Snížení součinitele prostupu tepla cihelného zdiva Porotherm a jeho dopad na domy s téměř nulovou spotřebou energie

Článek se v první řadě zaměřuje na výzkum společnosti Wienerberger, který proběhl v roce 2016 a jehož výsledkem bylo úspěšné snížení součinitele prostupu tepla U v části produktového portfolia Porotherm, a to konkrétně u cihelných bloků EKO+ Profi a T Profi, které jsou primárně určeny pro jednovrstvé obvodové zdivo bez potřeby vnějšího zateplení.

Výsledky výzkumu jsou uvedeny do kontextu se směrnicí evropského parlamentu a rady 2010/31/EU, která se mimo jiné zabývá domy s téměř nulovou spotřebou energie a na kterou mají zlepšené hodnoty U významný dopad.

Úvod

Tepelněizolační vlastnosti stavebních materiálů patří mezi základní parametry ovlivňující celkovou energetickou náročnost budovy. Jedná se o základní kámen, na který dále navazují systémy technického zařízení budov tak, aby výsledkem byla budova, která nejen splňuje legislativní požadavky, ale aby zároveň snižovala provozní náklady a vytvářela zdravé vnitřní prostředí. Určující charakteristikou stavební konstrukce je právě součinitel prostupu tepla U [W/(m2·K)], který je definován jako celková výměna tepla v ustáleném stavu mezi dvěma prostředími vzájemně oddělenými stavební konstrukcí o tepelném odporu R s přilehlými mezními vzduchovými vrstvami, zahrnuje vliv všech tepelných mostů včetně vlivu prostupujících hmoždinek a kotev, které jsou součástí konstrukce [1].

Snahy o snižování hodnoty součinitele prostupu tepla logicky zapadají do současné strategie Evropské unie na cestě za tzv. domem s téměř nulovou spotřebou energie a jeho postupnou implementací v roce 2018 (nové budovy veřejného sektoru) a v roce 2020 (nové budovy) [2]. Nástrojem pro lokální zavedení přísnějších požadavků souvisejících s nařízením Evropského parlamentu (direktiva 2010/31/EU) je právě národní legislativa.

Česká republika ve srovnání s jinými zeměmi

Česká republika patří k zemím s rámcově přísnějším požadavkem požadované hodnoty na obvodové zdivo U = 0,30 W/(m2·K). Ještě přísnější požadavky mají Německo, Polsko, Belgie, Litva, Holandsko a Švédsko, shodné Velká Británie, naopak „mírnější” Slovensko, Rakousko, Itálie, Portugalsko a Španělsko, což má logiku, když vezmeme v úvahu zeměpisnou polohu, která má na bilanci tepelných ztrát přímo úměrný dopad [3] .

Další aspekty

Dalším důležitým aspektem připravovaných změn s ohledem na směrnici Evropské unie je změna požadované hodnoty U pro domy s téměř nulovou spotřebou energie. Je třeba uvažovat redukční činitel 0,7, který mimo jiné změní současnou požadovanou hodnotu U pro obvodové zdivo [4]. Z toho důvodu se dostáváme na hodnotu U = 0,21 W/(m2·K), která sice neuvažuje vliv konstrukčních detailů, ale pokud jsou dodrženy konstrukční detaily specifikované společností Wienerberger, je možné zcela eliminovat dodatečné přirážky na požadované hodnoty U zdicích prvků.

Zlepšování součinitele prostupu tepla u produktů Porotherm

I přesto, že většina výrobků Porotherm společnosti Wienerberger, které jsou určeny pro vnější jednovrstvé obvodové konstrukce, splňuje požadavky nízkoenergetického standardu, provedla společnost v roce 2016 výzkum, který si kladl za cíl nespokojit se se současnými hodnotami a dále snížit hodnotu součinitele prostupu tepla. Tento výzkum se zaměřil na výrobky pro jednovrstvé zdivo (bez další nutné vnější izolace) řady EKO+ Profi a T Profi (cihelné bloky plněné minerální vatou). Výzkum se sestával ze dvou paralelně probíhajících procesů – optimalizace receptury cihelného střepu a optimalizace technologického procesu.

Praktické zkoušky, které proběhly ve druhé půlce roku 2016, se zaměřily na testování následující výrobků, které byly vyrobeny dle upravené receptury a technologie:

  • Porotherm 50 T Profi,
  • Porotherm 50 EKO+ Profi.

Testovacím zařízením bylo Centrum stavebního inženýrství a.s. (dále jen CSI), které je akreditované pro tento druh testů. V laboratořích CSI byly potvrzeny modelované propočty a vydané protokoly z prosince roku 2016 deklarují zlepšení tepelně-technických vlastností o 15 %. Konkrétní hodnoty jsou uvedeny v Tab. 1.

Dalším krokem byly výpočty nových hodnot U pro další tloušťky zdiva Porotherm EKO+ Profi a T Profi v akreditované laboratoři VUT v Brně s cílem zohlednit nové výrobní postupy u dotčených výrobků. Konkrétní hodnoty jsou uvedené v grafu na obr. 1. Barevné rozdělení definuje nejen požadované hodnoty, ale i doporučené hodnoty a hodnoty doporučené pro pasivní domy.

NázevU – staré [W/(m2·K)]U – nové [W/(m2·K)]
Porotherm 50 T Profi0,140,12
Porotherm 50 EKO+ Profi0,180,16
Tab. 1: Srovnání nových a starých hodnot součinitele prostupu tepla

Pokud budeme hodnotit výrobky Porotherm s ohledem na požadovanou hodnotu součinitele U = 0,21 W/(m2·K) pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie, je možné pro stavbu uvažovat tyto konkrétní výrobky v produktových řadách:

  • Porotherm EKO+ Profi od šířky 40 cm a výše,
  • Porotherm T Profi od šířky 30 cm a výše.

Závěr

Budovy spotřebovávají více než 40 % z celkové spotřeby energie v Evropské unii a tím mají významný dopad na produkci oxidu uhličitého. Evropský parlament a Rada se snaží přes směrnici 2010/31/EU docílit standardu takzvaných domů se spotřebou energie, která se blíží téměř nule. V tomto kontextu je úkolem výrobců stavebních materiálů posouvat vývoj takovým směrem, aby bylo možné snížit celkovou energetickou bilanci spojenou s výstavbou, a to po celou dobu jejího životního cyklu, a nabídnout trhu výrobky, které budou splňovat přísné standardy budov s energií blízkou nule. Z toho důvodu společnost Wienerberger nabízí výrobky v produktové řadě Porotherm EKO+ Profi od šířky 40 cm a Porotherm T Profi již od šířky 30 cm. Bez kvalitní obálky budovy, která splňuje moderní standardy a dokáže poskytnout stavebním profesionálům nízké hodnoty součinitele prostupu tepla, jsou další investiční prostředky do technického zařízení méně efektivní a není tak možné dosáhnout plánované úspory během provozní fáze.

Použité zdroje

[1] Součinitel prostupu tepla. TZB Info [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://stavba.tzb-info.cz/prostup-tepla-stavebni-konstrukci/315-soucinitel-prostupu-tepla

[2] Směrnice Evropského parlamentu a rady 2010/31/EU ze dne 19. května 2010 o energetické náročnosti budov. In: . Úřední věstník Evropské unie: Evropský parlament a rada Evropské unie, 2010, ročník 2010, L 153/13. Dostupné také z: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/TXT/HTML/?uri=CELEX:32010L0031&from=CS

[3] Wall U-values (Building codes). ZEBRA 2020 [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://www.zebra-monitoring.enerdata.eu/overall-building-activities/wall-u-values-building-codes.html

[4] Vyhláška č. 78/2013 Sb.: Vyhláška o energetické náročnosti budov. Podle § 14 odst. 4 zákona č. 406/2000 Sb. Praha: Ministerstvo průmyslu a obchodu, 2013.

Fotogalerie

Autor: Ing. Jiří Dobiáš
Foto: Archiv firmy