Přednášky
05. 02. 2018

Vliv vlhkosti na izolaci v obvodovém plášti budov

Ing. Karel Sedláček, Ph.D. / Divize Isover; Saint-Gobain Construction Products CZ a.s.

Dřevostavby v praxi 11 - 2017

19. - 20. říjen 2017 Hotel Skalský Dvůr, Lísek u Bystřice

Organizátor: DřevoPortál, divize RIGIPS

 

Vlhkost v izolaci je velmi kontroverzní téma. Častý dotaz ze strany realizačních firem i projektantů se týká vlivu vlhkosti (ať už izolace zvlhla při realizaci či po ní) s ohledem na zhoršení jejího součinitele tepelné vodivosti lambda.

Ze stavební praxe víme, že běžná vlhkost minerální tepelné izolace na stavbách při realizaci dosahuje maximálně 3-5 % hmotnostní vlhkosti, u polystyrenových izolací je to běžně méně, tj. 1-2 %, proto se budeme dále věnovat především minerální izolaci. V případě dlouhodobého deště (celodenní či vícedenní déšť), který ztéká po fasádní minerální izolaci, se může její vlhkost zvýšit povrchově až k 8 % hmotnostní vlhkosti, nicméně tato vlhkost je díky hydrofobizační ochraně (která je v celém objemu izolace) jen v krajní 1-2 cm vrstvě, ve větší tloušťce izolace je i v tomto případě maximálně do 3-5 % hmotnostní vlhkosti. Tato vlhkost průběžně vysychá, většinou během 2-5 dní izolace vyschne a vrací se do normálu (tj. do max. 2 % hmotnostní vlhkosti, viz obr. 1). Tato vlhkost samozřejmě ovlivňuje i izolační schopnosti tepelné izolace.

Nejdůležitější charakteristikou tepelných izolací je součinitel tepelné vodivosti λ. U každé tepelné izolace musí být v prohlášení o vlastnostech uvedena deklarovaná hodnota tohoto součinitele λD. Pro výpočet, respektive tepelně technické posouzení izolace ve stavební konstrukci se musí tato deklarovaná hodnota přepočítat na tzv. návrhové hodnoty, které zohledňují vliv zabudování materiálu. Ty lze získat různými způsoby a výpočty, ne všechny jsou ale jednoduché a přesné.

V tomto článku využiji postup výpočtu podle evropské normy ČSN EN ISO 10 456:2009 - Stavební materiály a výrobky – Tepelně vlhkostní vlastnosti, který jednoduše a přesně přepočítává deklarované hodnoty λ přímo na hodnoty návrhové. Tento postup je také v souladu s ČSN 73 0540-3:2005 – Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin.

Výpočetní postup, který je zde uveden platí jen pro vláknité minerální izolace (neplatí pro speciální typy hydrofilní minerální izolace určené pro pěstování rostlin) za podmínek detailněji popsaných v ČSN EN ISO 10 456.

1. Pro výpočet návrhového součinitele tepelné vodivosti λ potřebujeme znát zadávací parametry.
Deklarovaná hodnota součinitele tepelné vodivosti λD [W/(m·K)].
Tloušťka tepelné izolace d a předpokládaná teplota v ní T2.
Předpokládaný obsah objemové vlhkosti v aplikované izolaci ψ2 [%].

2. Z předpokládané teploty v izolaci a její tloušťky izolace můžeme zjistit převodní teplotní faktor FT.

FT=efr*(T2-T1)

T2 - známe ze zadání dle bodu 1.
T1 - +10° C (součinitel tepelné vodivosti se dle ČSN EN 13162 stanovuje při průměrné teplotě 10°C.
fT - volíme z tabulky 1 (zkrácená verze z ČSN EN ISO 10 456) v souladu se zadáním λD dle bodu 1.

Tabulka 1 - viz obrázky nalevo

3. Dalším krokem je stanovení převodního vlhkostního faktoru Fm:

Fm=efψ*(ψ2-ψ1)

ψ2 - známe ze zadání dle bodu 1.
ψ1 - volíme z tabulky 2.
fψ - volíme z tabulky 2.

Tabulka 2 - viz obrázky nalevo

4. Pro běžné účely lze u minerálních izolací vliv stárnutí předpokládat nulový a uvažovat s hodnotou 1.

Fa=1

5. Nyní můžeme již stanovit návrhovou hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ.

λ=λD*FT*Fm*Fa

Příklad: Stanovení návrhové hodnoty z deklarované hodnoty pro desky z minerální izolace Isover TF Profi používané v rámci kontaktního zateplení fasády (ETICS).

Zadávací parametry:
Deklarovaná hodnota součinitele tepelné vodivosti λD=0,036 W∙m-1·K-1.
Tloušťka tepelné izolace na fasádě d=200 mm.
Průměrná teplota v izolaci T2=20 °C (předpoklad v exteriéru +20 °C, v interiéru +20 °C).
Předpokládaná hmotnostní vlhkost izolace je 2 %, při objemové hmotnosti izolace 100 kg∙m-3 je objemová vlhkost v izolaci na fasádě ψ2=0,2 % (0,002 m3/m3).

Výpočet:

FT=efr*(T2-T1) =e0,0048*(20-10) =e0,048 = 1,049

fT 0,0048 (zvoleno z tabulky 1 pro λD = 0,036 W∙m-1·K-1 a deskový materiál).
T2 20 °C (pro zimu lze dosadit např. 0 °C).
T1 10 °C (dle ČSN EN 13162).

Fm=efψ*(ψ2-ψ1) =e4*(0,002-0) =e0,008 =1,008

fψ 4 (zvoleno z tabulky 2 pro minerální izolaci s objemovou vlhkostí do 15 %).
ψ2 0,002 (dle zadání objemové vlhkosti 0,2 %).
ψ1 0 (zvoleno z tabulky 2 pro minerální izolaci s objemovou vlhkostí do 15 %).

λ=λD*FT*Fm*Fa = 0,036*1,049*1,008*1 = 0,038 Wm-1*K-1

Nicméně není nutné si návrhovou hodnotu počítat pro všechny typy izolací, osobně doporučuji využít katalog izolací Isover, kde jsou všechny tyto hodnoty uvedeny (viz obr. 2).

Pro úplnost proběhlo také měření v akreditované zkušebně CSI, kde jsme si nechali ověřit teoretické poznatky v praxi a výsledky odpovídaly výše uvedenému výpočtu.

Pokud by někoho zajímalo, jak si vedou tepelné izolace za extrémních vlhkostí (viz obr.3), doporučím diplomovou práci, kterou vypracoval Ing. Ondřej Pavel na ČVUT v Praze, kde i při hmotnostních vlhkostech na úrovni 200% se tepelná vodivost u minerálních izolací zhoršila na dvojnásobek, ale např. u desek PIR až na trojnásobek (viz obr. 4-5).