Spôsoby riešenia obvodového plášťa

Transcript

1 Bankovní institut vysoká škola Praha zahraničná vysoká škola Banská Bystrica Katedra ekonómie a financií Spôsoby riešenia obvodového plášťa Bakalárska práca Autor: Peter Pacalaj oceňovanie majetku Vedúci práce: Ing. Ladislav Pokorný Praha 04/2009

2 Prehlásenie Vyhlasujem, že som celú bakalársku prácu vypracoval samostatne s použitím uvedenej odbornej literatúry. V Banskej Bystrici, apríl Peter Pacalaj

3 Poďakovanie Ďakujem za spoluprácu a odbornú pomoc pri písaní, môjmu vedúcemu bakalárskej práce Ing. Ladislavovi Pokornému.

4 Anotácia Bakalárska práca je venovaná téme spôsoby riešenia obvodových plášťov. Bakalárska práca je rozdelená na štyri hlavne kapitoly. V týchto kapitolách chceme poukázať na základne rozdelenie obvodových plášťov, kde je veľmi uprednostňovaná hospodárnosť a efektívnosť obvodových plášťov. Taktiež je dôležité pripomenúť si, že žijeme v 21. storočí a ekológií by sme mali venovať väčšiu pozornosť. Annotation Bachelory work is presented by theme solution of external wall. The bachelory work is divided in too four main chapters. In this chapter we would like to point to the basic appoirtion external wall, where is preferred economy and efficiency external wall. Also is very important to recommend, that we live in 21. century and to ecology we should pay more attention.

5 OBSAH ÚVOD Základné rozdelenie obvodových plášťov Obvodové plášte na báze silikátov Obvodové plášte z kusových stavív Obvodové skladané plášte realizované postupným vytváraním vrstiev Obvodové steny z veľkorozmerných prvkov Ľahké obvodové plášte na metalickej materiálovej báze Ľahké obvodové plášte na materiálovej báze dreva Konštrukčné riešenie obvodových plášťov Navrhovanie plášťov v 21. storočí Technológia nízko nákladových budov Konštrukcia obvodového plášťa Tepelné mosty obvodových konštrukcií Energetická sanácia budov Zateplenie obvodových plášťov Spôsoby zateplenia a zatepľovacie systémy Obvodové plášte z energetického, ekologického a ekonomického hľadiska Ekologicky stavať znamená Energetický audit Energeticko ekonomické hľadisko Záver Zoznam použitej literatúry Zoznam použitých obrázkov, grafov, tabuliek Prílohy

6 ÚVOD Architektonický výraz budovy dáva svojim estetickým pôsobením práve obvodový plášť, pretože krása je jedným zo základných princípov architektúry a je jednou z požiadaviek ktoré sú kladené na obvodový plášť. Sú to ale aj tektonické princípy usporiadania a konštrukčné možnosti materiálov ktoré významne ovplyvňujú jej výraz a vzhľad. Obvodový plášť okrem estetických požiadaviek musí spĺňať aj požiadavky fyzikálne, staticko - mechanicke, v neposlednom rade aj požiadavky hospodárnosti. V tejto bakalárskej prací poukazujeme ako sa dá hospodárne zachádzať z energetickými zdrojmi, pretože pre budúcnosť našej planéty je trvalo udržateľný rozvoj jedinou šancou na prežitie, vzhľadom k tomu že žijeme v dobe kedy aj pitná voda je strategickou surovinou a na základe toho sme povinný sa k životnému prostrediu chovať čo najšetrnejšie. V Prvej kapitole sa venujeme základnému rozdeleniu obvodových plášťov ale aj jeho charakteristike. V rámci tejto kapitoly poukazujeme na obvodové plášte z kusových stavív, ľahké obvodové plášte na metalickej materiálov báze a ľahké obvodové plášte na materiálovej báze dreva. Druha kapitola sa zaoberá konštrukčnému riešeniu obvodových plášťov kde podrobnejšie poukazujeme na energetickú sanáciu budov a navrhovanie budov v 21. storočí. V tretej kapitole si všímame spôsoby zatepľovania obvodových plášťov a zatepľovacie systémy. Posledná štvrtá kapitola je venovaná obvodovým plášťom z energetického, ekologického a ekonomického hľadiska. Pri kreovaní tejto prace vychádzame nie len z odbornej literatúry a článkov, ale dôležitým zdrojom informácií tejto problematiky je internet. 6

7 1 Základné rozdelenie obvodových plášťov Obvodový plášť tvorí dominantný výrazový prostriedok v štruktúre architektonického diela. Spolu s konštrukciami otvorových výplní sa výraznou mierou podieľa na tvorbe vnútorného prostredia tým, že chráni budovu pred komplexnými podmienkami vonkajšej klímy. Obvodový plášť rozhodujúcou mierou ovplyvňuje architektonicky vyraz budovy svojim estetickým pôsobením. Krása ako jeden zo základných princípov architektúry je estetickou požiadavkou kladenou na obvodový plášť. Tektonicky princíp usporiadania a konštrukčné možnosti materiálov významne ovplyvňujú výraz a vzhľad obvodového plášťa. Tektonika je jedným zo základných východísk pre architektonicky výraz plášťa. Ako vyjadrenie statických vlastnosti hmoty a konštrukcie výtvarným spôsobom súvisí s usporiadaním a s voľbou skladby jednotlivých prvkov. (Puškár A. a kol., 2002, str.: 9) Na obvodové plášte sa kladú nasledovné funkčné požiadavky: estetický, konštrukčno-statické, svetlo technické (presklené časti), teplo technické (STN , EN ISO 10077), teplo akumulačné, akustické, aerodynamické (ochrana proti poveternosti), hydrodynamické, ochrana protipožiarnu, ochrana proti vlhkosti, ochrana proti nežiaducim vniknutiam. Obvodové plášte môžeme rozdeliť do troch veľkých skupín: obvodové plášte na báze silikátov - obvodové plášte z kusových stavív - obvodové skladané plášte realizované postupným vytváraním vrstiev - obvodové steny z veľkorozmerných prvkov ľahké obvodové plášte na metalickej materiálovej báze 7

8 - vsúvané ľahké obvodové plášte - predsadené alebo zavesené ľahké obvodové plášte ľahké obvodové plášte na materiálovej báze dreva - zrubové - hrazdené - bunkové - stĺpikové - skeletové - panelové 1.1 Obvodové plášte na báze silikátov Obvodové plášte z kusových stavív Obvodové plášte z kusových statív sú murované konštrukcie. Murivo je stavebná konštrukcia, ktorá vzniká skladaním murovacích prvkov z prírodných alebo umelých stavív (z kameňa, tehál, tvaroviek, tvárnic a pod.), kladených nasucho alebo spojených maltou. Výsledné vlastnosti muriva sú dané kombináciou jeho základných prvkov (staviva a malty). Na výslednú únosnosť muriva nemajú vplyv len mechanické parametre spojovacích materiálov ale tiež ich usporiadanie, t.j. väzba muriva. (Puškár A. a kol., 2002, str. 101) Tepelnotechnické vlastnosti obvodového muriva z tradičných prvkov (kameň, tehla a pod.) však už nevyhovujú súčasným normovým požiadavkám. Časom sa vyvinuli nové tepelnoizolačné tvarovky, ktoré spĺňajú náročné tepelnotechnické požiadavky. Medzi tepelnoizolačné kusové stavivá patria: keramické tvarovky, tvárnice z ľahkých betónov (pórovité, s pórovitým kamenivom, medzerovité), vrstvené (sendvičové) tvarovky, kombinované. 8

9 Hrúbka obvodovej steny závisí od statickej funkcie muriva a od tepelnoizolačných požiadaviek. Z konštrukčno-statického hľadiska delíme obvodové steny na: nosné, samonosné nenosné výplňové. Nosné obvodové steny sú zaintegrované do nosného stenového systému (pozdĺžny, priečny alebo kombinovaný). Steny sa murujú z plných a dierovaných tehál metrického formátu, ako aj z tvaroviek na báze ľahkých betónov. Nosné steny sú na úrovni každého podlažia stužené obvodovým železobetónovým vencom. Samonosné obvodové steny sa uplatňujú pri nízko podlažných budovách a halových objektoch. Ak je samonosná stena murovaná z tvaroviek, musí sa jeho pevnosť a stabilita pri väčších výškach preukázať statickým výpočtom a v úrovni každého podlažia stužiť železobetónovým vencom. Nenosné výplňové steny sa používajú výhodne pri skeletových a stenových nosných konštrukciách. Majú byť konštruované tak, aby čo najmenej zaťažovali vodorovné nosné konštrukcie Obvodové skladané plášte realizované postupným vytváraním vrstiev Mnoho stavebných materiálov (kameň, prostý betón, železobetón, hutný keramický črep), ktoré vyhovujú požiadavkám na pevnosť a únosnosť sú dobrými vodičmi tepla a preto pri použití v obvodových konštrukciách nemôžu plniť aj tepelnoizolačnú funkciu. Túto funkciu plnia ľahké porézne materiály alebo tepelnoizolačné vrstvy, pridávané na vonkajší povrch nosnej konštrukcie tak, aby sa dosahoval minimálny požadovaný tepelný odpor. V zmysle vyhlášky č. 555/2006 zb.z. o tepelnej ochrane budov. (Kajan I., 1 ) 9

10 Pri navrhovaní skladby vrstvených obvodových stien sa odporúča, aby sa dodržala zásada, že tepelný odpor vrstiev radených smerom z interiéru do exteriéru narastá a ich difúzny odpor sa zmenšuje. Rešpektovanie tejto zásady vedie k eliminácií kondenzácie vodnej pary v konštrukcie. (Puškár. A. a kol., 2002, str.: 117) (parotesné materiály sú na interiérovej strane a difúzne otvorené sú na exteriérovej strane obvodového plášťa) Skladané obvodové plášte sa realizujú na: nových budovách (realizované na súčasne s ostatnými konštrukciami), starých objektoch (dodatočne zateplené fasády, kontaktne a viacplášťové). Obvodové skladané plášte môžeme rozdeliť z konštrukčno-statického hľadiska na: nosné, samonosné nenosné výplňové. Ďalej ich môžeme z hľadiska technológie ukladania vrstiev deliť na: kontaktný zatepľovací systém - vyznačuje sa tepelnoizolačnou schopnosťou, ktorej jednotlivé vrstvy sú vo vzájomnom plošnom kontakte. Obrázok č. 1 kontaktný zatepľovací systém 10

11 1. lepiaca hmota, 2. tepelnoizolačná fasádna doska, 3. tanierová hmoždinka, 4. výstužná sieťka, 5. penetračná medzi vrstva, 6. omietka, 7. soklová (zakladacia) lišta, 8. spoj soklovej lišty, 9. hmoždinka na upevnenie soklovej lišty. Zdroj: Tepelnoizolačná vrstva sa musí vytvárať z ťažko horľavých, respektíve samozhášavých materiálov. Pre kontaktné systémy zatepľovania sa používajú minerálnovláknité dosky objemovej hmotnosti 150 kg/m³, u ktorých nedochádza k rozvlákneniu, minerálno-vláknité lamely a samozhášavý penový polystyrén objemovej hmotnosti 20 kg/m³, ktorý je možný uplatniť len do výšky požiarneho úseku 22,5 m. Tepelnoizolačné dosky sa mechanicky kotvia na nosný podklad pomocou minimálne dvoch kotevných prvkov (hmoždinkových rozperiek), v okrajových častiach (nárožie, atika) sa ich počet zdvojnásobuje. Minimálna hĺbka kotvenia rozperiek v pôvodnej neskarbonatizovanej konštrukcii je 60 mm. ( Kajan I., 1 ) Dilatačný zateplený úsek by nemal byť väčší ako m. tepelná izolácia je z vonkajšej strany chránená povrchovou vrstvou, ktorá je stužená mriežkou zo sklených vlákien. Finálny povrch tvoria omietky a stierky modifikované plastmi, umožňujúce väčšie deformácie bez vzniku trhlín, ktoré zabezpečujú jednoliatosť finálneho povrchu i v mieste spojov tepelnoizolačných dosiek. odvetraný zatepľovací systém ( viacvrstvový - vyznačuje sa tepelnoizolačnou schopnosťou, ktorej povrchová úprava (obklad) je od ostatných vrstiev, najmä však od tepelnoizolačnej vrstvy oddelená odvetranou vzduchovou vrstvou. 11

12 Obrázok č. 2 odvetraný zatepľovací systém 1 murivo, 2 tepelnoizolačný materiál,3 nosný rošt, 4 obklad Zdroj: Vzduchová medzera minimálnej šírky mm a viac podľa stavebného fyzikálneho posúdenia, slúži na odvedenie difundujúcej vodnej pary, zníženie tepelných ziskov a tým aj zmenšenie teplotného gradientu, ktorý spôsobuje zaťaženie obalovej konštrukcie. Princípy riešenia krycích pohľadových vrstiev sú buď na báze prefabrikovaných železobetónových dosiek alebo obkladových fasádnych prvkov keramickej, metalickej a plastovej báze, upevňované na roštovú konštrukciu. Môžu byť tiež z vymurované z lícových tehál do kotvených profilov upevnených v úrovni stropných konštrukcií alebo kotvených pomocou spôn priamo do nosnej konštrukcie. ( Kajan I., 1 ) Pre odvetrané zatepľovacie systémy sa odporúča uplatniť minerálno-vláknité dosky objemovej hmotnosti kg/m³. Ukončenie systému je nutné riešiť pomocou 12

13 perforovanej soklovej lišty, ktorá má vetraciu funkciu a súčasne zamedzuje vnikaniu vtákov a hlodavcov do vertacieho systému. (Puškár A. a kol., 2002, str.: 138) Obvodové steny z veľkorozmerných prvkov Používajú sa pri jedno- a viacpodlažných stavebných konštrukčných sústavách. Ide o budovy obytné, občianske, priemyselné, poľnohospodárske a iné. Vhodné sú pre konštrukčné nosné skeletové, stenové a kombinované sústavy. ( Kajan I., 2 ) Obvodový plášť môže pozostávať z celostenných panelov, z horizontálnych a zo zvislých panelov, z rohových dielcov a z medziokenných vložiek. Obvodové dielce bývajú často kompletizované vrátane zabudovanie okien, oplechovania, utesnenia, náterov, parapetných dosiek, vonkajšie úpravy a vnútorného povrchu. Obvodové montované plášte na silikátovej báze delíme z konštrukčno-statického hľadiska na: nosné nosné obvodové plášte sú súčasťou nosnej sústavy. Sú to vlastne obvodové steny priestorových panelových sústav. Panelová konštrukčná sústava sa navrhuje ako priestorový bunkový stavebnicový systém, ktorého nosnú konštrukciu tvoria priečne, pozdĺžne a obvodové steny. Pri priečnom stenovom systéme obvodové steny vytvárajú štítové steny. Prenášajú zaťaženie zo stropných a strešných konštrukcií do základov. Samonosné samonosné obvodové plášte sa uplatňujú pri panelových sústavách s priečnym nosným systémom ako pozdĺžne priečelia, ako štítové steny a ako obvodový plášť halových objektov skeletových sústav. nenosné výplňové nenosné výplňové montovane obvodové steny sú zasunuté do nosného systému. Neprenášajú zaťaženie, plnia len fyzikálno-technickú funkciu (odolávajú poveternostným vplyvom). 13

14 nenosné zavesené nenosné zavesené plášte sú zavesené pred nosnú panelovú alebo skeletovú sústavu. Ich výhodou je celistvosť obalového plášťa, nevytvárajú tepelne mosty (až na miesta stykov). 1.2 Ľahké obvodové plášte na metalickej materiálovej báze Je to montovaná stenová konštrukcia s malou plošnou hmotnosťou (g < 100 kg/m²), oddeľujúca vnútorný priestor od vonkajšieho prostredia. Priemyselná výroba, nenáročná a ľahká montáž dielcov obvodového plášťa vedie k používaniu materiálov ako sú ľahké kovy, zliatiny hliníka, plasty, vysoko účinné izolanty, sklo a pod. Použitie týchto materiálov vo väčšine prípadov vylučuje nosnú funkciu obvodového plášťa. ( Kajan I., 3 ) Rozdelenie ľahkých obvodových plášťov podľa polohy k nosnej konštrukcii objektu: vsúvané ľahké obvodové plášte - jednotlivé konštrukčné prvky sú osadené medzi stropné konštrukcie: - vsúvané plášte vložené medzi zvislé nosné konštrukcie, - vsúvané plášte predsadené pred zvislé nosné konštrukcie (priznávajú sa zvislé nosné konštrukcie), - vsúvané plášte predsadené pred zvislé nosné konštrukcie - vsúvané plášte odsadené za zvislú nosnú konštrukciu, (nepriznávajú sa zvislé nosné konštrukcie). predsadené alebo zavesené ľahké obvodové plášte - konštrukčné prvky ľahkého obvodového plášťa sú predsadené, resp. zavesené pred stropnú konštrukciu objektu. Podľa polohy predsadeného plášťa k zvislej nosnej konštrukcii objektu rozoznávame: - predsadené plášte pred zvislú nosnú konštrukciu objektu, ktorá je priznaná alebo nepriznaná, - predsadené plášte vsadené medzi zvislú nosnú konštrukciu objektu. 14

15 Rozdelenie ľahkých obvodových plášťov z konštrukčného hľadiska: panelové - vsúvané i predsadené plášte sú vytvárané z jednotlivých plošných dielcov (panelov) na výšku jedného podlažia, výnimočne na výšku dvoch i viac podlaží. Dielce sú kotvené do nosnej konštrukcie objektu. Panely sú riešené ako samonosné. Panelové fasády sú vhodné na budovanie okenných pásov a zasklených stien. Podľa spôsobu zabezpečenia samo nosnosti panelov ich delíme na: - panelové, ktorých panely majú doskovú nosnú konštrukciu, - panelové, ktorých panely majú rámovú nosnú konštrukciu. roštové (rastrové) - vsúvané i predsadené obvodové plášte sú vytvorené z nosnej kostry (roštu) zostavenej z jednotlivých tyčových prvkov. Rošt môže byť neúplný, realizovaný z jednosmerne orientovaných vertikálnych prvkov, z jednosmerne orientovaných horizontálnych prvkov alebo pri úplnom rošte z vertikálnych aj horizontálnych prvkov. Do vopred vytvoreného vertikálneho, horizontálneho alebo úplného roštu sa osádzajú jednotlivé výplne. kombinované (panelovo-roštové) - hlavnými nosnými prvkami sú jednoduché rošty vytvorené z jednosmerne orientovaných zvislých alebo vodorovných tyčových prvkov. Do vytvoreného roštu sa osádzajú panely nezávisle od polohy vlastnej nosnej konštrukcie objektu. špeciálne: - ľahké integrované obvodové plášte, - ľahké lepené obvodové plášte - štruktúrované fasády, - fasády s bodovým prichytávaním sklených systémov. Rozdelenie ľahkých obvodových plášťov z hľadiska skladby vrstiev plášťa: o prevetrávané - studené fasády, o neprevetrávané - teplé fasády, o studeno-teplé fasády (kombinované) o dvojité transparentné fasády. 15

16 1.3 Ľahké obvodové plášte na materiálovej báze dreva Stavba domov na materiálovej baze dreva má na Slovensku dlhú tradíciu. Drevo ako ľahko dostupný materiál sa v minulosti využívalo nielen na nosné konštrukcie, ale aj na obalové konštrukcie (strechy a obvodové plášte). Za ostatných 50 rokov vplyvom štátnej stavebnej politiky, nekvality výroby, ako aj nedostatku kvalitného dreva došlo k prerušeniu tradície. Drevene domy sa stavali veľmi zriedka. Mierna renesancia realizácie domov na baze dreva nastala v poslednom období. (Puškár A. a kol, 2002, str.: 138) Drevo je veľmi účinný prírodný materiál a pozitívne ovplyvňuje ekologicky kolobeh, ktorý hrá vždy dôležitú úlohu v súvislosti s našou živiteľkou zemou. Je všeobecné známe, že je nutne starostlivo zachádzať s prírodnými zdrojmi, a zaistiť tak trvalý vývoj pre budúcnosť. (Kolb J., 2008, str.: 18) Podľa konštrukcie obvodového plášťa delíme drevené domy na: zrubové - sú to tradičné ľudové konštrukcie, kde obvodové plášte sú vytvorené zo zrubov (z hranolov, z vankúšov). Styky stien sú previazané tesárskymi spojmi, čo zabezpečuje celkovú tuhosť. Zruby súčasne plnia aj tepelnoizolačnú funkciu. hrazdené - steny sú vytvorené z drevenej kostry, ktorej jednotlivé polia sú vyplnené tehlovým murivom. Zvislé zaťaženie sa prenáša cez stĺpiky. Šmykovú tuhosť zabezpečuje spolupôsobenie kostry a muriva. Kostra sa skladá z prahu, stĺpov, vzpier, väzníc, prekladov. bunkové - sú charakterizované vysokým stupňom prefabrikácie. Celý objekt sa zhotovuje vo výrobnom závode a prepravuje sa na miesto určenia. stĺpikové - budova sa realizuje kompletne na stavenisku. Základom konštrukčného systému sú stĺpiky s profilmi 50-60/ mm. Plášť stien pozostáva z veľkoplošných materiálov (z dosiek OSB, z vodovzdornej preglejky). Základné spojovacie prostriedky sú klince, steny sa pri montáži zostavia na platni a vztýčia sa. 16

17 skeletové - skelet je priestorový nosný systém vytvorený zo zvislých (stĺpy) a vodorovných (prievlaky) nosných prvkov. Výplne obvodového plášťa a vnútorné priečky sú nenosné. panelové - ide o stĺpikový systém, keď panel je zhotovený v špecializovanej výrobni a nie na stavenisku. 2 Konštrukčné riešenie obvodových plášťov 2.1 Navrhovanie plášťov v 21. storočí Až do začiatku 20. storočia tvarovali stavby a usmerňovali proces ich výstavby nielen spoločenské systémy, životné potreby a spôsob práce, ale aj dostupné materiály a stavebné metódy. V 20. storočí sa s napredujúcou rýchlosťou vyvíjali nové technológie, ktoré sa aplikovali v priemysle, zväčša inom ako v stavebníctve. V súčasnosti však už nejde v stavebníctve iba o najlacnejšie a najrýchlejšie zabudovanie priestoru. ( Heusler W., 2007, 4 ) Kľúč k úspechu v každom odvetví spočíva v prvom rade v dlhodobej spokojnosti klienta, ktorá súvisí aj s ekonomickou úspornosťou budovy. Budovy súčasnosti nesmú užívateľovi spôsobovať problémy a choroby. Práve naopak, stavba mu musí zaručiť tieto požiadavky: musí byť postavená z materiálov, ktoré sú šetrné k životnému prostrediu a ľudskému zdraviu, s nízkymi energetickými nárokmi a s minimálnymi emisiami, budova musí poskytovať potrebnú funkčnosť a komfort, budova, ktorá sa musí ľahko prispôsobiť zmenám užívateľských požiadaviek, má dlhú životnosť a nevyžaduje veľkú údržbu. Faktory ovplyvňujúce návrh plášťov Medzi hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú využitie budovy, patria: prevádzkový čas budovy, vnútorná spotreba tepla, požiadavky na komfort miestností a správanie užívateľov. V požiadavkách na stvárnenie plášťov budov sa odráža aj účel budovy (plaváreň, 17

18 kancelárske priestory atď.), druh (výšková budova), obmedzenia (vnútorná teplota, vlhkosť, rýchlosť vetra). Na základe týchto podmienok sa rozhoduje o dizajne plášťa. Mnohé sa odvíja aj od budúceho účelu budovy, či ide o administratívnu budovu, sídlo spoločnosti, alebo kongresové centrum, kino, voľnočasovú vzdelávaciu budovu, divadlo, nemocnicu, výrobný objekt, letisko, železničnú stanicu a pod. Medzi základné otázky patrí aj miesto, kde bude budova stáť. Lokálne vonkajšie podmienky kladú najväčšie nároky na opláštenie. Kľúčovú úlohu zohrávajú prevládajúce vonkajšie teploty vzduchu a hladiny slnečného žiarenia, rýchlosť vetra a smer. Stupeň architektonickej voľnosti pri navrhovaní fasád budov ovplyvňuje aj fakt, či ide o projekt novej budovy, alebo rekonštrukciu. ( Heusler W., 2007, 4 ) Fázy návrhu obvodových plášťov Počas prípravnej fázy musí projektový tím zvažovať niekoľko možných riešení, ktoré zohľadňujú špecifické podmienky a využitie najnovších stavebných možností. Viac ako na zlepšovanie jednotlivých komponentov sa treba zamerať na optimalizáciu celkových nákladov konštrukcie a plášťa budovy. V komplexnom projekte stavby sa súčasné návrhové aktivity delia na štyri fázy: fázu možností návrhu, integráciu návrhu, modulovú fázu návrhu a návrh komponentov. V tomto štádiu sú riešenia projektu predmetom detailnej analýzy, ktorá vyhodnocuje tieto faktory: nákladovú efektivitu (investície, prevádzkové a údržbové náklady), voľbu dizajnu, energetické požiadavky (kúrenie, chladenie, vetranie, svetlo), environmentálny vplyv, komfort miestností (tepelné, vizuálne, akustické atď.), jednoduchosť používania/prevádzky, náklady a jednoduchosť údržby, rovnako ako flexibilitu zmeny použitia a modernizovania jednotlivých zariadení. Pre projektantov opláštenia a ich realizátorov predstavujú jednotlivé fázy aj špecifikáciu konštrukcie a montáže. ( Heusler W., 2007, 4 ) 2.2 Technológia nízko nákladových budov Optimálne navrhnutá stavebná konštrukcia má mať počas životnosti stavebného objektu čo najnižší súčet stavebných a prevádzkových nákladov pri zachovaní požadovaného štandardu. Súčet nadobúdacích a prevádzkových nákladov predstavuje celkové náklady". Pri navrhovaní stavebných konštrukcii sa doteraz najviac prihliadalo na stavebné náklady. Pri overovacích výpočtoch bolo dokázané, že prevádzkové náklady 18

19 počas životnosti objektu môžu byť niekoľkonásobne väčšie ako stavebné. ( Zapletal I., 2007, 5 ) Preto majú prevádzkové náklady významnú úlohu pri navrhovaní a dimenzovaní stavebných konštrukcii proti nepriaznivým vplyvom počas životnosti stavebného objektu. Dimenzovanie konštrukcií z tohto hľadiska má širší význam. V takomto prípade sa konštrukcia dimenzuje aj na odolnosť proti korózii, na odolnosť proti nepriaznivým vplyvom znečisteného ovzdušia a podobne, a to počas celej životnosti stavebného objektu. Takáto filozofia pri navrhovaní stavebných konštrukcii vyžaduje riešiť tieto čiastkové úlohy: čo možno najpresnejšie určenie životnosti stavebného objektu, čo možno najpresnejšie určenie životnosti stavebných konštrukcii, formulovať stavebné náklady a náklady na likvidáciu konštrukcii, formulovať prevádzkové náklady konštrukcii počas životnosti objektu. Stavebné objekty majú spravidla veľký počet konštrukcii. Nízko nákladový objekt musí mať čo najväčší počet konštrukcii s minimálnym súčtom nadobúdacích a prevádzkových nákladov počas jeho životnosti. Životnosť stavebného objektu možno určiť na základe predpisov a porovnávaním s už dosiahnutou životnosťou pri podobných objektoch. Pri objektoch, pri ktorých sa okrem prevádzkových nákladov vyskytujú aj príjmy z nájomného, možno definovať životnosť ako čas prevádzky objektu, pri ktorom sa dosiahnu minimálne merné náklady. Merné náklady sú podielom príjmov napríklad z nájomného a celkových nákladov. Riešenie musí obsahovať aj vplyvy inflácie. Životnosť stavebných konštrukcií Životnosť stavebných konštrukcii by mala byť podľa možnosti rovnaká, ako životnosť stavebného objektu. Z tohto hľadiska rozdeľujeme konštrukcie na: konštrukcie, ktoré majú rovnakú životnosť ako celý objekt, napríklad základy, zvislé nosné konštrukcie, vodorovné nosné konštrukcie a iné. Tieto konštrukcie pri 19

20 správnom dimenzovaní a kvalitnej technológii vyhotovenia netreba spravidla udržiavať a opravovať. Tieto konštrukcie nemajú vplyv na prevádzkové náklady, konštrukcie, ktoré majú rovnakú životnosť ako stavebný objekt, ale ich treba udržiavať a opravovať. Sem patria pohľadové betóny sklenené fasády, nosné oceľové konštrukcie a pod. Tieto konštrukcie majú vplyv na prevádzkové náklady, konštrukcie, ktoré majú kratšiu životnosť ako celý objekt. Na úrovni súčasného rozvoja vedy patria sem niektoré druhy fasád, textilné podlahy, dodatočné zateplenie, okná a pod. Tieto konštrukcie treba meniť, udržiavať, opravovať a pod. Tieto konštrukcie významne vplývajú na prevádzkové náklady stavebných konštrukcii a tiež na celkové náklady stavebného objektu. Stavebné náklady a náklady na likvidáciu konštrukcií Stavebné náklady pozostávajú najmä z nákladov na dodávku a montáž, prípadne z nákladov na vyhotovenie konštrukcii. Obsahujú aj náklady na plánovanie, projektovanie, náklady na inžiniersku činnosť, prípadne aj náklady na úroky z pôžičiek a iné náklady. Stavebné náklady a náklady na likvidáciu konštrukcii po skončení ich životnosti možno vypočítať pomocou rozpočtovej sústavy, alebo sa určia na základe ponukového konania. Pri likvidácii opotrebovaných konštrukcii do nákladov treba zahrnúť nielen náklady na potrebné lešenia, búracie práce, ale aj náklady na prípadné prerušenie prevádzky stavebného objektu až do výstavby nového objektu. ( Zapletal I., 2007, 5 ) Náklady na prevádzku konštrukcií Prevádzkové náklady sa vypočítavajú pre každé ročné obdobie až po dosiahnutie roka v ktorom sa predpokladá koniec životnosti objektu. Ak predpokladaná inflácia prevádzkových nákladov je odlišná oproti inflácii stavebných nákladov, treba ich prepočítať koeficientom inflácie pre každý rok. Skladajú sa z niekoľkých častí: náklady na čistenie a údržbu konštrukcií, náklady na výmenu konštrukcií, ktoré majú kratšiu životnosť ako celý objekt, náklady na opravy, pri konštrukciách ktoré tvoria obal medzi interiérom a vonkajším prostredím vznikajú v zimnom náklady na energiu, ktorá nahradí jej únik z interiéru do vonkajšieho ovzdušia, pri vysokých vonkajších teplotách to môžu byť náklady na klimatizáciu, 20

21 ostatné náklady, napríklad náklady na poistenie, dane a pod. 2.3 Konštrukcia obvodového plášťa Obvodový plášť charakterizuje dôsledné zníženie strát energie prechodom tepla v celom obvodovom plášti. Optimálnou hrúbkou tepelnej izolácie možno ušetriť 30% až 70% nízkoenergetické budovy, pasívne budovy 80% až 85% a nulové domy 90% až 100% energie na vykurovanie. Obrázok č. 3 možnosti riešenia obvodových stien 1 stena z pórobetónových tvárnic, 2 tehlova stena s kontaktným zateplovacím systémom, 3 dvoj plášťové murivo pohľadová a vápenno piesková tehla, 4 murivo s prevetrávanou zavesenou drevenou fasádou Zdroj: Tepelne izolačné vlastnosti obvodového plášťa: Konkrétne schopnosti obalových konštrukcií budovy tepelne izolovať ovplyvňujú spotrebu energie na vykurovanie, teplotný stav vnútorného prostredia budov, teplotu vnútorných povrchov, kondenzáciu vodných pár v konštrukciách a na ich povrchoch. Tabuľka č.1 Obvyklé systémy vonkajších stien s dobrou tepelnou izoláciou s uvedením súčiniteľom prestupu tepla (hodnota U, vypočítaná bez podielu dreva), celkovej hrúbky a šedá energia, ktorá je potrebná pre výrobu. 21

22 Skladba steny Vnútorný obklad steny; Inštalačný priestor; Drevene stĺpy s celulózovou; vlákninou 180 mm; Drevo vláknitá doska 60 mm; Vonkajší obklad steny, odvetraný, trojvrstvová doska. Vnútorná omietka; Silikátové murivo 150 mm Minerálna vlna, vonkajšia izolácia 200 mm; Vonkajší obklad, odvetraný, debnenie z surového dreva Vnútorný obklad steny; Inštalačný priestor; Drevene stĺpy s celulózovou vláknitou izoláciou 180 mm; Drevovláknitá doska 60 mm; Cementovláknité dosky odvetrané Vnútorná omietka; Silikátové murivo dvojvrstvové ( mm); Minerálna vlna, medziľahla izolácia 180 mm Vnútorná omietka; Murivo z pálených tehál 175 mm; Minerálna vlna, vonkajšia izolácia 200 mm; Vonkajšia omietka Vnútorná omietka; Silikátové murivo 150 mm; Minerálna vlna, vonkajšia izolácia 200 mm; Cementovláknité šindle, odvetrané Hodnota U Celková hrúbka Šedá energia 0.18 W/m²K 330 mm 490 MJ/m² 0.18 W/m²K 410 mm 560 MJ/m² 0.18 W/m²K 320 mm 620 MJ/m² 0.19 W/m²K 480 mm 800 MJ/m² 0.20 W/m²K 390 mm 880 MJ/m² 0.18 W/m²K 410 mm 940 MJ/m² 22

23 Vnútorná omietka; Murivo z pálených tehál dvojvrstvové ( mm), Minerálna vlna, medziľahla izolácia 200 mm; Vonkajšia omietka Vnútorná omietka; Silikátové murivo 150 mm; Minerálna vlna, medziľahla izolácia 180 mm; Kabricové murivo 120 mm 0.19 W/m²K 480 mm 990 MJ/m² 0.20 W/m²K 500 mm 1340 MJ/m² Zdroj: Kolb J., Dřevostavby, 2008, str.: 203 Tepelnoizolačné vlastnosti obalových konštrukcií sa vyjadrujú hodnotou U. Čím hrubšia je tepelnoizolačná vrstva, tým nižšia je hodnota súčiniteľa prechodu tepla U. S klesajúcou hodnotou U sa znižuje tepelná strata stavebným prvkom. ( ozartur.sk, 2008, 6 ) Tepelný odpor stavebnej konštrukcie R (m². K/ W) je podiel hrúbky konštrukcie d (m) a súčiniteľa tepelnej vodivosti l (W/m.K), ktorý udáva tepelnoizolačnú schopnosť stavebného materiálu Súčiniteľ prestupu tepla U (W/m². K) udáva, aké množstvo tepelnej energie sa stráca cez 1 m² plochy stavebnej konštrukcie pri rozdiele teplôt okolitých prostredí 10 C ( medzi vonkajším a vnútorným prostredím) Tabuľka č. 2: Požadované hodnoty súčiniteľa prestupu tepla U (W/m². K): STN Nízkoenergetický Pasívny dom dom Strecha 0,2 0,15 0,1 Obvodové múry 0,32 0,25 0,15 Podlahy 0,25 0,18 0,15 Okná 1,7 1,3 0,8 23

24 Zdroj: Pozornosť treba venovať tepelnoizolačným parametrom: nepriehľadných konštrukcií - konštrukcie v styku s terénom, steny a strechy. Dôležitými faktormi, ktoré ovplyvňujú riešenia detailov obvodových plášťov sú fyzikálne a teplotné procesy. Všetky zložky obvodového plášťa musia byť zrealizované tak, aby zabránili vzniku tepelných mostov a zatekaniu vody do konštrukcie. To sa dá dosiahnuť iba vhodným konštrukčným riešením, výberom materiálov, elimináciou konštrukčných chýb a vytvorením správnej vnútornej klímy. Ak na obvodový plášť pôsobí voda (dážď) a súčasne sila spôsobujúca pohyb vody po povrchu, vytvorené sú pod- mienky na penetráciu (prenikanie) vody v obvodovom plášti. Penetrácia dažďovej vody sa môže uskutočniť: stykmi medzi prvkami obvodových konštrukcií (nepriehľadných častí), stykmi a škárami transparentných konštrukcií, povrchom (v závislosti od nasiakavosti materiálu). Sily spôsobujúce penetráciu vody: kapilárne nasávanie trhliny so šírkou š 0,5 mm, tlak vetra trhliny so šírkou v intervale 0,01 < š < 4 až 5 mm, gravitácia trhliny so šírkou š > 0,5 mm, vzduchové prúdy trhliny so šírkou š > 1 až 4 mm, kinetická energia škáry so šírkou š > 4 až 5 mm. Kritickým zaťažením z hľadiska hydrodynamiky budov nie je samotný účinok dažďa, ale spoločný účinok vetra a dažďa, tzv. hnaný dážď. 24

25 2.4 Tepelné mosty obvodových konštrukcií Súčasťou realizácie je návrh konštrukčných detailov, ktorými sa možno vyhnúť (okrem vzniku stavebných porúch) tepelným mostom. Tepelné mosty sú miesta na obvodovom plášti budovy, ktoré majú nižší tepelný odpor ako ostatné časti, t.j. cez ktoré uniká viac tepla. ( ozartur.sk, 2008, 6 ) Obrázok č. 4 termokamera rodinného domu Zdroj: Tepelný most môžeme charakterizovať ako časť konštrukcie budovy, kde sa výrazné mení vnútorná povrchová teplota. Je to spôsobené zmenou hrúbky stavebnej konštrukcie, alebo rozdielnou veľkosťou vnútornej plochy, ktorá teplo prijíma,a vonkajšej plochy, ktorá teplo odovzdáva (napríklad kúty stien, podláh a podobne). 25

26 Obrázok č. 5 výrazný tepelný most betónový preklad Zdroj: Obvodový plášť budovy musí chrániť celu budovu tak, aby bol vplyv tepelných mostov vylúčený, alebo aspoň obmedzený. Tepelne mosty vznikajú najčastejšie u nad okenných a nad dverných prekladov, okraje strechy, atiky, v miestach napojení stropných nosných prvkov s obvodovou stenou alebo vyloženie nosných konštrukcii balkónov a lodžií. Všetky miesta s tepelnými mestami je treba prekryť efektívnym tepelnoizolačným materiálom s takou hrúbkou, aby bol pokles vnútornej povrchovej teploty čo najnižší. V žiadnom prípade nesmie dosiahnuť hranicu rizika vzniku plesni. (časopis môj dom) Plesne na vnútornom povrchu konštrukcii sú vážnou závadou. Sú to mikroskopické mikroorganizmy. Tabuľka č. 3 kritická teplota pre vznik plesni Kritická povrchová teplota pre vznik plesni v C pri Teplota v C relatívnej vlhkosti vzduchu 50% 60% 10 3,2 5, ,7 13,5 26

27 19 11,7 14, ,6 15, ,6 16, ,3 20,3 Zdroj: časopis môj dom Najkritickejšími oblasťami v obvodovom plášti sú: napojenie steny a strešnej konštrukcie železobetónové konštrukcie roletové boxy osadzovacie škáry a ostenia okien okenné parapety a nadokenné preklady prieniky pre vykurovacie telesá prieniky obvodovým plášťom Optimálne je cielené vyhýbanie sa vzniku tepelných mostov: kompaktnou stavebnou formou správnym spôsobom zateplenia vonkajších stavebných prvkov termickým oddelením vyčnievajúcich prvkov pri nízko energetických domoch sa zvýšená pozornosť venuje návrhu konštrukčných uzlov: v styku obvodovej steny, základu a podlahy na teréne, resp. suterénnej steny v miestach osadenia rámov okien, dverí, výplní otvorov a prienikov konštrukcií v miestach vyloženia konzol 27

28 Obrázok č. 6 Vhodné riešenia kritických miest v obvodovej konštrukcii a) štrkový násyp, hydroizolácia, tepelná izolácia, parozábrana, železobetónový strop, omietka b) drevená podlaha, fólia, minerálna vlna, nasyp, železobetónový strop, omietka c) drevená podlaha, parozábrana, tepelná izolácia (minerálna vlna), slepá podlaha, tepelná izolácia (celulóza), železobetón Zdroj: Energetická sanácia budov Energetická sanácia budov, ako sa hovorí ich opravám, sa stane v priebehu nasledujúcich 20 rokoch jednou z hlavných úloh stavebníctva. Vo veľkej miere sa dotýka aj jednotlivých stavebníkov. Jedinou cestou, ako sa vyhnúť riziku nekontrolovateľného nárastu cien energií, je maximálne znížiť závislosť od neobnoviteľných fosílnych zdrojov (uhlie, ropa a podobne) a ťažisko presunúť do oblasti obnoviteľných zdrojov energií. Ak budeme uplatňovať zásady nízkoenergetických a energeticky pasívnych budov, energetickú náročnosť na vykurovanie môžeme znížiť až o 60 až 90 percent v porovnaní so 28

29 súčasným stavom, a to nielen v prípade novej výstavby, ale aj pri sanácii existujúcich budov. ( mojdom.sk, 7 ) Efektívne systémové riešenia sa zakladajú na kombinácii týchto prvkov: účinné tepelnoizolačné opatrenia obvodového plášťa tepelnoizolačné okná s kvalitnými rámami a zaskleniami v súčinnosti s pasívnym využitím slnečnej energie dôsledné riešenie konštrukčných detailov, čo znamená vylúčenie tepelných mostov a zvýšenie vzduchotesnosti a vetrotesnosti obálky stavby riadené vetranie so spätným získavaním tepla inovatívny a efektívny vykurovací systém vynikajúca kvalita realizácie. Tabulka č. 4 Prvky energeticky efektívneho systémového riešenia sanácie budovy Prvky energeticky efektívneho systémového riešenia sanácie budovy Spôsob riešenia Stavebný prvok Dnes bežné riešenie Energeticky efektívne riešenie Obvodová stena tepelná izolácia 0 až 8 cm 16 až 24 cm Strecha tepelná izolácia 10 až 16 cm 24 až 30 cm Podlaha na teréne tepelná izolácia 0 až 6 cm 10 až 20 cm Okná Uw = 1,4 W/(m2.K) Uw 0,85 W/(m2.K) Vetranie prirodzené (oknami) riadené vetranie so spätným získavaním tepla Technické zariadenie 1,3 až 2,0 1) 1,1 až 1,2 1) Obnoviteľné zdroje energie výnimočne vysoký podiel Redukcia emisií CO2 20 až 50 % 85 až 95 % Pozn.: 1) Číslo náročnosti vykurovacieho systému (bez regeneratívneho bonusu) Zdroj: 29

30 3 Zateplenie obvodových plášťov Úbytok zdrojov spôsobil do konca deväťdesiatych rokoch veľký prevrat v oblasti hospodárskych rámcových podmienok, obzvlášť v zaobchádzaní s energie. Tato situácia dnes podmieňuje všeobecné úvahy, výpočty a opatrenia vo vzťahu k spotrebe energie, prevádzkovým nákladom, dlhodobé funkčné schopnosti a udržovanie konštrukčných prvkov a budov. Okrem toho otázky dostupnosti a ekológie surovín a spotreby energie pre výrobu a používanie stavebných materiálov stále viac určuje stavebná činnosť. K týmto kritériám sa pridružuju aj požiadavka na príjemnú a zdravotne optimálnu klímu v miestnosti. (Kolb J., 2008, str.: 202) Pri návrhu zateplenia obvodového plášťa je potrebne dodržať nasledovne zásady, ktoré sú uplatňované pri spracovaní projektovej dokumentácie zateplenia stavebných konštrukcií a budovy. Uvedené zásady konštrukčného riešenia súčasne ovplyvňujú podmienky a technologicky postup realizácie zatepľovanie. (Zásady navrhovania tepelnej ochrany obvodového plášťa zateplením) Jedným z podstatných opatrení obnovy budovy je zateplenie obvodového plášťa. Dôvody zateplenia: - Predĺženie životnosti budovy - zabezpečenie nezatekania zrážkovej a skondenzovanej vody do obvodových konštrukcií - obmedzenie teplotných kmitov konštrukcií - Hygiena - ochrana pred vlhkosťou a plesňami - kvalitnejšia vnútorná klíma - Úspory energií - zaistenie prijateľnej réžie vykurovania - Zhodnotenie majetku, vzhľad budovy 30

31 Tabuľka č. 5 Vplyv účinku zatepľovania na zníženie emisií Opatrenie Vzťah k politike Sektor uplatnenia Účinok Zatepľovanie budov Energetická politika Centralizovaná Výstavba a verejné Zniženie spotreby tepla z CZT % % Ukončenie procesu zatepľovania budovy Zdroj: zatepľovacie systémy obvodových plášťov budov Tepelné straty priamo súvisia so spotrebou energie na vykurovanie t.j. čím sú väčšie, tým viacej energie potrebujeme na zabezpečenie požadovanej tepelnej pohody vo vykurovanom priestore. Rodinné a obytné domy (ale aj prevažná časť ostatných objektov) sa stavajú zvyčajne na 80 až 100 rokov, a preto musíme brať do úvahy aj prevádzkové náklady súvisiace s vykurovaním. Tieto počas životnosti stavby môžu byť v sumáre vyššie ako náklady na výstavbu objektu. Taktiež treba mať na mysli rast cien energií a priamu súvislosť medzi spotrebou energií a ekológiou. Z uvedených dôvodov by malo byť znižovanie tepelných strát u novo budovaných, ale aj jestvujúcich objektov jedným z hlavných cieľov. Oblasť existujúcich budov sa rieši ťažšie, je náročnejšia ako u novej výstavby, ale dáva okamžitý efekt v znížení spotreby a tým aj prevádzkových nákladov. Reálne návratnosti zatepľovania obvodových plášťov budov, pri cenách tepla v roku 2005, sa pohybujú v rozpätí cca 8 12 rokov, u okien je návratnosť investície dlhodobejšia. Graf č. 1 Tepelné straty 31

32 Zdroj: Spôsoby zateplenia a zatepľovacie systémy Podľa druhu konštrukcie, ktorá je predmetom zateplenia môžeme zatepľovanie rozdeliť na: - zatepľovanie obvodového plášťa - zatepľovanie strešného plášťa - zatepľovanie otvorových konštrukcií - zatepľovanie vnútorných konštrukcií, ktoré rozdeľujú miestnosti s rôznou teplotou vnútorného vzduchu. Samotné zatepľovanie obvodového plášťa budovy môžeme previesť rôznymi spôsobmi a to: - s tepelnou izoláciou na vonkajšej strane konštrukcie (vonkajšie zateplenie) - s tepelnou izoláciou na vnútornej strane konštrukcie (vnútorné zateplenie) - s tepelnou izoláciou vo vnútri konštrukcie (vrstvená konštrukcia nie je obvyklí pri dodatočnom zateplení) Na Slovensku je využívané najmä zatepľovanie s tepelnou izoláciou z vonkajšej strany konštrukcie. Zatepľovacie systémy obvodového plášťa z hľadiska princípov skladby jednotlivých vrstiev, použitých materiálov a doplnkov delíme na: - kontaktné zatepľovacie systémy, ktoré sa skladajú so spojovacej vrstvy, tepelnoizolačnej vrstvy, výstužnej vrstvy s výstužnou mriežkou a povrchovej vrstvy so základným alebo elegačným náterom ( v súčasnej dobe je vydaných 39 osvedčení podľa zákona 90/1998 Z. z. pre kontaktné zatepľovanie systémy ) viď. Obrázok č.1 - odvetrané ( montované ) zatepľovacie systémy, ktoré sa skladajú z tepelnoizolačnej vrstvy, kotviacej a nosnej konštrukcie, odvetranej vzduchovej vrstvy a 32

33 obkladu (v súčasnej dobe je vydaných 15 osvedčení pre odvetrané zatepľovacie systémy) viď. Obrázok č.2 Kontaktné zatepľovacie systémy zaznamenávajú rozmach najmä od roku 1991 a sú stavebníkmi najviac aj využívané pri zatepľovaní budov. Samostatnou kapitolou zatepľovania sú tepelnoizolačné omietky, ktoré sa používajú aj v dnešnej dobe hlavne pri dodatočnom zatepľovaní historických stavieb. Maximálna hrúbka tepelnoizolačnej omietky je cca. 60 mm. Súčiniteľ tepelnej vodivosti týchto omietok sa pohybuje v rozmedzí λ=0,09 W.m¹K u štandardných omietok až λ=0,04 W.m¹K¹ u nadštandardných omietok ponúkanými niektorými firmami. ( fasada.sk, 8 ) Zatepľovanie budov je v dobe zvyšovania cien energií fenoménom na poli stavebného trhu. Najpoužívanejšími zatepľovacími systémami obvodových plášťov sú kontaktné zatepľovacie systémy, ktoré pre stavebníkov prinášajú množstvo výhod a úspor. Pri terajšom množstve výrobcov a dodávateľov materiálov určených na zatepľovanie je treba pri výbere vhodného spôsobu zateplenia sa obrátiť na kvalifikovaných pracovníkov. (e-filip.sk, 9 ) Požadované normové hodnoty tepelnoizolačných parametrov obvodového plášťa sa dajú dosiahnuť aj jednovrstvovým murivom (z pórovitej tehly hrubej 38 cm alebo z ľahkých betónov), avšak na obvodové konštrukcie nízkoenergetických domov sa kladú podstatne vyššie nároky ako požadujú súčasné normy. Dobre tepelnoizolačné vlastnosti obvodového plášťa sú predpokladom prijemnej vnútornej povrchovej teploty stien a úsporného vykurovania priestorov. Podmienkou dobrej tepelnoizolačnej schopnosti sú suché obvodové steny s dobrou vlhkostnoregulačnou kapacitou. Tepelnoizolačné materiály na zateplenie obvodových stien by mali spĺňať stavebnobiologické a stavebnoekologické požiadavky. ( Nagy E., 2002, str.: ) 33

34 Obrázok č. 7 Obvodová stena bez tepelnej izolácie Zdroj: Bod mrazu je približne v strede muriva. Murivo je ochladzované, z časti v zime premŕza. Okrem vysokých tepelných strát, vlhkosť absorbovaná v murive v zime zamŕza - zmenami objemu môže narušiť celistvosť muriva, v murive sa vytvoria trhlinky. (e-filip.sk, 9 ) Obrázok č.8 Zateplenie z vnútornej - interiérovej strany Zdroj: Bod mrazu sa posúva až za hranicu vnútornej strany muriva - do tepelnej izolácie. Tepelná izolácia zabraňuje únikom tepla z interiéru, ale neochraňuje vonkajšie murivo pred premŕzaním. Tak, ako v prvom prípade vplyvom poveternostných podmienok môže byť 34

35 murivo narušené a vznikať na vnútornej strane plesne. Takisto - v tomto prípade akumulačná schopnosť muriva ostáva nevyužitá. (e-filip.sk, 9 ) Obrázok č. 9 Zateplenie z vonkajšej - exteriérovej strany Zdroj: Zateplenie chráni proti únikom tepla z interiéru zároveň chráni murivo pred premŕzaním - bod mrazu sa nachádza v tepelnej izolácii pred vonkajšou stranou muriva. Zároveń sú zachované akumulačné vlastnosti muriva. (e-filip.sk, 9 ) V súčasnosti sa čoraz častejšie pristupuje k obnove už jestvujúcich budov bytového, ako aj nebytového charakteru a teda aj priemyselných budov halového typu. Dochádza najmä k zmene ich dispozičného a prevádzkového riešenia alebo obnove obalových konštrukcií. Cieľom celkovej obnovy je najmä zníženie mernej potreby tepla na vykurovanie, zlepšenie tepelného stavu vnútorného prostredia, tepelno-technických vlastností obalových konštrukcií a spôsobu vykurovania halových objektov. ( Katunská J., 2008, 10 ) 35

36 4 Obvodové plášte z energetického, ekologického a ekonomického hľadiska Ekologické aj ekonomické analýzy poukazujú na neodvrátiteľný trend zvyšovania cien energií. Vykurovanie domov predstavuje najväčšiu položku v spotrebe energií domácností aj väčšiny firiem. Tepelné straty obvodovým plášťom predstavujú podstatnú zložku celkových tepelných strát. Pri rodinnom dome sa obvodový plášť podieľa na celkových stratách približne 30 %, pri bytových domoch to môže byť ešte viac. (gipsol.sk, 11 ) Graf č. 2 porovnanie potreby energie na výrobu stĺpa vysokého 3 m rovnakom zaťažení drevo ocelový profil železobetón silikátový výrobok potreba materiálu potreba energie Zdroj: Kolb J., Dřevostavby 2008, str.: 19 36

37 4.1 Ekologicky stavať znamená Uvážlivo voliť miesto stavby, koncepciu stavby, tvar budovy a jej polohy, stavebne materiály, dispozičné priestorové riešenie a vnútorná funkčnú usporiadanosť, technické vybavenie domu a domácnosti vhodnými systémami so začlenením vegetácie, všetko s ohľadom na ochranu životného prostredia a úspory energie, pričom našim cieľom ma byt: 1. pri výstavbe obmedziť zásahy do prírody na najmenšiu možnú mieru. 2. pri výstavbe a využívaní budovy minimalizovať nároky na energiu a zdroje. 3. rozumne využívať prírodné systémy a obnovovať zdroje (pasívne využívanie slnečnej energie, prirodzená klimatizácia, rastlinný kryt). 4. minimalizovať množstva a koncentrácie látok, ktoré znečisťujú vzduch a vodu, straty tepla, odpad, odpadové vody a plochy opatrene syntetickým náterom. 5. zachovávať alebo dokonca zvyšovať mnohotvárnosť druhov živočíšstva a rastlinstva na stavenisku. 6. začleniť budovu s citom do krajiny a tým v konečnom dôsledku umožniť zdravé bývanie a pracú. (H.-P. Bauer-Bockler, 2000, str.: 9) Pod pojmom stavebná ekológia rozumieme vedný odbor, ktorý sa zaoberá zložitými systémami, vzájomnými vzťahmi medzi človekom, obytným domom a prírodou, ich vzájomným ovplyvňovaním a vzájomnými ekologickými účinkami. (H.-P. Bauer- Bockler, str.: 8) V dnešnej dobe sa musíme vo všetkých odvetviach ľudskej činnosti zaoberať možnosťami, ako menej zaťažovať životné prostredie, ako produkovať menej skleníkových plynov a ako hospodárnejšie zachádzať s energetickými zdrojmi. Pre našu budúcnosť na Zemi je trvale udržateľný rozvoj jedinou šancou na prežitie. V dobe, kedy sa strategickou surovinou začína stavať aj pitná voda, sme povinný chovať sa k životnému prostrediu čo najšetrnejšie. (Zahradníček V. Horák P., 2007, str. 10) Drevo je jediný z cela obnoviteľný materiál: po jeho vyťažení nám na tom istom mieste pri minimálne vloženej energii vyrastie za 100 rokov nová surovina, čo je kratšia doba ako fyzická životnosť správne prevedených drevo stavieb. 37

38 4.2 Energetický audit Energetický audit je zdokumentovanie a vyhodnotenie jestvujúceho stavu budovy vo vzťahu k spotrebe energie. Záver auditu určuje rozsah potrebných úprav smerujúcich k zníženiu energetickej náročnosti budovy. (energiaservis.sk, 12 ) Cieľom energetického auditu je zistiť reálny stav budovy. Audit je potrebný podklad pre technický návrh obnovy budovy. V minulosti sa náklady na budovu posudzovali podľa ceny novostavby. Dnes už režijné náklady počas životnosti budovy prevažujú nad počiatočnou investíciou. Hlavnou položkou v nákladoch je vykurovanie. 4.3 Energeticko ekonomické hľadisko Energetiko ekonomická optimalizácia Tento prístup zosúľaďuje stavebné riešenie, ekonomickú prijateľnosť a energetickú efektívnosť. Vo variantných návrhoch a výpočtoch sa hľadá vhodná vyváženosť širokej škály možností pre konkrétnu budovu. Stavebné energetické hodnotenie Tabuľka udáva hodnoty súčiniteľov prestupu tepla podľa dostupnej dokumentácie a odborného odhadu a pre vyššie popísané tri úrovne energetickej budovy. V tabuľke sú potom zhrnuté výsledky predbežného energetického hodnotenia variant. Tabuľka č. 6 prehľad hodnôt súčiniteľov prestupu tepla rozhodujúcich konštrukcií pre súčasný stav a tri navrhovane varianty zmien Stavebný prvok Obvodová stena 1.NP Súčasný stav Úroveň 1 Úroveň 2 Úroveň 3 1,1 0,38 0,25 0,15 38

39 Podlaha na teréne * 0,60 0,40 0,25 Podlaha 2.NP 0,55 * * * Strop nad terasou 0,38 * * * Strecha 0,50 0,24 0,16 0,12 Okno 1. NP 2,9 1,8 1,2 0,8 Okno 2. NP 2,9 1,8 1,2 0,8 Presklene schodisko 4,5 1,8 1,2 0,8 * údaj nie je pre ďalší výpočet podstatný Zdroj: kniha nízkoenergetické domy princípy a příklady Tabuľka č. 7 prehľad výsledkov podľa zvolenej úrovne riešení Energetické parametre Súčasný stav Úroveň 1 Úroveň 2 Úroveň 3 Energetická vzťažná plocha [m²]* Merná tepelná strata H[W/K] Potreba tepla na vykurovanie 23,5 21,9 16,7 3,4 E [MWh/a] Merná potreba ,5 tepla na vykurovanie e [kwh/(m²a)] 100 % 46 % 35 % 7,8 % * plocha vykurovania miestnosti Zdroj: kniha nízkoenergetické domy princípy a příklady 39

40 Ekonomické vyhodnotenie Cieľom ekonomického vyhodnotenia energeticky úsporných opatrení je : - Korektne porovnať rôzne možnosti investície - Minimalizovať riziko pre investora - Definovanie očakávaných nákladov a prínosov - Vyčíslenie rizík a neistôt Projekt sa väčšinou hodnotí tromi kritériami: Obdobie splatenia Jednoduché splatenie je čas, ktorý je potrebný na to, aby náklady boli vyrovnané ziskami. Jedná sa o prostú návratnosť. Čistá súčasná hodnota (NPV) NPV je suma, ktorú projekt vynesie počas predpokladanej doby v súčasných peniazoch. Čím vyššia hodnota NPV, tým je projekt výnosnejší. Vnútorná výnosnosť (IRR) IRR je diskontná sadzba, pre ktorú je celkový zisk po diskontovaní nulový. Čím vyššia je hodnota IRR, tým ide o výnosnejší projekt. (energiaservis.sk, 13 ) Energetická certifikácia budov Povinnosťou energetickej certifikácie sa vzťahuje na novú ale aj na významne obnovovanú budovu v prípade kolaudačného konania po 1. januári 2008, ako aj na budovu predávanú a prenajímanú po 1. januári Zo zákona sú vyňaté pamiatkovo chránené stavby a budovy postavené pred rokom Výnimka sa týka aj niektorých malých objektov a stavieb, ktoré sa využívajú len niekoľko mesiacov roku. ( reneizolacie.sk, 14 ) Energetický certifikát budovy je možné spracovať iba spôsobom, ktorý vyplýva zo zákona č. 555/2005 Z.z.. Vzhľad energetického certifikátu musí zodpovedať vzoru, ktorý je zverejnený vo vyhláške MVRR SR č. 625/2006 Z.z. ( reneizolacie.sk, 14 ) Energetický certifikát spracováva a vystavuje odborne spôsobilá osoba (tepelná ochrana, vykurovanie a príprava teplej vody; pri administratívnych budovách aj vetranie, chladenie a osvetlenie). Súčasťou certifikátu je aj návrh opatrení, ktoré je potrebné spraviť, 40

41 aby budova spĺňala normy platné v EÚ. Energetický certifikát obsahuje identifikačné údaje oprávnenej osoby, opis budovy, kategóriu budovy, číselné ukazovatele, výsledky výpočtu, údaj o platnosti. Platnosť certifikátu môže byť najviac 10 rokov. ( reneizolacie.sk, 14 ) Obrázok č. 10 Energetický certifikát budovy vydaný podľa zákona č. 555/2005 z.z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov č. Zdroj: Teplotechnika Stavebná tepelná technika sa venuje riešeniu tepelnej ochrany budov pred vplyvom vonkajšieho prostredia počas celého roku. Cieľom stavebnej tepelnej techniky nie sú len úspory energie, ale aj riešenie otázok ohľadne hygieny (plesne), deštrukcie materiálov (nadmerná kondenzácia vodných pár, teplotné namáhanie konštrukcií apod.), tepelnej 41