Difuzní vlastnosti použitých stavebních materiálů pod drobnohledem

Redakce | Pondělí, 04. leden 2021 |

Na obálku současných budov jsou kladeny přísné parametry z pohledu stavební tepelné techniky, které jsou přímo závislé na fyzikálních a materiálových parametrech stavebních materiálů. Tepelně-vlhkostní stav obálky budovy je ovlivňován sdruženým transportem tepla a vlhkosti, a proto také souvisí s celkovými difuzními vlastnostmi obvodového pláště. Pro zajištění správné funkce obálky budovy je nutné se detailně zabývat jak tepelnou vodivostí, tak právě difuzními vlastnostmi použitých stavebních materiálů.

Téma vlhkostní problematiky je v současnosti aktuálnější než v dřívější době, jelikož se na stavbě využívají moderní materiály v kombinaci s masivními tloušťkami tepelných izolací v obálce budovy. Nesprávný návrh a realizace takovéto konstrukce mohou při provozu stavby způsobovat vlhkostní problémy, nejčastěji problémy s kondenzací vodní páry uvnitř konstrukcí.

Zejména u dřevostaveb může kondenzace výrazně zkrátit celkovou životnost stavby. Nesmíme zapomenout, že díky zvýšené vlhkosti dochází u materiálů v obvodovém plášti ke zvýšení jejich tepelné vodivosti. Tím pak ke zhoršování tepelněizolačních vlastností a k větším ztrátám tepla.

Difuzita materiálů

Chování obvodového pláště budovy z pohledu šíření vlhkosti je závislé na tak zvané difuzitě jednotlivých použitých materiálů. K difuzi dochází tedy díky rozdílu tlaku vodních par mezi vnitřním a venkovním prostředím. K těmto přenosům může dojít buď ve formě vodní páry, nebo jako kapalné vody, nejčastěji však jako kombinace těchto dvou skupenství.

Formy transportu vlhkosti závisí na struktuře materiálu, ale také na podmínkách okolního prostředí, často se jedná o přirozené proudění vlhkosti v obvodovém plášti budovy. Difuzí lze v jednom jediném dni vnést do tepelné izolace (konstrukce) několik gramů vlhkosti, která může kondenzovat.

Pokud je tento jev častý, může kondenzace vodní páry ohrozit životnost stavební konstrukce. Období teplých venkovních podmínek je ve střední Evropě delší než období se zimními teplotami, takže v rámci roku v konstrukci dochází k vysychání vlhkosti (kondenzátu).

V klimatických podmínkách České republiky difuze směřuje v zimě zpravidla zevnitř ven a v letě z venku dovnitř. Transport vlhkosti v obvodovém plášti stavby je závislý na celkové difuzitě obálky budovy, který je vyjádřen celkovým difuzním odporem obvodového pláště.

Celkový difuzní odpor obvodového pláště je definován sumou difuzních vlastností materiálů použitých v obálce budovy. Tyto materiály jsou specifikovány pomocí faktoru difuzního odporu μ [-] či ekvivalentní difuzní tloušťky sd [m]. Faktor difuzního odporu μ [-] vyjadřuje relativní schopnost materiálu propouštět vodní páry difuzí.

Je poměrem difuzního odporu materiálu a difuzního odporu vrstvy vzduchu v téže tloušťce, při definovaných podmínkách. Obecně lze říct, že parozábranné materiály dosahují hodnot μ [-] v rámci tisíců, parobrzdné materiály v řádu prvních desítek či stovek a difuzní stavební materiály v rámci prvních jednotek.

Hodnota faktoru difuzního odporu u materiálů výrazně klesá s počtem opakujících se nehomogenních anomálií, což jsou například kotvící či prostupující prvky nebo nedokonalé spojení fóliových systémů. Ekvivalentní difuzní tloušťka sd [m] vyjadřuje hodnotu difuzity materiálu získané vynásobením faktoru difuzního odporu μ [-] tloušťkou materiálu d [m].

Ve stavební praxi se většinou setkáváme s uváděným parametrem difuzních vlastností materiálu ve formátu μ [–], což je nepřesné právě vzhledem k tloušťce materiálu.

obr.: Prioritou každé dřevostavby je dokonale zvládnutý konstrukční detail a konstrukční ochrana dřeva před zemní vlhkostí, vnikáním vzdušné vlhkosti do konstrukce a zatékáním srážkové vody. Kondenzace vlhkosti se týká především rosného bodu, k němuž by v difuzně uzavřené skladbě mohlo dojít nanejvýše na vnější straně fasádního izolantu, protože vnitřní strana konstrukce je opatřená parozábranou, která brání průchodu vlhkosti z interiéru do konstrukce a jejímu srážení uvnitř. Foto: Alexandr Hudeček / ATREA

Difuzně uzavřený a otevřený systém

V moderních masivně izolovaných skladbách stavebních konstrukcí se vyskytují velmi různorodé skladby. Projektant obvodového pláště budovy má v zásadě dvě možnosti, jak navrhnout konstrukci z pohledu difuzních funkcí:

1. Difuzně uzavřený systém

Jedná se o systém, který má na vnitřní straně materiál s vysokým difuzním odporem (např. polyetylenová či hliníková parozábranná folie), který má zabránit vstupu vlhkosti z vnitřního prostředí do konstrukce. Na vnější straně je parobrzdný materiál, který může omezit výstup vodní páry, která se může vyskytovat v obvodovém plášti stavby, způsobené například nesprávným provedením parozábranné vrstvy či nesprávným užíváním stavby.

Vnější vrstvu stavební konstrukce je často tvořena například OSB deskou či polystyrenem. Výhodou tohoto sytému je letité prověření a při pečlivé realizaci a provozu stavby v praxi dobře funguje, řada stavebních firem má s tímto systémem bohaté realizační zkušenosti.

obr.: Difuzně uzavřené dřevostavby se běžně zateplují zateplovacími systémy určenými na podklady z desek na bázi dřeva a není zde kladen důraz na jejich paropropustnost. U konstrukcí difuzně uzavřených je ze strany interiéru instalována paronepropustná vrstva – takzvaná parozábrana, a tou je zabráněno vstupu vodní páry do konstrukce. Ilustrace: Weber

2. Difuzně otevřený systém

Zvýšený zájem o tento systém souvisí nejen s novými konstrukčními technologiemi, ale také s novými materiály, které se objevily na stavebním trhu. Ve stavební praxi nejsou v těchto konstrukcích používány parotěsné zábrany, které by omezovaly pohyb vodní páry.

Ze strany vnitřního prostředí jsou instalovány parobrzdné materiály (například OSB desky) a z exteriéru jsou použity materiály, které jsou výrazně pro vodní páry propustnější. V konstrukci jsou použity masivní tloušťky stavební izolace, například izolace na bázi dřevěných, čedičových či celulózových vláken.

Z exteriéru je celá skladba obložena materiály, které umožňují volný pohyb vodní páry do do venkovního prostředí. Tento typ obvodových plášťů stále patří mezi „novinky" a mnohé firmy nemají s jejich realizací ještě dostatečné zkušenosti.

Často je neradi navrhují i sami projektanti, jelikož potřebují propracovaný tepelně-technický návrh, který difuzně otevřené konstrukce vyžadují. Často jsou navíc difuzně otevřené konstrukční systémy finančně náročnější než difuzně uzavřené konstrukční systémy.

Nicméně při správném návrhu a provedení jsou difuzně otevřené systémy z hlediska nebezpečí kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce bezpečnější než systémy difuzně uzavřené.

obr.: U difuzně otevřených konstrukcí naopak vstup vodní páry do konstrukce povolujeme a vhodnou skladbou obvodového pláště zajišťujeme, aby v konstrukci nedocházelo ke hromadění vlhkosti. Difuzně otevřené konstrukce nelze zvenčí obalit méně propustným zateplovacím systémem, než jaký je použitý v zateplované stěně. Pro difuzně otevřené systémy se například nepoužívá zateplení polystyrenem a akrylátové omítky. Ilustrace: Weber

Z pohledu stavební fyziky

Oba dva systémy jsou pro realizaci obvodového pláště budovy vhodné. Základním předpokladem pro správný návrh obvodového pláště, z pohledu nakládání s vodní parou, je podmínka, aby sestava materiálových vrstev zajistila směrem z vnitřního prostředí do exteriéru klesající difuzní odpor.

V současné době se ve stavební praxi objevují domy, které mají použity na fasádě budovy různé skladby a různé povrchové materiály. Ve zvláštních případech se může dokonce objevit i kombinace difuzně uzavřeného a otevřeného systému na jednom domě.

Občas lze narazit na dům, kde je fasáda tvořena kombinací omítkového systému, obkladem na bázi dřeva či průmyslově upravenými deskovými materiály. Důvod této rozličnosti obálky budovy je snaha architektonicky či materiálově ztvárnit fasády domu. Je nutné si ovšem uvědomit, že každá část domu se tedy chová, z pohledu stavební fyziky, různě a je nutno tomuto věnovat náležitou pozornost.

obr.: Difuzně uzavřená konstrukce obsahuje parozábranu (nejčastěji ve formě folie). Parozábrana nesmí být nikde porušena. Foto: Dreamstime

"Správné řešení vlhkostní problematiky obálky budovy ovlivňuje prostředí uvnitř domu, a následně tím přispívá k vysokému komfortu zdravého bydlení."

Správný návrh pro kvalitní bydlení

Celkový stav a životnost stavby je přímo závislý na vlhkostních poměrech v obálce budovy. Základním vodítkem pro správný projekční návrh obálky budovy by mělo být zjištění celkového množství difundující vodní páry přes obvodový plášť. V projekční fázi stavby by měla být pečlivě provedena bilance množství zkondenzované vodní páry a množství vypařitelné vodní páry v obvodovém plášti budovy.

Vyhodnocení této bilance je přenecháno na projektantovi, který určí míru akceptovatelných vlhkostních rizik pro danou konstrukci. Přítomnost vlhkosti ve stavební konstrukci je obecně vnímaná jako nevhodný stav, avšak jedná se o naprosto běžný stav stavební konstrukce.

Ta totiž dynamicky reaguje na okolní teplotně vlhkostní okrajové podmínky a permanentně se s nimi snaží vyrovnávat. Hlavním úkolem ve fázi projektování stavby je pochopit principy pohybu vlhkosti a realizovat stavbu tak, aby vlhkostní stavy konstrukce byly pod kontrolou.

Konstrukce, ve kterých se objevují zvýšené hodnoty vlhkosti, mohou způsobit podmínky vhodné pro růst plísní a tím měnit mikroklima budovy a způsobovat negativní vlivy na zdraví člověka. Pečlivé řešení vlhkostní problematiky v konstrukci obálky budovy by se tedy mělo stát naprosto neoddělitelnou součástí kvalitního návrhu a pečlivé realizace obálky budovy.

obr.: Pokud zajistíme, aby exteriérová vlhkost a voda z fasády přirozeně odtékala a v žádném detailu se nezadržovala, může dřevo zůstat bez jakékoli povrchové ochrany. Foto: Alexandr Hudeček / ATREA

Článek připravil: Ing. Jiří Teslík, Ph.D., Ing. Jiří Labudek, Ph.D.

Hodnocení uživatelů: 3 / 7
Líbil se Vám článek?43