Provětrávané fasády a jejich vliv na tepelnou izolaci objektu

29. února 2008

Partneři sekce:

Systémy provětrávaných fasád jsou tvořeny samostatnou předvěšenou částí umístěnou na nosném roštu fasády, který je mechanicky připevněn pomocí kotev k hlavní nosné konstrukci, nebo samonosnou předvěšenou částí sestávající nejčastěji z pohledových cihel či panelových bloků. Je důležité vědět nejen to, jak takový systém funguje, jak se v konstrukci chová, ale také jak ovlivňuje tepelnou izolaci celého objektu.

Kvůli dodatečnému zateplení v souladu se současnou normou ČSN 73 0540 je rovněž na nosnou konstrukci aplikována tepelná izolace. K této normě se vztahují i předpisy zakotvené v zákoně 177/2006 Sb. ze dne 29. března 2006, kterým se mění zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů. Podle normy je pro lehkou vnější stěnu doporučená hodnota součinitele prostupu tepla U_N ≤ 0,20 W/(m² . K) a pro těžkou vnější stěnu U_N ≤ 0,25 W/(m² . K), podle níž se dá snadno vypočítat dostatečná tloušťka tepelné izolace. Konstrukce se vždy posuzuje pro všechny vrstvy jako celek (u provětrávaných konstrukcí až k větrané mezeře a s uvažovaným vlivem tepelných mostů díky kotvení). Vliv tepelných mostů se u konstrukcí kompenzuje vyšší tloušťkou navržené izolace.

Vliv provětrávané fasády na tepelnou izolaci

Systém provětrávaných fasád je založen na provětrávání vzduchové mezery mezi tepelnou izolací a fasádou. Aby systém správně fungoval, musí vzduch v mezeře proudit. Ten se od vnější fasády ohřívá (v zimě i vlivem tepelných ztrát z interiéru), stoupá vzhůru, a tím dochází k proudění rychlostí 0,5 až 1,0 m/s. Díky takové rychlosti pak zpravidla nastává laminární proudění, přičemž k turbulencím dochází jen výjimečně v několika místech vlivem dalších faktorů (výška a tvar budovy, druh a typ roštu, řešení přiváděcích a odváděcích otvorů atd.). Toto proudění ovlivňuje tepelnou izolaci. Teplý vzduch do sebe absorbuje výrazně vyšší množství vlhkosti než vzduch studený. Obrácený efekt jistě známe. Například když teplota vzduchu v místnosti klesne pod určitou kritickou mez (rosný bod), relativní vlhkost vzduchu se začne blížit 100 %. Díky tomu se povrchová kondenzace (kapky) objeví na vnitřním povrchu těch konstrukcí, jejichž vnitřní povrchová teplota bude nižší než teplota rosného bodu vnitřního vzduchu. Nás ale naopak zajímá stav, kdy je teplý vzduch schopen tuto vlhkost do sebe absorbovat.

Zajímá nás to zejména v případě, kdy není tepelná izolace suchá (v létě se brzy ráno vysráží na povrchu kapky rosy, vítr zafouká vodu do meziprostoru atd.), a díky následné vlhkosti jsou po tuto dobu její tepelněizolační vlastnosti horší, než se uvažovalo (součinitel tepelné vodivosti λ má pak výrazně vyšší hodnoty, z deklarované hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ_D = 0,035 W/(m² . K) tak může být i hodnota až o 40 % nižší). Nicméně díky provětrávání se tepelná izolace poměrně rychle vysuší a je opět dokonale tepelněizolačním materiálem. Navíc proudící vzduch odebírá vlhkost i z minerální tepelné izolace, která do ní difunduje z interiéru přes vlastní nosnou konstrukci (nejvíce v zimním období, ale děje se tak kdykoliv, když je teplota exteriéru nižší než interiéru), čímž přispívá ke zdravému vlhkostnímu režimu celé konstrukce. Nicméně pokud si chceme být jisti, že je konstrukce správně navržena, je třeba si to ověřit ještě výpočtem.

Proudění vzduchu v praxi

Proudění vzduchu se mění nejen během ročních období, ale i během 24hodinového cyklu. Graf ukazuje změny v teplotách a vlhkostech vzduchu ve větrané dutině a také změny v rychlostech proudění vzduchu během 24 hodin. Zajímavé jistě je, že během noci proudění prakticky ustane. Vliv slunečního záření na rychlost proudění vzduchu je v tomto případě evidentní. V tomto časovém rozmezí ke kondenzaci vlhkosti nedocházelo, ale v zimním období je situace jiná. I zde však můžeme vidět, že v poledne se vlhkost vzduchu blížila k 90 %.

Graf průběhu proudění vzduchu v konstrukci větrané fasády ze dne 12. května 2007

Klady a zápory provětrávaných konstrukcí
+    klesající difuzní odpor směrem do exteriéru
+    trvalá ochrana interiéru před přehříváním
+    zajištění stálého vysušování tepelné izolace
+    libovolná tloušťka tepelné izolace
+    možnost suché celoroční montáže
–    nutnost zajistit trvalé a funkční větrání fasády
–    možnost částečného navlhnutí izolace
–    vyšší náklady na realizaci než u kontaktních fasád

Vzor ve střechách

Řešení je dávno známé, stačí se jen na konstrukci fasády dívat obecněji, tedy jako na střechu se sklonem 90°. Norma ČSN 73 1901 udává hodnoty minimální doporučené tloušťky větrané vzduchové mezery pro střechy (při sklonu střechy nad 45° je minimální doporučená mezera 40 mm). Norma na provětrávané fasády zatím neexistuje a systém funkce fasády a střechy je v podstatě úplně stejný. Fasáda je v tomto ohledu také výrazně méně namáhána klimatickými vlivy než běžná šikmá střecha. Proč tedy neudělat fasádu obdobným způsobem, jakým jsou dnes řešeny dvouplášťové střechy? Toto řešení je již běžné například v Německu či Rakousku a i u nás se už v poslední době navrhuje. Místo běžné difuzně otevřené fólie se u fasád dají použít i speciální desky s obdobnými parametry s_d ≤ 0,03 m, které plní stejné funkce, jako mají difuzně otevřené fólie. V Čechách na rozdíl od Skandinávie tyto desky zatím běžné nejsou. Tepelná izolace tak lépe plní svoji funkci, dokonale tepelně izoluje a zároveň je chráněna před vnější vlhkostí. Pro tyto případy provětrávaných fasád se nejlépe hodí tepelné izolace z minerálních vláken.

Ing. Karel Sedláček
Recenzoval: Ing. Jiří Sedláček, CSc.
FOTO: archiv autora, www.isover.cz, www.aka-ziegelgruppe.de

Autor absolvoval Fakultu stavební ČVUT v Praze, obor pozemní stavby a architektura. V současné době absolvuje doktorandské studium na Katedře konstrukcí pozemních staveb Fakulty stavební ČVUT v Praze a pracuje ve společnosti Saint-Gobain Orsil, s. r. o., jako produktový manažer.

Literatura
ČSN 73 0540, ČSN 73 1901, ČSN EN ISO 10456