Národní kulturní památka Dolní oblast Vítkovice
Rekonstrukce národní kulturní památky, dolu Hlubina v Dolní oblasti Vítkovice v Ostravě, probíhala v duchu citlivé modernizace, která umožňuje využívat potenciál těchto historických průmyslových staveb i v dnešní době. Na všech rekonstruovaných částech, které se budou vytápět, bylo použito vnitřní zateplení z materiálu Multipor.
Industriální charakter patří neodmyslitelně k Ostravě, včetně starobylých původních staveb, které v minulosti sloužily hornictví, koksárenství a metalurgii. Snaha zakomponovat dnes již dávno dosloužilé provozy do pozoruhodného urbanistického a architektonického konceptu třistatisícové Ostravy je nejen přirozená, ale zejména velmi vítaná. Bez těžních věží, dolů, hutí a celé s tím související mohutné industriální nadstavby není Ostrava Ostravou. S nimi se naopak stává toto mutltikulturní a národnostně pestré město světovým unikátem, přinášející dnešní populaci jedinečné svědectví o jeho vysoké průmyslové a technické vyspělosti i na samém počátku průmyslové revoluce. A nejde jen o město Ostravu. Tato charakteristika se týká celé přilehlé aglomerace, která i s Ostravou má dnes přes půl milionu obyvatel a je tak po Praze druhá největší v České republice.
V konkrétním případě moderního oživení Dolu Hlubina, o kterém pojednává tento příspěvek, se jednalo o znovuvyužití bývalých průmyslových objektů, které v minulosti sloužily pro těžbu uhlí a výrobu surového železa. Dříve se zde nacházely technologie na tehdejší dobu zcela ojedinělé a nadčasové. Aby mohlo dojít k oživení a přeměně staveb, sloužících dříve jen hornictví a těžkému průmyslu, na objekt vyhovující náročným požadavkům moderní doby z pohledu provozních nákladů na vytápění, byly zde aplikovány nejmodernější současné technologie, tentokrát však v podobě tepelně izolačních materiálů určených pro vnitřní zateplení. To umožnilo zachovat vnější historickou tvář objektu a zároveň zajistit jeho provozní náklady na úrovni dnešních požadavků. Podstatným kriteriem je zejména spotřeba energie k vytápění.
Zateplení Multipor
Na všech rekonstruovaných částech, které se budou vytápět, bylo použito vnitřní zateplení z materiálu Multipor. Jedná se o křemičitý anorganický deskový izolant fungující na principu adsorpce vodní páry na porézní struktuře izolantu se současným uvolněním významného množství adsorpčního, případně kondenzačního tepla. Vznik adsorpčních vazeb vody na strukturu pórobetonu a uvolněné teplo účinně oddaluje kondenzaci a snižuje její intenzitu.
Proto byl zvolen systém vnitřního zateplení s izolantem Multipor, který navíc příznivě ovlivňuje i transport vznikajícího kondenzátu celým průřezem bez potřeby aplikovat nespolehlivý parotěsný uzávěr či jinou další aktivní vrstvu zajišťující funkci systému. Homogenní struktura izolantu umožňuje navíc provedení prostupů, či uložení rozvodů TZB bez provádění zvláštních opatření.
Jelikož většinu zateplovaných konstrukcí tvořil původní materiál z plné pálené cihly o 150 × 450 mm, tedy z materiálu, který má cca 19 krát menší tepelně izolační vlastnosti než Multipor, očekávala se zde výrazná energetická úspora již při aplikaci jen několika centimetrů této izolace. Na základě simulačního výpočtu, viz níže, došlo k navržení izolantu o průměrné tloušťce 50 mm až 140 mm na obvodové konstrukce. Z pohledu energetických úspor tím došlo ke zlepšení součinitele prostupu tepla z původní hodnoty U = 2,90 W/(m2·K) pro cihlu plnou pálenou tl. 150 mm, na hodnotu U = 0,39 W/(m2·K) aplikováním 100 mm silné izolace Multipor s tepelnou vodivostí λ = 0,045 W/(m.K). To reprezentuje zlepšení tepelně izolačních vlastností obvodové stěny cca o 87 %. Tím byl splněn požadavek na snížení nákladů na vytápění. Jelikož je objekt národní kulturní památkou, nebyl kladen závazný legislativní požadavek na dosažení cílové hodnoty součinitele prostupu tepla. Navržená opatření však musela respektovat historickou hodnotu stavby v kombinaci se zajištěním bezvadné funkce konstrukce.
Technická specifika systému vnitřního zateplení s izolantem Multipor
Funkce izolantu je založena na součinnosti difuzního transportu vodní páry fungujícího na základě rozdílů parciálních tlaků a povrchové (kapilární) aktivitě materiálu fungující na základě rovnováhy povrchových napětí na rozhraní fází vzduch – kapalina – pevná fáze. Jelikož jde o složitější fyzikální transportní koncept, zahrnující hned tři fáze, bylo nutné použít nový fyzikální model. Stále však zůstáváme u popisu pomocí diferenciálních rovnic 2. řádu, které se dnes řeší většinou numericky metodou konečných prvků. V tomto případě šlo o software Delphin, ve kterém bylo toto vnitřní zateplení navrženo.
Výstupem těchto simulací je návrh bezvadně fungujícího izolantu, u kterého nedochází k vlhkostním projevům. Před realizací vnitřního zateplení s Multiporem je potřeba posoudit zateplovanou konstrukci po dílčích detailech. Respektive se v konstrukci vyberou opakující se kritická místa a provedou se vlhkostní dynamické simulace porovnávající chování před a po aplikaci vnitřního zateplení. U malých staveb jsou to 1–3 posuzované detaily. U velkých historických budov je těchto detailů více. Bez tohoto podrobného posouzení není možné systém vnitřního zateplení bezpečně navrhnout. Během návrhu vnitřního zateplení je důležitá dobrá znalost vlhkostního transportu materiály jak stávajícími, tak aplikovanými v kombinaci se zohledněním současného vlhkostního stavu v konstrukci.
Posuzovaná kritická místa stavby v Dolní oblasti Vítkovice
V Dolní oblasti Vítkovice bylo řešeno 10 kritických míst, u nichž došlo k návrhu vnitřního zateplení, případně došlo k návrhu technického řešení umožňujícího bezvadnou funkci konstrukce. Níže jsou ukázány některé z těchto posuzovaných detailů.
