právě součinitel prostupu tepla U. Zajištění tepelné pohody v letním období (a tím i potažmo energetické úspornosti) můžeme u konstrukcí obvodových a střešních plášťů poměrně výstižně charakterizovat dobou prostupu tepla konstrukcí. Tato veličina je v příslušných normách označena řecký písmenem ř a nazývá se odborně fázové posunutí teplotního kmitu. Všechny skladby konstrukcí v energetické stavebnici Insowool „diffu“ mají jako jeden z volitelných parametrů právě dobu průchodu tepla konstrukcí ř.
ENERGETICKÁ STAVEBNICE INSOWOOL „DIFFU“: DIFÚZNì OTEVŘENÉ KONSTRUKCE BEZ PAROZÁBRAN
Příroda se neustále snaží vyrovnat klimatické rozdíly mezi interiérem stavby a okolním prostředím. To se u obvodových a střešních plášťů projevuje dvojím způsobem: - V exteriéru a interiéru budovy jsou vesměs rozdílné teploty. Snaha po vyrovnání teplot se v konstrukcích stěn a střech projevuje vznikem tepelných toků (které mají v zimě za následek tepelné ztráty, v létě naopak tepelné zisky budovy). - V exteriéru a interiéru budovy jsou vesměs rozdílné koncentrace vodní páry v ovzduší. Snaha po vyrovnání vlhkostních koncentrací se v konstrukcích stěn a střech projevuje vznikem toků páry, nazývaných difúzními toky. Sám mechanismus přenosu se nazývá difúze.
Všechny konstrukce tradičního stavitelství automaticky průchod obou toků umožňují. Avšak u většiny novodobých konstrukcí zateplení podkroví a dále u celé řady konstrukcí dřevostaveb se bohužel používají tzv. parozábrany, což jsou vesměs fólie (plastové nebo kovové), které průchod vodních par zcela znemožňují. Příroda ovšem pochopitelně navzdory tomuto opatření své zákonitosti i nadále prosazuje. Nepřekvapuje proto, že u konstrukcí s parozábranami se objevují různorodé problémy s vlhkostí v místech s porušenými nebo špatně provedenými parozábranami, v místech různých prostupů, kde trvalé dotěsnění konstrukcí není možné atd. Typickým projevem příliš zatěsněných interiérů jsou problémy s vchodovými dveřmi. Vodní pára prochází (tentokrát vesměs i prouděním) klíčovými dírkami vchodových dveří a kondenzuje v nich. To způsobuje podle povahy konstrukce korozi zámků, případně vlhnutí dveřních křídel. Používání parozábran je tak v jistém smyslu „bojem proti přírodě“. Ze zkušenosti obecně víme, že se dlouhodobě vzato jedná vždy o boj marný. Z této filosofie vycházejí i všechna řešení energetické stavebnice Insowool „diffu“. Všechny navržené konstrukce této stavebnice umožňují v rozumné míře (tj. tak, aby nedošlo k ohrožení konstrukce) průchod vodní páry. Tyto konstrukce se obecně nazývají difúzně otevřené. Je třeba připomenout, že výše uvedená úvaha se týká i konstrukcí dodatečného zateplování stěn a zdí stávajících objektů. Je velmi důležité, jaký typ tepelné izolace se na zateplení objektu použije. Neprodyšné tepelné izolace (zejména pěnové plasty jako například pěnový polystyrén nebo polyuretan) podstatně mění vlhkostní režim staveb, poněvadž pronikavě snižuje „stávající“ difúzní toky, dlouhé roky probíhající před aplikací zateplení. Dalším důležitým faktorem je povrchová úprava tepelné izolace. I pokud použijeme dobře prodyšnou tepelnou izolaci (minerální vlákna, dřevovláknité desky Hofatex), potom pokud je povrchovou úpravou tenkovrstvá omítka neschopná vodní páru propustit (typicky omítkoviny nejlacinější akrylátové báze), potom je dopad na zateplovanou budovu stejný. Současně s dodatečným zateplením se často mění i okenní výplně. Původní stará, špatně těsnící okna jsou nahrazována okny moderními, která hermeticky oddělují prostředí interiéru a exteriéru. Výsledkem takto komplexně provedených dodatečných zateplení, které neumožňují průchod vodní páry, bývá zvýšený výskyt plísní na površích interiérů, kondenzace vody uvnitř konstrukcí, snížení životnosti samotného zateplení atd. Naproti tomu konstruování střešních a obvodových plášťů v konceptu difúzně otevřených konstrukcí přináší jak uživateli stavby, tak i samotné konstrukci stavby zejména následující výhody:
- Hygiena vnitřního prostředí. U difúzně otevřených konstrukcí probíhá na vnitřních površích (interiéry) trvalý vzájemně protisměrný pohyb vodní páry a suchého vzduchu. Tento „průvan“ vytváří pro růst mikrobiologických kultur a plísní nepříjemné prostředí. Díky tomu se obecně snižuje riziko osídlení povrchů interiérů mikrobiologickými kulturami a plísněmi.
- Regenerační schopnost. Jednou ze zásadních vlastností konstrukcí, které rozhodují o jejich trvanlivosti, je schopnost zbavit se nadměrné vlhkosti (zejména důležité u konstrukcí s dřevěnými prvky). Nadměrná vlhkost – tzv. havarijní vlhkost – se do konstrukce může dostat různými cestami. Může dojít k promáčení nepřikryté konstrukce během výstavby vlivem dlouhodobých srážek, voda se do konstrukce může dostat porušenou střešní krytinou, poruchou rozvodů vody atd. Jediný mechanismus, který konstrukci umožňuje se přebytečné vody zbavit, je právě difúze. Pokud umožníme průchod vodní páry z nitra konstrukce oběma povrchy, zásadně tím zvýšíme její regenerační schopnost a tedy i životnost a trvanlivost.
Všechny skladby konstrukcí v energetické stavebnici Insowool „diffu“ jsou proto koncipovány jako difúzně otevřené.
Souhrnně lze podstatné vlastnosti konstrukcí energetické stavebnice Insowool „diffu“ znázornit pomocí následujících osmi schematických obrázků:
DIFÚZNÍ OTEVŘENOST
Skladby konstrukcí neobsahují žádné parozábrany, které by bránily prostupu vodních par a suchého vzduchu stěnou či střechou. Tento fakt pozitivně ovlivňuje kvalitu vnitřního mikroklimatu ze zdravotního hlediska a umožňuje určité „dýchání“ konstrukcí stěn a střešních plášťů.
ENERGETICKÁ ÚSPORNOST
Vynikající tepelně izolační vlastnosti používaných materiálů umožňují vytvářet objekty a konstrukce s minimálními energetickými ztrátami. Podle volitelných variant tlouštěk jednotlivých vrstev konstrukcí je možné dosáhnout parametrů nízkoenergetického až pasívního domu.
TEPELNÁ STABILITA
Díky užití desek Hofatex, které mají značně vysokou tepelně akumulační schopnost, nedochází k letnímu přehřívání objektů. Odstraňuje se tak jedna z mála nevýhod dřevostaveb – jejich malá tepelná stabilita (zejména s ohledem na letní období). Fázový posuv teplotního kmitu dosahuje hodnot 7 až 13 hodin.
POŽÁRNÍ ODOLNOST
Desky Hofatex mají značnou požární odolnost. Při hoření jejich povrch zuhelnatí a zamezí tak rychlému šíření požáru do nitra konstrukcí. Výsledkem je nadstandardní požární odolnost konstrukcí, která dosahuje hodnot 90 minut z interiéru a 120 minut z exteriéru.
ZVUKOIZOLAČNÍ SCHOPNOST
Plošná hmotnost dřevěných konstrukcí v systémech „diffu“ je vlivem jejich skladeb a desek Hofatex vyšší, než je tomu u běžných dřevostaveb. Z toho plyne i vyšší zvukoizolační schopnost. Objekty proto lépe izolují proti hluku ve vnějším prostředí staveb.
REGENERAČNÍ SCHOPNOST
Difúzně otevřená konstrukce má schopnost zbavit se případné nadměrné vlhkosti. Ta se v konstrukci může objevit, dojde-li například k uzavření nadměrné vlhkosti během výstavby nebo dojde-li k havarijní situaci (kapající rozvody vody, poškození konstrukce apod.). Difúzně otevřená konstrukce v mrazivém počasí automaticky vysýchá.
EKOLOGIE A ZDRAVOTNÍ NEZÁVADNOST
Konstrukce v systémech „diffu“ mohou být realizovány výhradně s použitím ekologických, zdravotně nezávadných materiálů (desky Hofatex, minerální izolace Ecose, konopí, vlna). Proto jsou tyto konstrukce šetrné k životnímu prostředí a vytvářejí zdravé prostředí uvnitř staveb.
OVĚŘENÁ ŘEšENÍ A CERTIFIKACE
Vybrané konstrukce v systému „diffu“ mají stavební certifikát, který osvědčuje, že konstrukce je navržena v souladu s se základními požadavky a určenými technickými normami.
ENERGETICKÁ STAVEBNICE INSOWOOL „DIFFU“: PŘEHLED TYPŮ KONSTRUKCÍ A JEJICH NÁZVŮ
Energetická stavebnice Insowool „diffu“ představuje řadu hotových skladeb obvodových plášťů, konstrukcí zateplení podkroví staveb a dále konstrukcí stropů nad nezateplenými půdami a stropů bungalovů. Tyto konstrukce jsou určené jak pro novostavby, tak i pro rekonstrukce a dodatečná zateplení stávajících objektů. Konstrukce každého typu je pro přehlednost označena jménem. Souhrn všech konstrukcí energetické stavebnice Insowool „diffu“ a jejich pojmenování uvádí následující tabulka a schéma.
Typ konstrukce
název konstrukce
Zateplení podkroví střech ze strany exteriéru