Vliv tapet na vnitřní prostředí historických staveb

1. Úvod

S textilními a koženými tapetami se setkáváme na řadě hradů a zámků v České republice i v zahraničí. Jsou vnímány především jako interiérový zdobný prvek, avšak z historie víme, že pokrývání stěn textiliemi se provádělo, mimo jiné, i za účelem zlepšení tepelného komfortu vnitřního prostředí. Kožené a textilní tapety byly napínány na dřevěné rámy, čímž mezi tapetou a stěnou vznikla vzduchová mezera. Obdobným řešením dekorace vnitřního povrchu stěn jsou dřevěné obklady, které jsou zpravidla instalované s provětrávanou vzduchovou mezerou. Textilní tapety, na rozdíl od obkladů, nemají vytvořeny odvětrávací otvory a po konstrukční stránce jsou „uzavřené“. Stanovení difuzních vlastností (prodyšnosti) je důležitý krok k porozumění problematice výměny vzduchu ve vzduchové mezeře mezi napínanými tapetami a stěnou.

Textilní tapety jsou známé již od 15. století [1]. V Česku se dochovaly jak orientální malované plátěné tapety z konce 18. století, tak i hedvábné tapety z konce 19. století a převážná většina až z 20. století, kdy byly prováděny četné rekonstrukce zámků. Textilie se na stěny upevňovaly v pruzích, které měly obvykle délku rovnu výšce místnosti, po šířce se spoje sešívaly tak, aby vzor celoplošně navazoval. Textilie se zpravidla vypínaly na dřevěné rámy, které byly instalovány po obvodu stěny. Textilie byly kotveny pomocí čalounických hřebíčků a opatřeny ozdobnými lištami.

Kožené tapety byly v největší oblibě v 17. století [1]. V příliš suchém prostředí kůže tvrdnou a křehnou, proto jsou vhodné do prostředí se zvýšenou relativní vlhkostí vzduchu. Jednotlivé díly kůží o velikosti cca 0,5 × 0,6 m se připevňovaly na dřevěný rošt čalounickými hřebíčky nebo byly přibíjeny přímo na omítku. Spoj mezi kůžemi byl většinou prováděn na sraz nebo přeložením dílců a následně opatřen ozdobnými lištami.

Vodní páry obsažené ve vzduchu mají podobnou schopnost procházet stavebními konstrukcemi jako tepelný tok. Jestliže k objasnění toku tepla je potřebný gradient teplot, pak k toku vodních par je nevyhnutelný gradient částečných tlaků vodních par [2]. Pokud je pro zateplení z interiérové strany zvolen nevhodný materiál, nastává riziko vzniku kondenzace vodní páry při vnitřním líci stěny. Toto riziko vyplývá z posunutí nižší teploty a rosného bodu směrem do interiéru. V těchto případech se nabízí výhodné uplatnění textilní nebo kožené tapety instalované se vzduchovou mezerou, která umožňuje prostup vodní páry směrem z konstrukce do interiéru.

Pro stanovení součinitele difuzní vodivosti stavebních materiálů se nejčastěji používají miskové metody – metoda suché misky (Dry – Cup) a metoda mokré misky (Wet – Cup). Postup pro stanovení těchto zkušebních metod je podrobně specifikován v ČSN EN ISO 12572 [3].

2. Metodika

Pro účely tohoto laboratorního měření byla použita metoda suché misky, která využívá prostředí s nízkou koncentrací vodní páry ve vzduchu uvnitř misky (pod vzorkem) okolo 0–5 % vytvořeného vysoušedlem, nejčastěji silikagelem. Tento vzorek je následně umístěn do prostředí s vyšší relativní vlhkostí vzduchu 80–100 %.

Difuzní vlastnosti byly stanoveny celkem pro tři druhy materiálů tapet. Dva druhy vzorků tvořil textilní materiál a třetí druh byla kůže. Od každého druhu materiálu byly vytvořeny tři vzorky o průměru Ø = 80 mm a u každého z nich byla 10× změřena jeho tloušťka pomocí mikrometru. Celkem tedy bylo provedeno měření na 12 vzorcích. Plocha zkušebních vzorků A = 0,005 m² dodržuje požadavek na min. plochu vzorku dle normy.

Obr. 1: Schéma metody suché misky (zdroj: autor)

Před zahájením měření byly vzorky po dobu několika dní kondiciovány v místnosti při teplotě 23±5 °C a relativní vlhkosti 50±5 %, až to ustálení hmotnosti, aby se tři vážení po sobě jdoucí v intervalu jednoho dne nelišila o více než 5 % jejich hmotnosti, min. doba uložení je 6 hodin.

Pro měření difuzních vlastností membrán a fólii doporučuje ČSN EN ISO 12572 zkušební metodu podle přílohy C [3]. Jedná se použití misek se schodem, na který se snadno upevní a utěsní tenké ohebné vzorky.

Misky se naplnily vysoušedlem – v tomto případě vyžíhaným silikagelem v dostatečné vrstvě (15 mm), kde musí zůstat zachován volný prostor mezi silikagelem a vzorkem (15±5 mm) viz Obr. 2. Následně se na hranu schodu misky, po celém jejím obvodu, nanesl silikon a rovnoměrně rozetřel po šířce schodu. Do silikonu byl vložen a vypnut testovací vzorek. Vzorek se na závěr opět po celém obvodu utěsnil vrstvou silikonu, která se zahladila, viz Obr. 3. Tím je docíleno utěsnění vzorku v misce a zároveň utěsnění pórů vzorku mimo testovací plochu. Takto připravené vzorky se zvážily a najednou se umístily do testovací klima komory.

Obr. 2: Zkušební miska naplněná silikagelem (zdroj: autor)

Obr. 3: Vzorek kůže utěsněný v misce (zdroj: autor)

Metoda suché misky spočívá ve vytvoření ustáleného difuzního toku mezi dvěma prostředími neboli dvěma stranami vzorku. Uvnitř misky je udržován stálý nízký parciální tlak vodní páry díky silikagelu. Vnější prostředí vzorku je pomocí klima komory udržováno vyšší parciální tlak nasycené vodní páry. V tomto případě je uvnitř klima komory relativní vlhkost 80 % při teplotě 23 °C.

Vzorky byly průběžné váženy až do ustáleného stavu, tj. až je pět postupných vážení konstantních v rozmezí ±5 % průměrné hodnoty hmotnosti vzorku.

Na Obr. 4 až 6 je zobrazen grafický průběh závislosti hmotnosti vzorku na čase, který je doplněn regresní závislostí. Pro textilní tapety je v obou případech patrný nelineární přírůstek hmotnosti z počátku měření, která později nabývá lineární konstantní závislosti. Pro kožené tapety má přírůstek hmotnosti lineární průběh po celou dobu měření.

Obr. 4: Graf závislosti přírůstku hmotnosti vzorku na čase – bavlna 100 %

Obr. 5: Graf závislosti přírůstku hmotnosti vzorku na čase – bavlna/PES 55/45 %

Obr. 6: Graf závislosti přírůstku hmotnosti vzorku na čase – kůže

3. Výsledky

Přehled hodnot vypočtených difuzních parametrů textilních a kožených tapet je uveden v Tab. 1. Tyto hodnoty byly porovnány s běžnými materiály používanými pro vnitřní úpravy povrchů stěn.

U tenkovrstvých materiálů (fólie, membrány, nátěrové hmoty apod.) se pro vyjádření difúzní vodivosti stanovuje tzv. ekvivalentní difuzní tloušťka, která vyjadřuje, jak mocná by musela být vrstva vzduchu, aby měla stejný odpor proti propuštění vodní páry jako materiálová vrstva v dané tloušťce.

Hodnoty vlhkostních vlastností stavebních materiálů uvedené v Tab. 2 byly převzaty z Přílohy A a K normy ČSN 73 0540-3 [4] a byly dopočteny hodnoty ekvivalentní difuzní tloušťky.

Z měřených vzorků vykazoval nevyšší hodnotu součinitele difuzní vodivosti vzorek tapety z čisté bavlny, zároveň měl tento materiál nejnižší difuzní odpor, to znamená, že z testovaných materiálů je nejprodyšnější. Vzorek tapety ze směsi bavlněných a polyesterových vláken měl naopak nejnižší hodnotu součinitele difuzní vodivosti a nejvyšší faktor difuzního odporu, což je pravděpodobně způsobeno příměsí polyesteru. Vzorek kožené tapety byl svými hodnotami blízký hodnotám tapety s příměsí polyesteru. Z hlediska prostupu vlhkosti vykázal vzorek kůže jako jediný lineární nárůst hmotnosti po celou dobu měření.

Výsledky uvedené v Tab. 2 jsou seřazeny podle faktoru difuzního odporu, z nichž nejnižší hodnotu má vzduch. Následuje vápenná omítka, která se často využívá při sanacích budov a dále sádrokarton. Z uvedených hodnot je patrné, že je nutné rozlišovat moderní papírové a PVC tapety lepené na stěny a historické tapety. Odlišný je jejich materiál i způsob zabudování do konstrukce. Dřevěný obklad se normovou hodnotou faktoru difuzního odporu pohybuje mezi bavlněnou a koženou tapetou. Pro přehled jsou na závěr uvedeny materiály s vysokou hodnotou faktoru difuzního odporu, mezi které patří parobrzdné zábrany a především parozábrany.

4. Závěr

Motivací pro stanovení difuzních vlastností textilních a kožených tapet bylo především jejich estetické uplatnění v historických interiérech zámků a hradů, kde často tvoří nedílnou součást skladby obvodových konstrukcí. Díky znalosti součinitele difuzní vodivosti můžeme lépe vyhodnotit vliv tapet na vnitřní prostředí budov z hlediska difuze vodních par, kdy jejich hromadění v konstrukci může způsobovat kondenzaci a následná rizika vzniku plísní, opadávání omítky apod. Vzhledem k vysoké difuzní vodivosti mohou textilní a kožené tapety, instalované se vzduchovou mezerou, pozitivně přispívat k úpravě vnitřního prostředí historických budov, např. zlepšení tepelného komfortu. Tepelně-vlhkostní vlastnosti tapet by měly být zohledňovány při posouzení nebo návrhu konstrukce, zejména jako možný tepelný izolant z vnitřní strany obvodových stěn.

5. Literatura

1. CIKRYTOVÁ, T. Papírové tapety orientálního stylu, Litomyšl, 2010.
2. VAVERKA, J. Stavební tepelná technika a energetika budov, Brno: VUTIUM, 2016.
3. [ČSN EN ISO 12572 Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků – Stanovení vlastností prostupu vodní páry – Misková metoda.
4. ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin.
5. Technický list Isover Vario® KM Duplex UV.
6. Technický list JUTAFOL® N 140 ST.

Poděkování

Laboratorní měření bylo realizováno ve spolupráci s Ústavem pozemního stavitelství a Ústavem technologie stavebních hmot a dílců Fakulty stavební VUT v Brně.