Vliv srážek na vnitřní povrchové teploty střechy s opačným pořadím izolačních vrstev
V rámci experimentálního měření průběhu teplot ve skladbě střechy s opačným pořadím vrstev byla v první fázi nainstalována teplotní čidla v jednotlivých vrstvách střechy nad hydroizolací a teplotní čidla na měření teploty venkovního vzduchu a srážek. V druhé fázi byla nainstalována teplotní čidla na vnitřní povrch střešní konstrukce.
Na základě získaných dat z měření je možné popsat ve vybraném časovém intervalu reálný vliv vody zatékající mezi tepelnou izolaci z extrudovaného polystyrenu a hydroizolační vrstvou na vnitřní povrchové teploty na konkrétní střešní konstrukci.
1. Úvod
V rámci experimentálního měření průběhu teplot ve skladbě střechy s opačným pořadím vrstev, kde byla v první fázi (leden 2007) nainstalována teplotní čidla v jednotlivých vrstvách střechy nad hydroizolací a teplotní čidla na měření teploty venkovního vzduchu a srážek, byla ve druhé fázi (srpen 2008) nainstalována teplotní čidla na vnitřní povrch střešní konstrukce a teplotní čidlo na měření teploty vnitřního vzduchu.
Na základě získaných dat z měření je možné popsat ve vybraném časovém intervalu reálný vliv vody zatékající mezi tepelnou izolaci z extrudovaného polystyrenu a hydroizolační vrstvou na vnitřní povrchové teploty.
V tomto příspěvku je popsán vliv zatékající vody v podobě děšťových srážek a tající sněhové pokrývky a kombinace jak děšťových srážek, tak tající sněhové pokrývky.
2. Měřicí aparatura a interval zaznamenávaní teplot
Měřicí aparatura se skládá ze tří čtyřkanálových záznamníků teploty LOGGER S0141 s displejem a z devíti kompatibilních teplotních sond s platinovým odporovým snímačem teploty a ze tří kompatibilních teplotních sond pro měření povrchové teploty. Každý kanál má pro necyklický záznam kapacitu paměti 8126 záznamů.
Interval zaznamenávání naměřených hodnot do paměti záznamníků byl zvolen 10 minut (52 560 záznamů za rok).
3. Skladba střechy
Měření probíhá na střeše se skladbou vrstev uvedenou v tabulce 1.
| Skladba (od interiéru) | Funkce vrstvy | Tloušťka vrstvy [mm] |
|---|---|---|
| Podhled | – | – |
| Vzduchová vrstva (není vzduchotěsně oddělena od interiéru) | – | 1200–1500 |
| Trapézové plechy, vlny vyplněny betonem | Nosná | – |
| Cementový potěr | Vyrovnávací | 30 mm |
| Expandovaný pěnový polystyren – POLSID | Tepelně izolační | 100 |
| Betonová mazanina | Podkladní | 40 |
| Souvrství asfaltových oxidovaných pásů | Hydroizolační | 15 |
| Asfaltový modifikovaný pás | Hydroizolační | 5 |
| Extrudovaný polystyren s povrchovou vrstvou z plastbetonu | Tepelně izolační, ochranná | 100 + 10 |
4. Umístění teplotních sond
Průběh teplot ve skladbě střechy je sledován v následujícím rozsahu:
- venkovní teplota vzduchu (sonda zakryta nádobou bez dna opatřenou hliníkovou páskou s nízkou emisivitou)
- teplota srážek (sonda vložena do plastového trychtýře s přepadem vody)
- teplota ve vrstvě plastbetonu
- teplota na hydroizolaci pod spárou desek XPS
- teplota na hydroizolaci pod deskou XPS
- teplota na hydroizolaci pod deskou XPS u vtoku
- vnitřní povrchová teplota (VPT) ve vertikální ose k teplotní sondě umístěné na hydroizolaci pod spárou desek XPS
- vnitřní povrchová teplota (VPT) ve vertikální ose k teplotní sondě umístěné na hydroizolaci pod deskou XPS
- vnitřní povrchová teplota (VPT) ve vertikální ose k teplotní sondě umístěné na hydroizolaci pod deskou XPS u vtoku
- teplota vzduchu v podhledové části (sonda umístěna cca 500 mm pod spodní líc trapézového plechu)
5. Průběhy teplot
5.1 Jaro 2009 – vliv tání sněhu na vnitřní povrchové teploty
V grafu 1 je patrné působení tání sněhové pokrývky na konci měsíce března na průběh teplot ve skladbě střechy.
Graf 1: Průběh teplot při tání sněhové pokrývky
Ve vybraném časovém intervalu, kdy na střeše leží zbytky sněhové pokrývky, je přes den patrné zvýšení teploty venkovního vzduchu a následný vliv tání sněhové pokrývky na teplotu na hydroizolaci především pod spárou desek XPS (snížení teploty v extrému na 6,4 °C). S určitým zpožděním reagují na snížení teplot na hydroizolaci také vnitřní povrchové teploty. V extrému ve vertikální ose k teplotní sondě pod deskou XPS se vnitřní povrchová teplota klesla na 12,7 °C.
Během dopoledne 29. 3. 2009 začalo na střešní konstrukci působit sluneční záření a odtály zbytky sněhové pokrývky, čímž se prudce zvýšila teplota v plastbetonu. Teploty ve skladbě se začaly stabilizovat.
V tabulce 2 je uveden rozptyl teplot v měřených místech skladby střechy s působením tání sněhové pokrývky ve vybraném časovém intervalu.
| Umístění teplotní sondy | Nejnižší teplota [°C] | Nejvyšší teplota [°C] | Rozdíl teplot [°C] | Průměrná teplota [°C] |
|---|---|---|---|---|
| Venkovní vzduch | −2,1 | 15,3 | 17,4 | 3,1 |
| Plastbeton | 0,6 | 18,3 | 17,7 | 3,6 |
| HI pod spárou | 6,4 | 17,6 | 11,2 | 14,0 |
| HI pod deskou | 12,7 | 17,3 | 4,6 | 15,1 |
| HI u vtoku | 13,6 | 17,8 | 4,2 | 15,7 |
| VPT pod spárou | 13,3 | 17,5 | 4,2 | 15,6 |
| VPT pod deskou | 12,7 | 17,4 | 4,7 | 15,4 |
| VPT u vtoku | 13,2 | 17,5 | 4,3 | 15,7 |
| Vnitřní vzduch | 16,5 | 18,8 | 2,3 | 17,8 |
5.2 Podzim 2010 – vliv dešťových srážek na vnitřní povrchové teploty
Graf 2 znázorňuje vliv dešťových srážek v polovině listopadu 2010 na průběh teplot ve skladbě střechy.
Graf 2: Průběh teplot za deště
Z průběhu teplot je patrné, že v odpoledních hodinách 10. 11. 2010 začalo pršet (snížila se teplota srážek oproti teplotě venkovního vzduchu). Tento jev se opakuje i v následujících dnech 11. až 13. 11. 2010. S určitým zpožděním na zatékání chladné dešťové vody reagují snížením především teploty na hydroizolaci pod deskou XPS, a to v extrému poklesem teploty na 6,6 °C. S mírným zpožděním reagují na snížení teplot na hydroizolaci také poklesem vnitřních povrchových teplot v extrému ve vertikální ose k teplotní sondě na hydroizolaci u vtoku poklesem na 12,7 °C.
V tabulce 3 je uveden rozptyl teplot v měřených místech skladby střechy s působením dešťových srážek ve vybraném časovém intervalu.
| Umístění teplotní sondy | Nejnižší teplota [°C] | Nejvyšší teplota [°C] | Rozdíl teplot [°C] | Průměrná teplota [°C] |
|---|---|---|---|---|
| Venkovní vzduch | 0,4 | 11,6 | 5,4 | 11,2 |
| Plastbeton | 0,6 | 11,3 | 10,7 | 7,0 |
| HI pod spárou | 12,2 | 17,7 | 5,5 | 15,9 |
| HI pod deskou | 6,6 | 18,1 | 11,5 | 15,7 |
| HI u vtoku | 9,9 | 18,2 | 8,3 | 16,3 |
| VPT pod spárou | 13,5 | 18,5 | 5,0 | 16,7 |
| VPT pod deskou | 14,0 | 18,5 | 4,5 | 16,8 |
| VPT u vtoku | 12,7 | 18,6 | 5,9 | 16,7 |
| Vnitřní vzduch | 16,9 | 19,7 | 2,8 | 18,6 |
5.3 Zima 2010 – vliv kombinace dešťových srážek a tání sněhové pokrývky na vnitřní povrchové teploty
Graf 3 znázorňuje vliv dešťových srážek a tání sněhové pokrývky začátkem prosince 2010 na průběh teplot ve skladbě střechy.
Graf 3: Průběh teplot za deště a tání sněhové pokrývky
V dopoledních hodinách 7. 12. 2010 začala stoupat teplota venkovního vzduchu a současně se před polednem odchýlila křivka teploty srážek od křivky teploty venkovního vzduchu (začalo pršet). S určitým zpožděním začala ovlivňovat kombinace dešťových srážek a tající sněhové pokrývky teploty na hydroizolaci, kdy se v extrému snížila teplota na hydroizolaci pod deskou XPS na 3,2 °C.
Vnitřní povrchové teploty jsou ovlivněny opět s mírným zpožděním, což je dáno fázovým posunem konstrukce pod hydroizolací (pokles vnitřní povrchové teploty v extrému ve vertikální ose k teplotní sondě na hydroizolaci pod spárou desek XPS na 12,7 °C).
Během dopoledne 9. 12. 2010 začala klesat teplota venkovního vzduchu pod 0 °C, čímž přestala odtávat sněhová pokrývka a dešťové srážky se přeměnily na srážky sněhové. Teploty ve skladbě se začaly stabilizovat.
V tabulce 4 je uveden rozptyl teplot v měřených místech skladby střechy s působením dešťových srážek a tající sněhové pokrývky ve vybraném časovém intervalu.
| Umístění teplotní sondy | Nejnižší teplota [°C] | Nejvyšší teplota [°C] | Rozdíl teplot [°C] | Průměrná teplota [°C] |
|---|---|---|---|---|
| Venkovní vzduch | −7,1 | 4,5 | 11,6 | −1,6 |
| Plastbeton | −1,7 | 1,7 | 3,4 | 0,6 |
| HI pod spárou | 7,7 | 15,3 | 7,6 | 12,9 |
| HI pod deskou | 3,2 | 15,4 | 12,2 | 13,3 |
| HI u vtoku | 11,2 | 15,6 | 4,4 | 13,8 |
| VPT pod spárou | 11,1 | 15,8 | 4,7 | 14,5 |
| VPT pod deskou | 13,2 | 15,9 | 2,7 | 15,0 |
| VPT u vtoku | 11,5 | 16,0 | 4,5 | 14,7 |
| Vnitřní vzduch | 16,3 | 17,3 | 1,0 | 16,9 |
6. Shrnutí
V příspěvku je popsán vliv zatékající vody mezi tepelnou izolaci z extrudovaného polystyrenu a hydroizolační vrstvu na průběh teplot v kontrétní střešní konstrukci měřením. Na základě naměřených dat od roku 2008, lze konstatovat, že teploty na hydroizolaci a následně vnitřní povrchové teploty jsou významně ovlivněny protékající chladnou vodou z dešťových srážek a tající sněhové pokrývky.
7. Literatura
- [1] VYMĚTALÍK, Vladimír. Tepelně izolační vlastnosti inverzních střech, Diplomová práce FSv ČVUT, Praha 2006.
- [2] Experimentální měření průběhu teplo ve skladbě střechy opačným pořadím izolačních vrstev, BUDOVA A ENERGIA, Podbánské 6.–7. octóber 2008
Experimental measurement of temperature changes in inverse cold flat roof structure with main focus on influence of the humidity on inner surface temperature.
