Při výběru izolačního materiálu je klíčové zohlednit jeho tepelnou vodivost. Tu udává součinitel tepelné vodivosti, který výrobci tepelných izolací uvádějí u svých výrobků. Čím je jeho hodnota nižší, tím má daný materiál lepší tepelně izolační vlastnosti.
Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla
Tepelný odpor materiálu, tedy jeho schopnost zadržet teplo, závisí na síle materiálu a jeho tepelné vodivosti. Ve stavební praxi a požadavcích norem se používá tzv. součinitel prostupu tepla označovaný písmenem U. Jeho hodnota je vypočítána z tepelného odporu a dalších parametrů. Součinitel prostupu tepla informuje o tom, kolik wattů projde 1 metrem čtverečním při rozdílu teplot 1 Kelvin.
Tepelný odpor R (m²·K/W) charakterizuje izolační schopnost konstrukční vrstvy o tloušťce d [m] a součiniteli tepelné vodivosti λ [W/(m·K)] dle vzorce: R = d/λ. Celkový tepelný odpor vícevrstvé konstrukce se sčítá: R = R1 + R2 + R3 + ...
Určitý tepelný odpor se projevuje i při površích konstrukce, na rozhraní s obklopujícím vzduchem, jako důsledek šíření tepla prouděním vzduchu a sálavé výměny tepla s obklopujícími povrchy. V případě nepravidelností a jiných oslabení tepelněizolačních vrstev je nutné hodnotu součinitele prostupu tepla odpovídajícím způsobem zvýšit.
Typy dutin v konstrukcích
- Nevětrané (uzavřené) dutiny: Považují se za zvláštní vrstvu konstrukce. Kromě vedení tepla se zde projevuje proudění a sálání, proto jsou hodnoty tepelného odporu této vrstvy závislé i na směru tepelného toku, tloušťce vrstvy a orientaci (svislé, vodorovné).
- Větrané (otevřené) dutiny: Předpokládá se propojení s venkovním prostředím, čímž vzniká dvouplášťová (větraná) konstrukce. Zjednodušeně se předpokládá, že v dutině je stejná teplota jako venku.
- Slabě větrané dutiny: Mají částečné propojení s venkovním prostředím. Může se například jednat o průběžnou dutinu za venkovním režným zdivem, kde jsou záměrně ponechávány některé svislé spáry volné pro zajištění odvodu pronikající vlhkosti a podporu vysychání zdiva.
Výpočet součinitele prostupu tepla
Výpočet prostupu tepla vícevrstvou neprůsvitnou konstrukcí umožňuje určit tepelný odpor a součinitel prostupu tepla konstrukce dle platných norem a výsledek porovnat s požadavky aktuální ČSN 73 0540-2:2011 Tepelná ochrana budov - Část 2.
Čtěte také: aktuální normy pro tepelně izolační vlastnosti konstrukcí
Výpočet je naprogramován v souladu s ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov - Část 4: Výpočtové metody a ČSN EN ISO 6946 Stavební prvky a stavební konstrukce. Do výpočtu lze zadávat konstrukce s tepelnou izolací proměnné tloušťky, konstrukce se systematickými tepelnými mosty a střechy s opačným pořadím vrstev.
Nadměrná korekce uvedená pro obrácené střechy zohledňuje proudění dešťové vody mezi tepelnou izolací a hydroizolační vrstvou. Požadované hodnoty součinitele prostupu tepla se použijí pro základní hodnocení konstrukcí a jako vstupní údaj pro výpočet referenční budovy v hodnocení energetické náročnosti. 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. Požadavky na izolační kvalitu konstrukcí se v průběhu let postupně zpřísňovaly.
Fasádní polystyren a jeho typy
Nejčastěji používaným izolantem pro zateplení domu je polystyren. Jedním z měřítek pro kvalitu polystyrenu je parametr tepelné vodivosti (lambda). Čím nižší hodnota W/mK, tím má polystyren lepší tepelně izolační vlastnosti. Ze součinitele tepelné vodivosti se pro dané tloušťky odvozují ostatní hodnoty jako tepelný odpor R nebo součinitel prostupu tepla U.
Bílý fasádní polystyren
Všem asi nejznámější fasádní polystyren je ten s označením EPS 70F. U českých výrobců má součinitel tepelné vodivosti 0,039 W/mK. Dávejte pozor na dovážené polystyreny z okolních zemí, mají zpravidla stejné označení, ale horší tepelně izolační vlastnosti a nižší tuhost izolační desky, což se může výrazně projevit na životnosti celého zateplovacího systému.
Fasádní polystyren EPS 70F je vhodný pro zateplení novostaveb, rekonstrukcí, bytových a panelových domů. Vyrábí se v rozměrech 500x1000 mm v tloušťkách 10-300mm. Pro funkční zateplení fasády doporučujeme zvolit minimální sílu izolace 8 cm.
Čtěte také: Aplikace koeficientu filtrace štěrku
Šedý fasádní polystyren
Pro maximální zateplení fasád slouží šedý fasádní polystyren. Ten má díky obsahu grafitu o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti než bílý EPS 70F. Jeho součinitel tepelné vodivosti je 0,032 W/mK a právem je považován za nejúčinnější fasádní polystyren.
Šedý polystyren sice perfektně izoluje, ale má téměř dvojnásobnou teplotní roztažnost oproti EPS 70F. Velkým nepřítelem pro šedé fasádní desky je přímé slunce. Při zateplování doporučujeme natáhnout na lešení stínící ochranné plachty, co nejrychleji fasádní desky přikotvit a nanést krycí a armovací vrstvu. Po tomto opatření jsou šedé desky rozměrově stabilizovány. Šedý fasádní polystyren doporučujeme náročným klientům, kteří kladou důraz na precizní zateplení. Upozorňujeme, že díky svému složení je nutno použít lepící stěrky odpovídající kvality.
Paropropustné fasádní polystyreny
- Polystyren Baumit Open: Je na trhu unikátní díky svým prodyšným vlastnostem. Jedná se o fasádní desky typu EPS 70F, ve kterých jsou cca. dvoumilimetrové kruhové otvory pro odvod vodních par v rastru 2x2cm po celé ploše desky. Je vhodný na novostavby, rekonstrukce a pro starší objekty. Polystyrenové desky Baumit Open jsou nedílnou součástí vysoce paropropustného zateplovacího systému.
- Fasádní desky Baumit Open Reflect: Jsou na bázi šedého polystyrenu s bílým nátěrem na lícové straně desky. Stejně jako desky Baumit Open jsou opatřeny difuzními otvory po celé ploše desky. Jedná se o vylepšenou desku Open s lepšími tepelně izolačními vlastnostmi cca o 20%. Fasádní desky Baumit Open Reflect doporučujeme kotvit systémem Track. Vyrábí se v tloušťkách od 6cm do 20cm.
- Fasádní polystyren Weber EPS-F Clima Rda a SD: Skladba fasádních desek vychází z kombinace bílého a šedého polystyrenu. Díky svému nezaměnitelnému vzhledu dostal mezi stavaři přezdívku "Dalmatin polystyren". Fasádní desky Clima mají difuzní otvory po celé ploše desky, které ale neprochází skrz celou desku. Prořez otvorů končí cca 3cm od lícové strany fasádní desky. Doporučujeme kombinovat pouze se systémovými výrobky pro ucelený systém Weber therm Clima. Vyrábí se ve dvou variantách.
Další typy polystyrenu a jejich použití
- Perimetr a Perimetr SD: Izolační desky Perimetr a Perimetr SD patří mezi speciální výrobky z EPS, tvarovaných vypěňováním přímo do speciálních forem. Desky vynikají zvýšenou pevností, odolností proti průrazu a minimální nasákavostí. Jsou používány pro tepelnou izolaci spodních staveb, soklové části, podlah, stěn bazénů aj., bez požadavku na útlum kročejového hluku. Součinitel tepelné vodivosti 0,034 W/mK. Soklový polystyren Perimetr SD doporučujeme použít na zateplení soklu v min. síle 8cm.
- Extrudovaný polystyren (XPS): Má zpravidla stejnou použitelnost jako Perimetr, navíc o malé procento menší nasákavost.
- Bílý podlahový polystyren EPS 100Z: Pro zateplení podlahy v novostavbách je nejběžněji používán. Dále je použitelný na šikmé střechy nad krokvemi, běžně zatížené podlahy, obvodové stěny pod terénem s izolací proti vodě.
- Šedý podlahový polystyren Styrotherm PLUS 100: Díky stále se zvyšujícím doporučeným hodnotám pro zateplení podlahy se stal velmi oblíbený s lambdou 0,031 W/mK.
- Elastifikovaný pěnový polystyren Styrofloor: Mezi podlahový polystyren se také řadí speciální izolace s útlumem kročejového hluku s označením Styrofloor. Podle zatížení se dělí na Styrofloor T4, který je vyráběn pro podlahové konstrukce se zatížením max. 3,5 kN/m² a Styrofloor T5 s maximálním zatížením 5 kN/m². Součinitel tepelné vodivosti 0,045 W/mK. Pokládá se na podlahový polystyren jako vrchní vrstva při zateplení podlahy.
- Stropní polystyren EPS 70Z,S,F: Pokud vybíráte stropní polystyren na zateplení stropu z obytné části kontaktním způsobem, postačí v mnohých případech klasický EPS 70 s koncovým označením Z,S nebo F. Jelikož se nejedná o namáhané zatížené konstrukce, tak je zbytečné používat daleko dražší produkty. Izolant by měl být nejlépe celoplošně nalepen a následně ukotvený talířovými hmoždinkami.
- Stropní polystyren s vyšší gramáží (EPS 100S nebo Z): Pokud zateplujete strop ze shora, doporučujeme použít stropní polystyren s vyšší gramáží. Nejen, že o něco lépe izoluje, ale především je vhodný pro běžně pochůzí využití. V extrémních případech se pro takovéto zateplení stropu používá šedý polystyren Styrotherm PLUS 100. U vnějšího zateplení stropu doporučujeme skládat izolační desky ve dvou vrstvách přes spáry.
- Střešní polystyren: Se především používá do plochých střech. Podle míry zatížení se zvolí správný typ střešního polystyrenu, který má označení EPS 70S - podkladní vrstva izolací plochých střech, EPS 100S - pro ploché střechy s běžným zatížením, EPS 150S - pro ploché střechy s vysokým zatížením, EPS 200S - pro ploché střechy s nejvyšším zatížením. Dodáváme střešní polystyren v tloušťkách od 10 - 300mm s možností vyrobení spádových klínů a zajištění kladečského plánu.
Tloušťka tepelné izolace
Tepelná izolace musí být použita v takové tloušťce, aby konstrukce řádně izolovala a udržela tak teplo uvnitř domova. Naopak nadměrnou tloušťkou tepelné izolace lze docílit toho, že investice nebude tak výhodná vzhledem k prodlužující se době návratnosti.
Tloušťka tepelné izolace je volena na základě požadavků technických norem a na požadavcích investora. Tloušťka tepelné izolace se odvíjí především od navržené skladby stávající konstrukce. Aby byla zateplená konstrukce domu vyhovující z pohledu technické normy ČSN 73 0540-2, je potřeba konstrukci zateplit alespoň na požadovaný součinitel prostupu tepla konstrukcí UN. Součinitel prostupu tepla se liší dle konstrukce.
Moderní keramické tvárnice mají nižší součinitel tepelné vodivosti, tedy lepší tepelný odpor a prostupuje nimi méně tepla než klasickými plnými cihlami.
Čtěte také: Průvodce izolačním koeficientem rámu okna
Výpočet tloušťky tepelné izolace
Tloušťku tepelné izolace lze spočítat jednoduchým způsobem. Nejprve je nutné zjistit rozdíl hodnot tepelného odporu R stávající konstrukce a tepelného odporu vycházejícího z požadované, resp. doporučené hodnoty součinitele U, dané technickou normou. Výsledná hodnota je minimální tloušťka tepelné izolace v metrech. Následně je třeba vybrat tepelnou izolaci, kterou budeme zateplovat obvodové konstrukce. Nejrozšířenější je pěnový polystyren, šedý expandovaný polystyren a minerální vata.
Příklad výpočtu
Ukázkový výpočet se vztahuje na zateplení obvodové cihelné stěny z cihel plných pálených tl. 450 mm, která je oboustranně omítnuta omítkou tl. 20 mm.
Tabulka součinitelů prostupu tepla
Výčet několika základních konstrukcí s požadovanými a doporučenými součiniteli je uveden níže v tabulce. Tato tabulka není možné brát jako závazný dokument sloužící pro stanovení vlastností konstrukcí staveb. Aktuálně platný a rozšířený přehled tepelně technických vlastností dalších materiálů podle ČSN 73 0540, ČSN 73 0544 a ČSN 73 0549 naleznete v příslušných normách.
Poznámka: Hodnoty v tabulce jsou pouze orientační. Pro přesné hodnoty se vždy řiďte platnými normami a doporučeními výrobců.
| Konstrukce | Požadovaný součinitel UN [W/(m²·K)] | Doporučený součinitel Urec [W/(m²·K)] | Doporučený součinitel Upasivní budovy [W/(m²·K)] |
|---|---|---|---|
| Obvodová stěna | 0,30 | 0,20 | 0,10-0,15 |
| Střecha plochá | 0,24 | 0,16 | 0,08-0,12 |
| Střecha šikmá | 0,24 | 0,16 | 0,08-0,12 |
| Podlaha na zemině | 0,30 | 0,20 | 0,10-0,15 |
| Okno | 1,20 | 0,80 | 0,60-0,70 |
| Dveře | 1,70 | 1,20 | 0,90-1,00 |
tags: #koeficient #prostupu #tepla #fasadni #polystyren #tabulka