Problematika kapilárně aktivního systému vnitřního zateplení starších budov

Kdy vnitřní zateplení stavbě neuškodí
Vždy je lepší do mrazu vyrazit v kabátě, než se zahřívat zevnitř

Z tepelnětechnických důvodů, které jsou motivovány ekonomickými důvody, se často požaduje zvýšení tepelného odporu obvodového zdiva i u staveb s lícovými fasádami. Často se projektanty staví rovnítko mezi zateplením a kontaktním zateplovacím systémem (KZS) povrchu fasád. Lícová fasáda je unikátní svým rozvrhem, ale i povětrnosti vystaveným materiálem. Pokud před něj představíme vnější kontaktní zateplovací systém (KZS), navždy tento originální líc ztratíme. Příspěvek se zabývá možnostmi, které u tohoto typu staveb máme a jejich riziky konkrétně u bytových domů.

1. Vnější zateplení

Vnější zateplení stavby je obecně pro zdivo výhodnější variantou, zdivo je izolantem chráněno proti výkyvům teplot, a tím i procesům destrukce s nimi spojeným. V každém případě však vnější zateplení vede ke ztrátě pohledu na autentickou konstrukci.

2. Zateplení zevnitř

Tepelněizolační materiál na vnitřním líci obvodového zdiva má spoustu úskalí. Nejvážnějším je problém kondenzace vodní páry a její odvod. Pokud je KZS na vnějším líci, je rosný bod uvnitř zdiva. Zde tedy vzniká kondenzát a je roznášen po celém zdivu. Neřešíme tedy problém růstu plísní na vnitřním líci. V případě vnitřního KZS se posouvá rosný bod těsně za KZS, tedy na původní vnitřní líc zdiva. Máme dvě možnosti: zamezit tvorbě kondenzátu parozábranou, nebo kondenzát inteligentním systémem odvést. Pouhé nalepení KZS na vnitřní líc zdiva, nebo omítek, by vedlo k tvorbě kapalné vody v ploše za KZS. Všechny dřevěné konstrukce, procházející touto vrstvou, by byly ohroženy napadením dřevokaznými houbami. Jedná se o podlahy i stropy, stejně jako vnitřní příčky s dřevěnými trámy či překlady. Nehledě na to, že při lepení KZS se málokdy podaří provést celoplošné nalepení bez vzniku dutiny. Dutiny za KZS, stejně jako mezi deskami, by se v případě vzniku kondenzátu staly místem možného růstu plísní.

3. Systémy vnitřního zateplení s parozábranou

Velmi problematickým detailem vnitřního zateplení je parozábrana. Folie položená pod vnitřním obkladem (ať již sádrokartonem, nebo palubkami, či sádrovláknitými či OSB deskami) bývá vždy kotvením obkladu perforována. Perforace sice bývá miniaturní, avšak v součtu je problematickým detailem, neboť vzniklý kondenzát je uzavřen mezi parozábranou a zdivem. Cesta pro kapalnou vodu směrem dovnitř do místnosti je uzavřena. K perforaci navíc dojde i při dodatečných úpravách, tedy prostupech, montáži elektroinstalace, počítačových sítí nebo i věšení předmětů na stěnu.

4. Difúzní systémy zateplení

Novým způsobem, jak zateplovat na vnitřním líci, je difúzně otevřený systém. Systém je otevřený jak pro vodní páru, tak pro kapalnou vodu. Je tedy prodyšný i nasákavý. Vzduch s vodní párou může vnikat do souvrství. Vznikající kondenzát je však kapilárně aktivní hmotou roznesen v ploše, čímž se koncentrace kapalné vody v jednom bodě sníží. Nasákavé souvrství vynese vlhkost i k vnitřnímu líci, a při poklesu vlhkosti v místnosti se voda z vnitřního KZS odpařuje. Odpar na povrchu je díky výměně vzduchu při povrchu velmi rychlý, mnohem rychlejší, než difúze vzduchu uvnitř systému.

5. Úskalí vnitřního zateplení

K úskalím vnitřního zateplení obecně patří detaily napojení vnitřních konstrukcí, vodorovných (podlahy a stropy) i svislých (vnitřní zdi a příčky). Zde na rozhraní obvodového zdiva a vnitřní konstrukce vznikají tepelné mosty, kterým je třeba zamezit. K izolování tepelného mostu se přetahuje izolant i přes přechod obvodové zdivo – vetknutá konstrukce. Za přechodem na vnitřní konstrukci je již zateplení nadbytečné a je třeba jej ukončit – buď klínovitě, nebo stupňovitě. Tak či tak tento detail deformuje tvar místnosti – viz obr. 1, 2, 3

Obr.1: Klínová deska pro izolaci tepelného mostu

Obr. 2: stupňovité zaizolování tepelného mostu na vnitřní zdi

6. Vodorovné konstrukce bytových domů

Stopy a podlahy nad nimi jsou místy, na nichž je třeba izolovat tepelný most. V případě betonového stropu a mazaninové podlahy nad ním je úkol vyřešen jednoduše: na strop se přetáhne tepelná izolace, zakončí se nejlépe stupňovitě. Přechod se skryje v podhledu stropu nebo garnýží. Mazaninovou podlahu je třeba v místě napojení obvodové zdi odstranit a nahradit tepelně izolačním materiálem, případně lehčenou mazaninou.

Horším úkolem je izolace dřevěné konstrukce trámového stropu. I při zateplení otevřené dutiny zůstává problém zhlaví trámů. Ty se zateplením ocitají v mikroklimaticky exponované č exponované části stavby, odříznuty od zdroje tepla v zimě, resp. od konstrukcí, které by je ochlazovaly v létě. Pokud je tepelně izolační materiál navíc nenasákavý, není zajištěn odvod kapalné vody od zhlaví, což může vyústit v destrukci stropu. Pro zamezení styku zhlaví trámu se doporučuje zhlaví ponechat volné, s dutinou ze čtyř stran.

7. Vnitřní stěny v bytech

Obr.3: Schéma izolace tepelného mostu vnitřní zdi

Odizolování vnitřních stěn je možné dvěma způsoby: přerušení mostu mezi obvodovým zdivem a vnitřní zdí (např. u příček), vložením tepelného izolantu, případně přetažením tepelného izolantu přes spoj (viz obr. 3). Klínové desky, k tomuto účelu používané, zanášejí do dispozice místnosti tupý úhel, se kterým je zatěžko se v rozvrhu nábytku vyrovnat.

8. Úskalí difúzně otevřených systémů

Difúzně otevřené systémy vnitřního zateplené si nesou většinu nevýhod vnitřního zateplení. Jejich podstatnou výhodou je především otevřenost vůči vzduchu v místnosti, případně i schopnost odvést vlhkost, která proniká do zdiva odjinud. Množství vlhkosti, které systém odvede (během teplého období – větráním) je dáno systém od systému a vždy je potřeba podrobit je výpočtu pro konkrétní konstrukci a detail. Není vhodné počítat s tím, že je možno zateplit stavbu, která má problémy se vzlínající vlhkostí, se zatékáním střechou, římsami nebo parapety ani vzlínající vlhkostí.

Při vnitřním zateplování je nutno přeinstalovat elektrické krabice pro zásuvky a vypínače do líce omítky zateplovacího systému. Dutiny uvnitř stávajících krabic by se při ponechání staly místem hromadění kondenzátu, je nutno je vyplnit maltou, lépe však nehořlavým tepelně izolačním materiálem. I tak je vynechávka tepelné izolace v místě krabice slabším bodem, kde může dojít ke kondenzaci.

Trámové stropy je třeba izolovat tak, aby nemohlo dojít k provlhčení dřeva kondenzátem, který by zůstal uzavřen v nenasákavém izolantu. Proto se doporučuje kolem prostupu dřevěného trámu tepelnou izolací použít vysoce nasákavý materiál, jakým jsou např. kalciumsilikátové desky.

9. Extrémní klimatické podmínky

Extrémní klimatické podmínky by mohly být kontraindikací pro použití kapilárně aktivního systému vnitřního zateplení, zvláště dlouho trvající zima, nebo vysoká vlhkost vzduchu uvnitř stavby. Ty mohou způsobit, že stavba nebude schopna se během teplé části roku zbavit vlhkosti, naakumulované v souvrství během chladné části roku. V takovém případě vlhkost uvnitř zateplovacího systému každým rokem vzroste, až se systém nasytí vodou a další vznikající kondenzát zůstane na povrchu. V konkrétním případě ovšem hraje roli i míra kapilární aktivity sytému i celková akumulační schopnost. V reálných podmínkách se autor ovšem s podobným případem (v obytném domě) dosud nesetkal (viz příklad 2).

10. Nábytek na obvodovém zdivu

Kapilárně aktivní systém zateplení zevnitř vyžaduje volný průchod vlhkosti z lícní omítkové vrstvy směrem do místnosti. Čistě teoreticky, pokud k zateplenému obvodovému zdivu přistavíme na sraz skříň s oblečením, funguje tato skříň a textil v ní jako součást zateplovacího souvrství. Jak změní přistavení skříně průběh teplot v jednom průměrném případě, ukazuje tabulka:

Na omítce zateplovacího systému se instalací skříně a zaplněním textilem změní teplota z +18,6 na −4,1 °C ! Co je ovšem horší, že v tomto modelovém případě vznikne během zimy kondenzát na zadní straně skříně v množství 40 g/m², v otevřené polici dokonce 50 g/m². Textil uvnitř skříně může zplesnivět. Jaká pomoc? Mezi skříní a zateplenou stěnou musíme ponechat mezeru, kterou bude vzduch větrat – nejlépe nad 50 mm, otvory nad podlahou v soklu skříně, nad skříní mezera.

Pokud skříň bude prázdná, vzduch bude cirkulovat, nehrozí nebezpečí kondenzace na nábytku. Závěr: žádné zavěšené skříně, které by obsahovaly tepelné izolanty – papír, textil apod.

11. Příklady návrhu vnitřního kapilárně aktivního zateplení staveb

Příklad první: funkcionalistický činžovní dům z 20. let, Brno

Obr. 4. Funkcionalistický činžovní dům v Brně

Obr 5. Funkcionalistický činžovní dům, řez: detaily pro výpočet jednotlivých skladeb a tepelných odporů

Dům má ŽB skelet, vyzdívky čtvercového rastru na výšku patra z děrovaných cihel. Vodorovné konstrukce jsou betonové, na podlaze vlýsky. Dům je majetkem města, zateplení v dlouhodobém horizontu. Mladá rodina zvažuje zateplení svého bytu nezávisle na ostatních nájemnících.

Vnitřní zateplení obvodového zdiva doplňuje klínové zateplení stropu a vnitřních zdí. Problémem zůstává zateplení tepelného mostu v místě kraje podlahy u obvodové zdi. Ostatní detaily jsou standardní, parapet okna se zateplí zvenku pod oplechováním.

Příklad druhý: domek na hřebeni Krušných hor, klinkerová fasáda

Z původní vísky na odlesněném hřebeni hor zbyl jen kostel a bývalá fara. Ostatní stavby bez údržby rychle podlehly povětrnosti. Podmínky jsou extrémní, mráz a sníh se vyskytují kdykoli kromě dvou měsíců v roce. Dům má subtilní obvodové zdivo, celkem 45 cm včetně 5 cm klinkrového obkladu na fasádě. Pro celoroční obývání je nutno silně zvýšit tepelný odpor.

Obr 6: Dům v extrémních podmínkách

Výpočtem, do kterého jsou zadána vybraná lokální klimatická data (60. léta byla v této lokalitě nejchladnější), získáme představu o fungování ZS. Výpočtová teplota zdiva pod ZS je v zimě až čtyři stupně pod bodem mrazu! Pokud by dutiny (např. ve stávajících elektrokrabicích) zůstaly volné, hrozí jejich zamrznutí a tím destrukce systému. Nejdůležitějším úkolem zde je provést zateplení zcela bez dutin. Je nutno přeinstalovat rozvody ústředního topení: pokud by zůstaly na stěně – pod ZS – hrozí jejich promrzání i při malé odstávce. Výpočet stanoví, že doba vysychání kondenzátu, vzniklého v zimním období (zde 90 dnů zimy) je těsně nižší (54 dní), než trvání letního období (60 dní).

Na tomto objektu je ZS velmi závislý na větrání v letním období, resp. na odvlhčení v období zimním. Snížení vlhkosti vzduchu v zimním období, např. plánováním přitápěním krbovými kamny, značně omezí ukládání kondenzátu v systému (resp. cyklicky systém vysuší).

12. Závěr

Vnitřní zateplení co do zpracování není tak jednoduché, jako vnější kontaktní zateplovací systém. Nelze úspěšně provádět bez projektu, bez zpracovaných a propočítaných detailů. Ty jsou podmíněny dokonalým stavebně-technickým průzkumem.

Značnou výhodou je možnost selektivně zateplit jen část stavby, třeba i jednu místnost. Ne nepodstatnou výhodou ve velkoměstech je práce bez záboru komunikace – ovšem „zábor“ se stejně koná v bytě nájemníků. Postup lokálního zateplení zevnitř pomocí kapilárně aktivních systémů se používá v praxi nejen pro snížení energetické náročnosti, ale rovněž jako opatření prevence vzniku plísní v případě tepelných mostů v obvodovém zdivu.