Systém ROCKPROFIL: řešení pro kazetové opláštění budov

Oblíbeným a často používaným prostředkem pro opláštění výrobních, skladovacích i veřejných prostor jsou takzvané systémy lehké stavební prefabrikace, tedy zateplené kazetové stěny s vertikálně kladeným trapézovým plechem. Slabším místem těchto systémů jsou lineární tepelné mosty, které tvoří průběžné nosy kazet obcházející izolační výplň.

Po celé délce nosů kazet se sice aplikují separační pásky, které přerušují přímé tepelné mosty v kontaktu kazeta – trapéz (oba velmi dobré kovové tepelné vodiče), ale vzduch, který se může pohybovat vzhůru kanálem pod vlnami plechu, vynáší teplo z ohřátých kazetových žeber (ztráta tepla konvekcí). Také nekryté a z izolace vyčnívající plechové části kazet o teplotě jen o málo nižší než teplota interiéru sálají teplo do okolí (ztráta tepla radiací) a v poslední řadě jde o ztrátové teplo vedením (kovové prvky přes separační pásku, bodové mosty v místě šroubů – ztráty kondukcí). Tyto celkové tepelné ztráty jsou značné oproti ideálním izolačním schopnostem samotných tepelně izolačních desek z kamenné vlny, které se do kazet vkládají, pokud by mohly vytvořit nepřerušenou vrstvu.
Východiskem může být přišroubovat přídavný jednosměrný rošt křížem přes kazetové nosy a položit druhou vrstvu tepelné izolace pod trapézový nebo jinak tvarovaný plech, nebo dimenzovat podstatně větší tloušťku izolantu a tím i větší hloubku kazety. Při spolupráci na vývoji zlepšení kazetové stěny se však podařilo přijít na jiné, nápadité a inteligentní systémové řešení, které dostalo název ROCKPROFIL.


Systém ROCKPROFIL pro svislé kladení tvarovaných plechů
ROCKPROFIL představuje upravenou kazetovou stěnu (viz obr. 1), kdy se do běžné standardní kazety vkládá izolace o 40 mm větší než je hloubka kazety: tepelná izolace přečnívá o 40 mm směrem ven a k této rovině dosedá i spodní strana vnějšího plechu (zpravidla trapézového). Mezi kazetu a trapézový plech už není vložen žádný distanční prvek (Z- nebo OMEGA-profil přímo ležící na nosech kazet, eventuálně v tomto místě separovaný páskou na přerušení tepelného mostu) a tento plech je zavěšen na speciálních samovrtných šroubech, které jsou opatřeny lícovaným trnem s osazením. Tyto kotevní prvky jsou vybaveny druhým závitem pod hlavou šroubu a jejich upevnění je tím velmi spolehlivé a bezpečné. Jediná zvláštní úprava spočívá v tom, že speciálně definovaná izolační deska Airrock ND má po jedné straně kalibrační zářez pro systém ROCKPROFIL.


Tento zářez obejme horní nos kazety a současně vytvoří onu souvislou rovinu izolace předsazené o 40 mm před kazetami. Podmínkou použití systému ROCKPROFIL je dodržení tloušťky ocelového pozinkovaného plechu (trapézového nebo jinak tvarovaného) min. 0,75 mm.
Z hlediska tepelných ztrát je systém narušen pouze malým počtem bodových tepelných mostů v místě šroubů a nosy kazet jsou odstíněny vrstvou tepelné izolace. Pokud je to nutné, opět se dá počítat s tím, že na vnější straně je stěnový plášť přinejmenším spojen s okolní atmosférou, při dodržení velikosti kanálů (vln nebo lichoběžníkových mezer ve vztahu k výšce objektu) lze uvažovat i o určitém provětrávání.

Systém ROCKPROFIL pro vodorovně kladené opláštění
Systém také nabízí řešení pro vodorovně kladené opláštění. Kazety a tepelné izolace jsou shodné jako pro svislou orientaci vnějšího opláštění. Mezi kazetu a trapézový plech se vkládá distanční prvek (OMEGA-profil), který však není v dotyku s nosy kazet a leží přírubami na vnější straně izolace. Distanční svislé (nebo šikmo kladené) profily jsou upevňovány vždy dvojicí speciálních distančních šroubů, jak je vidět na obr. 2. Vnější obkladový plech je zavěšen na již obvyklých krátkých samovrtných šroubech s těsněním. I zde platí podmínka pro použití systému ROCKPROFIL- dodržení tloušťky ocelového pozinkovaného plechu (trapézového nebo jinak tvarovaného) min. 0,75 mm.

Měření a výsledky tepelně izolačních vlastností kazetových stěn ROCKPROFIL
Při zkušebních aplikacích byly odzkoušeny kazety a trapézový plech v naprosto standardním provedení s utěsněním kazet v etážích nad sebou, s vynecháním separační pásky na nosech kazet a ve více variantách těsnění kazet. Na novém systému se podílely firmy Kovové profily, s.r.o. Praha (veškeré plechové elementy), SFS intec, s.r.o., divize upevňovací systémy Hrubá Skála (dodavatel patentově chráněného řešení –speciálních samovrtných kotevních šroubů SDC2 - S.S16 a ostatního spojovacího materiálu) a Rockwool, a.s. Praha – dodavatel tepelných izolací z kamenné vlny. Hodnoty prostupu tepla stěnou byly testovány v klimatizační komoře Centra stavebního inženýrství v Praze, měření vyhodnocoval Ing. Jaroslav Šafránek, CSc.


Na základě prvních praktických zkušeností, proměření geometrie kazet a rozměrů celé stěny byly zvětšeny tepelně izolační desky tak, aby se v místě jejich podélných styků zcela eliminovaly mezery – jejich nominální šířka není 600 mm jako teoretický skladebný modul kazet, ale 605 mm.
V následující tabulce jsou porovnávány celkem 3 kazetové stěny. První uvedenou je ROCKPROFIL s překrytím izolace 40 mm přes nos, na nosech kazet nejsou použity žádné separační pásky. Druhou stěnou je standardní kazetová stěna bez separační pásky s přímo přišroubovaným trapézovým plechem. Třetí stěnou je obdoba druhé, ale na nosech kazet je použit tenký proužek tepelné izolace z minerálních vláken 10 x 80 mm jako přerušení tepelného mostu.
Všechny stěny byly sestaveny z kazet z pozinkovaného a lakovaného plechu tloušťky 0,75 mm (na této tloušťce při jinak stejných parametrech kazetové stěny nejvíce závisí ztráta tepla) a izolovány tepelně izolačními deskami z kamenné vlny se součinitelem tepelné vodivosti lD = 0,035 Wm^-1K^-1 (výsledky měření součinitele tepelné vodivosti ve shodě s novou ČSN EN 13162). Výsledky porovnání součinitele prostupu tepla uvádí předposlední sloupec – první 3 hodnoty vznikly na základě měření v CSI Praha a dalších 8 hodnot je vybráno z firemní literatury fy Thyssen (THYSSEN-Kassettenwand, Technische Information 5.3, typ K/KA, 12/1997), což představuje údaje o klasických běžně používaných kazetových stěnách např. v Německu.


Diskuse výsledků: postavíme-li takto výsledky vedle sebe, je zcela zřejmé, že už relativně tenká souvislá vrstva o tloušťce 40 mm (přesahující část tepelně izolační desky Airrock ND ven z kazety) dokáže velmi výrazně odstínit a eliminovat zhoršení tepelných vlastností běžných kazetových stěn, ke kterým dochází právě nejvíce v místech kazetových nosů. Překrytí těchto problematických tepelně lineárních mostů takto tenkou souvislou izolační deskou, která je vyrobena z materiálu s nejlepšími tepelně izolačními vlastnostmi, má za následek podstatné zmenšení tloušťky izolace při stejných reálných vlastnostech kazetové stěny, kdy se dá poměrně snadno naplnit i nejpřísnější hodnota požadovaných vlastností obvodového pláště budov podle ČSN 73 0540 – část 2 bez jakýchkoli úlev. Současně součinitelé prostupu tepla kazetových stěn ROCKPROFIL jdou velmi rapidně dolů – ukazuje to sloupec teoretických možností ztrát tepla při průchodu ideální izolační vrstvou (zjednodušenou na případ jednovrstvé izolace bez zahrnutí vlivu okrajových podmínek – viz sloupec „teoretická hodnota izolace“). Pokud je nám známo, je takto poprvé definována stěna s výplní z minerálních vláken, která při tloušťce izolace do 200 mm dokáže splnit součinitel prostupu tepla U = 0,20 Wm^-2K^-1. Současně je také třeba si uvědomit, že doporučený a použitý materiál Rockwool Airrock ND, jehož vyhledávání před tímto měřením proběhlo, musí splňovat další náročná kritéria: pokud možno velký odpor proti proudění vzduchu (aby chladný větrací vzduch na vnější straně pod pohledovým obkladem neprostupoval příliš do hloubky tepelné izolace v zimním období a nezvyšoval tak tepelnou ztrátu, jak by se mohlo stát u velmi řídkých a lehkých izolačních materiálů) a současně správnou míru tuhosti a odporu v tlaku – o izolační desky se opírá vnější plášť a nesmí ji nadměrně stlačit nebo místně promáčknout, nebo se sám zvlnit.
Velkou výhodou je, že tyto vlastnosti a hodnoty byly prokázány laboratorním měřením, tj. nejedná se v tomto případě o pokus použít náhradní a zjednodušující výpočetní metodu pro odhad vlastností kazetové stěny. Pro vnější krytí byl v případě měření použit běžný ocelový pozinkovaný a lakovaný trapézový plech 35 x 206 mm o tloušťce 0,75 mm a veškeré jeho kotvicí prvky z nerezavějící oceli.