Tepelné mosty - hygienické a tepelnotechnické nebezpečie
 

 

Vplyvom tepelných mostov sa v zimnom období (kedy sú tieto problémy najvypuklejšie) menia vnútorné a vonkajšie povrchové teploty tohto stavebného detailu. Výsledkom realizácie takéhoto stavebného detailu je zvýšený prestup tepla plochou tepelného mostu, čím sa zvyšujú tepelné straty objektu a práve táto skutočnosť popisuje prečo sú tepelné mosty energeticky neprijateľné. Ďalším problémovým javom, ktorý sprevádza tepelné mosty, je ochladzovanie vnútorného povrchu konštrukcie (v zime) s následnými dopadmi na vnútornú klímu. Interiérový vzduch je na tomto mieste ochladzovaný a v tých najhorších prípadoch sa na ploche tepelného mostu vzdušná vlhkosť skondenzuje. Pri dlhodobom pôsobení má toto za následok hygienické problémy (vznik plesní).
Tepelné mosty sa v stavebnej praxi vyskytujú, žiaľ, prakticky na každej budove. Je iba na projektantovi, akým spôsobom sa s uvedeným problémom vysporiada.

Kde vznikajú tepelné mosty?
Tepelné mosty môžu vznikať v zásade z niekoľkých príčin a možno ich rozdeliť na:
- konštrukčné - materiálové,
- geometrické - tvarové,
- kombinované.

Konštrukčné tepelné mosty
Vznikajú hlavne v miestach aplikácie viacerých materiálov s rôznym súčiniteľom tepelnej vodivosti do obvodovej konštrukcie, od ktorej požadujeme určité fyzikálno-tepelné vlastnosti. Typickým príkladom je kombinácia železobetónovej skeletovej sústavy a výplňového muriva - obr. č. 1.

Štandardne používaná konštrukčná tvorba venca. Betónová hmota stužuje stavbu, avšak vytvára tepelný most, pretože sa v tomto detaile spájajú dva stavebné materiály s odlišnou tepelnou vodivosťou. Vložením tepelného izolantu do vonkajšej časti stužujúceho venca sa eliminuje zvýšený tepelný tok. Toto riešenie vyžaduje zo statického hľadiska aby stužujúci veniec bol vyšší. Netradičné riešenie tvorby stužujúceho venca, ktoré je vsadené do interiérovej časti objektu.

Geometrické tepelné mosty
Vznikajú hlavne v miestach zmeny pomeru plochy tepelnevýmenného povrchu na vnútornom a vonkajšom povrchu konštrukcie. Charakteristickým miestom je napr. kút budovy - obr. 2.

  Žltá farba vyznačuje miesta, kde je potrebné vložiť tepelný izolant, ktorý eliminuje zvýené tepelné toky.

Miesta najčastejšieho výskytu tepelných mostov
Budovu ako celok je nutné navrhnúť a realizovať tak, aby nevznikli na žiadnom mieste okrem iného problémy súvisiace s výskytom tepelných mostov, ktoré môžu mať za následok veľmi vážne problémy pri ďalšom používaní budovy. Tepelné mosty sa vo všeobecnosti môžu vyskytnúť v obalovej konštrukcii na rôznych miestach, a to hlavne - obr. 3:
- vo vertikálnych ako i horizontálnych kútoch,
- v nadväznosti nosnej strednej steny na obvodovú stenu,
- nevhodnou aplikáciou rôznych typov muriva v jednej konštrukcii (napr. dierované tvarovky v kombinácii s plnými tehlami, kombinácia železobetónu a výplňového muriva),
- zle navrhnutý detail atiky,
- nezaizolované previslé konštrukcie (napr. balkóny),
- v zle tepelne izolačne navrhnutých obvodových vencoch,
- v nevhodnej nadväznosti obvodových stien a podzákladia,
- v nadotvorových prekladoch,
- v miestach nevhodne osadených otvorových konštrukcií.

 

Problémy vyplývajúce z tepelných mostov v konštrukciách budov
Ako bolo už v názve naznačené, tepelné mosty spôsobujú v zásade 2 okruhy problémov:
- hygienické problémy definované tzv. hygienickým kritériom,
- tepelnotechnické problémy súvisiace s prídavnou tepelnou stratou vyjadrenou zvýšeným tepelným tokom.

Hygienické kritérium
Hygienické kritérium vychádza z ustanovenia STN 730540-2 odst. 3.1.1. Uvedené kritérium možno voľne definovať nasledovne: teplota na každom mieste vnútorného povrchu stien, stropov a podlahy musí byť väčšia ako teplota rosného bodu a zároveň nesmie vzniknúť riziko vzniku plesní. Uvedené kritérium možno vyjadriť nasledovne:

kde - najnižšia vnútorná povrchová teplota, ktorá sa určí pre najmenej priaznivé vzájomné spolupôsobenie materiálovej skladby a geometrie stavebnej konštrukcie vrátane tepelných mostov;
- kritická povrchová teplota na vznik plesní, zodpovedajúca 80 % relatívnej vlhkosti vzduchu v tesnej blízkosti vnútorného povrchu stavebnej konštrukcie pri teplote vnútorného vzduchu ?ai a relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu ?i; pre normalizované podmienky vnútorného vzduchu podľa STN 73 0540-3 pri teplote vnútorného vzduchu a relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu
- bezpečnostná prirážka zohľadňujúca spôsob vykurovania miestnosti a spôsob užívania miestnosti. Najčastejšie sa uvádza s hodnotou 0,5 K.
Pre rámy, nepriesvitné a priesvitné výplne otvorov s relatívnou vlhkosťou vzduchu do 50 % nesmie na žiadnom ich vnútornom povrchu teplota poklesnúť pod teplotu rosného bodu.

Tepelnotechnické problémy
Tepelné mosty môžu významne zhoršiť tepelnotechnické parametre budovy vplyvom prídavných tepelných strát. Tieto možno charakterizovať vzťahom:

kde L - tepelná vodivosť (priepustnosť) vo W/K;
Ui - súčiniteľ prechodu tepla časti i obvodového plášťa budovy vo W/(m2.K);
Ai - plocha, na ktorú sa vzťahuje Uiv m2;
- lineárny stratový súčiniteľ tepelného mosta k v W/(m.K);
lk - dĺžka, na ktorú sa vzťahuje ?k v m;
- bodový stratový súčiniteľ tepelného mosta j vo W/K.

Pričom prvá časť vzťahu definuje prídavné tepelné straty plošné - fragmentami obvodového plášťa, druhá časť definuje tepelné straty z lineárnych mostov (napr. obvodové vence) a tretia časť - aplikovaná zriedkavo definuje tepelné straty bodové (napr. kovové kotvy prechádzajúce zatepľovacím systémom stien).
V tepelnotechnických výpočtoch sa započítava vplyv tepelných mostov pomocou zvýšenia súčiniteľa prechodu tepla podľa vzťahu:

kde - zvýšenie súčiniteľa prechodu tepla vplyvom tepelných mostov vo W/(m2.K);
- plocha konštrukcií, určená vonkajšími rozmermi v m2.
STN 730540-2 svojím článkom 8.2.6. umožňuje zjednodušiť naznačený výpočet s tým, že hodnota ?U sa môže približne určiť v prípadoch, ak nie sú ešte známe konštrukčné detaily, takto:
a) = 0,05 W/(m2.K) za predpokladu spojitej tepelnoizolačnej vrstvy na vonkajšom povrchu;
b) = 0,1 W/(m2.K) pri murovaných konštrukciách, sendvičových konštrukciách, ľahkých drevených roštových konštrukciách, kovoplastických obvodových plášťoch a panelových konštrukciách.

Vplyv tepelných mostov v procese návrhu budovy
Obalové konštrukcie budov sa musia, samozrejme, navrhovať tak, aby v plnom rozsahu vyhovovali užívateľom daných priestorov. Z hľadiska kontrolného mechanizmu musí projektant zabezpečiť, aby ním navrhnuté konštrukcie vyhovovali minimálne požiadavkám vyplývajúcim zo súvisiacich zákonov, vyhlášok a STN.
Pri projektovej dokumentácii je to minimálne:
- hygienické kritérium - odporúčané hodnoty tepelného odporu, resp. súčiniteľa prechodu tepla,
- minimálna výmena vzduchu
- energetické kritérium.

Podľa usmernenia MVRR SR zo dňa 20. 3. 2008 by malo byť súčasťou žiadosti o stavebné povolenie nových budov projektové hodnotenie podľa vyhlášky 625/2006.
V etape kolaudovania budovy je potrebné doložiť v súčasnosti dosť pertraktovaný energetický certifikát. Energetický certifikát zatrieďuje jednotlivé typy budov do energetických tried A - G. Nové budovy by mali byť zatriedené v triede B. Samozrejme, že vo výpočte sa zohľadňuje aj vplyv tepelných mostov.

Každodenná prax
V súčasnej dobe je snahou navrhovať a realizovať budovy s čo najnižšou energetickou náročnosťou. Preto jednou z vážnych požiadaviek je navrhovať budovy s minimálnym množstvom tepelných mostov a smerovať vývoj k ich úplnému odstráneniu.
Žiaľ, každodenná prax ukazuje, že aj keď projektant navrhne správne konštrukčné riešenie stavebného detailu, prvku, resp. konštrukcie, často sa stáva, že pri realizácii - či už na naliehanie neznalého investora alebo nezodpovednej práce realizačného tímu - vzniknú na budovách vážne nedostatky vo forme tepelných mostov. Na priložených snímkach zo stavieb v okolí Bratislavy možno dokumentovať zásadné nedostatky zapríčinené prakticky všetkými zúčastnenými v procese výstavby.

Doc. Ing. Juraj Žilinský, PhD.

   
 
  << späť