Příspěvek se zabývá difuzními vlastnostmi desek OSB (Oriented Strand Board). Úprava difuzních 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.
1. Aktuálnost problematiky a požadavky na obálkové konstrukce
V současné době jsou díky rozvoji staveb v pasivním energetickém standardu kladeny přísnější požadavky na obalové konstrukce budov na bázi dřeva než v minulosti. Moderní stavitelství směřuje k plnění ambiciózních cílů evropské direktivy (EPBD II), která systematicky pracuje na snížení provozní energetické náročnosti budov stále především v zimním období. Na obálku moderních staveb jsou kladeny čím dále přísnější parametry z pohledu stavební tepelné techniky, které jsou přímo závislé na fyzikálních a materiálových parametrech stavebních materiálů.
Pro udržení principů trvale udržitelného rozvoje budov, při plnění optimálně nákladové úrovně, je vždy nutné pracovat s přesnými fyzikálními tepelnětechnickými parametry obálky budovy. V legislativě týkajících se tepelné ochrany budov [5] jsou pro zimní období obsaženy poznámky týkající se tepelně-vlhkostní chování obalových konstrukcí v zimním období. Konkrétně se jedná o kondenzaci vodních par v obvodových pláštích [6], [7], kdy může dojít k ohrožení a omezení statické trvanlivosti především těch budov, které jsou realizovány z konstrukcí na bázi dřeva. Ve stavební praxi, kde se využívají různé stavební tepelné izolace, jsou případná rizika kondenzace vodních eliminovány návrhem tzv. difuzně otevřené konstrukce obvodového pláště [8].
Na obálku současných budov jsou kladeny přísné parametry z pohledu stavební tepelné techniky, které jsou přímo závislé na fyzikálních a materiálových parametrech stavebních materiálů. Tepelně-vlhkostní stav obálky budovy je ovlivňován sdruženým transportem tepla a vlhkosti, a proto také souvisí s celkovými difuzními vlastnostmi obvodového pláště. 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.
Chování obvodového pláště budovy z pohledu šíření vlhkosti je závislé na tak zvané difuzitě jednotlivých použitých materiálů. K difuzi dochází tedy díky rozdílu tlaku vodních par mezi vnitřním a venkovním prostředím. Formy transportu vlhkosti závisí na struktuře materiálu, ale také na podmínkách okolního prostředí, často se jedná o přirozené proudění vlhkosti v obvodovém plášti budovy. Pokud je tento jev častý, může kondenzace vodní páry ohrozit životnost stavební konstrukce. V klimatických podmínkách České republiky difuze směřuje v zimě zpravidla zevnitř ven a v letě z venku dovnitř.
Čtěte také: Hodnoty tepelného odporu betonu
Celkový difuzní odpor obvodového pláště je definován sumou difuzních vlastností materiálů použitých v obálce budovy. Tyto materiály jsou specifikovány pomocí faktoru difuzního odporu μ [-] či ekvivalentní difuzní tloušťky sd [m]. Je poměrem difuzního odporu materiálu a difuzního odporu vrstvy vzduchu v téže tloušťce, při definovaných podmínkách. Hodnota faktoru difuzního odporu u materiálů výrazně klesá s počtem opakujících se nehomogenních anomálií, což jsou například kotvící či prostupující prvky nebo nedokonalé spojení fóliových systémů.
2. OSB desky jako součást obvodových plášťů
Ve stavební praxi se v současné době využívají jako oplášťující desky na bázi dřeva moderní sofistikované materiály. Z interiérové strany jsou používány OSB (Oriented strand board) s vysokým faktorem difuzního odporu v rozsahu μ = 200-300 [-], které jsou často na stavbě spojovány pomocí tmelů či speciálních těsnících pásek. Tyto interiérové OSB desky také fungují jako ztužení celé stavby. Z exteriérové strany často bývají používány moderní difuzní desky např. V nedávné minulosti, kdy nebyly běžně k dispozici takto sofistikované materiály, se ve stavební praxi objevovaly zmínky o zvýšení difuzního odporu tradiční OSB desky (min. μ = 50 [-]) pomocí latexového nátěru.
Argumentem bylo, že na exteriérovou stranu je pak možné použít opět tradiční OSB desku a bude automaticky zachován princip difuzně otevřené stavební konstrukce. Tento přístup byl pravděpodobně odvozen z tabulky uvedené v [5], která uvádí normové hodnoty materiálů se zanedbatelnými tepelnětechnickými izolačními vlastnosti, kde dosahují latexové nátěry V 2012 při jedné nátěrové vrstvě suchého faktoru difuzního odporu μn,d = 2480 [-], při dvou vrstvách latexového nátěru μn,d = 2070 [-] či při čtyřech vrstvách latexového nátěru μn,d = 1980 [-]. Ideální deskový materiál na exteriérové straně konstrukce by měl mít co nejnižší faktor difuzního odporu μ [-].
3. Měření faktoru difuzního odporu OSB desek
Z výše uvedených důvodů byly prováděny v měsících červnu a červenci 2015 v Technickém a zkušební ústavu stavebním Praha, s. p., pobočka Ostrava zkoušky stanovení faktoru difuzního odporu OSB desek (Protokol č. 070-049326). Během zkoušek byla použita váha SARTORIUS CPA - OCE, posuvné měřidlo (0-200 mm) a skleněné misky s přírubou (Obr. 3), silikagel, vosk, které jsou zavedeny v metrologickém řádu zkušební laboratoře. Byly použity postupy dle ČSN EN 12572 [9], která se snaží rozdělením difuzních veličin na suché a mokré přesněji popsat transport vlhkosti i upřesnit hodnoty veličin poskytovaných od výrobců stavebních materiálů.
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 [10].
Čtěte také: Recenze hydroizolačních nátěrů pro OSB desky
Vodní páry mají podobnou schopnost procházet stavebními konstrukcemi jako tepelný tok. Jestliže k objasnění toku tepla je potřebný gradient teploty, k toku vodních par je nevyhnutelný gradient částečných tlaků vodních par [10]. S ohledem na stejnou teplotu a rozdílné relativní vlhkosti vzduchu dochází k difuzi vodních par skrze měřený vzorek z prostředí s vyšší relativní vlhkostí vzduchu tj. z prostředí s vyšším parciálním tlakem vodních par do prostoru s nižším parciálním tlakem vodních par.
Základním a objektivním parametrem pro porovnání různých materiálů z hlediska schopnosti omezit difuzi vodní páry je hodnota ekvivalentní difuzní tloušťky sd [m], jejíž velikost je dána násobením hodnoty faktoru difuzního odporu μ [-] a tloušťky daného materiálu d [m]. Ve stavební praxi se většinou setkáváme s uváděným parametrem difuzních vlastností materiálu ve formátu μ [-], což je nepřesné vzhledem k tloušťce materiálu, i přesto v korelaci s praxí tento příspěvek přednostně publikuje hodnoty faktoru difuzního odporu μ [-] (Tab. 1, Graf. 1, Graf. 2), což je možné z důvodu, že byly měřeny pouze vzorky o jednotné tloušťce 15 mm. Z důvodů technické správnosti jsou v Tab. 1 uvedeny i naměřené hodnoty sd [m].
4. Výsledky měření a jejich zhodnocení
V níže doložených grafech lze sledovat naměřené hodnoty v porovnání se základní OSB deskou (označena červeně, vzorek 1). Z grafu 1 je viditelné, že 1× nátěr latexem zvýšil faktor difuzního odporu μ [-] z 81,08 (vzorek 1) na 86,8 (vzorek 2), při nátěru latexem ve dvou vrstvách došlo ke zvýšení z 81,08 na 93,21 (vzorek 3). V grafu 2 jsou vidět výsledky dosažené při perforaci OSB desky. Při různé perforaci OSB desky μ = 81,08 bylo dosaženo hodnot μ = 66,62 (vzorek 4) do μ = 74,14 (vzorek 5).
Z dosažených výsledků uvedených v grafu 2 lze uvést závěr, že metoda pro měření perforací v deskových materiálech dle [9], pravděpodobně není vhodná. Ze zhodnocení naměřených dat (Tab. 1, Graf 1, Graf 2), lze uvést závěry, že dle měření bylo mezi standardní OSB (s min. μ = 50 [-], naměřeno μ = 81 [-] a OSB opatřenou jedním/dvěma latexovými nátěry zvýšení μ pouze o cca 15 %.
5. Roční bilance vlhkosti a požadavky na konstrukce
Roční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry se stanoví buď výpočtem po měsících dle [11], který vyžaduje měsíční hodnoty klimatických údajů [1], nebo jako rozdíl ročního množství zkondenzované vodní páry Mc [kg/m2.rok] a ročního množství vypařené vodní páry Mev [kg/m2.rok] [5]. 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).
Čtěte také: Tipy pro aplikaci vodního laku na OSB desky
Dle norem [5] a [12] je za nevyhovující chápán stav podstatného zkrácení životnosti konstrukce. Z pohledu konstrukční tvorby budov jsou za nevyhovující stavy uváděny objemové změny či výrazné zvýšení hmotnosti konstrukce mimo rámec rezerv statického výpočtu. Nevhodnými stavy způsobujícími degradaci stavebních konstrukcí na bázi dřeva jsou snížení vnitřní povrchové teploty konstrukce či zvýšení hmotnostní vlhkosti materiálu. V běžné stavební praxi je eliminace výše uvedených nevyhovujících stavů často technicky téměř nerealizovatelná. V obvodových pláštích staveb na bázi dřeva dochází ke kondenzátu vodních par v množství větším než 0, i přestože bývají používány moderní materiály na bázi dřeva, viz kap. 2.
6. OSB desky a difuzně otevřené/uzavřené konstrukce
Moderní stavitelství směřuje k plnění ambiciózních cílů evropské direktivy (EPBD II), která systematicky pracuje na snížení provozní energetické náročnosti budov stále především v zimním období. Na obálku moderních staveb jsou kladeny čím dále přísnější parametry z pohledu stavební tepelné techniky, které jsou přímo závislé na fyzikálních a materiálových parametrech stavebních materiálů.
V moderních masivně izolovaných skladbách stavebních konstrukcí se vyskytují velmi různorodé skladby.
- Jedná se o systém, který má na vnitřní straně materiál s vysokým difuzním odporem (např. polyetylenová či hliníková parozábranná folie), který má zabránit vstupu vlhkosti z vnitřního prostředí do konstrukce. Vnější vrstvu stavební konstrukce je často tvořena například OSB deskou či polystyrenem.
- Zvýšený zájem o tento systém souvisí nejen s novými konstrukčními technologiemi, ale také s novými materiály, které se objevily na stavebním trhu. 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 do venkovního prostředí.
Konstrukce, ve kterých se objevují zvýšené hodnoty vlhkosti, mohou způsobit podmínky vhodné pro růst plísní a tím měnit mikroklima budovy a způsobovat negativní vlivy na zdraví člověka.
tags: #difuzní #odpor #osb #desky