Provětrávané fasády z pohledu tepelné izolace

Autor:  Ing. Karel Sedláček, PHD. Vystudoval  ČVUT v Praze, je členem komory ČKAIT a vede technickou podporu divize ISOVER. Je znalcem v oboru zateplování, nyní se specializuje na konstrukce větraných fasád a šikmých střech.

Autor článku: Ing. Karel Sedláček, Ph.D.

ÚVOD DO SYSTÉMŮ

Na nosné konstrukci je aplikována i tepelná izolace z důvodů požadavku na dodatečného zateplení v souladu se současnou normou ČSN 73 0540 (k této normě se vztahují i předpisy zakotvené v zákoně 177/2006 Sb. ze dne 29. března 2006, kterým se mění zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů). Dle normy je pro vnější stěnu lehkou doporučená hodnota součinitele prostupu tepla U_N≤0,20 W^.m^-2.K^-1 a pro vnější stěnu těžkou U_N≤0,25 W^.m^-2.K^-1 podle které snadno vypočteme dostatečnou tloušťku tepelné izolace (pro ilustraci například velice dobře izolující minerální izolace pro provětrávané fasády ISOVER FASSIL NT splní součinitel prostupu tepla U≤0,20 W^.m^-2.K^-1 až v tloušťce 180 mm, bez uvažování vlivu podkladní konstrukce a s uvažováním deklarované hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ_D, který je nutno pro přesný výpočet převést na hodnotu návrhovou, dle ČSN EN ISO 10456 či dle ČSN 73 0540-3). Konstrukce se vždy posuzuje pro všechny vrstvy jako celek (u větraných konstrukcí až k větrané mezeře a s uvažovaným vlivem tepelných mostů díky kotvení), i když v případě, že navrhneme dostatečnou tloušťku tepelné izolace, nám konstrukce dle tepelně-technických požadavků většinou vyhoví.
   

JAK OVLIVŇUJÍ PROVĚTRÁVANÉ FASÁDY TEPELNOU IZOLACI

Je nutné si uvědomit i to, jak větraná fasáda funguje a klást si otázky jak se tepelná izolace v konstrukci chová, co na ni působí, jak se mění její parametry vlivem působení všech ovlivňujících faktorů atd. Na tyto otázky se obecně odpovědět nedá, vždy je nutno každý případ individuálně posoudit. Systém provětrávaných fasád je sytém založen právě na provětrávání vzduchové mezery mezi tepelnou izolací a vlastní fasádou. Aby systém správně fungoval, musí vzduch v mezeře proudit. Ten se opravdu od vnější fasády ohřívá (v zimě i vlivem tepelných ztrát z interiéru), stoupá vzhůru a tím dochází k proudění průměrnou rychlostí 0,5-1,0 m^.s^-1. Díky takové rychlosti pak zpravidla dochází k laminárnímu proudění, přičemž k turbulencím dochází jen výjimečně v několika místech vlivem dalších faktorů (výška a tvar budovy, druh a typ roštu, řešení přiváděcích a odváděcích otvorů atd.). Ale jak toto proudění ovlivňuje tepelnou izolaci? Teplý vzduch má jednu dobrou vlastnost, absorbuje do sebe výrazně vyšší množství vlhkosti než vzduch studený. Obrácený efekt jistě známe. Například když teplota vzduchu v místnosti klesne pod určitou kritickou mez (rosný bod), relativní vlhkost vzduchu se začne blížit 100%. Díky tomu se povrchová kondenzace (kapky) objeví na vnitřním povrchu těch konstrukcí, jejichž vnitřní povrchová teplota bude nižší než teplota rosného bodu vnitřního vzduchu. Nás ale naopak zajímá stav, kdy je teplý vzduch schopen naopak tuto vlhkost do sebe absorbovat. Zajímá nás to hlavně v případě, kdy není tepelná izolace suchá (v létě se brzy ráno vysráží na povrchu kapky rosy nebo dojde k zafoukání vody větrem do meziprostoru atd.) a díky následné vlhkosti jsou po tuto dobu její tepelně-izolační vlastnosti horší, než se uvažovalo (součinitel tepelné vodivosti λ má pak výrazně vyšší hodnoty, z deklarované hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ_D=0,035 W^.m^-2.K^-1 tak může být i hodnota až o 40% horší). Nicméně díky provětrávání se tepelná izolace poměrně rychle vysuší a je opět dokonale tepelně izolačním materiálem. Navíc proudící vzduch odebírá vlhkost i z minerální tepelné izolace, která se do ní difunduje z interiéru přes vlastní nosnou konstrukci (nejvíce v zimním období, ale teoreticky se to děje prakticky kdykoliv když je teplota exteriéru nižší než interiéru), čímž přispívá ke zdravému vlhkostnímu režimu celé konstrukce. Nicméně abychom si byli jisti, že je konstrukce správně navržena, je třeba ji vždy ověřit i výpočtem.
 

KLADY A ZÁPORY

+ Klesající difúzní odpor směrem do exteriéru 
+ Trvalá ochrana interiéru před přehříváním 
+ Zajištění stálého vysušování tepelné izolace
+ Libovolná tloušťka tepelné izolace
+ Možnost suché celoroční montáže

- Nutnost zajistit trvalé a funkční větrání fasády
- Možnost částečného navlhnutí izolace
- Vyšší náklady na realizaci než u kontaktních fasád
 

PROUDĚNÍ VZDUCHU V PRAXI

Proudění vzduchu se mění nejen během ročních období, ale i během 24 hodinového cyklu. Na obr. 11 je vidět graf ukazující změny v teplotách a vlhkostech vzduchu ve větrané dutině a také změny v rychlostech proudění vzduchu během 24 hodin. Zajímavé jistě je, že během noci proudění prakticky ustane. Vliv slunečního záření na rychlost prodění vzduchu je v tomto případě evidentní. V tomto časovém rozmezí ke kondenzaci vlhkosti nedocházelo, ale v zimním období je situace jiná. I zde však můžeme vidět, že v poledne se vlhkost vzduchu blížila k 90%.

VZOR VE STŘECHÁCH - IDEÁLNÍ ŘEŠENÍ

Řešení je dávno známé, stačí se jen na konstrukci fasády dívat obecněji, tedy jako na střechu se sklonem 90°. Norma ČSN 73 1901 udává hodnoty minimální doporučené tloušťky větrané vzduchové mezery pro střechy (při sklonu střechy nad 45° je min.doporučená mezera 40 mm). Z čeho jiného bychom měli vycházet když norma na provětrávané fasády zatím neexistuje a systém funkce fasády a střechy je v podstatě úplně stejný, ba samotná fasáda je v tomto ohledu výrazně méně namáhaná klimatickými vlivy než běžná šikmá střecha. Proč tedy neudělat fasádu obdobně jako je tomu dnes u dvouplášťových střech? Toto řešení je již běžné například v Německu či Rakousku a i u nás se už toto řešení v poslední době navrhuje viz. obr. 3,4,5,7. Místo běžné difúzně otevřené folie se u fasád dají použít i speciální desky se obdobnými parametry sd≤0,03 m, které plní stejné funkce, jako mají difúzně otevřené folie. V Čechách narozdíl od Skandinávie tyto desky zatím běžné nejsou. Tepelná izolace lépe plní svoji funkci, dokonale tepelně izoluje a zároveň je chráněna před vnější vlhkostí. Pro tyto případy provětrávaných fasád se nejlépe hodí tepelné izolace z minerálních vláken (jako například výrobky ISOVER UNI, ISOVER FASSIL). Díky správnému výběru výrobku a dokonalému zvládnutí konstrukce lze očekávat, že se budeme i v budoucnu s provětrávanými fasádami setkávat stále častěji.