Vyhodnocení zateplení fasád rodinného domu

Text srovnává různé zateplovací systémy se zaměřením především na izolační materiály.  Porovnávanými hledisky jsou pořizovací náklady celého zateplovacího systému, cena a tepelnětechnické parametry izolačního materiálu v souvislosti s ekologickými hledisky použití obnovitelných, recyklovaných či recyklovatelných materiálů.

Před návrhem zateplení starých budov musí být proveden průzkum objektu zaměřený na stav jednotlivých konstrukcí, zejména stav nosného zdiva, základů a krovu. Sekundárně je potřeba zvážit využitelnost dispozičního řešení, případně navrhnout změny dispozic, nebo rovnou demolici a výstavbu nového domu. Dalším častým problémem starých budov je zvýšená vlhkost zdiva, zapříčiněná především chybějící hydroizolací spodní stavby. Tento problém se dá řešit různými způsoby. Nejpoužívanější je podřezání zdiva a vložení nové izolace, alternativně vrážení ocelových desek. Dalšími možnostmi izolace proti vlhkosti je injektáž, elektroosmóza nebo magnetokineze. Částečným řešením může být svislá izolace základů a odvodnění základové spáry pomocí drenáže. Pokud by se vlhkost zdiva zanedbala, mohlo by dojít k destrukci zatep­lovacího systému a znehodnocení investice.

Jako vzorový objekt byl zvolen jednopodlažní rodinný dům s obytným podkrovím. Objekt je částečně podsklepený. Základové konstrukce jsou tvořeny kamenným zdivem tloušťky 800 mm. Svislé nosné a oddělující konstrukce jsou tvořeny zdivem z plných cihel proměnlivé tloušťky 450 až 650 mm. Vodorovné nosné konstrukce jsou tvořeny cihelnými klenbami, hurdisovým stropem a dřevěným trámovým stropem. Střešní konstrukce je tvořena dřevěným krovem a střešní krytinou jsou pálené tašky.

Pro porovnání tepelněizolačních mate­riálů byl proveden návrh jednotlivých konstrukcí se srovnatelným prostupem tepla. Výchozí konstrukce byly zvoleny podle projektu zateplení rodinného domu určeného pro program Zelená úsporám. Výhodou zvoleného projektu bylo řešení komplexní zateplení obálky budovy včetně podlahy na terénu a šikmé střechy.

Výchozí stav počítá se zateplením vnějšího zdiva polystyrenem EPS 70F tloušťky 200 mm v kontaktním zateplovacím systému se součinitelem prostupu tepla konstrukcí U = 0,195 W/(m² . K). Lehká plovoucí podlaha na terénu byla zateplena izolantem EPS-Perimetr tloušťky 120 mm, který vykazuje součinitel prostupu tepla konstrukcí U = 0,291 W/(m² . K). V případě střešní konstrukce se počítá se zateplením minerální vatou mezi krokvemi a pod nimi; celková tloušťka minerální vaty je 360 mm se součinitelem prostupu tepla konstrukcí U = 0,158 W/(m² . K).

Zateplení vnějšího zdiva
Pro porovnání jsou použity různé tepelněizolační materiály v alternativní tloušťce tak, aby výsledné konstrukce měly stejný součinitel prostupu tepla jako výchozí zateplení pomocí 200 mm polystyrenu EPS 70F. Podle použití jsou materiály označeny ETICS (použití v kontaktním zateplovacím systému) a ROŠT (použití v provětrané fasádě v roštu s opláštěním). Cena uvedená v grafu je pořizovací cena celého zateplovacího systému na 1 m² včetně materiálů a montáže. Cenová úroveň materiálů a prací vychází z dostupných cen v únoru 2012, absolutní ceny se mohou lišit podle dodavatele – zásadní je poměr ceny jednotlivých typů. Ekologické vlastnosti zateplovacích materiálů je možné objektivně hodnotit podle spotřebované celkové energie na výrobu a zabudování materiálu a dále podle bilance CO₂. Ekologické vlastnosti můžeme rovněž hodnotit pomocí subjektivních hledisek, např. předpokládané životnosti, recyklovatelnosti materiálu po skončení jeho životnosti nebo použití recyklovaných materiálů při výrobě.

Pro určení poměru jednotlivých složek ekologických vlastností byla použita metoda klasifikace kritérií s výslednou normovanou váhou:

• 0,3846 PEI (množství vázané primární energie),
• 0,3654 GWP (potenciál globálního oteplování – emise CO₂),
• 0,1058 – předpokládaná životnost,
• 0,0817 – recyklovatelnost,
• 0,0625 – tloušťka izolantu.

Pro potřeby výpočtu je počítáno s ekologickou zátěží pouze izolačního materiálu a případného roštu.
Spojením předchozích dvou hledisek, ekonomického a ekologického, vznikl ukazatel ekonomicko-ekologického hodnocení zateplení vnějšího zdiva rodinného domu. Určující váha hledisek pro naše účely je 0,5 ekonomické hledisko a 0,5 ekologické hledisko.

Při srovnání ekonomického a ekologického hlediska zateplení vnějšího zdiva dosahuje nejlepších výsledků ETICS s šedým polystyrenem a větraná fasáda s izolantem z balíků slámy. Rozdíly mezi prvními pěti izolacemi jsou však minimální. Pro konkrétní výběr jsou proto rozhodující podmínky instalace izolantu. Při rekonstrukcích je použití slámy problematické z důvodu potřebné velké vrstvy, která se stávajícím zdivem vytváří až příliš širokou konstrukci a velmi zastiňuje okna.

Zateplení šikmé střechy
Stejně jako při vyhodnocení zateplení zdiva jsou pro porovnání použity různé tepelněizolační materiály v alternativní tloušťce tak, aby výsledné konstrukce měly stejný součinitel prostupu tepla jako výchozí zateplení pomocí měkké minerální izolace s tloušťkou 360 mm. Podle použití v konstrukci jsou izolační materiály označeny v grafu zkratkou před názvem: MPK (mezi-pod-krokevní) – klasické použití izolace mezi krokvemi a v roštu pod krokvemi směrem do interiéru. Druhý způsob je určený převážně pro rekonstrukce bez zásahu do interiéru. Izolant je umístěn mezi krokve a do roštu nad krokvemi s nutností přeložení krytiny; označuje se MNK (mezi-nad-krokevní). Třetí možností jsou nekrokevní izolace vhodné pro vytvoření viditelných krokví v interiéru a pro minimalizaci tepelných mostů s označením NK (nad-krokevní).

Nejlevnějším izolantem je minerální izolace Knauf TI 140U (unifit 039), měkká minerální vata použitá na zateplení v MPK. Při použití jako zateplení v MNK je cena systému vyšší přibližně o 20 až 30 %.

Nejlevnějším systémem NK je Rigips TopTherm s izolantem z polystyrenu EPS 100S s cenou o 30 až 40 % vyšší než je cena nejlevnějšího zateplení. Pro teoretické srovnání jsou v porovnání uvedeny i izolanty na bázi polystyrenu použité v MPK a MNK. Jedná se jen o teoretické srovnání, rozhodně se nedoporučuje izolanty z polystyrenu používat v nesystémových izolacích šikmé střechy. Ekologické hodnocení bylo provedeno stejným způsobem s izolací vnějšího zdiva. Nejlepší ekologické hodnocení izolantu šikmé střechy vychází pro foukanou ovčí vlnu, foukanou celulózu, měkké rohože z dřevovlákna a měkké konopné izolace.

Z ekonomicko-ekologického porovnání vychází nejlépe foukaná celulóza Climatizer­Plus v konstrukci MPK. U zateplení střechy nejde plošně doporučit jeden typ zateplení, a to z důvodu velkých odlišností jednotlivých staveb. Například při nízkém stropu podkroví není možné izolovat oblast pod krokvemi, aby se příliš nezmenšil obytný prostor nebo se nesnížila minimální světlá výška místností. Naopak pokud je na střeše položená nová nebo nerozebíratelná krytina, nebude vhodné použít nadstřešní systém. Vždy je nutné se poradit s projektantem a najít nejvhodnější řešení.

Zateplení podlahy na terénu
Obdobným způsobem jako v předchozích dvou případech zateplení jsou pro porovnání použity různé tepelněizolační materiály v alternativní tloušťce tak, aby výsledné konstrukce měly stejný součinitel prostupu tepla jako výchozí zateplení pomocí polystyrenu EPS 100S o tloušťce 120 mm. Podle použití v konstrukci jsou v grafu izolační materiály označeny zkratkou před názvem. Pro použití izolace v těžké plovoucí podlaze z anhydritu s dlažbou je označení TPP (těžká plovoucí podlaha). Při použití lehké plovoucí podlahy z OSB desek a dlažbou je před názvem označení LPP (lehká plovoucí podlaha). Při použití měkkých izolací je nutné do skladby započítat nosný rošt, v našem případě z OSB desek. Označení tohoto způsobu použití izolace před názvem je: (ROŠT).

Nejlevnějším izolantem je minerální izolace Polystyren EPS 100S, obecně polystyrenové izolace použité v těžké plovoucí podlaze. Při použití lehké plovoucí podlahy z OSB desek je cena systému vyšší přibližně o 12 %. Nejlepší ekologické hodnocení izolantu podlahy vychází pro foukanou ovčí vlnu a foukanou celulózu v roštu a lehkou plovoucí podlahou.

V kombinaci ekonomického a ekologického hlediska je na tom nejlépe foukaná celulóza ClimatizerPlus v roštu z OSB desek. Tento způsob izolování podlahy je vhodný jen pro budovy s vysokými stropy a s funkční hydroizolací spodní stavby. Při zateplování podlah u rekonstrukcí musíme ve většině případů dodržet minimální světlou výšku, proto jsou pro použití v podlahách vhodnější izolanty s nižším součinitelem prostupu tepla, a tudíž v menších tloušťkách – například „šedý“ Polystyren EPS NeoFloor nebo UniPIR.

Závěr
Bylo porovnáváno 31 typů zateplení obvodového zdiva (17 kontaktních fasád, 11 odvětraných fasád a 3 foukané izolace); 44 typů zateplení šikmé střechy (19 zateplení MPK, 19 zateplení MNK a 6 zateplení NK); 38 typů zateplení podlahy na terénu (19 zateplení lehké plovoucí podlahy a 19 zateplení těžké plovoucí podlahy).
Ukázalo se, že v praxi nejpoužívanější materiály jsou zpravidla ty nejlevnější. Zároveň však nejlevnější materiály nemají nejhorší ekologické hodnocení. Při porovnání množství emisí vyprodukovaných při výrobě izolantů a úspor emisí z vytápění zatepleného domu je z ekologického hlediska důležité zateplit budovu a ne materiál

zateplení. Na vzorovém objektu je množství emisí CO2 vyprodukovaných při výrobě izolantů nižší než úspora emisí z vytápění v první topné sezóně po zateplení objektu.

TEXT: Ing. Přemysl Tomáš,
Ing. Marian Formánek Ph.D.
Obrázky: autoři

Autoři působí na Ústavu TZB Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně.

Literatura
  1.    Tomáš, P.: Diplomová práce. Vyhodnocení zateplení rodinného domu z ekonomického a ekologického hlediska. VUT v Brně, 2011. 115 s.
  2.    Řiháček, V.: www.veronica.cz. veronica-ekologický institut. [Online] 2008. <http://www.veronica.cz/dokumenty/prima_klima_SFZP.pdf>.
  3.    Srdečný, K.: Jak postavit nízkoenergetický dům. EkoWATT, centrum pro obnovitelné zdroje a úspory energie, 2008.
  4.    Český Caparol, s. r. o. www.caparol.cz. Caparol. [Online] 2005. <http://www.caparol.cz/>.
  5.    Saint-Gobain CZ, s. r. o., ISOVER. isover.cz. [Online] 2010. <http://www.isover.cz>.
  6.    PAMA, a. s., pamaas.cz. PAMA. [Online] 2010. <http://www.pamaas.cz>.
  7.    DEKTRADE, a. s., DEKTRADE. dektrade.cz. [Online] 2010. <http://www.dektrade.cz>.
  8.    Rockwool, a. s., ROCKWOOL tepelné a protipožární izolace. rockwool.cz. [Online] Rockwool International A/S, 2010. <http://www.rockwool.cz>.
  9.    Canabest, s. r. o., CANABEST. canabest.cz. [Online] 2010. <http://www.canabest.cz>.
10.    Korek Jelínek, spol. s r. o. jelinekcorkgroup. korek.cz. [Online] 2010. <http://www.korek.cz>.
11.    AKASTAV, s. r. o., STEICO. akastav.cz. [Online] 2010. <http://www.akastav.cz>.
12.    Hofatex. HOFATEX. hofatex.eu. [Online] 2010. <http://www.hofatex.eu/cz/>.
13.    Xella CZ, s. r. o. Xella. xella.cz. [Online] 2010. <http://www.xella.cz>.
14.    International, LIKO.S. CHYTRÁ IZOLACE. chytraizola­ce.cz. [Online] 2010. <http://www.chytraizolace.cz>.
15.    IP IZOLACE POLNÁ, s. r. o. Izolace Polná. ippolna.cz. [Online] 2010. <http://www.ippolna.cz>.
16.    STAVOSERVIS HANÁ, s. r. o. Stavoservis HANÁ. climatizer-plus.cz. [Online] 2010. <http://www.climatizer-plus.cz>.
17.    INSOWOOL, s. r. o., INSOWOOL. insowool.cz. [Online] 2010. <http://www.insowool.cz>.
18.    KNAUF INSULATION, spol. s. r. o. Knauf Insulation. knaufinsulation.cz. [Online] 2010. <http://www.knaufinsulation.cz>.
19.    1.THERMO-STŘECHY, s. r. o. thermodach.cz. 1.THERMO-STŘECHY s.r.o. [Online] 4media, s. r. o., 2010. <http://www.thermodach.cz>.
20.    Rigips, s. r. o. Rigips. Rigips.cz. [Online] <http://www.rigips.cz>.
21.    AZ FLEX, a. s. FOAMGLAS. foamglas.cz. [Online] 2010. <http://www.foamglas.cz>.
22.    PERLIT, spol. s r. o. PERLIT. perlit.cz. [Online] 2008. <http://www.perlit.cz>.
23.    Chybík, J. stavba.tzb-info.cz. TZB-info. [Online] 2010. <http://stavba.tzb-info.cz/drevostavby/6791-drevene-konstrukce-a-prirodni-izolacni-materialy>.