Dům s nulovou spotřebou energie
Bez mimořádných technických výdajů a především bez újmy na komfortu je možné při důsledné kombinaci všech možností úspory energie i ve střední Evropě realizovat dům s minimální energetickou spotřebou. Z vlivů, které rozhodují o energetických úsporách, jsou zásadní vlivy stavební, tedy kvalita tepelné ochrany, poměr povrchu stavby k objemu, podíl oken, jejich nasměrování a kvalita zhotovení.
Jednou z možností řešení vysoké tepelné izolace a zároveň i tuhé nosné stěny je použití polystyrenových bednicích tvárnic, které jsou po sestavení vyplněné betonem. Jedná se o tvarovky, které v systému tzv. ztraceného bednění řeší nosné tuhé jádro a zároveň obsahují vnější i vnitřní izolaci.
Něco z historie a současnosti
Polystyrenové bednící dílce pro zdění technikou ztraceného bednění jsou známé již z počátku 50. let, kdy se začaly vyrábět v severských státech. Počátkem 60. let se tato výroba objevila i u nás- výrobcem byla Armaturka Myjava. Stavby z polystyrenu jsou v ČR známé už více jak 35 let. Jsou plně funkční a ještě vyhovující i součastným trendům ve stavění a vytápění. Po roce 1990 se v ČR obnovila výroba tohoto stavebního prvku a současné době existuje několik výrobců, distributorů a dovozců. Výrobci jsou nejen z Evropy, ale i jižních zemích, jako je např. Turecko. Stavby z tohoto materiálu se realizují ve Španělsku, Spojených arabských emirátech, na Kypru a jinde. Z toho je vidět, že použití není dáno jen studeným klimatem.
 Vztyčení obvodových a vnitřních stěn v budoucím obytném podkrovním prostoru. |
 Demonstrace založení rohu obvodové zdi pomocí systému ztraceného bednění MED. |
Popis systémů
Obvodové zdi jsou vytvářeny z tvarovek z EPS (expandovaný pěnový polystyren) rozměru 25 x 25 x 125 cm. Tyto tvarovky se po naskládání do sebe postupně vylévají čerstvým betonem. Tvarovky se mezi sebou spojují zámky na sucho a tím vzniká naprosto kompaktní betonová stěna bez tepelných mostů s izolantem na obou stranách. Izolant v interiéru usnadňuje rychlé zvýšení teploty při vytápění a izolant za venkovní straně zabraňuje prostupu chladu v zimě a přehřátí v létě. Po vybetonování spolu s monolitickým stropem vzniká kompaktní tuhá konstrukce s vysokými tepelně - izolačními vlastnostmi. Systém je tvořený základní tvarovkou a řadou doplňků - koncovou tvarovkou, překladovou tvarovkou a věncovou tvarovkou. Všechny dohromady vytváří ucelený stavební systém.
Technologie výstavby je velmi jednoduchá, může ji zvládnout velmi kvalitně každý stavebník sám. Nejsou k tomu potřeba žádné speciální zkušenosti.
Systémová řešení detailů
V jediném kroku lze řešit více detailů. Současně s betonovým jádrem vznikne po zabetonování kvalitní oboustranná tepelná izolace. Tím, že tepelná izolace je již součástí stěny při betonáži, má jiný charakter než dodatečně montovaná vnitřní a vnější izolace. Je mnohem kvalitněji, bez mezer, spojena s nosnou stěnou, povrch tvarovky není řezaný, jak je tomu u standardního zateplení, a konečně - tvarovky jsou spolehlivě poskládány na sraz.
Systémově jsou řešeny tepelné mosty a v případě správné realizace vůbec nevznikají. Vnější izolační vrstva stěny je v celé ploše celistvá, vnitřní je zčásti narušena (ale ne v celé tloušťce) rozvody. Detaily napojení stěn a stropů jsou v tomto systému přímo ideální.
Izolace podlah se nesmí opomíjet kvůli chladu, který prostupuje tepelnými mosty z terénu. Na izolaci střechy je kladen větší důraz, než na izolaci stěn: teplý vzduch stoupá a hromadí se pod stropem a pod střechou. Střecha tak přenáší největší teplotní spád a musí mít velký tepelný odpor. Systémy ztraceného bednění z EPS používají nadkrokvové polystyrénové izolace, která řeší komplexně problematiku zateplení střech bez tepelných mostů i v detailech a řeší také ochranu dřevěné konstrukce, která tak zůstává v teplém a suchém prostředí.
Stropní konstrukce v systému MED před zalitím betonovou směsí.
Povrchové úpravy
Z vnitřní strany se dá použít jak tenkovrstvá omítka (lepidlo, armovací síťka, omítka) nebo sádrokarton (lepidlo, SDK). Na vnější úpravy povrchů se používá standardní systém fasadních omítek. Připevňování předmětů je velmi jednoduché. Předměty do 5 kg stačí přichytnout do polystyrenové vrstvy. Předměty těžší se chytají přes hmoždinku do betonu.
Polystyrénové systémy díky své konstrukci ztraceného bednění, zpravidla výrazně překračují požadavky ČSN 730540 a umožňují tím výstavbu pasivních domů.
Trochu teorie z fyziky
Stavba musí splňovat požadavky plynoucí ze zákonů stavební fyziky. Stavby ze systémů polystyrénových bednicích dílců je velmi dobře plní.
Kondenzace
Rosný bod, který vzniká pouze při velmi nízkých venkovních teplotách, je v tomto případě situován ve vnější vrstvě EPS izolace. Na její izolační vlastnosti tato vlhkost prakticky nemá vliv, ani neovlivní její životnost. Vnitřní povrchové teploty jsou u tohoto řešení z fyzikální podstaty vnitřní izolace plně postačující (normovým požadavkům) a to s velkou rezervou. K povrchové kondenzaci může docházet jen při vysoké vlhkosti (prádelny, koupelny). Tu lze vyvětráním jednoduše odstranit. Naopak u materiálů bez vnitřní izolace dochází k pohlcování vlhkosti nosnou konstrukcí a často velmi problematickému vysychání zpět. Vlastní betonové jádro vysychá v průběhu výstavby postupným odpařováním vody výhradně ven přes venkovní vrstvu izolace EPS. Zabudovaná vlhkost betonu nemá vliv na kvalitu vnitřního prostředí (ověřeno v praxi). V této souvislosti je dobré připomenout, že vrstva EPS funguje jako parobrzda a nikoli jako zcela nepropustná parozábrana.
Měrná energetická spotřeby staveb podle běžných standardů v různých obdobích.
Co se týče náchylnosti k orosování vnitřního povrchu konstrukcí bez akumulace v důsledku náhlých teplotních změn, jsou k němu mnohem méně náchylné než akumulující konstrukce. Připomínám, že také chybí kvantitativní pojem „náhlé teplotní změny“. Předpokládám, že se jedná o teplotní změnu v důsledku krizového stavu, nikoliv v rámci běžných provozních podmínek. Takový krizový stav odezní samovolně po odstranění „krizových“ příčin bez vážnějšího porušení stavební konstrukce (např. při zatékání do obvodových panelů porušenou střechou a po její následné opravě).
Dilatace stavební konstrukce
Nosné jádro díky oboustranné izolaci je prakticky vystaveno oproti jiným systémům obvodových stěn minimálním změnám teplot. V celé tloušťce nosného betonu je udržována téměř stejná teplota a to přibližně uprostřed mezi vnitřní a venkovní teplotou. Teplota betonové vrstvy se mění v závislosti na venkovní teplotě: v mrazech při venkovní teplotě -15 °C je nosná betonová vrstva udržována na přibližně +12 °C. Středová betonová vrstva je tak namáhána teplotními výkyvy jen minimálně.
Tepelná akumulace a setrvačnost teploty
Oponenti vnitřních zateplení říkají, že stavba z tohoto stavebního systému nemá tepelnou akumulaci a teplotní setrvačnost. Tato tepelná akumulace nemusí být zajištěna bezpodmínečně nosnými stěnami. Je dokázáno a potvrzuje to praxe 35 let v ČR, že k žádným problémům bez akumulace nosných stěn nedochází. Stejně tak nelze potvrdit přehřívání konstrukcí v létě.
Výhoda tepelné akumulace spočívající v omezení kolísání vnitřní teploty není jednoznačná. Optimální vnitřní teplota je proměnný faktor zcela závislý na okamžitém požadavku uživatele a řídí se subjektivními pocity, které plynou z druhu vykonávané činnosti. Na takové požadavky může efektivně reagovat pružná a regulovatelná otopná soustava, nikoliv stavební konstrukce s naakumulovanými přebytky tepla, byť získanými zadarmo.
Neřízená akumulace tepla masivními vnitřními stavebními konstrukcemi není nutná a její přínos v úspoře nákladů na vytápění je zanedbatelný. Není rozhodující, zda se jedná o běžnou výstavbu nebo nízkoenergetické domy.
Rozložení teplot v konstrukci ztraceného bednění MED po vybetonování
Na závěr tohoto odstavce dodejme, že u tohoto systému to s akumulací není vůbec zlé. Díky oboustranné tepelné izolací je v rámci denního teplotního cyklu středová betonová (a silně akumulační) vrstva teplotně velmi dobře stabilizovaná a ve vztahu k vnitřní izolační vrstvě působí jako termostat. Tato skutečnost významně ovlivňuje i stabilitu vnitřní prostorové teploty. Pokud vnitřní povrchovou úpravu provedeme z desek sádrokartonu (v případě potřeby zdvojených), získá stěna dobré akumulační vlastnosti a navíc příznivě ovlivní vnitřní vlhkost vzduchu.
Dýchání konstrukcí
Nelze očekávat, že neprůsvitné konstrukce budou zajišťovat výměnu vzduchu. Není pravdou, že jiné systémy obvodových konstrukcí „dýchají kvalitněji“ než tento. K tomu je potřeba poznamenat, že stejný tok vodní páry, který z vnitřní strany vstupuje do konstrukce, musí optimálně i v mrazech vystupovat z venkovní strany konstrukce ven. Tedy aby to, co konstrukce „nadýchne“ také vydýchla. Zatímco u některých „velmi dobře dýchajících“ stěn to bývá v zimě problémem, v případě ztraceného bednění z EPS to platí i v extrémně nízkých teplotách.
Vytápění
Doporučujeme zvolit vytápění, které dokáže ještě více zhodnotit výhody vnitřní izolace jako součásti technologie celého stavebního systému. V našem případě je bydlení bez akumulace bez problémů. Doporučená technika vytápění: podlahové elektrické, rekuperace, tepelné čerpadlo, vzduchotechnika.
Tepelné mosty a kondenzace
Rozhodující je tvar, umístění a tepelná vodivost materiálu nebo části konstrukce, která tvoří tepelný most, aby bylo možno jednoznačně deklarovat jeho nepříznivý vliv na stavební konstrukci jako celku (tj. zda se nezanedbatelným vlivem podílí na zhoršení tepelně-izolačních vlastností stavební konstrukce či zda představuje nebezpečí vzniku kondenzačního centra).
Obálka nevytápěné budovy se chová tak, že v průřezu stavební konstrukce neexistuje teplotní gradient, ale konstrukce je v celém průřezu namáhána buď teplotou nízkou (např. výpočtovou) nebo vysokou (v letním období v důsledku oslunění). Dosud prováděné stavby, tj. nezateplené, byly vystaveny stejnému působení rozdílných teplot v průběhu roku, navíc s gradientem teploty v průřezu stavební konstrukce zejména v zimě (vnější teplota např. -15°C, vnitřní teplota např. +20°C), tj. podstatně většímu dilatačnímu namáhání v mnohem menším průřezu a nelze říci, že jim takovýto režim výrazně ubral na životnosti (pokud byly pravidelně udržovány). U staveb ze systémů ztraceného bednění EPS, jak je ověřeno praxí, ke vzniku kondenzace ve vnitřních prostředí nedochází.
Prezentovaná celistvost vnitřní polystyrénové vrstvy, která má funkci parobrzdy, poněkud nadhodnocuje její důležitost zejména co se týče degenerace jejích vlastností při případném bodovém poškození. Difúze vlhkosti probíhá v celé ploše stavební konstrukce a z fyzikálních principů difúze nevyplývá, že by se ve větší míře koncentrovala na místa s porušenou parozábranou, takže jistá náhodná porušení celistvosti polystyrénové vnitřní vrstvy asi těžko způsobí selhání její funkce parobrzdy jako celku s následným negativním vlivem na ostatní vrstvy stavební konstrukce.
Konstrukce z polystyrénových systémů ztraceného bednění plní díky vnitřní izolaci funkci parobrzdy. Navíc přímo na povrch se natahuje konečná povrchová úprava - sádrokarton nebo omítka.
Vysychání stavební konstrukce
Vysychání odparem dovnitř by v letním období přicházelo v úvahu u obvodové stěny s vnitřním zateplením, kdy lze předpokládat teplotu vnitřního vzduchu a tím i povrchovou teplotu vnitřní stěny nižší než je teplota vnější stěny pod tepelnou izolací. Jinak k žádnému vysychání dovnitř nedojde. Naopak, provede-li se vnější zateplení na stavební konstrukci s vysokým obsahem vlhkosti (např. při zatékání v důsledku poruch souvisejících stavebních částí - střechy, dilatační spáry u panelové výstavby, spáry mezi stěnou a okny nebo při špatném zabezpečení hrubé stavby během zimního období), vzniká obtížně řešitelný a dlouhodobý problém, vyžadující i speciální a nákladný provozní režim při využívání takového objektu (trvalé vytápění spolu s intenzivním trvalým větráním acirkulací vzduchu). Takovéto situace nejsou v praxi ničím neobvyklým. Z tohoto pohledu je vysychání obvodové konstrukce s vnitřním zateplením v letním období daleko intenzivnější a má (v případě skutečné potřeby vysychání obvodové konstrukce) daleko větší efekt.
Pokud z tohoto hlediska porovnáme chování budov s vnějším a vnitřním zateplením, pak jednoznačně vedou budovy zateplené zevnitř; stačí večer vyvětrat a ohřátý vnitřní vzduch nahradit chladnějším venkovním vzduchem a máte po celou noc vystaráno. Naakumulované teplo naopak do vnitřních masivních konstrukcí z vnitřního vzduchu přes den (nevzpomínám si na článek, kde by se uživatelům zateplených budov doporučovalo kvůli vnitřní pohodě přes den nevětrat, aby se vnitřní prostor naakumulovaným teplem příliš neohřál) dokáže vnitřní prostor vyhřát tak, že ani přes noc nelze dosáhnout přijatelné výsledné vnitřní teploty (nemá-li prostor klimatizaci, která by vyšší povrchovou teplotu vnitřních stěn kompenzovala nižší teplotou vnitřního vzduchu). O nežádoucím příspěvku tepelných zisků z oslunění v ranních a podvečerních hodinách ani nemluvě.
Na hrubé stavbě ze systému ztraceného bednění z expandovaného polystyrenu je zřejmá celistvost tepelné izolace obvodové zdi i v detailech napojení střechy a stropů.
Ceny
Okamžité investiční náklady u systémů ztraceného bednění EPS nepřevyšují cenu běžné zdi při mnohem lepších fyzikálních vlastnostech. Provozní náklady jsou výrazně nižší než u běžné stěny za obvyklých podmínek provozování. Součet investičních a provozních nákladů u systémů ztraceného bednění EPS tedy vyznívá pro majitele a uživatele budovy velmi příznivě.
Zkušenosti zákazníků
Jak již bylo řečeno, stavby ze systémů ztraceného bednění EPS v ČR existují od roku 1965, a proto existují zkušenosti uživatelů a zákazníků ze starších staveb i z nových staveb. Našim zákazníkům jsme dali otázky:
a) jak se vám s materiálem pracovalo? (v 70. letech převládaly svépomocné práce)
b) pociťovali jste problém v neakumulačním materiálu?(ochlazení při vyvětrání)
c) měli jste problémy s plísní, živočichy?
d) vnímáte, že máte jiný materiál než “klasiku”?
Investoři starších staveb tak i nových více méně shodně ve zkratce odpovídají:
a) Práce s polystyrenem byla velmi dobrá, výborně se s ním pracovalo, manipulace bez problémů, jednoduchá úprava tvarů.
b) Po celou dobu co stavbu užíváme (od roku 1970) jsme neměli problém při větrání s ochlazením místností.
c) Potíže s plísní jsme neměli. Co se týká drobných hlodavců tak se museli opravovat místa kde nebyla provedena omítka a kde byla izolace vytrhávána. Obecně platí že všechny tepelné izolace musí být chráněny před ptáky a hlodavci.
d) Byl to jen pocit na začátku, kdy jsme poklepali na zeď a ona duněla. Ale postupem času jsme si zvykli a nedělalo nám to žádný problém. Jediná patálie byla dříve s omítkami protože nebyly takové systémy lepidel a stěrek jako dnes. Proto jsme si museli pomoci např. připevněním rabicového pletiva nebo narýhováním vrstvy polystyrenu.
Závěr - předpokládaný vývoj a zastoupení systémů ztraceného bednění na trhu
Objemné levné a ekologické zdroje energetických surovin nejsou v dohledu. Z tohoto důvodu není možné se vyhnout střednědobému a dlouhodobému zdražování energie. Jediným východiskem je snížení spotřeby energie všech druhů. a to se může podařit jedině důsledným dodržováním současných norem pro výstavbu nízkoenergetických a pasivních staveb.
Stavební polystyrenový systém ztraceného bednění je dobrým vkladem pro takovou stavbu.
