Dřevostavby s difuzně otevřenými konstrukcemi

Nedávno odstartovaný program Zelená úsporám podnítil firmy k vlastní propagaci prostřednictvím ekologicky příznivého stavebnictví. Mnozí investoři na toto slyší. Především je oslovuje nabídka dřevostaveb s difuzně otevřenou konstrukcí, která nabízí mnoho výhod – například rychlou realizaci a finančně méně náročný provoz realizované stavby.

Klienti dnes po stavebních firmách požadují především rychlou a nenáročnou realizaci a vzhledem k nedostatku kvalitních pracovních sil i co nejnižší pracnost výstavby. Tento aspekt splňují dřevostavby mnohem výrazněji než stavby zděné, na druhou stranu vyžadují mnohem pečlivější přístup. Životnost dřevostaveb je dnes srovnatelná se zděnou stavbou a úpravy či rekonstrukce jsou snazší, rychlejší, levnější, a to i při opravách po živelných pohromách. Úspory energie na vytápění i na teplou vodu se oproti úsporám u klasických staveb pohybují v řádech několika tisíc korun měsíčně.

Fyzikální princip, který difuzně otevřené konstrukce využívají, je kondukce – prostup plynů molekulárním přenosem. Fyzikálně probíhá jedině u směsí plynů, ve stavebnictví nejčastěji mezi suchým vzduchem a vodní párou. Právě z toho důvodu odpadá aplikace parozábrany, kterou používají současné konstrukce obvodových plášťů. Tyto konstrukce jdou tedy proti systému dokonalého utěsnění a zajišťují řízenou cirkulaci vzduchu. U difuzně otevřené i uzavřené konstrukce je žádoucí, aby paropropustnost materiálů v konstrukci směrem ven stoupala; u difuzně otevřené je křivka stoupání plynulejší. Kromě toho u dřevostaveb bývají hodnoty tepelného toku konstrukcí výrazně nižší než v případě staveb cihlových, samozřejmě v závislosti na tloušťce a typu izolace.

Jaké jsou hlavní výhody použití difuzně otevřených konstrukcí?

• Pohyb plynů v konstrukci nevyhovuje plísním, houbám a různým mikroorganismům a zlepšuje kvalitu vnitřního ovzduší v budovách (zabraňuje koncentraci chemických látek, které unikají z předmětů a chemických prostředků používaných při provozu domácností),
• v zimním období dochází k vysušování konstrukce,
• zlepšují se užitné vlastnosti plášťových konstrukcí,
• zajišťují tepelnou stabilitu interiérů,
• vyrovnávají vlhkost,
• zajišťují dobré zvukověizolační vlastnosti staveb.

Obavy z požárů už nejsou u těchto konstrukcí příliš opodstatněné. Například zkoušky Technického a zkušebního ústavu stavebního prokázaly, že tyto konstrukce vyhovují z hlediska požární odolnosti – při využití konstrukce z desek Fermacell 1 HT 15, 16 a 17 o tloušťce 125 mm mají v souladu s ČSN 73 0810 hodnoty REI 15 DP2 a REI 45 DP3.

Patentovaná skladba
Použití sádrovláknitých desek je dnes u těchto konstrukcí rozšířené, nicméně existují i další varianty skladeb, například tzv. skladba Diffuwall založená na dřevovláknitých materiálech. Využité konstrukčně-izolační desky z dřevěných vláken jsou dostatečně difuzně otevřené, odolné proti mechanickému poškození a přitom mají dobré tepelněizolační vlastnosti. Díky užití dřevovláknitých desek, které mají značně vysokou tepelně-akumulační schopnost, nedochází k letnímu přehřívání objektů. Odstraňuje se tak jedna z mála nevýhod dřevostaveb – jejich malá tepelná stabilita (zejména s ohledem na letní období). Fázový posuv teplotního kmitu dosahuje hodnot 7 až 13 hodin. Oproti sádrovláknitým deskám je výhodou také výrazně nižší prašnost při manipulaci s dřevovláknitými deskami, především při jejich řezání.

Skladba konstrukce Diffuwall^®

Slámové desky s lepenkou
Relativně novým výrobkem využitelným pro difuzně otevřenou skladbu dřevostaveb jsou ekopanely (v České republice byla výroba zahájena v roce 1999). Základním výrobním materiálem je pouze čistá obilná sláma, která se oboustranně povrchově polepuje recyklovanou lepenkou. Použité lepidlo vyhovuje hygienickým normám a je ho využito pouze v malé vrstvě. Ekopanely jsou plně recyklovatelné, jejich výrobce zdarma odebírá odpady z montáže (např. odřezky) pro opětovné použití.

Součinitel prostupu tepla u ekopanelů je U  =  1,04  –  1,39 W/(m² . K) podle ­polohy konstrukce, období a tepelného toku; koeficient difuzního odporu µ = 13,1; součinitel tepelné vodivosti λ = 0,102 W/(m . K); hodnota R = 0,5882 m² . K/W. Klasifikace požární odolnosti je oproti sádrovláknitým ­deskám o něco horší – z vnější strany 30 min (EI 30 D3) a z vnitřní strany také 30 min (EW 30 D3), reakce na oheň je v kategorii E.

Zásadní rozdíl mezi sádrokartonovou příčkou a příčkou z ekopanelů je mechanická odolnost. Odolnost ekopanelů proti poškození či proražení je podstatně vyšší. Pro proražení sádrokartonu stačí minimální síla, naproti tomu slámové desky odolávají podstatně vyšší průrazné síle. Díky velmi zhuštěnému slaměnému jádru má ekopanel dobrou akumulační schopnost. Jako příčky jsou tyto slámové desky samonosné, plošná hmotnost je 19 až 23 kg/m². V případě obvodových stěn je však nutné přizpůsobit návrh konstrukce velikosti desek.

Výrobce nabízí podle vlastního návrhu nejen spojovací materiály, které umožňují jednoduchý a rychlý způsob montáže, ale i speciální vykružovačku, s níž lze vyříznout otvory pro krabičky elektroinstalace. Řezané hrany se upravují samolepicí lepenkou, kterou opět dodává výrobce. Pokud se využijí jako fasádní panely, nesmí se štukovat vápenno-cementovým štukem, ale prodyšnými silikátovými omítkami. Při úpravě vnější stěny doporučuje výrobce celý podklad plošně armovat sklotextilní armovací tkaninou vloženou do flexibilního lepidla. Minimální tloušťka armovací vrstvy je 3 mm.

1 – ekopanel, 2 – nanesená PUR pěna, 3 – stávající stěna, strop nebo podlaha, 4 – hranol svislé, šikmé nebo vodorovné konstrukce, 5 – lať, 6 – prkno 2,5 cm, 7 – pilový kotouč, 8 – výkružový vrták, 9 – samolepící páska, 10 – hmoždina pro vrut 4 x 50 mm, 11 – vrut 4 x 50 mm, 12 – vrut 5 x 100 mm, 13 – nýtovací podložka 8,4 x 24 mm, 14 – stěnová spona, 15 – typ a množství použitého spojovacího materiálu pro daný detail, 16 – typ a množství použitého spojovacího materiálu na m²,17 – vzdálenost rozmístění spojovacího materiálu od okraje, 18 – vzdálenost rozmístění spojovacího ­materiálu, 19 – typ rozmísťovaného spojovacího materiálu, 20 – detail úpravy spony: sponu je vhodné nejdříve ukotvit a až poté naohýbat do požadovaného tvaru

[1] ekopanely jsou vyráběny ve dvou možných šířkách – 800 a 1 200 mm, [2] detail zúžení na podélných hranách, [3] detail stěnové spony

Varianty izolace
Pokud se investor rozhodne pro difuzně otevřenou skladbu Diffuwall, která je chráněna patentem, musí respektovat skladbu s použitím tepelné izolace z dřevěných vláken a ovčí vlny. Ovčí vlna na rozdíl od jiných běžně používaných tepelněizolačních materiálů dokáže na sebe vázat značné množství vody (až 35 % vlastní hmotnosti) s minimálním vlivem na své tepelněizolační schopnosti. Pohlcenou vlhkost potom uvolňuje v závislosti na aktuální vlhkosti interiéru – a stabilizuje tak vlhkostní klima. Na svůj povrch váže některé škodlivé látky z ovzduší, například formaldehyd, organická ředidla a ozón. Vlákno je ošetřeno zdravotně nezávadnými přísadami, které zajišťují odolnost proti hmyzu, molům, plísním a současně zvyšují jeho požární odolnost. Objemová hmotnost rohože je 12,5 kg/m³, existují i hodnoty do 21 kg/m³.

Dalším, pomalu se rozšiřujícím izolačním materiálem pro využití v difuzně otevřené skladbě, je přírodní technické konopí ošetřené fosforečnanem amonným. Konopné izolace jsou pružné a velmi snadno se stlačí, proto je možné je vložit i do úzkých dutin. Stavebníkům se s nimi velmi snadno manipuluje, k řezání stačí speciální nůž či elektrická pila. Při instalaci není nutné dodržovat přísné bezpečnostní předpisy a chránit se pomůckami jako v případě minerální vlny.

U minerální vlny je vzhledem k jejímu složení nutný zvláštní způsob likvidace, pokud se přistupuje k její výměně, což představuje pro investora po letech další náklady. Tyto náklady odpadají jak u konopné izolace, tak u ovčí vlny. Nevýhodou jsou samozřejmě vyšší pořizovací náklady; v případě navrhování většího množství katalogových domů lze však dosáhnout úspor.

Nezanedbatelnou variantou izolace s ekologicky příznivými parametry může být celulózová izolace. Existuje například izolace z recyklovaného papíru v drobných kuličkách, která se skládá z 85 % celulózy a z 15 % nenavlhajících ohnivzdorných materiálů. Zafoukávání se provádí speciálními fukary, které jsou konstruovány pro tento účel. Aplikační zařízení uspořádává vlákna tak, že hmota je rovnoměrně rozložena. Rozptýlená vláknitá struktura umožňuje využití těchto vlastností k utěsňování prostoru. Prostor, u něhož se předpokládá izolování, vyplňuje tato hmota efektivně celý. Dostává se také do nejužších spár a děr, neboť vlákna jsou rozptylována vzdušným prouděním a chvěním i do prostor, jež jsou ve stínu vzdušného proudění, a kam by se jiné typy izolací neměly šanci dostat. Tato vlastnost zabrání vzniku tepelných mostů,  tím i kondenzaci vodních par a následnému poškození konstrukce stavby. Podle zkoušek má hodnotu koeficientu tepelné vodivosti L_n= 0,039 W/(m . K).

Sloučeniny bóru, které slouží jako látky zabraňující hoření této izolace, představují současně velmi účinnou ochranu proti hnití. Nepříjemná chuť způsobená sloučeninami bóru zadržuje hlodavce a jiné drobné škůdce. Foukaná izolace se hodí i pro izolace stropů i vícepodlažních budov, kde současně působí jako protipožární a zároveň akustická izolace.

Skladba konstrukce doporučené firmou Fermacell – Xella

Na co dát především pozor
Jaké existují nevýhody difuzně otevřených skladeb? Podle některých odborníků prakticky žádné, pokud se skutečně striktně dodrží projektová dokumentace a přesný postup prací. Přesto existují faktory, které představují riziko pro realizaci dřevostaveb tohoto typu. Je to především: malá informovanost klientů, kteří se domnívají, že jako dokumentace stačí několik obrázků. Dále malé zkušenosti projektantů s nároky, které jsou na tyto konstrukce při navrhování kladeny; nedostatečná zkušenost realizačních firem a používání nevhodných metod a materiálů.

Při realizaci difuzně otevřených konstrukcí je proto pro minimalizaci výše uvedených nevýhod nutné dodržovat tato základní pravidla:

• konstrukce musejí být směrem ven difuzně otevřené,
• vyplatí se spolupráce se specialisty a odborníky v oboru stavební fyziky,
• využít vhodný software,
• správně volit vnitřní a venkovní opláštění.

Častými nedostatky při návrhu a realizaci jsou nízký tepelný odpor a montážní chyby při umístění tepelné izolace, nekvalitní parozábrana s velkým množstvím otvorů z interiéru a nesprávně instalovaná paropropustná fólie použitá v rozporu s technologickým předpisem. V důsledku těchto chyb časem vzniká kondenzační zóna uvnitř konstrukce a postupně degraduje i dřevo, které mělo na začátku prvotřídní kvalitu. Při navrhování je proto velmi důležité plánování spár a napojení, pečlivé plánování detailů, vhodná skladba konstrukcí bez kondenzátu a odvětrávaná konstrukce.

Při kontrole realizace stavby je nanejvýš nutná koordinace a spolupráce všech řemeslných činností. Při plánování spár a napojení platí, že čím méně je spár, průchodů a napojení, tím je jednoduší uhlídat správnost jejich provedení. Důležité je i dobře naplánovat instalace v konstrukcích nebo pro vedení instalací využít předsazenou stěnu. Pozornost vyžaduje také plánování detailů – napojení jednotlivých konstrukcí, napojení jednotlivých materiálů, průchody instalací, kotvicí prostředky a spáry.

(in)
S využitím podkladů firem Fermacell – Xella, Steico AG, Ekopanely CZ, s. r. o., ­Woodprogress, s. r. o., Enroll CZ, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu ASB.