Význam vzduchotesnosti budov v trende znižovania ich energetickej náročnosti

Nízkoenergetické domy (NED) a energeticky pasívne domy (EPD) charakterizuje potreba tepla na vykurovanie a celková potreba primárnej energie. Požadované hodnoty sa dosahujú tepelnoizolačnými vlastnosťami plášťa budovy, pričom sa zároveň výrazne obmedzuje možnosť prechodu vzduchu cezeň.
 

Požiadavka na tesnosť plášťa budovy má:

• minimalizovať úniky tepla prienikmi a únikmi vzduchu cez plášť budovy, takáto strata energie môže tvoriť pri EPD až desiatky percent z celkovej tepelnej straty;
• zabezpečiť prostredie na správnu funkciu VZT s rekuperáciou tepla, toto zariadenie výrazne zlepší energetickú bilanciu pri NED a pri EPD je nutnosťou;
• zamedziť transportu vlhkého interiérového vzduchu do konštrukcie plášťa a vylúčiť prípadnú kondenzáciu v konštrukcii a tým jej trvalé znehodnotenie.

Pre lepšiu názornosť možnej energetickej straty vzduchom si zvoľme modelový príklad. Dom s vykurovaným priestorom 300 m³ necháme odolávať pôsobeniu vetra s rýchlosťou 8,9 m/s, čo je vietor vyvolávajúci tlak asi 50 Pa. Pre úplnosť treba dodať, že pôsobenie vetra môže dosahovať aj oveľa vyššie hodnoty.

V tejto úvahe vynecháme vplyv terénu a tvaru budovy. Budeme uvažovať tesnosť budovy stanovenú normou ČSN 73 0540-2, resp. ČSN EN 13465 (pozn. redakcie – v SR platí v tomto smere STN EN 13465) pre rozlične vybavené budovy a ich energetické úrovne.

Hodnota n₅₀ (1/h) je maximálna odporúčaná hodnota celkovej intenzity výmeny vzduchu pri tlakovom rozdiele 50 Pa. Stratu tepla budeme počítať pre teplotu vzduchu v interiéri t_i = 20 °C a teplotu vonkajšieho vzduchu t_e = 0 °C a t_e = –15 °C pri použití zjednodušeného vzťahu:

Q = V . ρ  . c (t_i – t_e)/3 600                              
kde: ρ je hustota vzduchu (kg/m³) pri 20 °C, c – merná tepelná kapacita vzduchu (J/kg . K).

Aj keď pripustíme, že táto úvaha je veľmi zjednodušená, možno očakávať aspoň 50 % stratu tepla v porovnaní s celkovou tepelnou stratou budovy, a to aj pri EPD a dodržaní normovej vzduchovej priepustnosti. Vzniká tak otázka, či norma ČSN 73 0540-2, resp. ČSN EN 13465 nie je v tomto smere príliš benevolentná. V praxi sa však, naopak, často stretávame s názorom založeným na osobných dojmoch, že prílišná tesnosť budovy škodí jej celkovej kvalite. Zhotoviteľ pritom často ani nevie, ako tesnosť budovy dosiahnuť a ako potom zabezpečiť nutnú výmenu vzduchu rekuperáciou.

Ďalšie dôvody na požiadavku tesnosti obalu budovy

A tu je ďalší dôvod, prečo dbať na tesnosť obalu budovy. Prevádzka vzduchotechniky s rekuperáciou tepla zabezpečujúca predpísanú, príp. aspoň z hygienického hľadiska bezpečnú výmenu vzduchu, pracuje čiastočne na strane interiéru s uzatvoreným okruhom. Očakáva sa, že dopravený čerstvý vzduch ohriaty odpadovým vzduchom sa získa po použití v budove s využiteľnou teplotou a približne rovnakým objemom. Akákoľvek strata objemu odpadového vzduchu, ktorý unikne netesnosťami, vedie k veľkej strate účinnosti celého systému rekuperácie.

Napokon tesnosť budovy vo veľkej miere prispieva k bezpečnosti konštrukcie pred deštruktívnym pôsobením kondenzujúcej vodnej pary v konštrukcii plášťa budovy. Nebezpečenstvo kondenzácie vodnej pary v konštrukcii plášťa budovy v chladnom období sa pokúsime demonštrovať na nasledujúcej úvahe.

V podmienkach interiérovej teploty 21 °C a relatívnej vlhkosti 50 % je absolútny obsah vodnej pary vo vzduchu interiéru 9,2 g/m³. V zimnom období pri výpočtovej minimálnej teplote –15 °C a obvyklej relatívnej vlhkosti 84 % je absolútny obsah vodnej pary vo vonkajšom vzduchu 1,2 g/m³.

Ak vetraním, prienikmi v netesnostiach a pod. zameníme obidva objemy, 8,0 g/m³ vodnej pary vo vzduchu nevyhnutne musí niekde skondenzovať. To pri uvedenom modelovom dome s priestorom 300 m³ a s výmenou vzduchu n = 0,3 – 0,6/h predstavuje 17,3 – 34,6 dm³ vody za 24 hodín. Aké poškodenie konštrukcie plášťa, okenných rámov a krovov to predstavuje, možno si do­myslieť aj za predpokladu, že väčšia časť takto skondenzovanej vody by bola bezpečne odvedená a kondenzovala by až v exteriéri.

Z uvedeného vyplýva, že obmedzenie vzduchovej priepustnosti je spolu s vysokým tepelným odporom obalu budovy bez tepelných mostov veľmi dôležitým parametrom pri koncipovaní NED a EPD. Je to však aj jediný parameter, ktorý možno overiť už pri výstavbe budovy, a to v niektorých konštrukčných typoch už v ich ranom štádiu. To potom umožňuje realizátorom upraviť a opraviť hlavnú vzduchotesniacu vrstvu pred zakrytím finálnymi interiérovými konštrukciami a inštaláciami TZB.

Metóda merania vzduchotesnosti

Metódu merania opisuje ČSN EN 13829 Tepelné správanie budov – Stanovenie vzduchovej priepustnosti budov – Tlaková metóda (pozn. redakcie – v SR platí v tomto smere STN EN 13829). V zahraničí a už aj u nás je známa pod názvom BlowerDoor test. Táto norma stanovuje dva postupy merania vzduchovej priepustnosti, pričom však v oboch prípadoch sa používa rovnaké zariadenie, rovnaký postup merania a zhodná detekčná technika.

Metóda B

Metóda B slúži na overenie tesnosti obalu budovy s vylúčením technologických priechodov (kanalizácia, vzduchotechnika, dymovody a i.), ktoré budú v dokončenej stavbe uzatvorené svojím vlastným spôsobom. Realizuje sa teda v čase, keď je obal budovy dokončený, ale hlavná vzduchotesniaca vrstva je ešte prístupná a možno ju počas testu opraviť. Na účely tohto testu treba budovu nevyhnutne pripraviť. Špeciálnymi tesniacimi prostriedkami (zátky, vakové uzávery, dočasné lepiace pásky, fólie) treba uzatvoriť otvory TZB a vylúčiť tak ich prípadnú netesnosť z dôvodu nedokončenia. Na základe niekoľkonásobného vyvolania tlakového rozdielu porovnateľného s testom potom treba dohľadať a dodatočne utesniť zjavné defekty a nedorobky. Táto časť je časovo najnáročnejšia a v závislosti od kvality stavby môže trvať aj niekoľko hodín.

Metóda A

Metóda A je v porovnaní s metódou B certifikačným meraním, ktoré sa uskutočňuje v dokončenej a prevádzkovanej budove meraním vzduchovej priepustnosti pri uzatvorení technologických zariadení svojím vlastným spôsobom (zaliatie vodných uzáverov, uzatvorenie komínových ťahov, uzatvorenie klapiek vzduchotechniky a pod.). Z tohto dôvodu inštalované zariadenia musia umožňovať svoje vlastné uzatvorenie, a to nezávisle od dodávanej energie. Napríklad pri výpadku elektrickej energie nemožno ponechať otvorené ústie vzduchotechniky s otvormi s priemerom 100 mm a viac v budove, kde sme s vypätím všetkých síl vylúčili aj oveľa menšie netesnosti. Veľkým problémom je správne a ovládateľné napojenie na potrebný prívod spaľovacieho vzduchu vo vykurovacích zariadeniach inštalovaných v interiéri. Vo svojej podstate je však tento test jednoduchší a kratší, lebo na dokončenej stavbe už nemožno mnoho zmeniť.

Význam použitia metódy B v praxi

Z uvedeného vyplýva, že najdôležitejší je test metódou B, keď ešte možno odvrátiť neuspokojivý stav bežnými, dosiaľ používanými stavebnými technikami, a to priamo na mieste a takmer okamžite. Na identifikáciu defektov vzduchotesniacej vrstvy a jej napojenie na časti obvodových konštrukcií sa používajú rozličné techniky a zariadenia. Identifikácia je možná pri nastavení tlakového rozdielu, pri ktorom sa vyhľadáva prúdenie vzduchu pri povrchu obalu budovy. Jednoznačne najpoužívanejšie je vyhľadávanie netesností cvičenou dlaňou operátora Blower Door.

Na kvantifikáciu prietokov netesnosťami sa s úspechom používa mikroanemometer s meracím hrotom s účinným meracím prierezom do niekoľko mm². Touto metódou možno pomerne presne stanoviť za pomoci definovaného profilu (napr. v deliacich dverách) prietok vzduchu z jednotlivých častiach budovy alebo miestností.

Na lokalizáciu ciest prieniku vzduchu, najmä v prípadoch, keď tieto cesty nie sú zrejmé, možno použiť trasovanie pomocou vyvíjača inertného dymu. Tento spôsob má však svoje obmedzenia a v praxi nie je príliš obľúbený.

Najužitočnejšie a veľmi operatívne je použitie termovíznej techniky. Jediným jeho obmedzením je nevyhnutný teplotný rozdiel medzi exteriérom a interiérom. Zobrazenie väčšej plochy povrchu obalu a jej pozorovanie v čase (pri nastavení tlakového rozdielu) umožňuje identifikovať a čiastočne kvantifikovať defekty, a to aj v miestach, kam sa operátor dostane len ťažko. Plošná kontrola výrazne znižuje riziko prehliadnutia niektorých detailov.

Samotný priebeh testu

Samotný test pri oboch metódach vykonáva zariadenie, ktoré sa skladá z veľkopriemerového ventilátora s premenlivým priemerom ústia a premenlivým výkonom riadeným ručne alebo automaticky v závislosti od tlakových pomerov v budove, mimo budovy a na priechode ventilátorom. Ventilátorom osadeným v ráme s plachtou vo dverách alebo v okne v obvodovej stene sa vyvolá postupne tlakový rozdiel 20 až 100 Pa a z tlaku na ventilátore sa stanoví prietok vzduchu k jednotlivým tlakovým krokom na kalibrovanú vybranú geometriu ústia ventilátora. V automatickom režime je test veľmi rýchly, trvá asi len 15 min.

Výsledky testov v ČR

Výsledky doterajších testov v ČR vypovedajú o veľmi rozdielnej kvalite realizácie stavieb bez ohľadu na charakter stavebných materiálov a použitých hlavných vzduchotesniacich vrstiev. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že čím je stavba zložitejšia z hľadiska počtu použitia hlavných stavebných materiálov, čím má viac prvkov narúšajúcich kompaktnosť stavby, tým sú výsledky v BlowerDoor teste horšie.

Dočasné zátky VZT	Dočasné zátky registra

Nie je výnimkou, že dom s ambíciami NED s rekuperačným vetraním má hodnotu n₅₀ > 7/h (najhorší dosiahnutý výsledok bol až n₅₀ = 11/h). Čoraz častejšie sa však vyskytujú stavby, kde sa cieľ EPD sleduje od projektu až po poslednú profesiu pri realizácii a ich výsledky vzduchovej priepustnosti n₅₀ sú lepšie než 0,6/h. Dosiaľ najlepší výsledok sa dosiahol pri stavbe z dreva. Pritom o drevených stavbách sa doteraz tvrdilo, že prekonať hranicu n₅₀ = 0,6/h platnú pre EPD je pre ne takmer nemožné. Rekordný dom s priestorom asi 500 m³ dosiahol pri BlowerDoor teste hodnotu vzduchovej priepustnosti n₅₀ = 0,21/h.

Možno očakávať, že nám nezostanú len jednotlivé rekordy, ale že overená kvalita stavieb sa stane štandardom. Blízka budúcnosť si takýto trend pravdepodobne aj tak vyžiada.

Mgr. Stanislav Paleček
Recenzoval: Ing. Vladimír Šimkovic
Foto: iEPD, JAGA, Mgr. Stanislav Paleček

Autor je predstaviteľom firmy Radion, ktorá je zakladajúcim členom Českej spoločnosti pre udržateľnú výstavbu budov a členom OZ Ekodom a Centra pasívneho domu v ČR.