Plášť

• Povrchové odpory (barva, rychlost větru, nerovinné plochy)
• Tepelný odpor vrstev větraného a nevětraného vzduchu (efekt proudění)
• Výpočet celkového tepelného odporu pro homogenní, nehomogenní (horní R_max a spodní R_min limity odporu) a zkosených vrstev
• Korekce  (ΔU) → vzduchové mezery ΔU_g + mechanické spojovací prvky ΔU_f + obrácené střechy ΔU_r

Pasivní domy jsou postaveny pomocí různých konstrukčních systémů. Nicméně malá tepelná potřeba vyžaduje podstatně lepší úroveň tepelné izolace, než je obvyklé. Orientační objektivní hodnoty celkového součinitele prostupu tepla a prvků na vnějším plášti jsou uvedeny níže:

• Vnější stěna 0,07–0,1 W/m²K
• Základová podlaha 0,08–0,1 W/m²K
• Střecha 0,06–0,09 W/m²K
• Okno 0,7–0,9 W/m²K
• Pevné okno 0,6–0,8 W/m²K
• Vstupní dveře 0,4-0,7 W/m²K

Tepelná ztráta

Vypočtěte tepelnou ztrátu přes jakoukoli danou konstrukci vynásobením plochy U-hodnotou konstrukce a pak to násobte teplotním rozdílem (obvykle představovaným řeckým písmenem delta) mezi vnitřkem a vnějškem.

Q = A*U*(T_uvnitř - T_venku)*h or Q = A*U*ΔT*h

Pokud je konstrukce z různých materiálů, jako je zeď, která obsahuje okna a dveře, vypočtěte tepelnou ztrátu jednotlivých složek zvlášť, poté sečtěte jejich tepelné ztráty, abyste dostali hodnotu pro celkovou tepelnou ztrátu.

Q_stěna = Q_{rámovaná oblast} + Q_okna + Q_dveře

• Konstrukční tloušťka stěny může být 400-600 mm v závislosti na konstrukčním principu a materiálech.
• U střešních konstrukcí, kde je izolace relativně jednodušší, může být tloušťka izolace až 700 mm.
• Tloušťka izolace u větraných podlah může být 500 mm, ale u staveb opírajících se o zem ochrana proti mrazu určuje bezpečnou tepelnou izolaci podlah. 
   

Finsko má zkušenosti s 250-300 mm tepelné izolace podlah opírajících se o zem. Aktuální návod na ochranu proti mrazu uvádí tloušťky izolace až 200 mm. Riziko, že základy zmrznou, závisí na staveništi a půdních podmínkách. Tepelná ztráta dobře izolované podlahy je tak malá, že nemůže zabránit zamrznutí půdy pod základy bez cílené protimrazové ochrany u mělkých základových konstrukcí.

Zabránění zmrznutí základů je obvykle založeno na izolaci proti zamrznutí v základech a tepelné ztrátě základové podlahy opírajících se o zem. Tepelná izolace v základové podlaze pasivního domu je tak dobrá, že tepelná ztráta v základové podlaze nepomůže v ochraně před mrazem. Riziko mrazu na staveništi musí být stanoveno pomocí studií půdy a izolace základů proti mrazu se musí změřit tak, aby odpovídaly riziku.

Tepelná ztráta v důsledku usazování nafoukané vlny

Foukaná tepelná izolace je staveništní typ výrobku na bázi granulované minerální vlny, který se vhání do podkroví foukací jednotkou. Foukaná izolace může být také použita pro izolaci stěn.

Foukaná izolace má tendenci usadit se v průběhu času, takže z důvodů stability je nutné, aby sedání v čase nepřekročilo konstrukční hodnoty. Sedání je způsobeno jak vibracemi, tak kolísáním teploty a vlhkosti v průběhu ročních období.

Na následujícím obrázku můžete vidět efekt sedání izolace v praxi. Sedání může způsobit mezery a dutiny v izolaci podkroví, takže studený vzduch se dostává do konstrukcí a zvyšuje se riziko kondenzace.

Dlouholeté zkušenosti ukazují, že sedání kamenné vlny PAROC je asi 2-3%. To znamená, že izolace z kamenné vlny nezpůsobuje žádné riziko v podkroví kvůli sedání. Paroc vždy doporučuje izolační vrstvu, která je o 5% silnější, než je požadováno.

b) Vzduchotěsnost

Pohyb vzduchu v plášti budovy je způsoben rozdíly teploty a tlaku mezi exteriérem a interiérem. To je způsobeno následujícími účinky:

Ovládání pohybu vzduchu přes obvodový plášť budovy je rozhodující pro snížení tepelných ztrát a prevenci hromadění vlhkosti. Odváděný vzduch nese jak teplo, tak vlhkost (ve formě vodní páry) ven. Vodní pára (když je nesena vzduchem) může kondenzovat v obvodovém plášti budovy a je primární příčinou selhání konstrukce v budově.

Vzduchotěsnost pláště budovy lze měřit podle standardizované tlakové zkoušky EN 13829 vystavením budovy 50 Pa přetlaku a hodnocením míry výměny vzduchu v budově. Míra netěsnosti v budově by neměla přesáhnout 1 za hodinu.
Níže jsou uvedeny některé typické míry úniku vzduchu na různých budovách:

• Pasivní budova n50 = 0.6
• Utěsněná budova n50 = 1
• Nové budovy (Finsko) n50 = 3–4
• Normální těsnost n50 = 5...10 (typický starý finský dům)
• Netěsná konstrukce n50 = 15

 
Úroveň požadavku vzduchotěsnosti je podstatně přísnější a míra nezbytná pro pasivní budovu (<0,6 1 / h) se stává běžnou praxí. Vzduchové těsnění musí být plánováno tak, aby umožnilo nepřerušenou instalaci po celém vnějším plášti.

Vzduchová/parotěsná zábrana brání vzduchu/vodní páře pronikat přes plášť. Vždy je umisťujte na teplé straně pláště. Větrná/klimatická zábrana na vnější straně pláště zastaví profukování přes izolaci a chrání plášť před deštěm a sněhem.

Vzduchová/parotěsná zábrana

Parotěsná zábrana je umístěna za vnitřní deskou stěny. Chraňte parotěsnou zábranu pomocí 45-70 mm silné vrstvy izolace přímo za vnitřní desku stěny. Parotěsná zábrana zastaví pohyb vzduchu a vlhkosti do konstrukce. Je důležité se ujistit, že parotěsná zábrana je spojitá a leží těsně kolem všech pronikajících instalací.

Prodyšnost materiálu vzduchové/parotěsné zábrany by měla být < 3 x 10-6 m³ / m² s Pa. Pokud se používá plastová fólie, musí být pro spoje dán dostatečný překryv a pracovní příkaz musí být navržen správně, aby byl překryv spojů k dispozici přes rušivé konstrukce, jako jsou příčky. Umístěte překryv mezi dva pevné povrchy, které umožňují lisovaný spoj.

Umístěte parotěsnou a vzduchovou zábranu do zahloubení z vnitřního povrchu, abyste ponechali instalační prostor pro elektrické vedení.

Vyhněte se prostupům přes vzduchové těsnění. Pokud to není možné, utěsnit prostupy pomocí masivních konstrukcí s těsněním a použijte objímku nebo přírubu, kde dochází k prostupu přes fólii.

Větrná zábrana

Větrná zábrana je umístěna za vnějším opláštěním a je zapotřebí, protože v mnoha případech vnější plášť není vzduchotěsný. Použijte větrnou zábranu, abyste zabránili větru foukat přes nebo kolem izolace. Ujistěte se, že větrná zábrana nefunguje jako parozábrana a nejímá vlhkost uvnitř pláště. Větrná zábrana by měla být odolná proti větru, ale měla by umožňovat průchod vodní páry. Odpor větrné zábrany proti vodní páře by měl být nejméně pětkrát menší než odpor vzduchové/parotěsné zábrany.

Požadavky na ochranu před větrem pro energeticky úsporné budovy se neliší od požadavků na standardní budovy. Nicméně řádná ochrana proti větru hraje významnou roli v oblasti energetické úspornosti budov. Zkontrolujte místní stavební požadavky na maximální prodyšnosti, včetně všech spojů. Například ve Finsku je maximální prodyšnost větrné zábrany < 10 x 10^-6 m³ / m² s Pa. 

c) Vlhkost

Jedním z klíčů k budování trvalé bydlení v severském klimatu je zvládání vlhkosti ve všech jejích podobách: pevné, kapalné a plynné.

Existují čtyři základní mechanismy, kterými vlhkost vstupuje do budovy nebo ji opouští: Průnik deště (větrné zábrany) Únik vzduchu (vzduchová zábrana) Difúze Vzlínání ze země

Vodní pára se dostává do vnitřního vzduchu z běžného každodenního života (viz tabulka níže). Množství vody vytvořené běžnými činnostmi v domácnosti může být docela značné.

Relativní vlhkost

Vzduch může zadržovat různé množství vlhkosti v závislosti na teplotě vzduchu. Aktuální tlak par je míra množství vodní páry v objemu vzduchu a roste se zvyšováním množství vodních par.

Vzduch, který dosáhne svého tlaku nasycených par, vytvořil rovnováhu s rovným povrchem vody. To znamená, že stejný počet molekul vody se odpařuje z povrchu vody do vzduchu, kolik jich kondenzuje ze vzduchu zpět do vody.

Množství vodní páry ve vzduchu je obvykle nižší, než je požadováno k nasycení vzduchu. Relativní vlhkost vzduchu je procento nasycení vlhkostí, obecně vypočítávané ve vztahu k hustotě nasycených par.

Nejběžnější jednotkou hustoty par je g/m³. 

Například, pokud skutečná hustota par je 10 g/m³ při 20°C teploty v porovnání s hustotou nasycených par při této teplotě 17.3 g/m³, pak relativní vlhkost je: 

Relativní vlhkost (RH 40%) znamená, že je 40% z maximální vlhkostí vzduchu při určité teplotě

Rosný bod

Rosný bod je teplota, při které se vodní pára přemění na tekutou vodu. Je to v závislosti na teplotě i na množství vlhkosti ve vzduchu.

Pokud budeme mít rosný bod 10 ⁰ C, jakýkoli povrch v místnosti, který dosáhne této teploty, bude mít na sobě kapalnou vodu. Aby se zabránilo této kondenzaci, můžeme buď zvýšit povrchovou teplotu, nebo snížit relativní vlhkost.

Vodní pára bude kondenzovat pouze na jiném povrch, když bude tento povrch chladnější než teplota rosného bodu, nebo když byla překročena rovnováha vodní páry ve vzduchu.

Nejjednodušší způsob kontroly škod vlivem vodních par a vlhkosti je snížit vytvářený objem.

Difúze

K difúzi dochází v důsledku rozdílů v tlaku par, které vyplývají z rozdílů v koncentraci vodní páry mezi dvěma místy. V topné sezóně tento pohyb par vede vodní páru přes obvodový plášť budovy, kde může kondenzovat na studených površích. Parozábrany se používají na vnitřní straně pláště, aby se zabránilo pohybu vlhkosti.

Všechny materiály umožňují vodní páře procházet přes ně do určité míry. Kondenzace se obvykle vyskytuje, jakmile se dvě třetiny izolační hodnoty zdi nachází mimo parotěsnou zábranu. V regionu dálného severu však může až 80% z hodnoty izolace být požadováno mimo parotěsnou zábranu.

Kapilární vlhkost

Vzlínání je schopnost kapaliny téct v úzkých prostorech bez pomoci vnějších sil a v protikladu k nim, jako je gravitace. Tento jev se vyskytuje například v půdě.  

Stejným způsobem, jakým se voda pohybuje směrem vzhůru přes trubku proti síle gravitace, se voda pohybuje směrem vzhůru přes půdní průduchy nebo prostory mezi půdními částicemi. Výška, do níž voda stoupá, závisí na velikosti průduchů.

Společné prostory, kde dochází ke kapilárnímu vzestupu, jsou patky v základové zdi a kapilární odsávání vody za obklady. Vzlínání lze kontrolovat utěsněním průduchů nebo velkým zvětšením průduchů. Nehygroskopická kamenná vlna funguje také jako kapilární mezera mezi půdou a základy.

Konstrukční pokyny pro budování pláště zabezpečeného proti vlhkosti

- Vyvážené vlhčení, sušení a skladování  

Praktická pravidla
- Zajistěte nepřetržitý plán kontroly deště, včetně každého detailu obvodové zdi
- Zajistěte trvalé vzduchové / parotěsné zábrany
- Zajistěte izolaci pro zvládání problémů s kondenzací
- Umožněte vysušení nahromaděné a náhodné vlhkosti - pozor na zpomalovače sušení

Pozornost by se měla věnovat také schopnosti sušení konstrukcí. V návrhu musí být vlhkosti vázané na konstrukci dána možnost vyschnout. Stavba by měla být chráněna před vlhkostí navržením odvodnění povrchové vody a přerušením vzlínání, aby základ zůstal suchý. Déšť hnaný větrem je třeba vzít v úvahu při navrhování konstrukčních detailů, například spojení okenních parapetů.

d) Okna

Okna jsou součástí obvodového pláště budovy s nejvyšším součinitelem prostupu tepla. Proto v návrhu stavby věnujte pozornost účinnosti, velikosti a směru oken. Okna nabírají a ztrácejí teplo následujícími způsoby: přímým vedením přes sklo a rám, tepelným zářením do budovy od Slunce a ven z budovy z objektů při pokojové teplotě a únikem vzduchu skrz okna a kolem nich. Celkový součinitel prostupu tepla, hodnota U (W/m²K), se používá k určení míry, při které okno vede nesluneční tepelný tok. Hodnocení U-hodnoty stanovené podle evropských norem je nedílnou součástí účinnosti okna, včetně rámu a distančního materiálu; čím nižší hodnota U, tím energeticky účinnější okno.

Plocha oken je typicky 15-20% podlahové plochy. I v případě, že okna mají dobrou nízkoenergetickou hladinu (hodnota U <0,8 W/m²K), nesmí být příliš vysoká. Dokonce i dobré okno nemůže zabránit pocitu průvanu způsobenému vysokými okny. Pro tepelnou obyvatelnost může být 1,8 metru považováno za limit výšky oken. V chladném klimatu by neměla být okna na úrovni podlahy, aby se zajistila obyvatelnost a vzduchotěsné konstrukční detaily.

Únik vzduchu, rychlost pronikání vzduchu kolem okna v přítomnosti určitého tlakového rozdílu přes okno, je ovlivněn spojovacími prvky mezi částmi montážního celku okna. Celková propustnost slunečního záření, g-hodnota, je zlomek slunečního záření přijímaného oknem propouštěného přímo a/nebo absorbovaného a následně uvolněného jako teplo dovnitř budovy. Čím nižší je hodnota g, tím méně sluneční energie přenáší a tím vyšší je jeho schopnost stínění. Okno s vysokou mírou g-hodnoty je účinnější při shromažďování slunečního tepla získaného během zimy. Okno s nízkou mírou g-hodnoty je účinnější při snižování zatížení chlazením v letních měsících tak, že blokuje teplo získané ze Slunce. Proto by se hodnota g potřebná pro okna měla určovat klimatem, orientací a vnějším stíněním.


Selektivní vrstva je transparentní kov nebo vrstva oxidu kovu, která přenáší a odráží různé frekvence záření selektivně. Selektivní vrstva snižuje míru záření přes sklo a zlepšuje tepelné vlastnosti okna.

Plynovou výplň jiná než vzduch (argon, krypton a xenon) lze použít ke zlepšení energetické účinnosti okna. Distanční materiál také hraje důležitou roli.

Kondenzace venkovní vlhkosti na vnějším povrchu vysokovýkonného okna je nový fenomén. Kondenzace je způsobena poklesem teploty vnějšího povrchu pod rosný bod okolního vzduchu. Teplotní pokles je výsledkem změny záření proti jasné obloze. Ve skutečnosti to samé se děje u standardních oken, ale je kompenzováno tepelným únikem. Stínění oken snižuje sluneční tepelné zatížení až o 60%. Navíc, stínování snižuje kondenzovanou vlhkost na vnějším povrchu oken během bezmračné noci. Kondenzace je způsobena chlazením povrchu okna kvůli tepelnému záření; proto je to také znakem dobrých tepelných vlastností oken.