TEPELNOTECHNICKÝ POSUDOK VYBRANÝCH
STAVEBNÝCH DETAILOV SYSTÉMU YTONG
Objednávateľ:
Xella Slovensko, spol. s r.o.
Zápotočná 1004
908 41 Šaštín - Stráže
Zhotoviteľ:
Ing. Rastislav Menďan, PhD.
Stavebná fakulta, Katedra KPS
Radlinského 11
813 68 Bratislava
Dátum:
október 2013
Tepelnotechnický posudok bol vypracovaný na základe nasledovných podkladov:
•
Podklady dodané objednávateľom posudku (výkresy stavebných detailov, technické
listy, katalógy a pod.),
•
STN 73 0540 časť 2 a 3 – Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií
a budov. Tepelná ochrana budov. SÚTN 2012,
•
STN EN ISO 13788 – Tepelnotechnické vlastnosti stavebných dielcov a konštrukcií.
Vnútorná povrchová teplota na vylúčenie kritickej povrchovej vlhkosti a kondenzácie
vnútri konštrukcie. Výpočtová metóda. SÚTN 2004,
•
STN EN ISO 10211 – Tepelné mosty v budovách pozemných stavieb. Výpočet
tepelných tokov a povrchových teplôt. Časť 2: Lineárne tepelné mosty. SÚTN 2003
•
STN EN ISO 13370 – Tepelnotechnické vlastnosti budov. Šírenie tepla zeminou.
Výpočtové metódy. SÚTN 2001,
•
Počítačový
program
Area
2008
–
Program
na
riešenie
dvojrozmerného
stacionárneho poľa teplôt a čiastočných tlakov vodnej pary, licencia Ing. Menďan SK
237 (autor: Doc. Dr. Ing. Z. Svoboda),
•
Počítačový program Termo´13 - A modul – Program na komplexné tepelno-technické
posúdenie stavebných konštrukcií podľa STN 73 0540/2012 (autor Ing. R. Menďan,
PhD.).
1
PREDMET POSUDKU
Predmetom posudku bol výpočet a posúdenie tepelnotechnických vlastností vybraných
stavebných detailov systému YTONG vhodných pre budovy s veľmi nízkou potrebou energie
na vykurovanie.
2
POSÚDENIE POŽADOVANÝCH TEPELNOIZOLAČNÝCH VLASTNOSTÍ
A VLHKOSTNÉHO REŽIMU STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ PODĽA STN 73 0540-2
S ohľadom na splnenie podmienok tepelnej pohody v miestnosti v zimnom období a splnenie
energetických požiadaviek musia mať stavebné konštrukcie budov v priestoroch s relatívnou
vlhkosťou vzduchu ϕi ≤ 80 % taký súčiniteľ prechodu tepla U, alebo tepelný odpor
konštrukcie R, aby bola splnená podmienka:
U ≤ UN , resp. R ≥ RN
2
kde UN je normalizovaná hodnota súčiniteľa prechodu tepla vo W/(m2.K), ktorá sa
určí pre každú konštrukciu podľa tab. 1 normy STN 73 0540-2.
RN – normalizovaná hodnota tepelného odporu vo m2.K/W, ktorá sa určí pre každú
konštrukciu podľa normatívnej prílohy A normy STN 73 0540-2.
Z hľadiska šírenia vlhkosti v konštrukcii vodná para nekondenzuje v stavebnej konštrukcii
vtedy, keď je na každom mieste konštrukcie čiastočný tlak nasýtenej vodnej pary psat,x v Pa
vyšší ako čiastočný tlak vodnej pary pdx v Pa. Platí teda:
psat,x > pdx
Ak sa v konštrukcii vyskytujú miesta, kde je čiastočný tlak nasýtenej vodnej pary psat,x menší
ako čiastočný tlak vodnej pary pdx, kondenzuje v konštrukcii vodná para. Platí teda:
psat,x ≤ pdx
Podľa STN 73 0540-2 bez kondenzácie vodnej pary musia byť navrhnuté strechy, stropy
a steny, v ktorých by skondenzovaná vodná para ohrozila ich požadovanú funkciu:
Mc = 0
kde Mc je celoročné množstvo skondenzovanej vodnej pary v konštrukcii v kg/(m2.a).
Podľa vyššie uvedenej STN je však možné navrhnúť strechy, stropy a steny, v ktorých
kondenzuje vodná para, pričom musia byť splnené všetky tieto podmienky:
a) skondenzovaná vodná para neohrozí požadovanú funkciu konštrukcie;
b) ročná bilancia skondenzovanej a vyparenej vodnej pary je priaznivá,
Mc < Mev
kde Mev je celoročné množstvo vyparenej vodnej pary v kg/(m2.a);
c) prípustné celoročné množstvo skondenzovanej vodnej pary je
pre jednoplášťové strechy
Mc ≤ 0,1 kg/(m2.a),
pre ostatné konštrukcie (napr. obvodové steny)
Mc ≤ 0,5 kg/(m2.a)
3
Z hľadiska požiadaviek na normalizované hodnoty súčiniteľov prechodu tepla, ako aj
z hľadiska
vlhkostného
režimu,
boli
posúdené
nasledovné
konštrukcie:
obvodová
stena, plochá a šikmá strecha v dvoch variantoch zateplenia, a to penovým polystyrénom
EPS a tepelnou izoláciou MULTIPOR (plochá strecha iba so zateplením penovým
polystyrénom EPS). Konkrétne detaily výpočtu a posúdenia konštrukcií sa nachádzajú
v Prílohe č.1 tohto posudku na protokoloch výpočtu. Výpočet a posúdenie tepelnoizolačných
vlastností a vlhkostného režimu konštrukcií bolo vykonané počítačovým programom
TERMO´13 – A modul.
3
HODNOTY PRÍDAVNEJ TEPELNEJ STRATY DETAILOV A OVERENIE
HYGIENICKÉHO KRITÉRIA PODĽA POŽIADAVIEK STN 73 0540-2
Prídavná tepelná strata alebo lineárny stratový súčiniteľ je veličina, ktorá zohľadňuje vplyv
deformovaného teplotného poľa v mieste tepelného mosta na tepelnú stratu prechodom
tepla jednorozmerných fragmentov konštrukcií, ktoré tepelný most vytvárajú. Udáva prídavnú
tepelnú stratu vo W na 1 m dĺžky lineárneho tepelného mosta pri jednotkovom teplotnom
rozdiele medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Každá budova má niekoľko desiatok
metrov dĺžky lineárnych tepelných mostov, ktoré spôsobujú jednak zmenu tepelného toku,
ako aj zmenu vnútornej povrchovej teploty. Prídavná tepelná strata teda vyjadruje zvýšenú
tepelnú stratu v mieste tepelného mosta. Určí sa rozdielom celkového tepelného toku
prestupujúceho z interiéru do konštrukcie (2D výpočet) a tepelného toku určeného z
jednorozmerného výpočtu. Vypočíta sa zo vzťahu:
Ψ = L2D – Σ(Ui . li)
[W/(m.K)]
(1)
kde Ψ je prídavná tepelná strata vo W/(m.K),
L2D -
tepelná priepustnosť (merný tepelný tok) určený pomocou dvojrozmerného
výpočtu stavebného prvku oddeľujúceho dve prostredia vo W/(m.K),
Ui -
súčiniteľ prechodu tepla posudzovaného jednorozmerného stavebného
prvku oddeľujúceho dve prostredia vo W/(m2.K),
li
-
dĺžka v dvojrozmernom geometrickom modeli určená z vonkajších rozmerov, pri
ktorej platí hodnota Ui v m.
Výpočet prídavnej tepelnej straty bol realizovaný na štrnástich detailoch stavebného systému
YTONG použitím počítačového programu AREA 2008. Komplexné výsledky pre všetky
posudzované detaily sa nachádzajú v Prílohe č. 2 tohto posudku. Sumarizované výsledky
prídavnej tepelnej straty pre jednotlivé detaily sú prehľadne uvedené v tabuľke 1.
4
Tabuľka 1 – Prídavná tepelná strata Ψ vo W/(m.K)
NÁZOV DETAILU
VARIANT
ZATEPLENIA EPS
VARIANT
ZATEPLENIA MULTIPOR
DETAIL 1
-0,087
-0,070
DETAIL 2
-0,049
-0,039
DETAIL 2A
-0,050
-0,041
DETAIL 3
0,014
0,023
DETAIL 4
0,045
0,052
DETAIL 5
0,033
0,049
DETAIL 5A
0,028
0,039
DETAIL 5B
0,023
0,038
DETAIL 6
0,033
0,048
DETAIL 6A
0,024
0,034
DETAIL 6B
0,023
0,038
DETAIL 7
0,010
0,017
DETAIL 8
0,076*
0,076*
DETAIL 9
0,020
0,039
* -v detaile sa zohľadňuje iba zateplenie sokla tepelnou izoláciou z extrudovaného polystyrénu XPS
Na overenie hygienického kritéria detailov podľa požiadaviek normy STN 73 0540-2 bolo
posudzovaných štrnásť detailov. Detaily boli posudzované v dvoch variantoch so zateplením
penovým polystyrénom EPS a tepelnou izoláciou MULTIPOR.
Kritické detaily, ktorými sú tepelné mosty v konštrukcii, musia byť navrhnuté tak, aby
v každom mieste vnútorného povrchu bola teplota bezpečne nad teplotou rizika vzniku plesní
θsi ≥ θsi,N = θsi,80 + ∆θsi
kde θsi je najnižšia vnútorná povrchová teplota posudzovanej konštrukcie (detailu),
ktorá sa určí počítačom na základe riešenia plošného teplotného poľa,
θsi,N – minimálna požadovaná vnútorná povrchová teplota na elimináciu rizika vzniku
plesní. Pre zadané okrajové podmienky (pozri Prílohu č.2) je požadovaná najnižšia
vnútorná povrchová teplota pre všetky charakteristické detaily θsi,N = 13,12 °C,
θsi,80 – kritická povrchová teplota na vznik plesní zodpovedajúca 80 % relatívnej
vlhkosti vzduchu v tesnej blízkosti vnútorného povrchu stavebnej konštrukcie pri
teplote vnútorného vzduchu θi a relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu φi. Pre
5
normalizované podmienky vnútorného vzduchu podľa STN 73 05 40-3 pri teplote
θi = 20 °C a relatívnej vlhkosti φi = 50 % je θsi,80 = 12,62 °C,
∆θsi – bezpečnostná prirážka zohľadňujúca spôsob vykurovania a užívania
miestnosti. Pre prípad hi < 8,0 W/(m2.K) a neprerušované vykurovanie je ∆θsi = 0,5 K
(tabuľka 4 STN 73 0540-2).
Posúdenie hygienického kritéria detailov bolo vykonané programom AREA 2008. Výsledky
so zobrazením poľa teplôt a kritickej izotermy sa nachádzajú v Prílohe č.2 tohto posudku.
Sumarizované výsledky pre jednotlivé detaily sú prehľadne uvedené v tabuľke 2.
Tabuľka 2 – Najnižšia povrchová teplota θsi v °C
VARIANT
ZATEPLENIA EPS
NÁZOV DETAILU
VARIANT
ZATEPLENIA MULTIPOR
DETAIL 1
17,07
16,92
DETAIL 2
15,52
15,40
DETAIL 2A
17,33
17,10
DETAIL 3
15,17
15,08
DETAIL 4
13,26
13,21
DETAIL 5
15,37
15,26
DETAIL 5A
15,84
15,83
DETAIL 5B
15,92
15,85
DETAIL 6
15,27
15,16
DETAIL 6A
15,86
15,84
DETAIL 6B
15,88
15,82
DETAIL 7
17,89
17,87
DETAIL 8
13,18*
13,18*
DETAIL 9
19,58
19,54
* -v detaile sa zohľadňuje iba zateplenie sokla tepelnou izoláciou z extrudovaného polystyrénu XPS
5
ZÁVERY
Na základe komplexného tepelnotechnického posúdenia je možné konštatovať nasledovné:
POSÚDENIE POŽADOVANÝCH TEPELNOIZOLAČNÝCH VLASTNOSTÍ
A VLHKOSTNÉHO REŽIMU STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ:
•
Fragment
obvodovej
steny
zateplený
kontaktným
zatepľovacím
systémom
s penovým polystyrénom EPS vyhovuje požiadavkám STN 73 0540-2 z hľadiska
súčiniteľa prechodu tepla,
resp.
z hľadiska tepelného odporu, z hľadiska
6
hygienického kritéria (riziko vzniku plesní), ako aj z hľadiska vlhkostného režimu
konštrukcie (pozri protokol v Prílohe č.1 – Posúdenie obvodovej steny - EPS),
•
Fragment
obvodovej
steny
zateplený
kontaktným
zatepľovacím
systémom
s izoláciou MULTIPOR vyhovuje požiadavkám STN 73 0540-2 z hľadiska súčiniteľa
prechodu tepla, resp. z hľadiska tepelného odporu, z hľadiska hygienického kritéria
(riziko vzniku plesní), ako aj z hľadiska vlhkostného režimu konštrukcie (pozri
protokol v Prílohe č.1 – Posúdenie obvodovej steny - MULTIPOR),
•
Fragment plochej strechy zateplený penovým polystyrénom EPS vyhovuje
požiadavkám STN 73 0540-2 z hľadiska súčiniteľa prechodu tepla, resp. z hľadiska
tepelného odporu, z hľadiska hygienického kritéria (riziko vzniku plesní), ako aj
z hľadiska vlhkostného režimu konštrukcie (pozri protokol v Prílohe č.1 – Posúdenie
plochej strechy - EPS),
•
Fragment šikmej strechy zateplený penovým polystyrénom EPS vyhovuje
požiadavkám STN 73 0540-2 z hľadiska súčiniteľa prechodu tepla, resp. z hľadiska
tepelného odporu, z hľadiska hygienického kritéria (riziko vzniku plesní), ako aj
z hľadiska vlhkostného režimu konštrukcie (pozri protokol v Prílohe č.1 – Posúdenie
šikmej strechy - EPS),
•
Fragment šikmej strechy zateplený tepelnou izoláciou MULTIPOR vyhovuje
požiadavkám STN 73 0540-2 z hľadiska súčiniteľa prechodu tepla, resp. z hľadiska
tepelného odporu, z hľadiska hygienického kritéria (riziko vzniku plesní), ako aj
z hľadiska vlhkostného režimu konštrukcie (pozri protokol v Prílohe č.1 – Posúdenie
šikmej strechy - MULTIPOR),
POSÚDENIE HYGIENICKÉHO KRITÉRIA DETAILOV:
•
Všetky posudzované detaily vyhovujú z hľadiska hygienického kritéria, nakoľko je
najnižšia povrchová teplota detailov vyššia ako požadovaná teplota θsi,N = 13,12 °C
(pozri tabuľku 2, resp. Prílohu č.2).
Na záver je možné konštatovať, že stavebné detaily konštrukčného systému YTONG sú
vhodné pre budovy s veľmi nízkou potrebou energie na vykurovanie.
–––––––––––––––––––––––––
Ing. Rastislav Menďan, PhD.
7
Download

tepelnotechnický posudok vybraných stavebných detailov