Když se řekne součinitel prostupu tepla

Redakce | Úterý, 23. srpen 2016 |

Součinitel prostupu tepla a tepelný odpor (v zásadě se jedná o tak zvanou převrácenou hodnotu U) jsou základními veličinami charakterizujícími tepelněizolační vlastnosti jakékoliv stavební konstrukce – ať už se jedná o cihlu, panelovou dřevostavbu nebo srub.

A že se nejedná o parametr nijak nevýznamný, dokazuje mimo jiné skutečnost, že jeho hodnoty jsou stanoveny v České státní normě a žádná stavba nesmí zde uvedenou hodnotu součinitele prostupu tepla překročit. Jinými slovy: hodnota U našeho domu musí být vždy menší nebo rovna U_N, tedy normou požadované hodnotě. Na to by za nás měl dohlédnout projektant, protože výpočet je poměrně složitý a závisí nejen na návrhové teplotě většiny prostor objektu, ale také na relativní vlhkosti vnitřního vzduchu.

Současná situace na stavebním trhu hraje do karet stavebníkům: ve snaze získat zákazníka se stavební firmy často předhánějí v nabídce a jedním z přesvědčovacích argumentů může být právě hodnota U. Bez jakéhokoliv přehánění můžeme tvrdit, že oproti zděným stavbám mají dřevostavby jednoznačnou výhodu v tom, že tepelná izolace není dodatečnou vrstvou v jejich konstrukci, ale tvoří základní a nejdůležitější součást uvnitř skladby obvodové obálky.

Více izolace znamená méně peněz

Při výběru konkrétního domu, respektive stavebního systému se musíme zajímat o skladbu obvodového pláště, jeho tepelněizolační vlastnosti a schopnost akumulace. Zjednodušeně řečeno měli bychom vědět, co všechno obsahují vnější stěny a kam se bude (nebo zda se vůbec bude) ukládat teplo, které při vytápění vyrobíme. Materiály používané pro tepelnou izolaci mají až na výjimky srovnatelný součinitel tepelné vodivosti, který definuje, jak dobře, respektive špatně vede izolant teplo. Tepelná kapacita je již velmi rozdílná – ta má vliv na tepelnou setrvačnost a takzvaný fázový posun (tímto parametrem jsme se zabývali v minulém vydání tohoto časopisu).

Přehled značek součinitele prostupu tepla:

U_N - minimální hodnota předepsaná normou
U_rec - doporučená hodnota předepsaná normou
U_pas - doporučená hodnota pro pasivní stavby předepsaná normou
U_em - průměrný součinitel prostupu tepla obálkou stavby
U_w - součinitel prostupu tepla okna
U_f - součinitel prostupu tepla rámem okna/dveří
U_g - součinitel prostupu tepla zasklení

Už jsme si řekli, že součinitel prostupu tepla má fyzikální značku U. Jeho hodnota se stanovuje nejen pro obvodový plášť, ale i pro další prvky konstrukce – podlahu, střechu, okna, zasklení. Udává se v jednotkách W/(m²K) a vyjadřuje tedy, jaké množství energie proteče jedním metrem čtverečním dané konstrukce při tepelném rozdílu jednoho Kelvinu. Pokud součinitel vynásobíme rozdílem venkovní a vnitřní teploty a poté uvažovanou plochou obálky stavby, dostaneme množství tepla, které stavba ztrácí. Chceme-li zjistit, kolik tepla naši stavbu opouští za určité časové období, stačí jím výsledek vynásobit (v hodinách). Součinitel prostupu tepla je převrácenou hodnotou tepelného odporu vrstvy nebo konstrukce – značí se R. Tepelný odpor je přímo úměrný tloušťce (d) vrstvy izolantu a jeho součiniteli tepelné vodivosti (λ). R = d / λ [(m²K)/W].

Příliš složité? Stavební fyzika je skutečně pro běžného stavebníka velkou neznámou. Nám bude stačit, budeme-li si pamatovat, že součinitel prostupu tepla je závislý především na tloušťce tepelné izolace – čím silnější je vrstva tepelného izolantu, tím je hodnota součinitele prostupu tepla nižší a stavba úspornější, protože stěnou, respektive jinou konstrukcí, uniká z domu méně tepla.

Nezapomeňme na okna

Jak už jsme si řekli, stanovení hodnoty součinitele prostupu tepla se netýká jen obvodových stěn. V jejich ploše totiž hrají významnou roli otvorové výplně, tedy dveře a především okna. Také jejich hodnota U by měla být co nejnižší, i když existují výjimky – někdy může být výhodnější získávat tepelné záření ze slunce, proto budou mít taková okna vyšší hodnotu součinitele. Z pohledu tepelných izolací mají okna několikrát horší vlastnosti než ostatní konstrukce – šetření na oknech a dveřích se opravdu nevyplácí.

Pro nastínění měřítka: Pro vnější svislé stěny je U_pas = 0,18-0,12 W/(m²K) a U_N = 0,30 W/(m²K). Pro okna je U_pas = 0,8-0,6 W/(m²K) a U_N = 1,50 W/(m²K). Zde je patrné, že U_N více než zaostává za trendem úsporných pasivních staveb, které se dnes stávají standardem. Zatím jen výjimkou jsou domy, kde se hodnoty součinitele prostupu tepla pohybují dokonce pod hodnotami doporučovanými normou pro pasivní domy. Rámy (U_f), skla (U_g) a výplně se mohou hodnotit zvlášť, což je přesnější, či jako celek, kdy se obvykle uvádí U_w pro okno standardních rozměrů.

Tabulka: Požadované a doporučené hodnoty U_N

Hodnotu U výrazně negativně ovlivňují také tepelné mosty, které se musí zohlednit do výpočtů. Vždy je nutné dávat pozor na záměnu výrobce oken – různá okna se stejnými skly mohou mít až o 50 procent horší vlastnosti. Vraťme se ale na začátek: jestliže je hodnota součinitele prostupu tepla přímo závislá na tloušťce tepelněizolační vrstvy, mohlo by se zdát, že obalení domu extrémně tlustou vrstvou izolace sníží hodnotu U na minimum. Ve skutečnosti ale budeme vždy hledat určitý kompromis mezi pořizovacími náklady tepelné izolace, její tloušťkou a množstvím tepla, které nám izolace během své životnosti ve stavbě ušetří. Pro někoho bude významná také ekologická stopa výroby. To už je ale skutečně zadání pro stavebního fyzika nebo tepelného technika.

Text Petr Houška, odborná spolupráce Ing. Roman Šubrt

Hodnocení uživatelů: 5 / 13
Líbil se Vám článek?112