TP 1.8.4 - NAVRHOVÁNÍ OBVODOVÝCH STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ BEZ KONDENZACE VODNÍ PÁRY

1 2

ČESKÁ KOMORA AUTORIZOVANÝCH INŽENÝRŮ A TECHNIKŮ ČINNÝCH VE VÝSTAVBĚ

Rada pro podporu rozvoje profese ČKAIT

TECHNICKÁ POMŮCKA K ČINNOSTI AUTORIZOVANÝCH OSOB

NAVRHOVÁNÍ OBVODOVÝCH STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ BEZ KONDENZACE VODNÍ PÁRY

TP 1.8.4

1. vydání 2011

Anotace

Technická pomůcka TP 1.8.4 navazuje na technické pomůcky řady TP 1.8 Stavební fyzika. Obsahuje přehled základních veličin a jejich označení, použité výpočtové vztahy, výpočtové parametry vnitřního a vnějšího prostředí, postup při zjišťování kondenzace vodní páry při difuzi a filtraci vodní páry a příklady řešení difuze a filtrace vodní páry ve stavebních konstrukcích.

OBSAH

Úvod

1

Přehled základních veličin a jejich označení

2

Použité výpočtové vztahy

3

Výpočtové parametry vnitřního a vnějšího prostředí

4

Postup při zjišťování kondenzace vodní páry při difuzi, prostupu tepla, filtraci vzduchu a vodní páry

5

Příklady řešení difuze a filtrace vodní páry v konstrukcích (XLS)

6

Literatura

Příloha 1

Příklady výpočtu vlhkostního stavu konstrukcí

Příloha 2

Odvození kritéria pro rozhodování, kdy je při řešení problémů kondenzace vodní páry v konstrukcích zanedbatelná filtrace vzduchu, a tím i filtrace vodní páry.

PROFESIS - Integrovaný profesní informační systém ČKAIT je určen autorizovaným osobám. Autoři materiálu žádají členy ČKAIT o konstruktivní připomínky, které umožní metodické pomůcky v příštích letech zkvalitnit. Staňte se spoluautory dalších vydání. Dovolujeme si Vás požádat i o Vaše vlastní zkušenosti, speciální postupy, pomůcky a materiály, pokud budete souhlasit s jejich zpřístupněním pro své kolegy.

Upozornění

Tento dokument je určen výlučně pro autorizované osoby - členy ČKAIT, které jsou výhradně oprávněny pořizovat pro svou potřebu jeho tiskové kopie. Jakékoliv další šíření vtištěné , elektronické či jiné podobě ke komerčním účelům prostřednictvím dalších fyzických nebo právnických osob je možné pouze s výslovným souhlasem vydavatele.

ÚVOD

Technická pomůcka TP 1.8.4 obsahuje postup při řešení stavebních konstrukcí bez kondenzace vodní páry. Takové řešení je sice možné i na základě současných postupů uvedených v ČSN EN ISO 13788 [1, 2], ale jejich použití nevylučuje riziko kondenzace vodní páry, protože

a) nezahrnují do výpočtu filtraci vodní páry, která je součástí toku vlhkého vzduchu, proudícího stavební konstrukcí,

b) při výpočtu se uvažují jen průměrné měsíční teploty vnějšího vzduchu, jejichž použití nevylučuje vždy možnost kondenzace vodní páry při nižších teplotách vnějšího vzduchu, než jsou průměrné měsíční hodnoty [3].

Zahrnutím těchto dvou činitelů do řešení uvedeného problému se získá větší jistota při návrhu stavebních konstrukcí bez kondenzace vodní páry při zadaných podmínkách. Zmenšuje se hodnota součinitele prostupu tepla vnější stavební konstrukcí, a tím tepelná ztráta a spotřeba tepla při vytápění, současně se tím přispívá k prodloužení doby životnosti stavebních konstrukcí.

Pomůcka obsahuje

  • přehled základních veličin a jejich označení
  • použité výpočtové vztahy
  • výpočtové parametry vnitřního a vnějšího prostředí
  • postup při zjišťování kondenzace vodní páry při difuzi a filtraci vodní páry
  • příklady řešení difuze a filtrace vodní páry ve stavebních konstrukcích

1 PŘEHLED ZÁKLADNÍCH VELIČIN A JEJICH OZNAČENÍ

 
Značka
 
Název
 
Jednotka
 
Tepelné veličiny
 
c
 
měrná tepelná kapacita vzduchu
 
J/(kg.K)
 
q
 
hustota tepelného toku
 
W/m2
 
R
 
tepelný odpor stavební konstrukce
 
m2K/W
 
Re
 
odpor při přestupu tepla na vnější straně stavební konstrukce
 
m2K/W
 
Ri
 
odpor při přestupu tepla na vnitřní straně stavební konstrukce
 
m2K/W
 
Ro
 
odpor stavební konstrukce při prostupu tepla
 
m2K/W
 
θe
 
teplota vnějšího vzduchu
 
°C
 
θai
 
teplota vnitřního vzduchu
 
°C
 
λ
 
součinitel tepelné vodivosti
 
W/(m.K)
 
θx
 
teplota v konstrukci při uvažování jen prostupu tepla
 
°C
 
θfx
 
teplota v konstrukci při uvažování prostupu tepla a infiltrace vzduchu
 
°C
 
Vlhkostní veličiny
 
pp
 
částečný tlak vodní páry
 
Pa
 
ps
 
částečný tlak nasycené vodní páry
 
Pa
 
ppe
 
částečný tlak vodní páry na vnějším povrchu stavební konstrukce
 
Pa
 
ppi
 
částečný tlak vodní páry na vnitřním povrchu stavební konstrukce
 
Pa
 
qp
 
hustota difuzního toku vodní páry
 
kg/m2
 
xh
 
měrná vlhkost vzduchu
 
kg/kg
 
Rp
 
difuzní odpor stavební konstrukce
 
m/s
 
δ
 
součinitel difuze vodní páry
 
s
 
ϕe
 
relativní vlhkost vnějšího vzduchu
 
 
ϕi
 
relativní vlhkost vnitřního vzduchu
 
 
Filtrační veličiny
 
dp
 
rozdíl tlaku vzduchu působícího na stavební konstrukci
 
Pa
 
qv
 
hustota toku vzduchu
 
kg/(m2s)
 
Rv
 
odpor stavební konstrukce při hmotnostní vzduchové propustnosti
 
m/s
 
ε
 
součinitel hmotnostní vzduchové propustnosti
 
s
 
H
 
činitel měrné vlhkosti
 
 
Vlhkostně filtrační veličiny
 
qf
 
hustota filtračního toku vodní páry
 
kg/m2
 
qpf
 
součet hustoty difuzního a filtračního toku vodní páry
 
kg/m2
 
Rf
 
odpor stavební konstrukce při filtraci vodní páry
 
m/s
 
Rpf
 
ekvivalentní odpor stavební konstrukce při difuzi a filtraci vodní páry
 
m/s
 
εf
 
součinitel filtrace vodní páry
 
s
 
Geometrické veličiny
 
d
 
tloušťka stavební konstrukce
 
m
 
x
 
souřadnice
 
m
 
Použité indexy
 
i
 
vnitřní strana
 
 
e
 
vnější strana
 
 
f
 
filtrace, filtrační tok
 
 
pr
 
průměr
 

2 POUŽITÉ VÝPOČTOVÉ VZTAHY

V předložených pokynech se používají výpočtové vztahy platné pro ustálený

  • tepelný tok,
  • difuzní tok vodní páry,
  • hmotnostní tok vzduchu,
  • hmotnostní filtrační tok vodní páry.

Tepelný odpor stavební konstrukce

R = R1 + R2 + . . . + Rn = d11 + d22 + . . . + dnn

(1)

kde

Rj - tepelný odpor jednotlivé vrstvy stavební konstrukce o tloušťce dj a součiniteli tepelné vodivosti λj,

n - počet vrstev stavební konstrukce.

Poznámky:

1. Vztah (1) platí pro výpočet tepelného odporu stavební konstrukce jen s vrstvami za sebou, což je postačující, neboť řešení daného problému se uvažuje v jednorozměrném tvaru.

2. Obsahují-li stavební konstrukce vrstvy, různé nejen za sebou, ale i vedle sebe, lze uplatnit orientační řešení, pokud je nutné, spočívající v rozdělení stavební konstrukce ve směru toku vodní páry, tepla a vzduchu, na samostatné části, zahrnující vrstvy jen za sebou.

Odpor stavební konstrukce při prostupu tepla

Ro = Ri + R + Re

(2)

Teplota v libovolném místě stavební konstrukce při prostupu tepla

(3)

kde

Rx - tepelný odpor části stavební konstrukce od vnitřního povrchu k místu x

Teplota v libovolném místě stavební konstrukce při prostupu tepla a infiltraci vzduchu

(4)

kde

θfx - teplota v libovolném místě ve stavební konstrukci při infiltraci vzduchu

Rzx - redukovaný a transformovaný odpor stavební konstrukce při prostupu tepla od vnitřního povrchu stavební konstrukce k místu x

Rzx = R - Rx + Re

(5)

Poznámky:

1. Redukce odporu stavební konstrukce při prostupu tepla Rzx vyplývá z toho, že souřadný systém použitý při odvození vztahu (4) má počátek na vnější straně stavební konstrukce a transformace má důvod v tom, že všechny výpočty difuze a filtrace vodní páry se provádějí s počátkem souřadného systému na vnitřním povrchu stavební konstrukce.

2. Místo infiltrace se bude dále používat zkráceně jen „filtrace“.

Hustota filtračního toku vzduchu

qv = dp/Rv

(6)

Odpor stavební konstrukce při filtraci vzduchu

Rv = Rv1 + Rv2 + . . . + Rvn = d11 + d22 + . . . + dnn

(7)

kde

Rvj - odpor jednotlivé vrstvy stavební konstrukce při hmotnostní vzduchové propustnosti o tloušťce dj a součiniteli hmotnostní vzduchové propustnosti εj

n - počet vrstev stavební konstrukce

Částečný tlak nasycené vodní páry v libovolném místě stavební konstrukce

Na základě zjištěného průběhu teploty ve stavební konstrukci θx se stanoví průběh částečného tlaku nasycené vodní páry psx [Pa], a to podle vztahu uvedeného v ČSN EN ISO 13788:

  • je-li θx > 0, pak psx = 610,5 exp (e1)

(8)

(9)

  • je-li θx < 0, pak psx = 610,5 exp (e2)

(10)

kde

(11)

Difuzní odpor stavební konstrukce

Rp = Rp1 + Rp2 + . . . + Rpn = d11 + d22 + . . . + dnn

(12)

kde

Rpj - difuzní odpor jednotlivé vrstvy stavební konstrukce o tloušťce dj a součiniteli difuze vodní páry δj

n - počet vrstev stavební konstrukce

Částečný tlak vodní páry v libovolném místě stavební konstrukce

(13)

kde

ppi - částečný tlak vodní páry na vnitřním povrchu stavební konstrukce

ppi = ϕi . psi

(14)

psi - částečný tlak nasycené vodní páry na vnitřním povrchu stavební konstrukce

ppe - částečný tlak vodní páry na vnějším povrchu stavební konstrukce

ppe = ϕe . pse

(15)

pse - částečný tlak nasycené vodní páry na vnějším povrchu stavební konstrukce

Rpx - difuzní odpor části stavební konstrukce od vnitřního povrchu k místu x

Poznámky:

1. Při řešení problémů difuze a kondenzace vodní páry ve stavebních konstrukcích se zanedbávají součinitelé přestupu vodní páry na vnitřním a na vnějším povrchu stavebních konstrukcí (odpory při přestupu vodní páry na vnitřní straně Rpi a na vnější straně Rpe stavební konstrukce).

2. Totéž platí i pro vstup vzduchu do povrchu konstrukce a pro výstup vzduchu z povrchu konstrukce. Tento problém není zatím kvantifikovaný. Je nepochybné, že existuje při tomto procesu určitý odpor, čímž dochází k určitému zmenšení toku vzduchu konstrukcí.

Z toho také vyplývá, že, bez uvažování těchto odporů, se počítá s větším tokem vzduchu, takže výpočty provedené bez nich dávají větší bezpečnost.

Hustota difuzního toku vodní páry

(16)

Měrná vlhkost vzduchu

(17)

kde

pc - atmosférický (celkový) tlak vzduchu [Pa]

Součinitel filtrace vodní páry

εf = H . ε

(18)

kde

H - činitel měrné vlhkosti [-]

(19)

Odpor stavební konstrukce při filtraci vodní páry

Rf = Rf1 + Rf2 + . . . + Rfn = d1f1 + d2f2 + . . . + dnfn

(20)

kde

Rfj - odpor jednotlivé vrstvy stavební konstrukce při filtraci vodní páry o tloušťce dj a součiniteli filtrace vodní páry εfj

n - počet vrstev stavební konstrukce.

Hustota filtračního toku vodní páry

qf = dp/Rf

(21)

Výsledná hustota difuzního a filtračního toku vodní páry

qpf = qp + qf

(22)

Ekvivalentní odpor stavební konstrukce při difuzi a filtraci vodní páry

(23)

Částečný tlak vodní páry v libovolném místě stavební konstrukce, zahrnující difuzní a filtrační tok vodní páry

(24)

kde

Rpfx - ekvivalentní odpor stavební konstrukce při difuzi a filtraci vodní páry od vnitřního povrchu stavební konstrukce k místu x

Kritérium pro posouzení vzniku kondenzace vodní páry

Rozlišuje se vznik kondenzace vodní páry

A) při difuzi vodní páry, prostupu tepla a filtraci vzduchu,

B) při difuzi vodní páry, prostupu tepla, filtraci vzduchu a vodní páry.

Ad A) Ke kondenzaci vodní páry ve stavební konstrukci nedochází v důsledku difuze vodní páry, prostupu tepla a filtrace vzduchu tehdy, když je částečný tlak vodní páry ppx v každém místě stavební konstrukce menší než částečný tlak nasycené vodní páry psx:

ppx < psx

(25)

(v opačném případě dochází ve stavební konstrukci ke kondenzaci vodní páry)

Ad B) Ke kondenzaci vodní páry ve stavební konstrukci nedochází v důsledku difuze vodní páry, prostupu tepla a filtrace vzduchu a vodní páry tehdy, když je částečný tlak vodní páry v libovolném místě pfx menší než částečný tlak nasycené vodní páry psx:

pfx < psx

(26)

(v opačném případě dochází ve stavební konstrukci ke kondenzaci vodní páry)

3 VÝPOČTOVÉ PARAMETRY VNITŘNÍHO A VNĚJŠÍHO PROSTŘEDÍ

Hodnoty veličin pro zjišťování možnosti kondenzace vodní páry ve stavebních konstrukcích zahrnující difuzi, prostup tepla a filtraci vzduchu a vodní páry jsou v tab. 1.

Tab. 1 Souhrn hodnot výpočtových veličin [4]

 
Název veličiny
 
Značka
 
Hodnota
 
Teplota vnitřního vzduchu
 
θai
 
21 °C
 
Teplota venkovního vzduchu
 
θe
 
-17 °C
 
Relativní vlhkost vnitřního vzduchu
 
ϕi
 
0,55
 
Relativní vlhkost venkovního vzduchu
 
ϕe
 
0,84
 
Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně stavební konstrukce
 
Ri
 
0,25 m2K/W
 
Odpor při přestupu tepla na vnější straně stavební konstrukce
 
Re
 
0,04 m2K/W
 
Měrná tepelná kapacita vzduchu
 
c
 
1 010 J/(kgK)
 
Poznámka:
Pro uvedené veličiny je možné, v případě dohody mezi zainteresovanými účastníky, použít i jiné hodnoty.

Rozdíl tlaku vzduchu při výpočtu infiltrace vzduchu stavební konstrukcí se uvažuje podle ČSN 06 0210 [5]:

a) pro řadové budovy: dp = 12 Pa,

b) pro osaměle stojící budovy: dp = 16 Pa,

c) pro budovy s větším počtem nadzemních podlaží než 7: dp = 20 Pa.

4 POSTUP PŘI ZJIŠŤOVÁNÍ KONDENZACE VODNÍ PÁRY PŘI DIFUZI, PROSTUPU TEPLA, FILTRACI VZDUCHU A VODNÍ PÁRY

A) Struktura postupu

a) identifikace stavební konstrukce

  • složení, materiály jednotlivých vrstev, jejich tloušťky d1, d2, . . . , dn
  • pro jednotlivé vrstvy se udají vlastnosti
  • tepelné: součinitel tepelné vodivosti λ1, λ2, . . . , λn,
  • filtrační: součinitel hmotnostní vzduchové propustnosti ε1, ε2, . . . , εn,
  • difuzní: součinitel difuze vodní páry Dz1, Dz2, . . . , Dzn.

b) zadání výpočtových hodnot veličin vnitřního a vnějšího prostředí

  • teplota vnitřního vzduchu θai
  • teplota vnějšího vzduchu θe
  • relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕi
  • relativní vlhkost vnějšího vzduchu ϕe
  • rozdíl tlaku vzduchu dp
  • odpor při přestupu tepla na vnitřní straně stavební konstrukce Ri
  • odpor při přestupu tepla na vnější straně stavební konstrukce Re
  • měrná tepelná kapacita vzduchu c

c) provedení výpočtu

  • z průběhu částečného tlaku vodní páry a částečného tlaku nasycené vodné páry v jednotlivých místech stavební konstrukce x1, x2, . . . , xn se zjistí, na základě jejich relace, existence (neexistence) kondenzace vodní páry.

d) návrh opatření

  • v případě zjištění kondenzace vodní páry navrhne se opatření k zabránění jejího výskytu.

B) Konkrétní postup

Konkrétní postup má tyto části:

a) první část odpovídá „klasickému“ způsobu řešení problémů difuze a kondenzace vodní páry, avšak průběh teploty ve stavební konstrukci se stanovuje ze vztahu zahrnujícího nejen prostup tepla, ale i infiltraci vzduchu

b) druhá část se liší od první části jen tím, že se při řešení uplatňuje i filtrační tok vodní páry; toto řešení se však uplatňuje jen tehdy, když je vliv filtrace vzduchu významný.

Naopak, její vliv se považuje za zanedbatelný tehdy, když je rozdíl hodnoty jmenovatele ve vztahu (4) a čitatele ve vztahu (4) menší než K, tj.

(27)

kde K = 0,000 01 - viz Příloha 2

Postup:

1) jednotlivé vrstvy stavební konstrukce se rozdělí na úseky (předpokládá se ruční výpočet s využitím např. Excelu)

  • první vrstva o tloušťce d1 se souřadnicí x1 se rozdělí na úseky j = 1, 2, …, n (počátek souřadnice x1 = 0 je na vnitřním povrchu první vrstvy a konec na vnějším povrchu první vrstvy xn = d1);
  • druhá vrstva o tloušťce d2 se souřadnicí x2 se rozdělí na úseky j = 1, 2, …, n (počátek souřadnice x2 = 0 je na vnitřním povrchu druhé vrstvy a konec na vnějším povrchu druhé vrstvy xn = d2);
  • a podobně pro n-tou vrstvu
  • n-tá vrstva o tloušťce dn se souřadnicí xn se rozdělí na úseky j = 1, 2, …, n (počátek souřadnice xn = 0 je na vnitřním povrchu n-té vrstvy a konec na vnějším povrchu n-té vrstvy xn = dn);

2) zadají se hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ1, λ2, …, λn;

3) hodnoty součinitele hmotnostní vzduchové propustnosti εv1, εv2, …, εvn;

4) hodnoty součinitele difuze vodní páry Dz1, Dz2, …, Dzn;

5) zadá se teplota vnitřního vzduchu θai;

6) teplota vnějšího vzduchu θe;

7) relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕi;

8) relativní vlhkost vnějšího vzduchu ϕe;

9) rozdíl tlaku vzduchu dp

10) odpor při přestupu tepla na vnitřní straně stavební konstrukce Ri;

11) odpor při přestupu tepla na vnější straně stavební konstrukce Re;

12) měrná tepelná kapacita vzduchu c;

13) stanoví se průběžný tepelný odpor jednotlivých vrstev stavební konstrukce Rx1, Rx2, …, Rxn;

14) celkový průběžný tepelný odpor Rx = Rx1 + Rx2 + …+ Rxn;

15) redukovaný a transformovaný průběžný odpor stavební konstrukce při prostupu tepla Rzx;

16) odpor stavební konstrukce při prostupu tepla Ro;

17) odpor stavební konstrukce při hmotnostní vzduchové propustnosti Rv;

18) hustota toku vzduchu proudícího stavební konstrukcí při infiltraci vzduchu qv;

19) exponent v exponenciální funkci ve jmenovateli zlomku v rovnici (4) i = c . qv . Ro;

20) exponent v exponenciální funkci v čitateli zlomku v rovnici (4) ix = c . qv . Rzx;

21) hodnota exponenciální funkce exp(i);

22) hodnota exponenciální funkce exp(ix);

23) hodnota jmenovatele zlomku v rovnici (4): exp(i) -1;

24) hodnota čitatele zlomku v rovnici (4): exp(ix) -1;

25) průběh teploty ve stavební konstrukci čfx;

26) hodnota exponentů e1 a e2 v rovnicích (8) a (10);

27) průběh částečného tlaku nasycené vodní páry ve stavební konstrukci psx;

28) částečný tlak vodní páry na vnitřním povrchu stavební konstrukce ppi;

29) částečný tlak vodní páry na vnějším povrchu stavební konstrukce ppe;

30) difuzní odpor stavební konstrukce Rp;

31) průběžný difuzní odpor jednotlivých vrstev stavební konstrukce Rpx1, Rpx2, …, Rpxn;

32) průběžný difuzní odpor stavební konstrukce Rpx = Rpx1 + Rpx2 + …+ Rpxn;

33) průběh částečného tlaku nasycené vodní páry ve stavební konstrukci psx (opakuje se pro případ grafického znázornění průběhu částečných tlaků vodní páry);

34) průběh částečného tlaku vodní páry ve stavební konstrukci ppx;

35) graf: psx, ppx = f(Rpx).

Poznámka:

Tímto postupem je dokončeno řešení problému kondenzace vodní páry, vyvolané difuzí vodní páry, prostupem tepla a filtrací vzduchu a může se pokračovat při řešení problému kondenzace vodní páry vyvolané difuzí vodní páry, prostupem tepla, filtrací vzduchu a vodní páry.

Za předpokladu splnění podmínky (27) postup pokračuje:

36) stanoví se hustota difuzního toku vodní páry qp;

37) průběžná hodnota měrné vlhkosti v jednotlivých vrstvách xh1, xh2, …, xhn;

38) činitel měrné vlhkosti v jednotlivých vrstvách H1, H2, …, Hn;

39) průměrné hodnoty činitele měrné vlhkosti v jednotlivých vrstvách H1,pr, H2,pr …, Hn,pr

40) součinitelé filtrace vodní páry jednotlivých vrstev εf1, εf2, …, εfn;

41) průběžná hodnota odporu jednotlivých vrstev při filtraci vodní páry Rfx1, Rfx2, …, Rfxn;

42) průběžná hodnota odporu stavební konstrukce při filtraci vodní páry Rfx;

43) hustota filtračního toku vodní páry qf;

44) součet hustot difuzního a filtračního toku vodní páry qpf;

45) průběžný ekvivalentní odpor stavební konstrukce při difuzi a filtraci vodní páry Rpfx;

46) průběh částečného tlaku vodní páry ve stavební konstrukci psx (opakuje se pro případ grafického znázornění průběhu částečných tlaků vodní páry);

47) částečný tlak vodní páry ve stavební konstrukci, vyvolaný difuzí a filtrací vodní páry pfx;

48) graf psx, pfx = f(Rpfx).

5 PŘÍKLADY ŘEŠENÍ DIFUZE A FILTRACE VODNÍ PÁRY VE STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍCH (XLS)

V příkladech se řeší problém kondenzace vodní páry (vlhkostního stavu konstrukcí) za těchto podmínek:

A) při difuzi vodní páry, prostupu tepla a filtraci vzduchu

B) při difuzi vodní páry, prostupu tepla, filtraci vzduchu a vodní páry

Příklad 1 - Tradiční cihelné zdivo (vnitřní omítka + cihelné zdivo + vnější omítka)

Výsledek:

A) ve zdivu vodní pára nekondenzuje

B) ve zdivu vodní pára kondenzuje

Příklad 2 - Sendvičový železobetonový panel (železobeton + EPS + železobeton)

Výsledek:

A) v panelu vodní pára kondenzuje

B) v důsledku ad A) se v dalším řešení nepokračuje

Příklad 3 - Sendvičový železobetonový panel s tapetou z PVC na vnitřním povrchu (tapeta PVC + železobeton + EPS + železobeton)

Výsledek:

A) použití tapety z PVC na vnitřním povrchu panelu zajišťuje, že v panelu nedochází ke kondenzaci vodní páry

B) zahrnutí filtrace vodní páry vede ke kondenzaci vodní páry v panelu

Příklad 4 - Tradiční cihelné zdivo s dodatečnou tepelnou izolací z EPS (vnitřní omítka + cihelné zdivo + vnější omítka + EPS)

Výsledek:

A) ve zdivu vodní pára nekondenzuje

B) ve zdivu vodní pára kondenzuje

Příklad 5 - Sendvičový železobetonový panel s dodatečnou tepelnou izolací z EPS (železobeton + EPS + železobeton + EPS)

Výsledek:

A) v panelu vodní pára kondenzuje

B) v důsledku nesplnění podmínky (27) se filtrace vodní páry neuvažuje

Příklad 6 - Konstrukce na bázi dřeva (sádrokarton + parozábrana + OSB + MW + OSB + EPS + vnější omítka)

Výsledek:

A) v konstrukci nedochází ke kondenzaci vodní páry

B) zahrnutí filtrace vodní páry vede ke kondenzaci vodní páry

Příklad 7 - Panel z lehkého betonu (vnitřní omítka + lehký beton + vnější omítka)

Výsledek:

A) v panelu dochází ke kondenzaci vodní páry

B) zahrnutí filtrace vodní páry vede ke kondenzaci vodní páry

Příklad 8 - Panel z lehkého betonu se zateplovacím systémem (ZS) (vnitřní omítka + lehký beton + vnější omítka + ZS MW, včetně povrchové úpravy)

Výsledek:

A) v panelu nedochází ke kondenzaci vodní páry

B) zahrnutí filtrace vodní páry vede ke kondenzaci vodní páry

Příklad 9 - Panel z lehkého betonu se zateplovacím systémem (ZS) a na vnitřním povrchu s tapetou z PVC (tapeta PVC + vnitřní omítka + lehký beton + vnější omítka + ZS MW, včetně povrchové úpravy)

Výsledek:

A) v panelu nedochází ke kondenzaci vodní páry

B) ani zahrnutí filtrace vodní páry nevede ke kondenzaci vodní páry

Výpočtové údaje jsou uvažovány podle [6, 7, 8].

Výpočty k příkladům 1 až 9 jsou v Příloze 1.

6 LITERATURA

[1] ŘEHÁNEK, J., KUČERA, P., Nový způsob hodnocení stavebních konstrukcí z vlhkostního hlediska zahrnujícího mimo difuzi i filtraci vodní páry materiálů (konvektivní tok vodní páry). Výzkumná zpráva vypracovaná v rámci projektu č. FT-TA5/113, Centrum stavebního inženýrství, a. s. Praha: 2008.

[2] ČSN EN ISO 13788. Tepelně vlhkostní chování stavebních dílců a stavebních prvků - Vnitřní povrchová teplota pro vyloučení kritické povrchové vlhkosti a kondenzace uvnitř konstrukce - Výpočtové metody.

[3] SVOBODA, Z., KRÁLÍČEK, V., Výpočet celoroční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry v konstrukci podle prEN ISO 13788. Sborník materiálů z 2. Mezinárodní konference Tepelná ochrana budov. Brno: 19. a 20. dubna 2000.

[4] ŠKLOVER, A., M., VASILEV, B. F., UŠKOV, F. V., Osnovy stroitelnoj teplotechniky žilych i obščestvenných zdanij. Gos. Izd. lit. po stroitelstvu i architekture. Moskva: 1956.

[5] ČSN 06 0210. Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění, 1994.

[6] MRLÍK, F., Provzdušnost stavebních materiálů a konstrukcí. Sborník VTS - Vytápění, sušení. Praha: 1957.

[7] MRLÍK, F., Vlhkostní a tepelně technické konstanty stavebních materiálů a konstrukcí. VÚPS Praha: 1986.

[8] ČSN 73 0542. Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov, 1979.

„Pokyny pro navrhování obvodových stavebních konstrukcí bez kondenzace vodní páry“ byly vypracovány v rámci projektu ev. č. FT-TA5/113 „Zlepšení energetických vlastností obvodových plášťů budov minimalizováním problémů spojených s difuzí, filtrací a kondenzací vodní páry, etapa E7“ v Centru stavebního inženýrství, a.s. Praha, v divizi stavební tepelné techniky.

PŘÍLOHA 1

Příklady výpočtu vlhkostního stavu konstrukcí při uvažování

A) difuze vodní páry, prostupu tepla a filtrace vzduchu;

B) difuze vodní páry, prostupu tepla, filtrace vzduchu a vodní páry.

Příklady výpočtu najdete v přiloženém souboru xls. >>

PŘÍLOHA 2

Odvození kritéria pro rozhodování, kdy je při řešení problémů kondenzace vodní páry v konstrukcích zanedbatelná filtrace vzduchu, a tím i filtrace vodní páry.

Při odvození uvedeného kritéria se vychází z následujících dvou rovnic (uvažuje se jednorozměrné šíření tepla):

1. První rovnice popisuje průběh teploty v konstrukci zahrnující pouze prostup tepla:

(28)

2. Druhá rovnice zahrnuje, mimo prostupu tepla, i infiltraci vzduchu:

(29)

kde

θx - teplota v konstrukci při uvažování jen prostupu tepla

θfx - teplota v konstrukci při uvažování prostupu tepla a infiltrace vzduchu

θai - teplota vnitřního vzduchu

θe - teplota vnějšího vzduchu

Ri - odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce

Re - odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce

Ro - odpor konstrukce při prostupu tepla

R - tepelný odpor konstrukce

Rx - tepelný odpor části konstrukce od vnitřního povrchu k místu x v konstrukci

qv - hustota toku vzduchu

c - měrná tepelná kapacita vzduchu

Jestliže konstrukcí neproudí vzduch, tj. platí-li qv → 0, pak musí platit rovnost

θx = θfx

Zjistíme limitu zlomku rovnice (29)

(30)

Protože platí

Ro = Ri + R + Re, platí také

R = Ro - Ri - Re

R + Re = Ro - Ri

Po úpravě má limitní vztah (3) tvar

Dosadíme výraz Z do rovnice (2)

a po jeho rozepsání získáme vztah

Porovná-li se tento limitní vztah s rovnicí (28), zjistíme, že jsou oba totožné, tj. platí

θx = θfx

tzn., že v limitním stavu vymizí vliv infiltrace vzduchu na průběh teploty v konstrukci.

Při výpočtu průběhu teploty v konstrukci se za limitní považuje stav, který je daný hodnotou K < 0,000 01. Hodnota K se stanoví jako rozdíl hodnoty jmenovatele ve vztahu (4) a čitatele ve vztahu (4).

[exp(c . qv . Ro) - 1] - [exp(c . qv . Rzx) - 1] < K

Naproti tomu, filtrace vodní páry není zanedbatelná, jestliže je K < 0,000 01.

Pro zobrazení kompletního obsahu se musíte přihlásit
1 2