Tepelné straty obytných budov sa väčšinou počítajú zjednodušenými korelačnými metódami [6]. U týchto metód sa vplyv tepelných mostov najčastejšie započítava paušálne, pomocou veličiny ΔU (W/(m2.K)). Táto veličina sa odborne nazýva: „Zvýšenie súčiniteľa prechodu tepla vplyvom tepelných mostov”. Jej hodnoty sú v STN 73 0540-2 [6] uvedené paušálne. Napr. Pre prípad murovaných konštrukcií je hodnota ΔU = 0,1 W/(m2.K), resp. pre prípad spojitej tepelnej izolácie na vonkajšom povrchu konštrukcie je ΔU = 0,05 W/(m2.K). Tieto dve hodnoty by mali zohľadniť vplyv tepelných mostov na tepelnú stratu prechodom tepla pre všetky možnosti realizácie obytnej budovy, teda aj pre prípad nezateplenej aj zateplenej obvodovej steny.
Cieľom tohto článku je ukázať na príklade reálneho bytového domu (obr. 1) a použitím originálnej metódy výpočtu zvýšenia súčiniteľa prechodu tepla podľa Menďana [2], [3], aká je jeho skutočná hodnota a aký je reálny vplyv tepelných mostov na potrebu tepla pre vykurovanie. Predmetnú budovu sme posudzovali v piatich variantoch, tak aby bol vo všetkých prípadoch zachovaný rovnaký tepelný odpor, resp. súčiniteľ prechodu tepla všetkých obalových konštrukcií. Rozdiely sa prejavovali v umiestnení tepelnej izolácie (bez, z vonkajšej alebo z vnútornej strany) a v polohe osadenia otvorových konštrukcií v obvodovej steny (vid tab. 1).
Tab. 1: Možnosti riešenia budovy (obvodová stena)
| Možnosť | Poloha tepelnej izolácie obvodovej steny | Hrúbka tepelnej izolácie (m) | ΔU tepelná izolácia (W/(m.K)) | Hrúbka muriva (m) | ΔU (W/(m.K)) | Tepelný odpor steny R (m2.K/W) | Poloha otvorových konštrukcií |
| 1 | bez tepelnej izolácie | - | - | 0,375 | 0,1040 | 3,606 | A |
| 2 | tepelná izolácia z vonkajšej strany | 0,075 | 0,04 | 0,300 | 0,1733 | 3,606 | B |
| 3 | tepelná izolácia z vonkajšej strany | 0,075 | 0,04 | 0,300 | 0,1733 | 3,606 | C |
| 4 | tepelná izolácia z vonkajšej strany | 0,075 | 0,04 | 0,300 | 0,1733 | 3,606 | C |
| 5 | tepelná izolácia z vonkajšej strany | 0,075 | 0,04 | 0,300 | 0,1733 | 3,606 | A |
| A – poloha otvorových konštrukcií v strede steny, B – poloha otvorových konštrukcií zalícovaných s vnútorným okrajom tepelnej izolácie, C – poloha otvorových konštrukcií v tepelnej izolácii | |||||||
Základný popis budovy a metódy výpočtu
Pre výpočet a analýzu tepelných strát bol zvolený štvorposchodový bytový dom ALLEX [1], navrhnutý v konštrukčnom systéme YTONG. Posudzovaný bytový dom je objekt bez suterénu so štyrmi obytnými poschodiami. Objekt má šikmú strechu, avšak samotný podkrovný priestor nie je využitý k bývaniu. Výpočet hodnoty ΔU (zvýšenie súčiniteľa prechodu tepla vplyvom tepelných mostov) bol realizovaný použitím metódy výpočtu podľa Menďana [2], [3]. Táto metóda je založená na princípe modelovania 2D výsekov celej budovy (obr. 2 a 3) vhodným počítačovým programom (AREA 2008) pre riešenie dvojrozmerného teplotného poľa a následného spočítania lineárnych tepelných vodivostí (priepustností) L2D (W/(m.K)) všetkých výsekov. Lineárnej tepelnej vodivosti detailov, ktoré sa nezohľadnia vo vymodelovaných výsekoch budovy (podlaha na teréne a detaily, ktoré vychádzajú z pôdorysu) sa započítajú s hodnotou Ψ (W/(m.K)), teda lineárnym stratovým súčiniteľom. Spočítaním všetkých lineárnych tepelných vodivostí sa vypočíta tepelná vodivosť (priepustnosť) celej budovy.
Pred samotným výpočtom je potrebné budovu rozdeliť na charakteristické výseky (obr. 2), a to zvislé a horizontálne. Výseky sa vytvoria tak, že sa vymodeluje každá rozdielna časť po výške budovy (obr. 3). Podobne sa postupuje aj pri horizontálnych častiach, kde sa modelujú výseky po dĺžke.
Podlaha a časť budovy priľahlá k zemnému podložiu sa vymodeluje samostatne. Vplyv deformovaného teplotného poľa v styku podlahy a obvodovej steny sa započíta s hodnotou Ψ (W/(m.K)). Detaily, ktoré sa nemôžu zohľadniť vo vymodelovaných výsekoch, sa rovnako zohľadnia samostatne s hodnotou Ψ (W/(m.K)).
Výsledné hodnoty ΔU pre všetky možnosti riešenia bytového domu sú uvedené v tab. 2.
Tab. 2: Vypočítané presné hodnoty a paušálne hodnoty ΔU podľa STN 730540-2 [7] pre všetky možnosti riešenia bytového domu
| Možnosť | Vypočítaná presná hodnota ΔU (W/(m2.K)) | Paušálna hodnota ΔU (W/(m2.K)) |
| 1 | 0,02 | 0,10 |
| 2 | 0,03 | 0,05 |
| 3 | 0,02 | 0,05 |
| 4 | 0,01 | 0,05 |
| 5 | 0,04 | 0,10 |
Záver
Porovnaním presných a paušálnych hodnôt zvýšenia súčiniteľa prechodu tepla vplyvom tepelných mostov ΔU pre všetky možnosti riešenia bytového domu je možné konštatovať značný pokles vypočítaných hodnôt ΔU vzhľadom k paušálnym hodnotám, obzvlášť pri prvej a poslednej možnosti riešenia bytového domu.
Poznámka: Všetky výpočty muriva boli spracované pre výpočtové hodnoty výrobkov YTONG vyrábaných do roku 2012. Výpočtové hodnoty boli stanovené prepočtom z deklarovaných hodnôt tvárnic YTONG vo vysušenom stave pre výpočtovú hmotnostnú vlhkosť u = 0,045 stanovenú podľa STN EN 12524. Výpočtová hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti λu bola stanovená podľa STN EN 1745 podľa metodiky výpočtu EN ISO 10456. Faktor pre transformáciu vlhkosti vypočítaný touto metodikou Fm = 1,20.
V súčasnosti majú výrobky YTONG na základe technologických zmien zlepšené hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti vo vysušenom stave λdry a na prepočet na výpočtovú hodnotu λu výrobca používa transformačný vlhkostný faktor Fm=1,05 stanovený Certifikačným orgánom 3048 – CSI a.s. v Prahe.
Literatúra a zdroje
[1] Mihál, M., Michalík, M., Selep, J.: Štúdia architektonicko-stavebného riešenia bytového domu ALLEX, Bratislava 2011.
[2] Menďan, R.: Výpočet hodnoty zvýšenia jsoučinitela prechodu tepla vlivom tepelných mostů originálnou výpočtovou metodou (I. čast). Almanach znalca Bratislava 2012.
[3] Menďan, R.: Výpočet hodnoty zvýšenia jsoučinitela prechodu tepla vlivom tepelných mostů originálnou výpočtovou metodou (II. čast). Almanach znalca Bratislava 2013.
[4] Menďan, R., Pavčeková, M., Jarošová D., Bartoňová, S.: Tepelnotechnický posudok bytového domu ALLEX. Bratislava 2011.
[5] Hriagyelová, A.: Presný výpočet zvýšenia jsoučinitela prechodu tepla originálnou metodou. Práca ŠVK, SVF STU Bratislava 2011. Vedúci práce: Menďan, R.
[6] STN 73 0540-2 – Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konstrukcií a budov. Část 2: Funkčné požiadavky. JSOUTN 2012.
[7] Počítačový program Area 2008 – Program na riešenie dvojrozmerného stacionárneho pola teplôt a čiastočných tlakov vodnej pary (autor: doc. Dr. Ing. Z. Svoboda)
