Při rozhodování o výstavbě dřevostavby se investor jistě setká s otázkou, zda zvolit difúzně otevřenou, nebo difúzně uzavřenou konstrukci. Na začátek je třeba si říci, že jak název konstrukce „DIFUZNĚ” napovídá, jedná se o prostup vlhkosti přes konstrukci, nikoli prostup vzduchu. Pokud se tedy rozhodnete pro difúzně otevřenou konstrukci, nebude Vám přes ni proudit vzduch, tedy ani foukat vítr. Difuze vodních par je běžný fyzikální proces, kdy molekuly vodní páry pronikají z místa s vyšší koncentrací do místa s nižší koncentrací ve snaze o vytvoření rovnováhy vlhkosti. Hlavním rozdílem mezi difúzně otevřenou a uzavřenou konstrukcí je ten, zda vlhkost přes konstrukci prochází kontinuálně ven, nebo se do nosné konstrukce vůbec nedostane. Téma vlhkostní problematiky je v současnosti aktuálnější než v dřívější době, jelikož se na stavbě využívají moderní materiály v kombinaci s masivními tloušťkami tepelných izolací v obálce budovy. Zejména u dřevostaveb může kondenzace výrazně zkrátit celkovou životnost stavby. Nesmíme zapomenout, že díky zvýšené vlhkosti dochází u materiálů v obvodovém plášti ke zvýšení jejich tepelné vodivosti.
Co je difúzní odpor?
Difúzní propustnost je schopnost materiálu propouštět vodní páru. Lidově řečeno rozhoduje o tom, jak snadno „dům dýchá“. Schopnost materiálu propouštět vodní páru difúzí se nazývá difúzní odpor. Faktor difúzního odporu je bezrozměrná veličina označovaná μ (mí). Ekvivalentní difúzní tloušťka sd je definována jako tloušťka nehybné vrstvy vzduchu mající stejný difúzní odpor jako bezpředmětná vrstva materiálu. Hodnota její velikosti je dána součinem hodnoty faktoru difúzního odporu μ a vlastní tloušťky daného materiálu. Difúze vodních par je jev, který probíhá v důsledku rozdílů částečného tlaku vodních par ve vzduchu mezi prostory exteriéru a interiéru, které odděluje stavební konstrukce. Vodní páry se protlačují z míst, kde je obsah vodních par vyšší, do míst s nižším obsahem vodních par. Dá se říci, že rozdíl částečného tlaku vodních par závisí především na rozdílu teplot vzduchu. Prostup vodních par konstrukcí je nazýván difúzním tokem. Difúzní tok konstrukcí je tedy největší v zimním období, kdy rozdíl teplot mezi interiérem a exteriérem je nejvyšší. V klimatických podmínkách České republiky difúze směřuje v zimě zpravidla zevnitř ven a v létě z venku dovnitř. Celkový difúzní odpor obvodového pláště je definován sumou difúzních vlastností materiálů použitých v obálce budovy. Tyto materiály jsou specifikovány pomocí faktoru difúzního odporu μ [-] či ekvivalentní difúzní tloušťky sd [m]. Je poměrem difúzního odporu materiálu a difúzního odporu vrstvy vzduchu v téže tloušťce, při definovaných podmínkách. Hodnota faktoru difúzního odporu u materiálů výrazně klesá s počtem opakujících se nehomogenních anomálií, což jsou například kotvící či prostupující prvky nebo nedokonalé spojení fóliových systémů.
Faktor difúzního odporu (μ) a ekvivalentní difúzní tloušťka (Sd)
- Faktor difúzního odporu (μ, bezrozměrné): Je poměr difúzního odporu materiálu a difúzního odporu vrstvy vzduchu téže tloušťky.
- Ekvivalentní difúzní tloušťka Sd (v metrech): Je tloušťka vrstvy vzduchu, která má stejný difúzní odpor jako vrstva materiálu. Vypočte se Sd = μ . d.
Difúzně otevřené a difúzně uzavřené dřevostavby
Základem každé dřevostavby jsou bezchybné konstrukční detaily a správný návrh skladby obálky, tak aby byla zajištěna ochrana před zemní vlhkostí, zatékáním srážkové vody a vnikáním vzdušné vlhkosti do konstrukce. Při návrhu konkrétní skladby volíme vždy mezi systémy difúzně otevřenými či uzavřenými. Zprvu je třeba zmínit, že při dodržení technologických zásad a principů dřevostaveb jsou obě technologie zcela vyhovující. Záleží na každém z nás, ke kterému principu dřevěných domů se přikloníme. O kvalitě dřevostavby rozhoduje především správný návrh a správná montáž.
Difúzně uzavřené konstrukce
Jedná se o systém, který má na vnitřní straně materiál s vysokým difúzním odporem (např. polyetylenová či hliníková parozábranná fólie), který má zabránit vstupu vlhkosti z vnitřního prostředí do konstrukce. U konstrukcí difúzně uzavřených je ze strany interiéru instalována paronepropustná vrstva - takzvaná parozábrana, a tou je zabráněno vstupu vodní páry do konstrukce. Parozábrana nesmí být nikde porušena. Vnější vrstvu stavební konstrukce je často tvořena například OSB deskou či polystyrenem. Difúzně uzavřené dřevostavby se běžně zateplují zateplovacími systémy určenými na podklady z desek na bázi dřeva a není zde kladen důraz na jejich paropropustnost. Při aplikaci parozábrany není prostor pro chyby - fólie nesmí být nikdy porušena, realizace vyžaduje perfektní technologickou kázeň. Pokud se vlivem chyby v prolepení parotěsné vrstvy dostane vodní pára do konstrukce, kondenzuje a vzniklá voda nemá jak uniknout ven. Riziko představují chyby v technologickém provedení parozábrany, které mohou vést ke značnému hromadění vlhkosti v konstrukci a dlouhodobě pak k její degradaci. Základem je technologická kázeň a dodržení technologického postupu stanoveného výrobcem parozábrany.
Faktor difúzního odporu parozábran je od 100 000 více. Výrobci ale uvádějí Sd a to je 100 nebo 150 (m) a více. Při udání hodnoty Sd větší než 150 m si můžete být jisti jejich vhodností pro parotěsnou zábranu.
Čtěte také: Jaký je difuzní odpor OSB desek?
Difúzně otevřené konstrukce
Difúzně otevřený systém - s pronikáním relativní vlhkosti do konstrukce se počítá a tomuto je přizpůsobena i skladba konstrukce umožňující vyvětrání konstrukce. Základním kritériem pro splnění myšlenky pro difúzně otevřený systém je vytvoření vhodného pořadí jednotlivých vrstev ve skladbách obvodových plášťů. Jednoduše vnitřní vrstvy musí mít větší difúzní odpor než vrstvy vnější. Množství vlhkosti vstupující do pláště tak je částečně redukováno a ta vlhkost, která se do konstrukce dostane, může skrze vrstvy s menším difúzním odporem snáze odejít do exteriéru. Ze strany vnitřního prostředí jsou instalovány parobrzdné materiály (například OSB desky) a z exteriéru jsou použity materiály, které jsou výrazně pro vodní páry propustnější. Z exteriéru je celá skladba obložena materiály, které umožňují volný pohyb vodní páry do venkovního prostředí. U difúzně otevřených konstrukcí naopak vstup vodní páry do konstrukce povolujeme a vhodnou skladbou obvodového pláště zajišťujeme, aby v konstrukci nedocházelo ke hromadění vlhkosti. Pro difúzně otevřené systémy se například nepoužívá zateplení polystyrenem a akrylátové omítky.
Difúzně otevřená skladba dřevostavby umožňuje díky své skladbě (klesající difúzní odpor interiér>>exteriér) transport vlhkosti z interiéru do exteriéru. Jinými slovy: pokud se během zimy nějaká vlhkost do konstrukce dostane, má možnost odcestovat směrem do exteriéru. O „dýchání“ zde však nemůže být řeč. Potenciál vysychání je do interiéru až 3× vyšší a do exteriéru až 14× vyšší oproti difúzně uzavřené konstrukci dřevostavby. Obecně lze říci, že difúzně otevřené skladby fungují přirozeněji a snáze odolávají drobným nepřesnostem v konstrukcích. Difúzně otevřené stěny jsou bezpečnější, protože se samy dokážou velmi rychle zbavit vniknutí vlhkosti do konstrukce, aniž by došlo k degradaci nosných částí. Dřevěná konstrukce dokáže velmi dobře vlhkostně komunikovat s vnitřním prostředím. Udává se, že 1m2 fasády s vysokou difuzitou umí odpařit až 12 litrů vody za rok. Naopak u difuzně uzavřené konstrukce je to téměř nemožné. Při případné vlhkosti zatečením či kondenzací vody v konstrukci na povrchu stěny dlouho nic nepoznáte, o to více vás pak mohou se zpožděním překvapit nepříjemné důsledky. Pro správný návrh difúzně otevřených stavebních dílců je třeba zachovávat několik následujících zásad:
- Pro danou skladbu konstrukčního dílce je nutné zajistit kladnou bilanci zkondenzované vodní páry (dle ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov) a ověřit, že kondenzace uvnitř konstrukce neohrozí její požadovanou funkci. Jde o podstatný normový požadavek, který se specificky týká právě difúzně otevřených konstrukcí na bázi dřeva.
- Omítkové systémy a omítkoviny by měly být vždy vysoce prodyšné, tedy volit ty s co nejnižší hodnotou Sd (silikátové, silikonové, minerální).
- V případě výplňové tepelné izolace je třeba zvolit pouze difúzně propustné materiály (např. minerální izolace, dřevovlákno).
- S ohledem na co nejvyšší spolehlivost konstrukce dřevostavby je třeba zajistit klesání difúzního odporu směrem k exteriéru. Pro difúzně otevřené konstrukce vnějších stěn je optimální použít na vnitřní straně opláštění materiály s vyšším difúzním odporem (hodnota Sd nad cca 4 m, u každé konkrétní skladby však nutno ověřit výpočtem) a na vnější straně naopak materiály s difúzním odporem co nejnižším.
Parozábrana a parobrzda
Parozábrana je fólie ve stěnách dřevostavby, která omezuje pronikání vodní páry z venkovního vzduchu. Jedná se zde o důmyslně řešené brzdění propustnosti vodních par obsažených ve vzduchu skrze tuto fólii do konstrukce, která je vyplněna tepelnou izolací. Vnitřní parozábrana je zapotřebí, aby neunikal teplý vlhký vzduch a aby nezkondenzoval v izolační vrstvě. Tato vrstva musí být absolutně těsná. Parobrzda tedy nezamezí průchodu vodních par do konstrukce, ale řízeně je propouští do konstrukce do vrstvy ležící za touto netěsností. Typická parobrzda je navoskovaný papír. Fólie vyskytující se na trhu výrobci označují jako parobrzdné fólie. Rozdíl mezi parobrzdou a parozábranou lze vyjádřit stručně: propouští „něco“, nebo nepropouští „nic“. Skutečná parotěsnost určité stavební vrstvy se označuje jako difúzní odpor. K jeho stanovení postačí tloušťka vrstvy a součinitel difúze vodní páry materiálu.
Navrhne-li vám projektant parobrzdu do konstrukce stěny nebo střechy, je nutné, aby za touto fólií byla v konstrukci další vrstva směrem ven do exteriéru s větší difúzní otevřeností, nežli je parobrzda. Musí tedy být zajištěn odchod vodních par do exteriéru. Klíčový prvek - parobrzda (přírodní fólie s vysokou hodnotou sd), která reguluje prostup páry. Nutnost - mít dokonale utěsněné všechny spoje a prostupy, hodnota odporu vůči vodní páře musí u jednotlivých vrstev klesat od interiéru k exteriéru (uvnitř nejvyšší, např. parobrzdná fólie, zvenčí nejnižší).
Materiály a jejich difúzní vlastnosti
Na obálku současných budov jsou kladeny přísné parametry z pohledu stavební tepelné techniky, které jsou přímo závislé na fyzikálních a materiálových parametrech stavebních materiálů. Chování obvodového pláště budovy z pohledu šíření vlhkosti je závislé na tak zvané difuzitě jednotlivých použitých materiálů. Moderní cihelné bloky jsou vyrobené z materiálů, které vodní páru nejen propouštějí, ale zároveň regulují její pohyb tak, aby se vlhkost ve zdi nehromadila. Vlhkost se do cihelného střepu může dostat, ale už v něm nezůstává. Cihlové zdivo funguje jako přirozený „vlhkostní filtr“. Nepracuje s tenkou fólií ani složitou vrstvou desek. Zatímco u dřevostaveb je nutné vrstvit a kombinovat různé materiály, u cihel stačí jedna jediná vrstva. Moderní broušené cihly s integrovanou izolací dosahují výborných tepelněizolačních parametrů bez nutnosti dodatečného zateplení. Navíc je cihla materiálem s výbornou akumulací tepla. Co to znamená v praxi? Dům se pomaleji vychladí i přehřeje.
Čtěte také: Komplexní průvodce dvouplášťovou střechou
OSB desky
OSB desky po zasažení nadměrnou vlhkostí a následném vysušení změní své difúzní vlastnosti, a tak díky odlišnému faktoru difúzního odporu již neodpovídají původnímu návrhu skladby stěny dřevostavby. Difúzní vlastnosti desek OSB se často vyjadřují faktorem difúzního odporu (μ). Ten se u různých výrobců a provedení pohybuje v rozmezí 80 - 300. OSB deska pero drážka s tmelenými a přelepenými spoji slouží jako vzduchotěsnící vrstva pasivních domů nebo domů s rekuperačním systémem, kde je potřeba zajistit vzduchotěsnost obálky. U difúzně otevřených konstrukcí ze strany vnitřního prostředí jsou instalovány parobrzdné materiály (například OSB desky). Difúzní vlastnosti OSB desek, tj. faktor difuzního odporu OSB desek, ještě není dostatečně podrobně zmapován. Je to závislá funkce. Tzn., že s rostoucí vlhkostí desek klesá. Úprava difúzních vlastností OSB dává projektantovi možnost ovlivnit funkci, ale i trvanlivost obvodového pláště stavby na bázi dřeva během zimního období. Výhodou je využití standardních OSB desek s patřičnou úpravou pro různé funkce v obvodovém plášti. Dle doporučení projektanta lze úpravy provést i ve fázi realizace stavby. Na začátku bylo zmíněno, že výrobce udává difúzní vlastnosti prvků OSB, respektive hodnotu μ. Je možné učinit závěr, volit prvky OSB s nejvyšší hodnotou μ, která může být zárukou vyšší kvality provedení a vyšší vzduchotěsnosti.
Sádrovláknité desky Rigips
Sádrovláknitá konstrukční deska Rigidur Hsd je modifikace běžné homogenní sádrovláknité desky Rigidur, která díky speciální povrchové úpravě snižuje prostup vodní páry. Je proto vhodná pro realizaci difúzně otevřených vnějších stěn dřevostaveb bez použití fólie. Využití najde především v nosných obvodových stěnách. Desky Rigidur jsou vyráběny ze sádry, papírových vláken a minerálních přísad. Všechny suroviny se smíchají a po přidání vody se pod vysokým tlakem lisují. Technologie lisování zaručí hladký, celistvý povrch desek, který výraznou měrou usnadňuje finální povrchovou úpravu. Při výrobě jsou desky hloubkově impregnovány.
„Druhou možností je použití skladby s konstrukční deskou RigiStabil v kombinaci s parobrzdou Isover Vario KM Duplex, jejíž obrovskou výhodou je proměnná ekvivalentní difuzní tloušťka. Na zateplení z exteriéru použijeme čedičovou vlnu Isover TF Profi,“ doplňuje Ing. Zdeněk Černošek. Desky RigiStabil se vyznačují vysokou pevností v ohybu a tvrdostí povrchu, čímž jsou ideální pro použití v podmínkách, kde mohou být vystaveny intenzivnímu mechanickému namáhání. Deska Rigistabil je určena pro nosné i nenosné konstrukce. Skládá se ze speciálního sádrového jádra vyztuženého skleněnými vlákny a obaleného silným papírovým kartonem. Pevnost v ohybu a tvrdost povrchu jsou výrazně vyšší než u standardního sádrokartonu. Desky RigiStabil jsou ohnivzdorné a impregnované. Rigistabil navíc obsahuje technologii Activ’Air® pro rozklad emisí formaldehydu.
Polystyren a dřevo
Obecně je fasádní polystyren považován za naprosto neprodyšný materiál, který stavbu uzavře tak, že ve stavbě bude kondenzovat voda. Pro mnohé to nebude zdaleka nová informace, ale věděli jste, že difúzní odpor polystyrenu je nižší než difúzní odpor dřeva? Faktor difúzního odporu polystyrenu μ se pohybuje v rozmezí 20-100 a faktor difúzního odporu dřeva je 157, v případě OSB desky okolo 250. Častým argumentem proti difúzně uzavřeným dřevostavbám bývá případná kondenzace vlhkosti přímo v dřevěné konstrukci. Tyto zkušenosti pramení z nedostatečného dodržování principů stavební fyziky, často kombinace chybějící nebo špatně provedené parozábrany a polystyrenu malé tloušťky (zejména u zděných staveb, kde se s parozábranou nepočítá). Pokud nějaká vlhkost do konstrukce drobným porušením parozábrany z interiéru pronikne, rosný bod v konstrukci bude s velkou pravděpodobností až ve vrstvě polystyrenu. Proto za problémy s používáním polystyrenu v difúzně uzavřených skladeb nestála jejich aplikace, ale především nedostatečný důraz na stavební fyziku a dobře provedenou parozábranu.
Představme si dva příklady konstrukce. Obě budou klasické rámové konstrukce dřevostavby a jedna bude mít jako vnější izolaci polystyren tloušťky 5 cm (označme si ji jako konstrukci A) a druhá 20 cm (konstrukce B).
Čtěte také: Detaily o penetraci Primalex Silikonová
| Parametr | Konstrukce A (5 cm polystyrenu) | Konstrukce B (20 cm polystyrenu) |
|---|---|---|
| Teplota v dřevěném rámu s minerální izolací | Pokles teploty v rámové konstrukci, rosný bod se nachází v samotné dřevěné konstrukci. | Teplota se blíží teplotě interiéru (cca 17°C). Rosný bod je s velkou pravděpodobností až ve vrstvě polystyrenu. |
| Kondenzace vlhkosti | Vyšší riziko kondenzace uvnitř dřevěné konstrukce. | Díky relativně vysoké teplotě se vlhkost nesrazí v kapalnou vodu (za konkrétních podmínek). |
Mýty a fakta o difúzně otevřených dřevostavbách
„Difúzně otevřená dřevostavba je zdravější, dům dýchá, nikde se nerosí atd.“ To jsou velmi časté argumenty, které se s difúzně otevřenými dřevostavbami pojí. Je to všechno pravda, nebo marketingová bublina, která hraje na to, že žít v igelitovém pytlíku je přece nezdravé a nenormální? Na adresu difúzně otevřené skladby dřevostaveb jejich výrobci a prodejci již vymysleli nemálo sloganů, které při jejich propagaci často opakují. Toto tvrzení je snad nejvíce zavádějící. O „dýchání“ zde však nemůže být řeč. Navíc to může nabudit dojem, že v difúzně otevřené dřevostavbě je třeba méně větrat - v tomto slova smyslu by to dřevostavby muselo táhnout netěsnostmi v konstrukci, což je jev vskutku nežádoucí. O tom, zda bude stavba zdravá nebo nezdravá rozhodují především dvě kritéria a těmi jsou: Eliminace tepelných mostů (tedy vlhkosti) a dostatečné větrání. Můžete mít totiž stavbu ze sebepřírodnějších materiálů, ale pokud nebudete větrat, tak vám to nebude nic platit. Řada lidí má problém s parozábranou v difúzně uzavřené konstrukci kvůli tomu, že nechtějí žít jako ve skleníku. Pocitově dřevěná konstrukce je o kontaktu s prostředím, kde žijete. Život v difuzně uzavřené stavbě je jako bydlet zapnutý v igelitu.
Další vlastnosti difúzně otevřených konstrukcí:
- Lepší akustika: Náhradou polystyrenu za minerální izolaci nebo dřevovlákno dosáhne konstrukce dřevostavby lepších akustických vlastností díky vyšší hmotnosti a menšímu modulu pružnosti oproti polystyrenu.
- Lepší tepelná setrvačnost: Díky vyšší měrné tepelné kapacitě materiálů, které nahrazují polystyren, dosahují maximální hodnoty teplot v interiéru v horkých letních měsících nižších hodnot.
- Bezpečnější konstrukce: Dalo by se zjednodušeně říci, že difúzně otevřená dřevostavba je bezpečnější při poškození vrstvy, která zajišťuje nejvyšší difúzní odpor (parozábrana nebo parobrzda).
Význam správného návrhu a realizace
Při navrhování konstrukce dřevostavby bych v problematice difúze vodní páry viděl stejnou důležitost jako ve statice. Možná i vyšší. Zanedbáním zákonitostí difúze vodních par konstrukcí může totiž razantně snížit životnost dřevostavby. A nejde jen o samotný návrh konstrukčního systému od projektantů a konstruktérů. Zcela zásadní je i způsob samotného provedení, zda difúzi vodních par chápou i jednotliví pracovníci, a to jak ve výrobě, tak na montáži. Na jejich pečlivosti a důslednosti závisí to, zda bude konstrukční systém fungovat tak, jak byl navržen. To, co však nejvíce ovlivní Vaši spokojenost, je provedení samotné stavby. Dodržení stavebních postupů, návrh konstrukce anebo dobře zvolené materiály, to jsou ta místa, která jsou stěžejní pro kvalitu stavby. Pokud chce mít investor jistotu o správném provedení jedné z těchto konstrukcí, je dobré zjistit, zda má firma certifikaci Dokument národní kvality, který zaručí spolehlivost konstrukce.
V moderních masivně izolovaných skladbách stavebních konstrukcí se vyskytují velmi různorodé skladby. Oba dva systémy jsou pro realizaci obvodového pláště budovy vhodné. Nicméně difúzně uzavřené skladby jsou stále tradičním a ještě pořád častým řešením ve dřevostavbách. Většina firem a projektantů k tomuto systému tíhne, jelikož s ním mají rozsáhlejší zkušenosti a z hlediska použitých materiálů se jedná většinou o levnější variantu. Je však třeba zmínit, že při dodržení technologických zásad a principů dřevostaveb jsou obě technologie zcela vyhovující. Záleží na každém z nás, ke kterému principu se přikloníme.
Kondenzace vlhkosti se týká především rosného bodu, k němuž by v difuzně uzavřené skladbě mohlo dojít nanejvýše na vnější straně fasádního izolantu, protože vnitřní strana konstrukce je opatřená parozábranou, která brání průchodu vlhkosti z interiéru do konstrukce a jejímu srážení uvnitř. V moderních masivně izolovaných skladbách stavebních konstrukcí se vyskytují velmi různorodé skladby. Obvodové pláště moderních dřevostaveb se v současné době stále častěji realizují jako tzv. ohrožení použitých vlhkostně citlivých materiálů (např. konstrukce) a parobrzdnou funkci (regulace difúze vodní páry z vlhkého interiérového vzduchu do chladné části konstrukce). Norma určuje, že tzv. suché veličiny by se měly užít v případě, kdy relativní vlhkost ve vnitřním prostředí pro zimní období je ≤ 60 %. Mokré veličiny se používají pro vyšší relativní vlhkost vnitřního prostředí > 60 %, ale i pro exaktní hodnocení konstrukce. Metody se od sebe liší rozdílnými okrajovými podmínkami. Při tzv. metodě WET-CUP, která byla zvolena pro realizované měření, se využívá relativní vlhkosti vzduchu 50 % a 95 % při konstantní teplotě 23 °C. Splnění požadavků na šíření vlhkosti konstrukcí je určeno zejména pro konstrukce s dřevěnými prvky, ve kterých by případná kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce Mc [kg/m2.rok] mohla způsobit trvalé poškození a mohla by ohrozit její funkci (např. zhoršení tepelněizolační vlastnosti).
tags: #difuzni #odpor #drevostavby #drevy #obklad #informace