Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Učebnici připravil kolektiv pracovníků Katedry konstrukcí pozemních staveb, Fakulty stavební ČVUT v Praze pod vedením prof. Ing. Jana Tywoniaka, CSc. (úvod, stavební tepelná technika): Ing. Jiří Nováček, Ph.D. (akustika budov), doc. Ing. Jan Kaňka, Ph.D. (stavební světelná technika), Ing. Marek Pokorný, Ph.D., Ing. Petr Hejtmánek, Ing. Hana Najmanová (požární bezpečnost staveb), doc. Ing. Martin Jiránek, CSc. (zdravotní nezávadnost staveb), spolupráce Ing. Kateřina Sojková a Ing. Jiří Novák, Ph.D.

Lektoroval: prof. Ing. Josef Chybík, CSc.

Jan Tywoniak a kolektiv

Pozemní stavitelství VI

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, 170 00  Praha 7

tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400

www.grada.cz

jako svou 5649. publikaci

Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová

Grafi cká úprava a sazba Eva Hradiláková

Fotografie na obálce DEKTRADE, a.s

Obrázky v textu z archivu autorů, pokud není uvedeno jinak

Počet stran 148

První vydání, Praha 2014

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s.

© Grada Publishing, a.s., 2014

Cover Design © Eva Hradiláková, 2014

Vše, co je v knize uvedeno, bylo autory napsáno v upřímné snaze zprostředkovat čtenářům přístupnou formou co nejlepší informace. Z jejich praktického uplatnění nevyplývají pro autory ani pro redakci žádné právní důsledky. Názvy produktů, fi rem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-247-5102-3

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

E-knihu ve formátu EPUB vytvořil Jan Löffelmann.

ISBN 978-80-247-9437-2 (ve formátu PDF)

ISBN 978-80-247-9438-9 (ve formátu EPUB)

Pozemní stavitelství I–VIII pro SPŠ stavební

Výstavba budov zaznamenala v posledních dvaceti letech výrazné změny v koncepci navrhování, v užívaných materiálech, technologiích i postupech návrhu konstrukcí. Uvedený vývoj je motivem pro vydání nového souboru učebnic, který je přednostně určen pro výuku studentů na středních odborných školách stavebního zaměření, ale může sloužit i jako základní studijní materiál pro jiné formy studia. Široká tématika navrhování budov je rozdělena do osmi dílů, které postupně seznámí studenty s aktuálním stavem a trendy jednotlivých oblastí, ale současně i se způsoby stavění v předchozích obdobích, jejichž znalost je nutnou podmínkou pro efektivní navrhování rekonstrukcí a modernizací budov.

Soubor učebnic je členěn takto:

Pozemní stavitelství I

– Základní požadavky a konstrukční systémy budov,

Pozemní stavitelství II

– Nosné konstrukce budov – svislé, stropní a předsazené,

Pozemní stavitelství III

– Schodiště, základové konstrukce, spodní stavba,

Pozemní stavitelství IV

– Zastřešení budov, obvodové pláště, výplně otvorů,

Pozemní stavitelství V

– Kompletační konstrukce,

Pozemní stavitelství VI

– Stavební fyzika, zdravotní nezávadnost a požární bezpečnost staveb,

Pozemní stavitelství VII

– Technická zařízení budov,

Pozemní stavitelství VIII

– Typologie budov, udržitelná výstavba.

Rychlý vývoj techniky vyžaduje soustavné sledování nových informací v daných oblastech. Proto je třeba neomezovat se na informace předkládané v učebnicích, ale studovat i odbornou literaturu, časopisy, informace na internetu, a to vše včetně zahraničních. Proto jsou u hlavních kapitol uvedeny slovníčky se základními termíny v angličtině, které mohou usnadnit orientaci v zahraničních informačních zdrojích.

Autory souboru učebnic jsou specialisté z Fakulty stavební ČVUT v Praze, kteří se snaží aktuální informace o stavu a vývojových trendech výstavby budov podat co nejsrozumitelnější formou. Záměrem je poskytnout kvalitní vzdělání v oblasti pozemních staveb pro odborníky, kteří odcházejí přímo do stavební praxe, současně připravit nové zájemce pro studium na vysoké škole a zajistit tak novou generaci projektantů a stavitelů vysoce kvalitních budov respektujících současné požadavky udržitelného rozvoje společnosti.

Předmluva

Označení stavební fyzika zahrnuje několik svébytných oblastí, které jsou spolu do určité míry provázány. Znalost jejich základů umožní pochopení dějů v konstrukcích a budovách, pomůže objasnit smysl požadavků a doporučení. Ty vycházejí jak z povinnosti zajistit zdravé vnitřní prostředí v budovách (hygienické požadavky), tak z požadavků na nízkou energetickou náročnost a splnění požadavků z hlediska udržitelné výstavby budov [1]. Evropské předpisy obecně uvádějí sedm tzv. základních požadavků na stavby [2]. Ty můžeme chápat jako rámec pro odvození konkrétních požadavků, předpisů a norem:

1. Mechanická odolnost a stabilita,

2. Požární bezpečnost,

3. Hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí,

4. Bezpečnost a přístupnost při užívání,

5. Ochrana proti hluku,

6. Úspora energie a ochrana tepla,

7. Udržitelné využívání přírodních zdrojů.

Tato učebnice se zabývá tématy druhého, třetího, pátého a šestého požadavku, s pochopitelnou vazbou na sedmý z nich. Patří sem stavební tepelná technika, často označovaná také jako tepelná ochrana budov, která se především zabývá tepelnými a vlhkostními ději ve stavebních konstrukcích a budovách a dále do jisté míry energetickou náročností budov. Akustika řeší zejména pronikání zvuku konstrukcemi (stavební akustika), šíření zvuku ve vnitřním prostoru (prostorová akustika) a šíření zvuku ve venkovním prostoru (urbanistická akustika). Další významné složky stavební fyziky tvoří hodnocení budov a místností z hlediska denního osvětlení a proslunění.

Učebnice se dále zabývá problémy spojenými s přítomností závadných látek v interiérech budov a požární bezpečností. I tato témata jsou někdy řazena pod společné označení stavební fyzika. Přirozeným cílem by mělo být propojení všech poznatků a požadavků s atraktivní funkční a vizuální složkou architektury v jeden harmonický celek. V této souvislosti je potřebné zmínit metodu integrovaného navrhování budov, kde by právě poznatky z jednotlivých specializací bylo možné vhodně a včasně uplatňovat ve prospěch uživatelů staveb i životního prostředí. Stavební fyzika patří k tradičním součástem výuky pozemního stavitelství a architektury, protože dobře aplikované poznatky vedou ke kvalitnějšímu návrhu a kvalitnější realizaci budov.

V řadě témat došlo v nedávné době k významným změnám – změnám v metodách výpočtů, aplikaci nových konstrukčních materiálů a výrobků, důrazu na nízkou energetickou náročnost budov. Objevují se nové poznatky i z oblasti zdravotní nezávadnosti a bezpečnosti staveb. Je dobré si uvědomit, že budovy jsou zpravidla stále složitější, komplexnější, obsahují velké množství stavebních a technických systémů. Jedním z klíčů k porozumění může být právě stavební fyzika.

Autoři, specialisté v jednotlivých odborných oblastech z Fakulty stavební ČVUT v Praze, jsou si velmi dobře vědomi obtížnosti studia textů v odborných publikacích, technických normách a legislativních předpisech. O to více by se učebnice měla stát základním průvodcem a měla by přispět k lepší orientaci a kvalifikaci studentů i dalších zájemců. Rozsah je volen s ohledem na výuku na středních průmyslových školách stavebního směru. Na konci knihy je uveden seznam literatury vhodné pro samostatné prohlubující studium.

Praha, červen 2014

Jan Tywoniak

slovníček

stavební fyzika – building physics

stavební tepelná technika – thermal performance of buildings

tepelná ochrana budov – thermal protection of buildings

akustika – acoustics

denní osvětlení – daylighting

proslunění – insolation (solar access)

integrované navrhování budov – integrated building design

udržitelná výstavba – sustainable building

šíření tepla vedením – heat conduction

jednorozměrné vedení tepla – one-dimensional heat conduction

vícerozměrné vedení tepla – more-dimensional heat conduction

šíření tepla prouděním – heat convection

šíření tepla sáláním – radiation heat transfer

tepelná vodivost – thermal conductivity

měrná tepelná kapacita – specific thermal capacity

tepelný odpor – thermal resistance

součinitel prostupu tepla – thermal transmittance, U-value

tepelný most – thermal bridge

tepelná vazba – thermal bridge, thermal coupling

difuze vodních par – water vapor diffusion

kondenzace – condensation

faktor difuzního odporu – water vapor diffusion coefficient, µ-value

ekvivalentní difuzní tloušťka – equivalent diffusion thickness

tepelná setrvačnost – thermal inertia

tepelná stabilita – thermal stability

riziko přehřívání – risk of overheating

průvzdušnost – air permeability

vzduchotěsnost – airtightness

tepelná ztráta – heat loss

tepelný zisk – heat gain

energetická bilance – energy balance

energetická náročnost budovy – energy performance of building

pasivní budova – passive building

nízkoenergetická budova – low-energy building

Stavební tepelná technika
1.1 Prostup tepla stavebními konstrukcemi 1.2 Tepelná vodivost 1.3 Tepelný odpor asoučinitel prostupu tepla 1.4 Tepelné mosty atepelné vazby 1.5 Vlhkost 1.6 Vzduchotěsnost 1.7 Tepelná setrvačnost atepelná stabilita budov 1.8 Odnímání tepla konstrukcemi 1.9 Přehledná energetická bilance budovy 1.10 Budovy snízkou energetickou náročností

1

Stavební tepelná technika spojuje snahu ozajištění kvalitního vnitřního prostředí vbudovách snízkou energetickou náročností jejich provozu. To je spojeno isnižším zatížením životního prostředí. Nedostatky stavebních konstrukcí zhlediska stavební tepelné techniky se mohou projevit ijejich degradací azkrácením životnosti.

Hodnocení vlastností materiálů, konstrukcí acelých budov vychází ze základních fyzikálních poznatků ošíření tepla (termodynamika), šíření vlhkosti avzduchu. Ktomu jsou potřebné znalosti ostruktuře hmot, klimatické údaje iparametry vnitřního prostředí vbudovách (stanovení okrajových podmínek výpočtů).

Vtechnické praxi jsou často užívány výpočty ve více úrovních – od nejjednodušších, orientačních, až po velmi podrobné anáročné na výpočetní techniku, určené specialistům avýzkumným pracovníkům. Většina výpočetních postupů pro praxi je popsána vtechnických normách nebo vjiných předpisech. Jednodušší výpočtové hodnocení by použitým postupem avolbou okrajových podmínek mělo vždy být „více na straně bezpečnosti“ sohledem na účel hodnocení.

Současně svýpočty se často používají iměřicí metody. Ty můžeme rozdělit na laboratorní (slouží mj. ke stanovení vlastností materiálů akonstrukcí pro další výpočty apro úřední deklaraci vlastností ipro ověření vyvíjených konstrukčních prvků, například obvodových plášťů) ana metody používané kprůzkumu realizovaných staveb ajejich částí.

1.1 Prostup tepla stavebními konstrukcemi

Oddělíme-li dvě prostředí orůzných teplotách nějakou překážkou, bude přes ni docházet kšíření tepla (obr. 1.1). Představuje-li jeden prostor vnitřní prostředí (interiér budovy), druhý prostor prostředí venkovní (exteriér), může uvedená překážka představovat obvodovou stěnu, střechu apod. Dochází vní kšíření tepla vedením. Jednorozměrné vedení tepla můžeme předpokládat tam, kde jsou vrstvy obvodové stěny rovnoběžné anenarušené. Vícerozměrné vedení tepla se projeví všude tam, kde jsou vkonstrukční skladbě přítomny místní nepravidelnosti, tepelná izolace je oslabená nebo chybí, jsou zde umístěny spojovací prvky svyšší tepelnou vodivostí apod. Pokud je vkonstrukci souvislá netěsnost ve spojích, trhlina apod., může se zde navíc projevit šíření tepla prouděním, kdy vzduch proniká na druhou stranu konstrukce anese si ssebou svůj tepelný (avlhkostní – viz kap. 1.5) obsah. Jak detailně budeme každou stěnu posuzovat, záleží na účelu výpočtů. Pro některé znich postačí celkové vyjádření, vhodným způsobem zahrnující izmíněné nepravidelnosti.

Obr. 1.1 Šíření tepla mezi dvěma prostředími přes překážku představující obvodovou konstrukci (1 – jednorozměrné vedení tepla, 2 – vícerozměrné vedení tepla, 3 – šíření tepla prouděním vzduchu, 4 – vyjádření celkového prostupu tepla)

1.2 Tepelná vodivost

Tepelná vodivost (také součinitel tepelné vodivosti) patří sobjemovou hmotností aměrnou tepelnou kapacitou kzákladním tepelně-technickým vlastnostem každého materiálu. Vyjadřuje schopnost sourodého materiálu vést teplo. Obvykle se označuje λ (čti: lambda). Má fyzikální rozměr W/(m·K).

Některé typické hodnoty jsou uvedeny vtabulce 1.1 ana obrázku 1.2. Tepelná vodivost se liší vrozsahu několika řádů, největší je ukovových materiálů, nejmenší utepelněizolačních hmot. Vývoj izolačních hmot stále pokračuje, mezi materiály snejnižší tepelnou vodivostí se řadí vakuové izolace, aerogely adalší.

Tepelná vodivost mírně roste srostoucí teplotou prostředí aobvykle velmi výrazně roste srostoucí vlhkostí materiálu. Ve výpočtech se proto musí vliv očekávané vlhkosti vkonstrukci zohlednit. Umateriálů sodlišnou strukturou vrůzných směrech (neizotropní) je třeba udávat pro každý směr odlišnou hodnotu tepelné vodivosti (dřevo ve směru podélném svlákny akolmém, dutinové keramické tvarovky apod.). Podle povahy stavebního materiálu se může také projevit zhoršující vliv stlačení při nesprávném způsobu zabudování (měkké vláknité izolace).

Poznámka: Obecnému popisu kvality tepelné izolace slouží třídy tepelné vodivosti, užívané vněkterých zemích, odstupňované po pěti. Třída 035 pak odpovídá hodnotám tepelné vodivosti vintervalu 0,031 až 0,035W/(m·K), třída 040 hodnotám tepelné vodivosti vintervalu 0,036 až 0,040W/(m·K) atd.

Obr. 1.2 Tepelná vodivost vybraných hmot (logaritmická stupnice)

Tab. 1.1 Porovnání obvyklých hodnot tepelné vodivosti vybraných stavebních materiálů

Materiál

Tepelná vodivost λ

[W/(m·K)]

Porovnání se zdivem zplných cihel

Hliník

204

237krát větší

Ocel

50

58×

Vysoce legovaná ocel, tzv. antikorozní

15

17×

Železobeton

1,5

1,7×

Zdivo zplných cihel

0,86

1×

Lehčený beton autoklávovaný

0,20

0,23×

Dřevo měkké, tepelný tok kolmo kvláknům

0,18

0,21×

Izolační desky zminerálních vláken

0,040

0,05×

Pěnový polystyren

0,035

0,04×

Resolová pěna

0,022

0,03×

Aerogel

0,014

0,01×

Vakuová izolace (hodnota pro dlouhodobou aplikaci ve stavebnictví)

0,006

0,007×

Poznámka: Uvedené hodnoty jsou pouze orientační aslouží pro základní porovnání. Pro konkrétní výrobky azpůsob jejich zabudování se mohou odlišovat, někdy iznačně. Podrobné údaje jsou uvedeny vtechnických normách [4], kde jsou uvedeny imetody přepočtu podle způsobu zabudování.

1.3 Tepelný odpor asoučinitel prostupu tepla

Tepelný odpor R [m^2·K/W] charakterizuje izolační schopnost konstrukční vrstvy otloušťce d [m]: R = d/λ. Pokud se konstrukce skládá zvětšího počtu rovnoběžných vrstev, sečtením tepelných odporů jednotlivých vrstev zjistíme tepelný odpor konstrukce (obr. 1.3):

R = R_1 + R_2 + R_3 + … = d_1/λ_1 + d_2/λ_2 + d_3/λ_3 …

Obr. 1.3

Určitý tepelný odpor se projevuje ipři površích konstrukce, na rozhraní sobklopujícím vzduchem, jako důsledek šíření tepla prouděním vzduchu asálavé výměny tepla sobklopujícími povrchy (šíření tepla sáláním). Vtechnické praxi jsou tyto jevy zjednodušeně popsány prostřednictvím odporu při přestupu tepla (Ri, Re) akonkrétní hodnoty uvedeny vtabulkách (tab. 1.2).

Souvislé vzduchové vrstvy vkonstrukčním souvrství se ve výpočtech rozlišují podle způsobu propojení sokolním prostředím (obr. 1.4):

a) nevětrané (uzavřené) považujeme za zvláštní vrstvu konstrukce. Kromě vedení tepla se zde projevuje proudění asálání. Proto jsou hodnoty tepelného odporu této vrstvy závislé ina směru tepelného toku, tloušťce vrstvy aorientaci (svislé, vodorovné). Hodnoty tepelného odporu jsou uvedeny vtabulce1.3;

b) větrané (otevřené), kde se předpokládá propojení svenkovním prostředím. Tím vzniká dvouplášťová (větraná) konstrukce. Zjednodušeně se předpokládá, že vdutině je stejná teplota jako venku. Propojení vzduchové dutiny svnitřním prostředím je zpravidla nevhodné;

c) jako slabě větrané se označují takové vrstvy, které mají částečné propojení svenkovním prostředím. Může se například jednat oprůběžnou dutinu za venkovním režným zdivem, kde jsou záměrně ponechávány některé svislé spáry volné (nevyplněné maltou) pro zajištění odvodu pronikající vlhkosti apodporu vysychání zdiva. Tepelný odpor se zjednodušeně uvažuje jako polovina tepelného odporu vzduchové vrstvy uzavřené, nejvýše však hodnotou 0,15m^2K/W.

Obr. 1.4 Vzduchová vrstva: a) nevětraná; b) větraná (otevřená); c) slabě větraná

Tab. 1.2 Odpor při přestupu tepla

Směr tepelného toku

Typická konstrukce

Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně Ri [m^2·K/W]

Odpor při přestupu tepla na venkovní straně Re [m^2·K/W]

Vodorovně

Stěna, okno

0,13

0,04

Svisle nahoru

Strop

0,10

Svisle dolů

Podlaha

0,17

Tab. 1.3 Tepelný odpor vzduchových vrstev podle směru tepelného toku

Tloušťka vzduchové vrstvy [mm]

Tepelný odpor [m^2·K/W]

Nahoru

Vodorovně

Dolů

10

0,15

0,15

0,15

15

0,16

0,17

0,17

25

0,18

0,19

50

0,21

100

0,22

300

0,23

Při znalosti tepelného odporu konstrukce, teploty vzduchu vmístnosti ateploty ve venkovním prostředí můžeme zjednodušeně určit průběh teploty vkonstrukci (obr. 1.5, obr. 1.6).

Obr. 1.5 Vyneseme-li tepelný odpor konstrukce spolu sodpory při přestupu tepla na vodo-rovnou osu grafu, bude průběh teploty vkonstrukci za neměnných podmínek přímkový (ti – teplota vmístnosti, te – zimní venkovní teplota)

Jako součinitel prostupu tepla U[W/(m^2·K)] se označuje převrácená hodnota celkového odporu konstrukce při prostupu tepla RT:

U = 1/RT = 1/(Ri + R + Re).

Pokud jsou vkonstrukci přítomny nepravidelnosti ajiná oslabení tepelněizolačních vrstev, musí se odpovídajícím způsobem hodnota součinitele prostupu tepla zvýšit (kap. 1.4).

Hodnoty součinitele prostupu tepla běžných konstrukcí se obvykle stanovují výpočtem, hodnoty pro okna adveře se stanovují především měřením vlaboratoři.

Obr. 1.6 Průběh teploty vkonstrukci vzávislosti na tloušťce vrstev (omítky zanedbány):

a) přímkový průběh jednovrstvou konstrukcí,

b) lomený průběh utradiční sendvičové konstrukce (beton – polystyren – beton),

c) lomený průběh usendvičové konstrukce vzniklé litím betonu do polystyrenových bednicích tvarovek,

d) lomený průběh ustěny zplných cihel, doplněné ovnější kontaktní zateplovací systém

PŘÍKLAD

Trojvrstvá konstrukce ve skladbě (v pořadí zvnitřní strany) 150 mm železobeton, 60 mm pěnový polystyren, 60 mm železobeton byla doplněna okontaktní zateplovací systém zminerálních vláken otloušťce 80 mm. Určete tepelný odpor asoučinitel prostupu tepla vpůvodním anovém stavu. Jak by se musela zvětšit tloušťka přidané tepelné izolace, aby součinitel prostupu tepla klesl na čtvrtinu oproti původnímu stavu? Jak se změní tepelný odpor při obrácení pořadí vrstev? Omítky zanedbejte.

Ve stavebně-energetických předpisech jsou stanoveny požadavky adoporučení:

a) pro maximální hodnoty součinitele prostupu tepla (obr. 1.7 atab. 1.4). Požadované hodnoty součinitele prostupu tepla se použijí pro základní hodnocení konstrukcí ajako vstupní údaj pro výpočet referenční budovy vhodnocení energetické náročnosti [5]. Použití hodnot doporučených je vhodné všude tam, kde tomu nebrání technické, ekonomické nebo legislativní překážky. Hodnoty doporučené pro pasivní budovy se použijí zejména pro předběžný návrh konstrukcí takových budov. Můžeme je tedy považovat za cílové hodnoty vbudoucnu;

b) pro maximální hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy (vážený průměr podle plošného zastoupení) – kap. 1.10.

Požadavky na izolační kvalitu konstrukcí se vprůběhu let postupně zpřísňovaly. Zobrázku 1.7 je možné si udělat ipředstavu, jak významného zlepšení je možné dosahovat při dodatečných úpravách budov (po doplnění izolačních vrstev).

Obr. 1.7 Vývoj požadavků na obvodové konstrukce zhlediska součinitele prostupu tepla (zjednodušeno):

a) ploché střechy,

b) obvodové stěny,

c) okna

Tab. 1.4 Přehled součinitelů prostupu tepla pro obvykle vytápěné budovy [3]

Popis konstrukce

Součinitel prostupu tepla [W/(m^2·K)]

Požadované hodnoty

Doporučené hodnoty

Doporučené hodnoty pro pasivní budovy (cílové hodnoty)

Stěna vnější

0,30

těžká1): 0,25

0,18 až 0,12

lehká: 0,20

Střecha strmá se sklonem nad 45°

0,30

0,20

0,18 až 0,12

Střecha plochá ašikmá se sklonem do 45°

0,24

0,16

0,15 až 0,10

Strop spodlahou nad venkovním prostorem

0,24

0,16

0,15 až 0,10

Strop pod nevytápěnou půdou (se střechou bez tepelné izolace)

0,30

0,20

0,15 až 0,10

Stěna knevytápěné půdě (se střechou bez tepelné izolace)

0,30

těžké1): 0,25

0,18 až 0,12

lehké: 0,20

Podlaha astěna vytápěného prostoru přilehlá kzemině

0,45

0,30

0,22 až 0,15

Strop astěna vnitřní zvytápěného knevytápěnému prostoru

0,60

0,40

0,30 až 0,20

Strop astěna vnitřní zvytápěného ktemperovanému prostoru

0,75

0,50

0,38 až 0,25

Strop astěna vnější ztemperovaného prostoru kvenkovnímu prostředí

0,75

0,50

0,38 až 0,25

Podlaha astěna temperovaného prostoru přilehlá kzemině

0,85

0,60

0,45 až 0,30

Stěna mezi sousedními budovami

1,05

0,70

0,5

Strop mezi prostory srozdílem teplot do 10°C včetně

1,05

0,70

–

Stěna mezi prostory srozdílem teplot do 10°C včetně

1,30

0,90

–

Strop vnitřní mezi prostory srozdílem teplot do 5°C včetně

2,2

1,45

–

Stěna vnitřní mezi prostory srozdílem teplot do 5°C včetně

2,7

1,80

–

Výplň otvoru ve vnější stěně astrmé střeše, zvytápěného prostoru do venkovního prostředí, kromě dveří

1,5

1,2

0,8 až 0,6

Šikmá výplň otvoru se sklonem do45°, zvytápěného prostoru do venkovního prostředí

1,4

1,1

0,9

Dveřní výplň otvoru zvytápěného prostoru do venkovního prostředí (včetně rámu)

1,7

1,2

0,9

Výplň otvoru vedoucí zvytápěnéhodotemperovaného prostoru

3,5

2,3

1,7

Výplň otvoru vedoucí ztemperovaného prostoru dovenkovního prostředí

3,5

2,3

1,7

Šikmá výplň otvoru se sklonem do45° vedoucí ztemperovaného prostoru dovenkovního prostředí

2,6

1,7

1,4

Lehký obvodový plášť (LOP), hodnocený jako smontovaná sestava včetně nosných prvků, spoměrnou plochou průsvitné výplně otvoru

fw=Aw/A [m^2/m^2],

kde je:

A ... celková plocha lehkého obvodového pláště (LOP) [m^2];

Aw ... plocha průsvitné výplně otvoru sloužící převážně kosvětlení interiéru včetně příslušných částírámu vLOP [m^2].

fw ≤ 0,5

0,3 +1,4·fw

0,2 +fw

0,15 + 0,85 · fw

fw > 0,5

0,7 +0,6·fw

Kovový rám výplně otvoru

–

1,8

1,0

Nekovový rám výplně otvoru

–

1,3

0,9 až 0,7

Rám lehkého obvodového pláště

–

1,8

1,2

1 Za těžkou se považuje taková konstrukce, jejíž plošná hmotnost je větší než 100 kg/m^2.

1.4 Tepelné mosty atepelné vazby

Zmenšení tloušťky nebo narušení celistvosti izolačních vrstev se votopném období projeví nižší teplotou na vnitřním povrchu konstrukcí vdotčené oblasti. Může se jednat okonstrukčně nezbytný průnik tepelně vodivějších prvků (ocelový, betonový nebo dřevěný sloupek, krokev apod., kotevní prvky fasádního systému) nebo onedůslednou realizaci stavby (izolační desky nejsou osazeny na sraz, izolační hmota foukaná do dutin konstrukce není všude rozmístěna apod.). Takové místo označujeme jako tepelný most.

Jako tepelná vazba se označuje obdobně oslabené místo vnapojení dvou nebo více plošných prvků (například stěna – okno). Nejběžnější případy tepelných vazeb, které je potřeba projekčně řešit avýpočtově posuzovat, jsou zřejmé zobrázku 1.8.

Rozhodujícími projevy tepelných mostů atepelných vazeb jsou:

- • zvýšený tepelný tok (kap. 1.9),

- • nižší vnitřní povrchová teplota (riziko povrchové kondenzace vodních par – kap. 1.5),

- • vyšší venkovní povrchová teplota (patrná při infračerveném snímkování, tzv. termovize) (obr. 1.10).

Hodnocení se provádí prostřednictvím výpočtu vícerozměrného vedení tepla. Obvyklé zobrazení výsledků je uvedeno na obrázku 1.9.

Zvýšený tepelný tok vmístech tepelných mostů atepelných vazeb nabyl na významu poté, co se významně snížil prostup tepla plošnými konstrukcemi díky novým materiálům avětším tloušťkám tepelných izolací. Kvyjádření se užije:

- • lineární činitel prostupu tepla Ψ [W/(m·K)] (čti: psí),

- • bodový činitel prostupu tepla χ [W/K] (čti: chí).

Požadavky adoporučení jsou uvedeny vtab. 1.5. Pro běžné detaily konstrukcí jsou kdispozici katalogy suvedenou nejnižší povrchovou teplotou (nebo odvozeným teplotním faktorem – kap. 1.5.1) ačiniteli prostupu tepla. Katalogy mohou být ielektronické smožností editace. Ve výpočtech tepelných ztrát (kap. 1.9) se použije součin (ℓ · Ψ), kde ℓ [m] je délka, kde se lineární tepelná vazba uplatňuje.

Obr. 1.8 Vyznačení nejběžnějších tepelných vazeb vbudově

Obr. 1.9 Výsledek výpočtového hodnocení detailu napojení konstrukcí – obvodové stěny skontaktním zateplovacím systémem ajednoplášťové střechy sželezobetonovou stropní deskou. Rozložení teplot za zimních výpočtových podmínek (zpracoval Jiří Novák)

Obr. 1.10 Časté výsledky infračerveného snímkování: a) zvýšený prostup tepla ve stycích železobetonových panelů arámech oken; b) zvýšený prostup tepla voblasti soklu zateplené budovy (zpracoval Jiří Novák)

Tab. 1.5 Normové hodnoty lineárního abodového činitele prostupu tepla [3]

Typ lineární tepelné vazby

Lineární činitel prostupu tepla Ψ

[W/(m⋅K)]

Požadovaný

Doporučený

Doporučený

pro pasivní budovy

≤ 0,20

≤ 0,10

≤ 0,05

≤ 0,10

≤ 0,03

≤ 0,01

≤ 0,30

≤ 0,10

≤ 0,02

Typ bodové tepelné vazby

≤ 0,4

≤ 0,1

≤ 0,02

1.5 Vlhkost

1.5.1 Výskyt kondenzace na povrchu konstrukcí

1.5.2 Kondenzace avypařování vodní páry uvnitř konstrukcí

Materiál

1

9

1.6 Vzduchotěsnost

1.7 Tepelná setrvačnost atepelná stabilita budov

1.7.1 Teplotní útlum

1.7.2 Tepelná stabilita

1.8 Odnímání tepla konstrukcemi

1.9 Přehledná energetická bilance budovy

1.9.1 Ztráta prostupem tepla

- • pro budovy spodlahou na terénu, se zvýšenou podlahou anevytápěným suterénem: rovina vnitřního povrchu podlahy přízemí,

- • pro budovy svytápěným suterénem: úroveň okolního terénu.

1.9.2 Přímý prostup tepla do vnějšího prostředí

1.9.3 Tepelná propustnost přes spodní stavbu azeminu

1.9.4 Tepelná ztráta přes nevytápěné prostory

1.9.5 Tepelná ztráta větráním

1.9.6 Vnitřní tepelné zisky

1.9.7 Pasivní solární zisky

1.10 Budovy snízkou energetickou náročností

1.10.1 Budovynízkoenergetické apasivní

1.10.2 Budovy sminimální energetickou náročností

Table of Contents

Předmluva

1. Stavební tepelná technika

1.1 Prostup tepla stavebními konstrukcemi

1.2 Tepelná vodivost

1.3 Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla

1.4 Tepelné mosty a tepelné vazby

1.5 Vlhkost

1.5.1 Výskyt kondenzace na povrchu konstrukcí

1.5.2 Kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukcí

1.6 Vzduchotěsnost

1.7 Tepelná setrvačnost a tepelná stabilita budov

1.7.1 Teplotní útlum

1.7.2 Tepelná stabilita

1.8 Odnímání tepla konstrukcemi

1.9 Přehledná energetická bilance budovy

1.9.1 Ztráta prostupem tepla

1.9.2 Přímý prostup tepla do vnějšího prostředí

1.9.3 Tepelná propustnost přes spodní stavbu a zeminu

1.9.4 Tepelná ztráta přes nevytápěné prostory

1.9.5 Tepelná ztráta větráním

1.9.6 Vnitřní tepelné zisky

1.9.7 Pasivní solární zisky

1.10 Budovy s nízkou energetickou náročností

1.10.1 Budovy nízkoenergetické a pasivní

1.10.2 Budovy s minimální energetickou náročností