Přirážka na lineární tepelné vazby I.

Přirážka na lineární tepelné vazby

Tepelné mosty a tepelné vazby jsou jedním z důležitých parametrů každého konstrukčního systému staveb. Jejich vliv se zahrnuje do výpočtů již od 70. let minulého století, pokaždé však jiným způsobem. V počátcích se tento vliv dle již neplatné ČSN 06 0210 zahrnoval přirážkou ve výši 10 %, tedy vynásobením vypočteného součinitele prostupu tepla U (dříve k) koeficientem 1,1. To se, spolu se zvyšujícími se požadavky na tepelný odpor konstrukce, ukázalo jako nedostatečné, neboť tepelné mosty i tepelné vazby mají závislost na tepelně izolačních vlastnostech konstrukcí velmi málo závislou, někdy dokonce nastává situace, že stejně řešená tepelná vazba má se zvyšujícím se tepelným odporem (snižujícím se součinitelem prostupu tepla) vzrůstající lineární činitel prostupu tepla.

V současné době se tedy tepelné mosty a vazby ve výpočtech zohledňují přirážkou ΔU, přičemž jak česká, tak i slovenská norma tyto přirážky uvádí velmi vágně v rozpětí od ΣΔU_tbk,j = 0,02 W/(m²·K) až po ΣΔU_tbk,j = 0,20 W/(m²·K). Toto velké rozpětí má jednak významný vliv na výpočet tepelných ztrát, a dále také umožňuje různé „kouzlení“ v rámci výpočtového prokazování kvality domů.

Série článků I. až IV. se podrobně věnuje vlivu tepelných vazeb u 4 typů zdících systémů HELUZ. Studie byla vyvolána slovenskou normou, která striktně předepisuje přirážky na vliv tepelných vazeb v závislosti na druhu konstrukce. Tyto přirážky jsou poměrně značné a tak dodavatelé zdících systémů musí prokázat, že u jejich systémů lze vlivem malých lineárních činitelů prostupu tepla Ψ možnost používat nižší přirážku ΔU_tbk.

V představované studii je ukázáno, že při důsledném řešení stavebních detailů může dojít k minimalizaci vlivu tepelných vazeb i pod normou uvažovanou minimální hranici při použití běžných stavebních postupů a obvyklých stavebních materiálů. Z předchozích studií dokonce vyplývá, že vliv tepelných vazeb u jednovrstvého zdiva může mít stejný vliv jako kotvící prvky u vícevrstvých konstrukcí.

Rodinný dům Jantar 73-145

Rodinný dům Jantar 73-145 je typový rodinný dům o 2 nadzemních podlažích řešený jako 5+1, avšak může být také modifikován na dvougenerační s byty 2x 2+1. Jeho vzhled je patrný z výkresů, kde jsou také vyznačeny jednotlivé uvažované tepelné vazby.

Uvedený dům byl uvažován ve čtyřech typech zdiva, a sice:

1. Family 50 2in1
2. Family 38 2in1
3. Family 50
4. Family 38

A pro každý druh zdiva byly vypočteny lineární činitele prostupu tepla a pochopitelně i součinitelé prostupu tepla. Parametry těchto konstrukcí jsou patrné z tabulky 1. Ve výpočtech byly předpokládány stejné vnější rozměry tak, aby veškeré výpočty byly identické, resp. aby vycházely ze stejných vnějších rozměrů. To má pochopitelně za následek jiné vnitřní rozměry, ovšem cílem této studie nebylo porovnávat úniky tepla ve vztahu k obytné či užitné ploše.

Tabulka 1. Přehled tepelně technických parametrů obvodových konstrukcí rodinného domu Jantar 73-145.

Pro jednotlivé stavební detaily byly spočteny tepelné toky ve dvourozměrném vedení tepla a z nich vyčísleny lineární činitelé prostupu tepla Ψ, viz článek IV.

Ve výpočtech byly zanedbány bodové tepelné mosty vznikající např. v nároží objektu, ve styku ostění okna s parapetem, průnik komínu tepelnou izolací, průnik odvětrání kanalizace tepelnou izolací apod. Systematické tepelné mosty vznikající v konstrukci, jako např. tepelný most krokvemi, lože cihel, svislé spáry cihel apod. byly zahrnuty do výpočtu součinitele prostupu tepla konstrukce.

Na základě výkresů rodinného domu pak byly vypočteny délky jednotlivých tepelných vazeb a jim přiřazený příslušné hodnoty lineárního činitele prostupu tepla Ψ, viz tabulka 2.

Zde je nutné upozornit na to, že sice některé hodnoty lineárních činitelů prostupu tepla pro tepelné vazby jsou vyšší, než jaké požaduje ČSN 73 0540-2, ovšem převážně se jedná o detaily, které představují několik tepelných vazeb současně, např. TM 14 v sobě zahrnuje tepelnou vazbu napojení okna a stěny, tepelnou vazbu napojení stěny a stropu a tepelný most způsobený nadokenním překladem.

Tabulka 2. Délka jednotlivých tepelných vazeb a hodnot lineárního činitele prostupu tepla u rodinného domu Jantar 73-145.

Dalším krokem pak byl výpočet tepelného toku z objektu při uvažování pouze jednorozměrného vedení tepla a při uvažování dvourozměrného vedení tepla a z těchto údajů byl vypočten vliv tepelných mostů a následně konkrétní přirážka ΔU_tbk.

Výpočet vlivu tepelných mostů a vazeb u rodinného domu Jantar 73-145.

Přehledné uvedení vstupních hodnot:

• Plocha obálky budovy A = 382,7 m²
• Tepelný tok způsobený vlivem uvažovaných tepelných vazeb Q_tbk = Σ(ΔU_tbk,j * ℓ), kde ℓ je délka jednotlivého tepelného mostu je pro:
  • Family 50 2in1 Q_tbk = 2,12 W/K
  • Family 38 2in1 Q_tbk = 3,83 W/K
  • Family 50 Q_tbk = 0,82 W/K
  • Family 38 Q_tbk = 3,79 W/K
• Přirážka na vliv tepelných mostů ΔUtbk pro jednotlivé druhy zdiva je pro:
  • Family 50 2in1 ΔU_tbk = 0,0055 W/(m²·K)
  • Family 38 2in1 ΔU_tbk = 0,0100 W/(m²·K)
  • Family 50 ΔU_tbk = 0,0021 W/(m²·K)
  • Family 38 ΔU_tbk = 0,0099 W/(m²·K)

Závěr

Pro tento typ rodinného domu, tedy pro poměrně kompaktní tvar, lze použít přirážku na vliv tepelných mostů ve výši ΔU_tbk = 0,01 W/(m²·K).

Přílohy

Půdorys 1. NP

Půdorys 2. NP

Řez

Pohled s barevným vyznačením tepelných mostů a tepelných vazeb

Pohled s barevným vyznačením tepelných mostů a tepelných vazeb

Pohled s barevným vyznačením tepelných mostů a tepelných vazeb

Pohled s barevným vyznačením tepelných mostů a tepelných vazeb