Součinitel prostupu tepla nových stavebních prvků

Příspěvek se zabývá zejména vnějším vertikálním a horizontálním pláštěm nových staveb.

1. Úvod

Současný trend zpřísňování tepelně-technických požadavků u horizontálních a vertikálních prvků obálky budovy, a tím minimalizace energetické náročnosti, nutí mnohé výrobce k inovacím. K problému přistupují jednak formou revitalizace aktuálního sortimentu, a jednak novou konstrukcí výrobků, při současné změně mnohdy i fyzikálních vlastností materiálů ((l , r, m). Tyto nové výrobky uvedené na trh, nebo připravené pro rok 2014, budou pronikat do stavební praxe a ovlivní výpočet tepelných ztrát, a tedy i řešení otopných a klimatizačních soustav.

Pro prezentaci trendu jsou uvedeny netransparentní prvky obvodového pláště POROTHERM EKO+, POROTHERM T Profi, HELUZ Family 2in1, YTONG Multipor a transparentní prvky (okna, dveře) REHAU Systém GENEO.

2. Normativní požadavky

Vzhledem k tomu, že příspěvek se zabývá zejména vnějším vertikálním a horizontálním pláštěm, jsou uvedeny normové požadavky na tyto konstrukce vyplývající z tabulky 3 v normě ČSN 730540-2/2011, tedy obvodový a střešní plášť a výplně otvorů (vertikální okna).

Tab. 3 • Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou v intervalu 18 až 22 °C včetně
1) Pro jednovrstvé zdivo se nejpozději do 31. 12. 2012 připouští hodnota 0,38 W/(m²·K).
2) Nejpozději do 31. 12. 2012 se připouští hodnota 1,7 W/(m²·K).

3. Netransparentní prvky

3.1. POROTHERM EKO+

POROTHERM EKO+ je tvárnice na vnější obvodové pláště. Tvar dutin a tloušťka stěn jsou odvozeny ze zkušenosti s předchozími tvarovkami při současné akceptaci nových poznatků šíření tepla vedením, prouděním a sáláním.

POROTHERM EKO+ a POROTHERM T Profi splňují požadavky na vnější stěny pasivních domů i v homogenní variantě, tzn. bez ETICS (zateplovacích systémů).

Statické vlastnosti zdiva jsou v třídě pevnosti P8 a mají dobré akustické vlastnosti 44 až 45 dB při současné hodnotě U = 0,15 až 0,24 W/(m²·K).

Případná tepelná izolace z minerální vlny je uzavřena v cihlách, je chráněna proti vnějším vlivům povětrnosti a případnému biotickému napadení a její recyklace je méně náročná, než např. polystyrenu.

Varianty zdění:

• P+D – na maltu,
• Profi – broušená cihla na tenkou maltu,
• Profi DRYFIX – broušená cihla na PUR pěnu

Tloušťky: 300 mm, 365 mm, 400 mm, 425 mm, 450 mm, 500 mm

Objemová hmotnost: 640–750 kg/m³

Výrobní varianty:

• POROTHERM 40 EKO+
• POROTHERM 44 EKO+
• POROTHERM 50 EKO+

Zdění: P+D, Profi a Profi DRYFIX

Tvarová a fyzikální optima:

• 140 dutin ve tvaru obdélníku
• nové řešení svislé spáry
• vyšší pevnost P8
• o 40 % lepší R než u P+D
• 16,6 kg/ks, tedy o 3,5 kg lehčí než P+D

Výrobky POROTHERM pro obvodové zdivo – parametry, přehled

Obr. 4 • Součinitel prostupu tepla U pro obvodové zdivo [W/(m²·K)] včetně omítek, při praktické vlhkosti (nižší hodnota = nižší náklady na vytápění)

3.2. POROTHERM T Profi

Porotherm 44 P+D má děrování v 25 řadách, Porotherm 44 Profi v 25 řadách, Porotherm 44 EKO+ v 34 řadách a Porotherm 36,5 T Profi, resp. Porotherm 36,5 T Profi Dryfix, v 6 řadách se zabudovanou minerální izolací tloušťky 24 cm). Tvárnice má významně lepší tepelně-technické vlastnosti (U_zdiva = 0,15 až 0,24 W/(m²·K).

Obr. 5 • Porotherm 36,5 T Profi, resp. Porotherm 36,5 T Profi Dryfix s výplní hydrofobizovanou minerální vatou, l_D = 0,035 W/(m·K), r = 50 kg/m³

Charakteristické znaky

• nehořlavá – třída A1, bod tavení > 1000 °C, jako cihelný střep
• tepelná a protihluková izolace odpuzující vodu (voda po ní stéká nebo protéká)
• difuzně otevřená pro vodní páry
• rozměrově stabilní
• lze recyklovat

Obr. 6 • Základní výrobní sortiment s uvedením tepelně-technických vlastností, U [W/(m²·K)] stanoveno na základě měření fragmentu zdiva, praktická vlhkost, bez omítek;
zleva: Family 50 U = 0,11 W/(m²·K); Family 44 U = 0,14 W/(m²·K); Family 38 U = 0,17 W/(m²·K); Family 30 U = 0,24 W/(m²·K)

3.3. HELUZ Family 2in1

Jiným novým zdicím materiálem je tvárnice HELUZ Famil 2in1. Její modelové řešení vychází z rakouské koncepce tvarovek Wienerberger, jejíž základní modifikace je na trhu od devadesátých let minulého století. Jde o novou generaci tepelně izolačních cihel s výplní dutin tepelně izolačními materiály, která dosahuje parametrů součinitele prostupu tepla pro realizaci nízko­energetických, případně pasivních domů. Je potlačena vysoká tepelná akumulace stěn s tím, že tuto funkci plní stropy, komínové těleso, případně i dělící vnitřní konstrukce.

Při environmentálním hodnocení staveb se posuzuje i potřeba primární energie na výrobu materiálů. Potřeba primární energie na výrobu ­materiálů ucelené konstrukce na 1 m² její plochy pro varianty U = 0,22 W/(m²·K) je v grafu 1, pro va­riantu U = 0,11 W/(m^2·K) je v grafu 2.

3.4. YTONG Multipor

Jedná se o minerální izolační desky pro kontaktní zateplení jak z exte­riérové, tak i interiérové strany.

Fyzikální a pevnostní vlastnosti:

• objemová hmotnost 
  – r = 115 kg/m³
• tepelná vodivost
  – l = 0,045 W/m·K
• pevnost v tlaku – min. 350 kPa
• reakce na oheň – třída A1 – nehořlavé
• faktor difuzního odporu – µ = 3

Výhody použití:

• certifikované systémy: ETICS, Tex Term In
• difuzně otevřené zateplení: izolant µ = 3; lepidlo µ = 12
• kapilárně aktivní systém – konstantní l
• nezhoršuje akustické parametry obvodového pláště
• celoplošné lepení – není komínový efekt
• na poklep nemá typický dutý zvuk
• nehořlavost
• zvýšení požární odolnosti konstrukce
• objemová a tvarová stálost – nesjíždí
• 100% recyklovatelnost
• vysoká mechanická odolnost fasády

4. Transparentní prvky

Ze současného sortimentu transparentních prvků na trhu v ČR byl vybrán jeden, který akceptuje současné trendy zpřísňování požadavků součinitele prostupu tepla v závislosti na energetických požadavcích výstavby, tj. limitní akceptaci realizace nízkoenergetických, pasivních resp. objektů s nulovou spotřebou energie.

4.1. REHAU Systém GENEO

Materiál RAU – FIPRO nového profilového systému GENEO je kompozitní materiál na bázi PVC vyztužený skelnými vlákny. Tím je profil stabilní, vysoce pevnostní a do určitých rozměrů není potřeba ocelové výztuhy běžné u PVC profilů, která zvyšuje přestup tepla. Např. okno do velikosti 1400 x 1400 mm v bílém provedení je bez výztuh. Do armovací komory lze navíc vložit izolační vložku.

Kvalitativní ukazatelé

• bez přídavných opatření je možné dosáhnout hodnot tepelné izolace, které byly realizovatelné pouze se speciálními profilovými systémy nebo zvláštními přídavnými artikly;
• standardní hodnota rámu bez přídavných opatření je U_f = 0,91 W/(m²·K). Při použití izolačních vložek (armovací komora slouží jako funkční komora) je U_f = 0,83 W/(m²·K);
• optimalizovaná stavební výška 115 mm garantuje možnost po­užití velkých skel, a tím i tepelné zisky a úspory energie;
• stavební hloubka 86 mm byla zvolena jako optimální hodnota pro zpracování, tepelnou izolaci a statiku.

5. Závěr

Uvedené konstrukční systémy jak pro homogenní netransparentní obvodové pláště, tak i okna, odpovídají trendům pro výstavbu energeticky úsporných objektů (NE, PS, nulové). Představují nové přístupy při akceptaci doporučených hodnot součinitele prostupu tepla pro pasivní domy U £ 0,10–0,18 W/(m²·K). U transparentních prvků, oken, jde zejména o vyztužení profilových prvků skelnými vlákny, absenci hlavní ocelové výztuže a vyplnění dutin izolačním materiálem (rozměrový limit cca do 1400 x 1400 mm).

---

Poděkování

Děkuji představitelům firem, které pro zpracování příspěvku poskytly technické podklady, a vyslovili souhlas s jejich zveřejněním.

Doplněk redaktora

Jinou cestu ke snížení prostupu tepla okenním rámem používá například výrobce Schüco. Schüco Alu Inside je sedmikomorový plastový profil bez ocelových výztuží, splňující kritéria pasivní výstavby. Patentovaná technologie extrudovaných hliníkových pásků přináší plastovému profilu konstrukční hloubky 82 mm nižší hmotnost (oproti profilům s ocelovou výztuhou) i vynikající statické a tepelně izolační vlastnosti. Optimální rozložení komor, redukce proudění vzduchu ve falci křídla a dostatečně dimenzované komory pro umístění dodatečné izolace z materiálu Neopor® přispívají k lepším tepelně izolačním vlastnostem U_f až 0,74 W/(m²·K). Výrobce nabízí několik variant testovaných pro pasivní výstavbu, včetně verze s certifikací dle požadavků Passive House Institute v Darmstadtu. Trojitá těsnicí vložka zaručuje dobré zvukově izolační vlastnosti i odolnost vůči povětrnostním vlivům. Absence oceli a izolační pěny přispívá k 100% recyklovatelnosti profilu.