Příspěvek se zabývá difuzními vlastnostmi desek OSB (Oriented Strand Board), které jsou klíčové pro optimalizaci obvodového pláště staveb na bázi dřeva. Úprava difuzních vlastností OSB dává projektantovi možnost ovlivnit funkci, ale i trvanlivost obvodového pláště stavby 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.
Význam difuzních vlastností v moderním stavitelství
V současné době jsou díky rozvoji staveb v pasivním energetickém standardu kladeny přísnější požadavky na obalové konstrukce budov na bázi dřeva než v minulosti. Probíhající změna středoevropského klimatu a jeho vliv na stavební konstrukce je dlouhodobě sledován a publikován. Z pohledu globálního oteplování se velmi často mezi odbornou veřejností zmiňuje problematika přehřívání konstrukcí. 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-vlhkostního chování obalových konstrukcí. 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 par eliminovány návrhem tzv. difuzně otevřené konstrukce obvodového pláště [8].
OSB desky v obvodových pláštích a úpravy jejich difuzních vlastností
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.
Čtěte také: Lamino Egger pro vestavěné skříně
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 vlastnostmi, kde dosahují latexové nátěry v roce 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 [-]. Z výše uvedených důvodů byly prováděny v měsících červnu a červenci 2015 v Technickém a zkušebním ústavu stavebním Praha, s. p., pobočka Ostrava zkoušky stanovení faktoru difuzního odporu OSB desek (Protokol č. 070-049326).
Metodika měření difuzních vlastností OSB desek
Během zkoušek byla použita váha SARTORIUS CPA - OCE, posuvné měřidlo (0-200 mm) a skleněné misky s přírubou, 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].
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.
Čtěte také: Vlastnosti a využití desky Egger Beton
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 [-], 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].
Experimentální výsledky faktoru difuzního odporu OSB desek
Níže uvedená tabulka a grafy ilustrují naměřené hodnoty faktoru difuzního odporu OSB desek v porovnání se základní OSB deskou (vzorek 1). Z grafu 1 je viditelné, že jednovrstvý latexový nátěr 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 s původní hodnotou 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 %. Otvor Ø 10 mm a Ø 5 mm byl vždy ve středu kruhového vzorku (vzorek 4, 5).
Tabulka 1: Naměřené hodnoty faktoru difuzního odporu (μ) a ekvivalentní difuzní tloušťky (sd)
| Č. vzorku | Druh vzorku | Tloušťka [mm] | μ [-] | sd [m] |
|---|---|---|---|---|
| 1 | OSB terč Ø cca 100 mm | 15 | 81,08 | 1,216 |
| 2 | OSB s 1× latexovým nátěrem | 15 | 86,80 | 1,302 |
| 3 | OSB s 2× latexovým nátěrem | 15 | 93,21 | 1,398 |
| 4 | OSB s perforací Ø 10 mm | 15 | 66,62 | 0,999 |
| 5 | OSB s perforací Ø 5 mm | 15 | 74,14 | 1,112 |
Dopad na trvanlivost dřevostaveb a eliminace rizik
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].
Čtěte také: EGGER Beton Chicago Tmavě Šedý: Co byste měli vědět před použitím
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). 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.
Závěry recenzního řízení
Recenzent Ing. Robert Jára, ČVUT Praha, pracoviště UCEEB, k článku uvedl: "Autoři článku se zaměřují na aktuální problematiku dřevostaveb z pohledu prostupu vodních par konstrukcí. Upozorňují na problematiku difuzních vlastností upravených desek OSB a na základě provedených experimentů konstatují, že v případě nátěru LATEX nebylo prokázáno předpokládané navýšení hodnoty faktoru difuzního odporu, jak se v současné projekční praxi předpokládá. Současně nebyl v provedených experimentech prokázán výrazný pokles faktoru difuzního odporu u desek OSB s perforací. Tento fakt může být důsledkem zkušební metody stanovení prostupu vodních par, která v případě zkušebních vzorků s perforací je diskutabilní. Tým autorů se uvedené problematice nadále věnuje a nalezené poznatky chce aplikovat při modelování skladeb obvodových plášťů dřevostaveb."
tags: #osb #egger #faktor #difuzniho #odporu