OBALOVÉ KONSTRUKCE DŘEVOSTAVEB Z POHLEDU STAVEBNÍ FYZIKY

Transkript

1 OBALOVÉ KONSTRUKCE DŘEVOSTAVEB Z POHLEDU STAVEBNÍ FYZIKY S důrazem na povrchové úpravy

2 Fenomény ovlivňující vlhkostní bilanci Okrajové podmínky působící na stavební konstrukci: vnitřní teplota vnitřního vzduchu relativní vlhkost vnitřního vzduchu vnější teplota vnějšího vzduchu relativní vlhkost vnějšího vzduchu tepelný tok ve formě krátkovlnného záření tepelný tok ve formě dlouhovlnného záření vítr (rychlost a směr) dešťové srážky

3 Skladby obvodových konstrukcí dřevostaveb Vnitřní předstěna 2. Parotěsná (parobrzdná) vrstva 3. Nosná a tepelně izolační část 4. Vnější tepelně izolační část 5. Vnější povrchová úprava 3 2 1

4 Funkce jednotlivých vrstev Vnitřní předstěna dřevostaveb vedení instalací (elektro, vody apod.) ochrana parotěsnící vrstvy tepelný odpor vnitřní předstěny nesmí přesahovat 1/3 tepelného odporu zbytku stěny Parotěsná (parobrzdná) vrstva parotěsnost vzduchotěsnost funkce příčného zavětrování (při použití deskových prvků)

5 Funkce jednotlivých vrstev dřevostaveb Nosná a tepelně izolační část nosná funkce hlavní tepelně izolační část Vnější tepelně izolační vrstva tepelně izolační část eliminace tepelných mostů podklad pro povrchové souvrství

6 Funkce jednotlivých vrstev dřevostaveb Vnější povrchové souvrství ochrana konstrukce: silové působení (vandalismus) nesilové působení (dešťové srážky, teplota ) architektonický vzhled kontaktně spojené s podkladem s provětrávanou vzduchovou dutinou

7 Alternativy obvodových stěn dřevostaveb Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s EPS Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s MW Dřevostavba s provětrávanou vzduchovou dutinou Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek

8 Fasádní povrchové úpravy Vlivy, působící na fasádní povrchovou úpravu: vlhkost UV-záření stav podkladu mikroorganismy kolísání teplot místní zvláštnosti mechanická zatížení

9 Vlhkostní namáhání ETICS Tradiční přístup pro výpočetní hodnocení zateplovaných konstrukcí z pohledu tepelně technického Popis dalších vlhkostních fenoménů Kondenzace na vnějším povrchu Výskyt řas Výskyt námrazy Zvýšená vlhkost povrchové úpravy MECHANICKÉ UPEVŇOVADLO

10 Fenomény ovlivňující vlhkostní bilanci Kondenzace na vnějším povrchu versus zatížení deťovými srážkami Četnost výskytu kondenzace na vnějším povrchu zateplovacího systému Četnost výskytu kondenzace na vnějším povrchu jednovrstvého zdiva Četnost výskytu zatížení dešťovými srážkami Sledované období: říjen 2006 září 2007

11 Fenomény ovlivňující vlhkostní bilanci Způsob šíření vlhkosti ve stavební konstrukci: difuze vodní páry konvekce vodní páry šíření vlhkosti kapilárním transportem Způsob šíření tepla ve stavební konstrukci

12 Alternativy obvodových stěn dřevostaveb Z pohledu ČSN Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s EPS Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s MW

13 Alternativy obvodových stěn dřevostaveb Z pohledu ČSN Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s EPS Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek

14 Alternativy obvodových stěn Z pohledu ČSN dřevostaveb Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek - přílišná tloušťka tepelné izolace před parotěsnící vrstvou Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek - difuzně nepropustná vnější povrchová úprava

15 Vlhkostní bilance obvodové stěny Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s EPS Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s MW

16 Vlhkostní bilance obvodové stěny Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s EPS Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek

17 Vlhkostní bilance obvodové stěny Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek - difuzně nepropustná povrchová úprava Dřevostavba s kontaktním zateplením s tepelnou izolací s dřevovláknitých desek - difuzně propustná povrchová úprava

18 Vnější povrchové souvrství S provětrávanou vzduchovou dutinou Kontaktně spojené s podkladem

19 Konstrukce s větranou vzduchovou dutinou Výhodnější z hlediska difuze vodní páry prostory s vyšším vlhkostním zatížením Tvorba zajímavých architektonických výrazů fasády (vysoká variabilita povrchových úprav) Náročnější řešení z hlediska detailů a eliminace tepelných mostů Vyšší cena

20 Materiálové varianty konstrukcí s větranou vzduchovou dutinou 1. Kámen 2. Dřevo 3. Kov 4. Deskové prvky 5. Omítkové souvrství 6. Keramické prvky

21 Zásady realizace konstrukcí s větranou 1. Dodržovat kotevní plán a kotevní prvky 2. Použít doplňky přivětrávací a odvětrávací mřížky, ukončovací, rohové profily a další 3. Zachovávat větrací dutinu (pokud je projektována) nasávací a výdechový otvor 4. Maximálně eliminovat vliv tepelných mostů od konstrukce nesoucí vnější plášť 5. Rektifikovatelnost 6. Umožnění dilatačních pohybů vzduchovou dutinou 7. Aplikace větrové zábrany z vnější strany

22 Hodnocení z hlediska tepelně technického Příklad skladby: VC omítka tl. 15 mm Keramické tvarovky tl. 240 mm Tepelná izolace MW tl. 120 mm Větraná vzduchová mezera tl. 45 mm Desky Cembonit tl. 8 mm

23 Hodnocení z hlediska tepelně technického Výsledek hodnocení U: Bez vlivu kotev: 0,29 W/m2K S vlivem kotev: 0,37 W/m2K Rozdíl: 0,08 W/m2K (cca 30 %)

24 Hodnocení z hlediska tepelně technického

25 Větrové zábrany

26 Zavěšený kamenný obklad

27 Dřevěné obklady Nutno používat pouze dřevo určené pro exteriér, případně s vhodnou povrchovou úpravou!!!

28 Dřevěné obklady příklady Nosný rošt na tepelné izolaci maximálně eliminuje tepelný most!!!

29 Dřevěné obklady příklady Nosný rošt na tepelné izolaci maximálně eliminuje tepelný most!!! Není zajištěno odvětrání vzduchové dutiny!!!

30 Dřevěné obklady příklady

31 Dřevěné obklady příklady realizace, detaily Zakládací lišta Odvětrávací mřížka

32 Dřevěné obklady příklady realizace, detaily Řešení ostění Řešení nároží

33 Dřevěné obklady příklady realizace, detaily

37 Kovové obklady příklady

40 Kovové obklady příklady Výstaviště Praha Holešovice

42 Keramické tvarovky (Alucobond) Výstaviště Praha Holešovice

43 Deskové materiály 1. Cementotřískové desky CETRIS 2. Vlákonocementové desky - CEMBONIT 3. Vysokotlakký laminát TRESPA 4. Vodovzdorná překližka 5. Sklo 6. a další

44 Deskové obklady - Cetris

46 Deskové obklady - Cetris Výstaviště Praha Holešovice

51 Omítkové souvrství příklady

54 Omítkové souvrství zásady realizace 1. Použití vhodného podkladního (deskového) materiálu cementotřísková deska (CETRIS) problematická z hlediska vlhkostních objemových změn kalcium-silikátové desky vhodné z důvodu tepelné a vlhkostní tvarové stálosti další 2. Důsledné řešení povrchového souvrství s ohledem na dilatační pohyby podkladní desky v řadě případů nutno použít tepelnou izolaci

55 Keramické tvarovky (Novabrik)

56 Keramické tvarovky (Buchtal)

57 Keramické tvarovky (Buchtal)

58 Povrchová úprava kontaktně spojená s Cena podkladem omítkové souvrství Vnější tepelně izolační vrstva není degradována tepelnými mosty Řešení detailů je obdobné s jinými typy staveb Povrchová úprava imituje klasickou zděnou stavbu Návrh povrchového souvrství musí respektovat skladbu konstrukce s ohledem na difuzi vodní páry

59 Vnější povrchové omítkové souvrství Požadavky: nízká nasákavost propustnost pro vodní páru malý sklon k zašpinění odolnost proti růstu řas a dalších mikroorganismů nízké nabobtnávání mechanická odolnost (pružnost) Skládá se: Výztužné (armovací) vrstvy (Mezinátěru) Omítky + (nátěru)

60 Výztužná vrstva Rozhodující z hlediska funkčnosti je VÝZTUŽNÁ VRSTVA přejímá silové i nesilové zatížení materiálové báze výztužných vrstev minerální (pojivem je nejčastěji cement) z cenových důvodů nejrozšířenější v ČR organická (bezcementové hmoty jejichž pojivem je akrylátová disperze)

61 Pojivo Výztužná vrstva minerální cement bezcementová akrylátová disperze Forma prášková pastózní Nutnost penetrace / mezinátěru ano ne Odolnost proti tvorbě trhlin - + Nasákavost - + Paropropusnost + - Požárně technické hledisko + - Aplikace na EPS + + Aplikace na MW + - Aplikace u dřevostaveb + + / -

62 Výztužná vrstva Minerální výztužná hmota Disperzní (bezcementová) výztužná hmota

63 Výztužná vrstva Disperzní (bezcementová) výztužná hmota

64 Mezinátěry Funkce mezinátěrů: redukce nasákavosti podkladu (výztužné vrstvy) zajištění přilnutí vrchní omítky k podkladu v případě minerálních výztužných vrstev v kombinaci s organicky pojenými omítkami zamezit negativnímu alkalickému působení, které se projevují zejména výkvěty uhličitanu vápenatého aplikací probarveného mezinátěru se zabraňuje u tenkovrstvých omítek s rýhovanou strukturou prosvítání podkladu izolování případných výkvětů ligninu do výztužné vrstvy

65 Mezinátěry materiálová báze minerální disperzní materiálová báze draselné vodní sklo akrylátová disperze ekvivalentní difuzní tloušťka s d < 0,1 m > 0,25 m vysychání, vytvrzení chemicky reakce s podkladem fyzikálně odpaření vody

66 Mezinátěry 1. vrstva 2. vrstva chybně správně

67 Omítka + (nátěr) Konečná povrchová úprava ochrana výztužné vrstvy před působením vlhkosti architektonické ztvárnění fasády Základní materiálové báze organické (disperzní) silikonově pryskyřičné silikátové minerální fotokatalické materiály s lotosovým efektem

68 Struktura omítek škrábaná, zrnitá (K) rýhovaná (MP) rýhovaná (R) kamínkové Velikost zrna: bez zrna 1,0 mm 1,5 mm 2,0 mm 3,0 mm (6,0 mm)

69 Organické materiály Vlastnosti organickým materiálů pojivem je akrylátová disperze malá nasákavost omezená paropropustnost elasticita vysychání bez pnutí vysoká stabilita barevných odstínů vysoká možnost tónovatelnosti možnost přídavku konzervatů proti růstu mikroorganismů

70 Silikonově pryskyřičné materiály Vlastnosti silikonově pryskyřičných materiálů pojivem je silikonově pryskyřičná emulze vysoká vodoodpudivost dobrá propusnost CO 2 a vodních par nízký sklon k zašpinění vysoká stabilita barevných odstínů omezená tónovatelnost

71 Silikonově pryskyřičné materiály Silikon spojí-li se více molekul silanu nebo zesítí-li dále molekuly silanu, pak se mluví o polysiloxanech = silikon Siloxany reakce dvou až šesti molekul silanu do jedné větší organické molekuly křemíku = siloxany Silany (organické sloučeniny křemíku) Minimálně jeden zbytek organické molekuly, tedy jeden více či méně dlouhý řetěz atomů uhlíku, je přímo vázán na čtyřmocný atom křemíku = silany

72 Srovnání silikonových materiálů Silik. pryskyřice jako podstatná součást Vlastnosti Silan/Siloxan jako podstatná součást Legende: Legenda: = gut + = dobrý schlecht - = špatný Stabilita barev V pravých silikonově pryskyřičných barvách a omítkách lze pro tónování použít jen anorganické pigmenty Vodoodpudivý účinek Paropropustnost Volnost pnutí Nepatrné, schnutím podmíněné pnutí filmu redukuje možné problémy přilnutí k podkladu (koheze > Adheze) Propustnost CO 2 Důležité např. při přepracování minerálních podkladů Odolnost vůči povětrnostním vlivům Odolnost vůši znečištění a napadení plísněmi či řasami - Absolutně chybějící schopnost vázat pigmenty + K použití jen jako hydrofobizační prostředek, ne jako pojivo

73 Materiály s lotosovým efektem Vlastnosti materiálů s lotosovým efektem vysoká vodoodpudivost a odolnost proti zašpinění nízká smáčivost vodou redukovaná přilnavost částic prachu a tím samočistící schopnost za působení deště vysoká propusnost CO 2 a vodních par nízký sklon k zašpinění vysoká stabilita barevných odstínů omezená tónovatelnost

74 Silikátové materiály Vlastnosti silikátových materiálů pojivem je vodní sklo tvrdne chemicky a fyzikálně zkřemeněním s podkladem a odpařením vody vhodné jen pro minerální podklady vysoká propustnost CO 2 a vodních par matná, omezeně tónovatelná na přání lze doplnit konzervační prostředek proti plísním a řasám

75 Minerální materiály Vlastnosti silikátových materiálů pojivem je cement tvrdne chemicky a fyzikálně podmíněně odolné vůči povětrnostním podmínkám vysoká propustnost CO 2 a vodních par omezeně tónovatelná podle

76 Povrchová souvrství Porovnání nasákavosti paropropustnosti Požadavky pro povrchové úpravy z hlediska vlhkostně technických parametrů (tzv. Künzelův vztah)

77 [kg/m² h -0,5 ] Fakulta stavební, ČVUT v Praze Fasádní barvy Nasákavost - hodnota W 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 Disperzní Plněná Disperzní Silikonově Lotos.efekt silikátové 1 barvy organ.barva 2 barva 3 prysk.barva 4 5

78 Fasádní barvy Ekvivalentní difuzní tloušťka vrstvy vzduchu (hodnota sd) 1,4 1,2 [m] 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Disperzní Plněná Disperzní Silikonově Lotos.efekt silikátové barvy organ.barva barva prysk.barva

79 Minerální omítka Omítkové materiály 13:17:14 13:17:26 13:17:36

80 Omítkové materiály Silikonově pryskyřičná omítka Akrylátová omítka

81 100% Fasádní barvy Skladba surovin 90% 80% 70% 60% Voda Aditiva (odpěn.prostředek, ředidlo atd.) Plniva 50% Bílý pigment 40% Vodní sklo (30%) 30% Silikon.prysk.emulze (50%) 20% Polymerdisperze (50%) 10% 0% Silikátová barva Silikon. prysk.barva Disperzní barva matná Disperzní barva hedv.lesklá

82 Fasádní barvy Podíl látek v mase pojiva v % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% vodní sklo Disperzní silikátové barvy Plněná organ.barva disperze Disperzní barva Silikonově prysk.barva sillikon.pryskyř.emulze

83 Fasádní omítky/barvy Srovnání pružnosti pojiva vápno/cement vodní sklo (silikát) zušlechtěn silikon.pryskyř. standardní disperze vysoce elastická disperze

84 Fasádní omítky/barvy Vlastnosti pojiva * chemicko/fyzikální Vlastnost lotosový efekt silikon.prys. disperze (emulze) silikát (< 5% disperze) vápno Paropropustnost Voduodpudivost * Propustnost CO Elasticita + + dobrý dostačující omezený * resp. optimalizovaný přísadami

85 Fasádní omítky/barvy Vlastnosti pojiva * vzhled, zpracování Vlastnost lotosový efekt silikon.prys. (emulze) disperze silikát (< 5% disperze) vápno Barevné ztvárnění Zpracování Odolnost vůči znečištění Odolnost vůči plísním * * * * + dobrý dostačující omezený * resp. optimalizovaný přísadami

86 Fasádní omítky/barvy Přehled podkladů Pojivo Disperzní barva Silikonově pryskyřičná barva Dispezně silikátová barva Vápenná barva Podklad Beton Organická Vápeno- Minerální Póro- Přírodní Silikátová Silikonově Cihly Zatepl. barva / pískov. omítka beton pískovec barva / pryskyř. systémy omítka cihly (vápno / omítka omítka 3) 1) 2) 1) 2) 1) 2) 2) 3) cement) vhodný podmíněně vhodný nevhodný 1) bez ředidel 2) doporučen konzervační prostředek 3) doporučena hydrofobizace

87 Stavebně konstrukční zásady Aplikace systémových řešení skladby v ploše důsledné (systémové) řešení detailů okolo výplní otvorů napojení na sokl napojení na střešní plášť řešení návaznosti na balkónech, terasách apod.

88 Chyby a poruchy zateplení

106 Děkuji za pozornost