Zateplenie domu – všetko, čo o ňom potrebujete vedieť

Zateplenie – riešenie zateplenia a výber materiálov je v súčasnosti rôznorodý, prevláda najmä kritérium nízkej ceny, čo však znamená zvyčajne aj nižšiu kvalitu komplexných vlastnosti správneho zateplenia, rôzne riziká  a rôzne poruchy stavby počas užívania, nižšia životnosť systémov zateplenia až komplexná obnova zateplenia počas životnosti stavby, čo je nákladovo a materiálovo zbytočne neefektívne, nenávratné a neekologické.

1. Prečo je vôbec zateplenie potrebné? Aký význam má pre nás zateplenie? 

Navrhovanie a realizácia zatepľovania budov pre rôzne stavebné systémy postupom času nadobudli čoraz väčší význam a je výrazne dôležité v súčasnosti a do budúcna a to z individuálnych ako aj spoločenských dôvodov. Ide napr. o rastu cien všetkých klasických zdrojov energií, vysoké tepelné strát obytných budov staršej výstavby, hygienické alebo statické problémy a pod.
Zatepľovanie má teda značný význam a výrazný pozitívny vplyv ako individuálny, tak aj sploločensky. Jednoduchšie povedané: šetrí teplo, energiu a náklady pri vykurovaní, zabezpečuje a zvyšuje sa trvanlivosť a spoľahlivosť obalových konštrukcií, šetrí náklady vyhnutím sa zbytočnej údržbe a opravám, odstraňujú sa hygienické problémy s plesňami a pod.
Ďalej zatepľovaním sa výrazne znižuje produkcia rôznych plynných a pevných škodlivín (napr. emisia skleníkového plynu  CO₂, popol, dymové častice a pod.) pri používaní klasických zdrojov energie a zvyšuje sa viac efektivita používania obnoviteľných zdrojov energie a zároveň sa dosahuje splenie energetickej triedy budovy A1.
Základný význam zatepľovania stavby: vytvorenie tepelnej pohody v zime a v lete = ochrana pred chladom a nadmernými tepelnými stratami v zime a ochrana pred nadmerným prehrievaním (tepelnými ziskami) v lete, vytvorenie akustickej pohody = ochrana pred nadmerným hlukom, vytvorenie pokoja kľudu bývania. Zatepľovanie má však ďalšie spomenuté dôležité dôvody pre individuálny, spoločenský a ekologický prínos!!!
 

2. Aktuálny stav požiadaviek pre zatepľovanie – vyjadrenie hodnotou Ualebo  R

Správne zateplenie konštrukcií t.z. splnenie tepelno-technických požiadaviek je súčasťou viacerých základných požiadaviek stanovených na stavebné konštrukcie a budovy a zároveň ich dokáže veľmi ovplyvňovať ako napr. spoľahlivosť statiky v čase, životnosť, požiarnu odolnosť a bezpečnosť, akustické vlastnosti, estetiku a pod. Zateplenie je nevyhnutné pre vytvorenie priaznivého vnútornej klímy, energetickej hospodárnosti pri prevádzke vykurovania a ekológie budovy.
Aktuálny stav požiadaviek pre zatepľovanie  v SR uvádza norma STN 73 0540-2/Z2:2016. Norma stanovuje požadovaný súčiniteľ prechodu tepla U stavebnej konštrukcie, tzv. U-hodnotu.  Čim U-hodnota je nižšia, tým je zateplenie lepšie a tepelné straty prechodom tepla z budovy sú menšie. Požiadavky na zateplenie sa môžu stanoviť aj pomocou tepelného odporu stavebnej konštrukcie R. Vyššia hodnota R znamená lepšie zateplenie a menšie tepelné straty z budovy.
Požiadavky na U – hodnoty obvodových stien, striech a stropov podľa normy sú nasledovné:

Požiadavky na R – hodnoty obvodových stien, striech a stropov podľa normy sú nasledovné:

3. Naše hlavné otázky týkajúce sa zatepľovania fasád drevených alebo murovaných stien

 Ak sme si vedomí potreby a významu zatepľovania v náväznosti na aktuálne požiadavky, kladieme si nasledovné ďalšie praktické otázky:
 

1. Do akej miery hrúbky zatepliť: aká je efektívna hrúbka celkovej tepelnej izolácie pri vybranom druhu a type izolácie pre príslušný druh a hrúbku nosného materiálu steny?
2. Ako a čím zatepliť: koľko akých vrstiev celého zateplenia, aké druhy materiálov použiť a je vhodné skombinovať pre murované alebo drevené konštrukcie stien rôzneho druhu?
3. Aké sú vhodné druhy a typy tepelných izolácií pre fásady z rôznych druhov omietok: silikátové, silikónové, akrylátové, vápenno-cementové?
4. Aké sú vhodné druhy a typy tepelných izolácií pre fasády s drevenými obkladmi, ktoré sú zo zadnej strany prevetrávané?
5. Koľko investovať, alebo aké sú iné výhody investície: kde je hranica efektívnych investícií, alebo aká je návratnosť z pohľadu ušetrených nákladov pri vykurovaní? Má význam vôbec uvažovať len s finančnou návratnosťou, alebo aké iné sú významné výhody investície pri zatepľovaní?
6. Aká je spoľahlivosť návrhu a realizácie zateplenia pre rôzne klimatické podmienky a v čase: aké je riziko podchladzovania, vnikania nadmerného množstva vodných pár a kondenzácie vodnej pary vo vnútri konštrukcie, opadávanie omietok, tvorba plesní na vnútorných povrchoch a detailoch a pod?
7. Ďalšie iné.

Poskytnúť správne odpovede, teda riešenie zateplenia je možné na základe konkrétnych situácií zatepľovaných konštrukcií, návrhu skúsenými odborníkmi a porovnaním viacerých možností zateplenia a zváženia si optimálneho výberu pre konkrétnu situáciu zatepľovanej konštrukcie.
Poznámka: minimálna životnosť stavby s pomocou bežnej a nenákladnej údržby má byť 85 až 100 rokov.
Komplexne správne zateplenie však tiež neznamená ani najvyššiu cenu !!!
Kvalitné materiály dokážu nahradiť iné štandardné vrstvy obalových konštrukcií a s nimi spojené náklady aj na montáž pri zvýšení potrebných vlastnosti zateplenia a tak menej vrstiev zateplenia dosiahne viac – správnu kvalitu za prijateľnú cenu.

Pre správne zateplenie a zhodnotenie môže poslúžiť aj nasledovný základný prehľad zásad / princípov pre zatepľovanie.

4. Ako teda správne zatepliť? Aké sú zásady / princípy pre zatepľovanie?

Správne zateplenie (tepelno-technický návrh) obalovej konštrukcie – steny, strechy, stropu najvyššieho podlažia má:

• splniť aktuálne U– hodnoty (súčiniteľ prechodu tepla), resp. hodnoty R (tepelný odpor konštrukcie) pre zateplenie konštrukcií podľa STN 73 0540-2/Z1:2016
• maximálne eliminovať (znížiť) tepelné mosty vhodnou hrúbkou tepelnej izolácie z vonkajšej strany a tým znížiť účinok tepelných strát budovy prechodom tepla aj riziko problémov vzniku plesní dôsledkom tepelných mostov,
• zachovať každú obalovú konštrukciu v príslušnom prevádzkovo suchom stave od začiatku zhotovenia (výroba, montáž) a počas plánovanej životnosti čím sa zabezpečuje spoľahlivá statika, plánovaná životnosť bez opráv, hygiena na vnútornej strane (bez plesní), zbytočné nezvyšovanie tepelných strát,
• zabezpečiť obojstranne dostatočnú vzduchotesnosťz. z vonkajšej aj z vnútornej strany obalovej konštrukcie – čím sa z vonkajšej strany v zime zabráni prieniku chladného vzduchu do konštrukcie a jej podchladzovaniu a z vnútornej strany sa zabráni prieniku teplého vlhkého vzduchu do konštrukcie. Daným princípom sa podmienky pre kondenzáciu vodnej pary v obalovej konštrukcií výrazne vylučujú.
• celkovým riešením stavebnej obalovej konštrukcie aj využitím izolácie s lepšou akumuláciou tepla vytvoriť určitú kapacitu na akumuláciu tepla, teplotný útlm a a časový fázový posun teploty v letnom období,
• umožniť potrebnú difúziu vodnej pary cez konštrukciu ( označované ako „dýchanie“ konštrukcie ) – pre vylúčenie kondenzácie vodnej pary v konštrukcií musí byť difúzny odpor z interiérovej strany konštrukcie min. 10 krát väčší ako z vonkajšej strany v súčinnosti s princípom obojstranne dostatočne vhodnej vzduchotesnosti.
• nezabudovať nadmerné vlhké materiály, nezakrývať ich skôr, než sa vysušia na normálnu vlhkosť,
• teplotu rosného bodu navrhnúť v tepelnej izolácií z exteriérovej strany – tepelná izolácia musí byť preto dostatočne vhodne hrubá
• ďalšie, pri navrhovaní difúzne otvorenej konštrukcie musia byť omietky z exteriéru dostatočne priepustnejšie pre difúziu vodnej pary a pod.,

DÔLEŽITÉ! „VZDUCHOTESNOSŤ“ NEZNAMENÁ „ZAMEDZENIE DÝCHAŤ“

Princíp zabezpečiť obojstranne dostatočnú vzduchotesnosť konštrukcie neznamená „zamedziť konštrukcií dýchať“, teda zamedziť prechodu vodnej pary. Sú doskové materiály na báze dreva alebo vhodné druhy fólií, ktoré majú dostatočnú vzduchotesnosť a zároveň umožňujú prechod vodnej pary – „dýchanie“. Pre zabezpečenie dostatočnej vzduchotesnosti je však dôležité, aby spoje materiálu a napojenie na iné konštrukcie a detaily boli vhodne dostatočne tesnené voči vzduchu napr. tesný samosvorný spoj na perodrážku, pretmelenie, alebo prelepenie.
Jednoduchšie povedané – je možné navrhnúť konštrukcie z materiálov o vhodných vlastnostiach, ktoré majú dostatočnú vzduchotesnosť a vlhkosť dokáže cez ne kontrolovane prechádzať – konštrukcie „dýchajú“. Konštrukcie sa označujú ako difúzne otvorené.
Samozrejme, parozábrany, ktoré sú nehygroskopické a nekapilárne materiály a sú totálne vzduchonepriepustné, prechod vodnej pary cez konštrukciu neumožňujú, konštrukcia ľudovo povedané „nedýcha“. Taktiež materiály z exteriérovej strany, ktoré majú faktor difúzneho odporu m väčší ako 30 spôsobujú problémový prechod vodnej pary – „sťažené dýchanie“ V takýchto prípadoch, aby sa konštrukcia nedostala do nadmerného vlhkého stavu t.z. zachovali  konštrukciu v suchom stave – je potrebné použiť z interiérovej strany parobrzdu alebo parozábranu s dostatočným faktorom difúzneho odporu μ vzhľadom na veľkosť difúzneho odporu materiálov na exteriérovú stranu.
Jednoduchšie povedané – je možné navrhnúť konštrukcie z materiálov s vlastnosťami, ktoré majú totálnu vzduchotesnosť a vlhkosť nedokáže v potrebnej miere cez ne prechádzať – konštrukcie „zle dýchajú“ alebo „nedýchajú“. Neznamená to však, že by boli z hľadiska tepelnotechnických vlastnosti nesprávne navrhnuté. Konštrukcie sa označujú ako difúzne uzatvorené.

5. Ako začať s riešením zateplenia ? Princíp difúzne otvorenej alebo uzatvorenej skladby konštrukcie?

Cez obvodovú stenu, ktorá oddeľuje interiérovú obytnú klímu od exteriérovej klímy dochádza k prechodu tepla, vzduchu a vodnej pary. V zimnom období teplo a vodná para idú smerom z interiéru do exteriéru a vzduch opačne. V letnom období však situácia býva aj opačná – teplo a vodná para idú z exteriéru do interiéru a vzduch opačne.
Závažným problémom je, že pri priaznivých podmienkach môže vodná para v konštrukcií, alebo na vnútornom povrchu a detailoch skondenzovať na vodu. Nadmerná prevádzková vlhkosť konštrukcie je pri dlhšom čase alebo pri jej hromadení v konštrukcií a na povrchoch škodlivá – vznikajú plesne a ďalšie poškodenie materiálov a funkcie konštrukcie. Tento problém rizika škodlivej vlhkosti je potrebné nevyhnutne vyriešiť vhodným návrhom a realizáciou skladby konštrukcie.

 „DÝCHANIE“ OBALOVÝCH KONŠTRUKCIÍ = PRECHOD VODNEJ PARY

 Z hľadiska „dýchania” obalových konštrukcií – prechodu vodnej pary sú princípy riešenia materiálových skladieb nasledovné:

1. Difúzne OTVORENÉ skladby konštrukcií a detailov.
2. Difúzne UZAVRETÉ skladby konštrukcií a detailov.

Pre obalové konštrukcie drevostavieb (steny, strecha, strop najvyššieho podlažia) ako murované steny sa môžu používať obidva princípy.
V súčasnosti sú trendom navrhovania difúzne otvorené skladby konštrukcií. Každý princíp má pri realizácií v praxi samozrejme svoje výhody a nevýhody.

Difúzne otvorené konštrukcie

Výhody:

• nepoužíva sa materiál a práca naviac – bez aplikácie parozábrany,
• pri použití parobŕzd z doskových materiálov na báze dreva (na interiérovej strane) je materiál schopný prijať a redistribuovať vlhkosť (rovnomerne rozložiť po ploche) aj v miestach spojovacích prostriedkov,
• možnosť priamej aplikácie obkladu napr. sádrokartónu na parobrzdu z doskového materiálu na báze dreva,
• pri aplikácií vhodných tepelnoizolačných doskových materiálov z exteriérovej strany, ktoré sú na pero-drážku a majú aj vhodnú vzduchovú nepriepustnosť nie je potrebná aplikácia vetrovej prekážky pod fasády s drevenými obkladmi,
• bezpečnejšie tesnejšie napojenie na iné konštrukcie cez vhodnú dilatačnú medzeru a pretmelenie alebo nalepenie.
• fungovanie prirodzene „dýchajúcej“ zdravej budovy – umožnenie tvorby zdravej mikroklímy v interiéri a iné.

Príklady difúzne otvorených konštrukcií obvodových stien:

• v ľavo – stena na báze dreva stĺpikovej / panelovej konštrukcie
• v strede – stena na báze dreva s nosným panelom z krížom lepeného dreva (int.strana)
• v pravo – murovaná tehlová stena s prídavným zateplením z exteriéru

Poznámka: pri všetkých skladbách je potrebné použiť difúzne  otvorený exteriérový omietkový systém
Nevýhody:

• nutné dokonalé zatesnenie väčšieho množstva stykov, ak sú použité doskové materiály na báze dreva bez perodrážky (interiérová alebo exteriérová strana). 

Difúzne uzatvorené konštrukcie

Pre difúzne uzatvorené konštrukcie sa najčastejšie používajú na to určené rôzne druhy fólií – parozábrany, ktoré sa aplikujú z interiérovej strany. Dôležité pre čo najúčinnejšiu funkčnosť parozábrany je čo najmenšie porušenie jej celistvosti rôznymi prestupmi, poškodeniami pri realizácií a použitím roštu pre pripevnenie finálneho interiérového obkladu! Pri priamom pripevnení obkladu cez parozábranu dochádza k jej výraznému prederaveniu spojovacími prostriedkami a vzniká z nej v podstate sito prepúšťajúce vodnú paru do konštrukcie a zvyšuje sa riziko škodlivej kondenzácie vodnej pary v konštrukcií.
Výhody:

• plošne jednoduchšie a s predpokladom bezpečnejšieho prevedenia parotesnosti a vzduchotesnosti z interiérovej strany s nevyhnutnosťou a prelepenia všetkých prekrytých stykov parozábrany vrátane napojení s inými konštrukciami.

Nevýhody:

• použitie materiálu a práce naviac,
• možné neprelepené miesta poškodenej celistvosti fólie,
• zlé prelepené prestupy cez parozábranu – napr. elektrikárske krabice, voda, odpady a pod.
• náročné prelepovanie na iné konštrukcie – okná, dvere, stropy, štítové steny, komín a pod.
• zníženie parotesnej a vzduchotesnej celistvosti fólie spojovacími prostriedkami (klince, skrutky) pripevňujúcimi rošt,
• funkčná spoľahlivosť a životnosť konštrukcií je závislá na cca. 0,2 mm hrubých fóliách,
• dojem „fóliovníka“ resp. efekt „igelitového vrecka“ a pod.

Príklad difúzne uzatvorenej konštrukcie obvodovej steny: Štandardná stena na báze dreva s použitím parozábrany z interiérovej strany na OSB 3 doske a použitím polystyrénu pre zateplenie z exteriérovej strany.

Pre správnu a dlhodobú funkčnosť a spoľahlivosť difúzne otvorených aj uzatvorených obalových konštrukcií budovy je nevyhnutné zvážiť výber vhodných a nevhodných tepelných izolácií, fólií a finálnych materiálov pomocou odborného návrhu a skúsených odborníkov. Nevyhnutná je odborne správna a dôsledná realizácia správne navrhnutého zateplenia.

6. Fólie využívané v konštrukciách – prehľad a charakteristika 

Pre dodržanie funkčnosti tepelo-technického návrhu je veľmi dôležité, aký typ fólií je použitý v konštrukciách obalových konštrukcií. Nesprávny výber fólií môže vyvolať dodatočné poškodenie konštrukcií následným nepriaznivým vplyvom vlhkosti. Následne je uvedený prehľad druhou a vlastnosti folií z hľadiska prechodu vodnej pary a prieniku vzduchu.
 
Fólie sa z hľadiska účelovej funkcie v tepelnom-technickom návrhu konštrukcie rozdeľujú na:

• difúzne fólie
• parozábranné fólie
• parobrzdy
• vetrové prekážky

Difúzne fólie – umožňujú prechod vodnej pary a neprepúšťajú zrážkovú vodu
       Podľa spôsobu výroby sa líšia fyzikálnou podstatou zabezpečenia difúzie vodných pár z priestorov pod fóliou. Rozdeľujú sa na:
– vysokodifúzne fólie – využívajúce difúznu schopnosť netkaných textílií. Difúzne ekvivalentná hrúbka týchto fólii býva cca S_d = 0,05 (m) a sú nepriepustné voči zrážkovej vode,
– mikroperforované fólie – perforácia v tvare lievikov prebieha po celej ploche pri výrobe vyfukovanej alebo liatej homogénnej fólie. Umožňuje jednosmerný priechod vodnej pary z priestoru pod fóliou a je nepriepustná voči zrážkovej vode (princíp rozdielu veľkosti molekúl vody a molekúl vodnej pary). Difúzne ekvivalentná hrúbka týchto fólii býva cca. S_d = 0,7 (m).
– monolitické fólie – majú schopnosť hydrofilnosti (afinita k vode) alebo hygroskopicity (prirodzená schopnosť absorbovať vlhkosť), ktoré dovoľujú vlhkosti prestupovať zo strany s vyššou relatívnou vlhkosťou na stranu s nižšou relatívnou vlhkosťou.
– antikondenzačné fólie – sú fóliami využívajúcimi vlastnosti netkanej textílie a spevňovacej vrstvy. Vodné pary sa zachytia na netkanej textílii, alebo skondenzujú a za priaznivých podmienok oddifundujú alebo sa odparia.
Parozábranné fólie – neumožňujú prechod vodnej pary ani vzduchu
Funkcia parozábrany je zabrániť prieniku vlhkosti do konštrukcie a aby táto nekondenzovala vo veľkom množstve na nevhodnom mieste, najmä v tepelnej izolácii. Difúzne ekvivalentná hrúbka týchto fólii býva cca S_d = 100 (m).
Parobrzdy – umožňujú stabilne alebo regulovane malý prechod vodnej pary
– parobrzdy mikroperforované – sú slabo difúzne a používajú sa najmä tam, kde tento typ fólie vyhovuje skladbe plášťa pre požadovaný difúzny odpor. Difúzne ekvivalentná hrúbka týchto fólii býva cca S_d = 5-30 (m). Sú druhy fólií, ktoré menia svoj difúzny odpor v závislosti od vlhkosti t.j. čím je vyššia relatívna vlhkosť vzduchu tým je priepustnejšia a naopak.
– parobrzdy monolitické fólie – sú fólie s homogénnou uniformnou štruktúrou (neobsahuje dutiny, póry, resp. mikropóry). Majú schopnosť hydrofilnosti (afinita k vode) alebo hygroskopicity (prirodzená schopnosť absorbovať vlhkosť), ktoré dovoľujú vlhkosti prestupovať zo strany s vyššou relatívnou vlhkosťou na stranu s nižšou relatívnou vlhkosťou.
– hygrodiódy – sú parobrzdy meniace svoj difúzny odpor v závislosti od vlhkosti. Pozostáva z dvoch materiálov, ktoré majú protichodné vlastnosťami k vlhkosti a to: jeden materiál je hygroskopický kapilárny, druhý a nehygroskopický nekapilárny. Spojené sú do vrstveného materiálu. Difúzne ekvivalentná hrúbka týchto fólii býva cca. S_d = 20 (m).
Vetrové prekážky – sú postačujúco vzduchonepriepustné a paropriepustné
Vetrové prekážky majú zamedziť infiltrácii studeného vzduchu do konštrukcie. Umiestňujú sa z exteriérovej strany. Fólie majú postačujúcu vzduchonepriepustnosť, kde súčiniteľ vzduchovej priepustnosti je menší než 1,0 x 10 (s). Zároveň ich vlastnosťou je paropriepustnosť.
Ako je zrejmé z prehľadu a charakteristiky fóliových materiálov vidieť, pre výber a použitie je potrebné vedieť aký druh konštrukcie je z hľadiska prechodu vodnej pary je navrhovaný a aké ostatné materiály o akých vlastnostiach konštrukciu vytvárajú. Najjednoduchšou pomocou a istotou je odborná konzultácia a preverenie riešenia aj výpočtom pre tepelno-technické vlastnosti.

7. Paropriepustnosť materiálov – prechod vodnej pary, „dýchanie“

Paropriepustné materiály slúžia na vhodný prechod vodnej pary do exteriéru a môžu byť zároveň dostatočne vzduchonepriepustné. Z hľadiska difúzne otvorených „dýchajúcich“ konštrukcií je nevyhnutné zabudovať paropriepusné materiály z exteriérovej strany s vyhovujúcim faktorom difúzie vodnej pary m v rozmedzí 5 až 20, príp. 30 v závislosti na vlastnostiach parobrzdy z interiérovej strany.
Použité zdroje:
Jochim,S. – Dudas,J. : Konštrukčné drevné materiály. Skriptum. TU vo Zvolene. Zvolen 2013.
Jochim,S. : Tepelné izolácie v drevostavbách. In Stavebné materiály : technológie – konštrukcie – výrobky. Jaga group s.r.o. 2012. ISSN 1336-7617. Roč. 8, č. 5. Bratislava 2012
Štefko, J. –  Sedlák, P. –  Jochim,S.: Obvodové plášte nízkoenergetických budov na báze dreva. Monografia. Technická univerzita vo Zvolene,  LPP-0308-09., ISBN 978-80-228-2326-5. Zvolen 2011.
Jochim,S. – Štefko,J. – Veselovský,J.: Stavebnostolárske výrobky. Skriptum. TU vo Zvolene. Zvolen 2009.
Jochim,S.  –  Chalmovský, J.: Overovanie vlhkostného stavu obvodových stien na báze dreva. In Stavebnícka ročenka 2010. Jaga group s.r.o. 2009. ISBN 978-80-8076-076-2. Bratislava 2009
Obrázky – archív TEPORE
Autori. Stanislav Jochim, Jakub Čajko, | www.tepore.sk