preskočiť na hlavný obsah

Konštrukcie a materiály pre nízkoenergetický dom

rodinný dom

Stavať dnes nízkoenergetický dom nemusí byť žiaden problém. Aj keď sme si zvolili prísnejšie kritérium a chceme postaviť dom pasívny, môžeme použiť všetky bežne dostupné typy nosných i obvodových konštrukcií. Princíp spočíva v tom, že musia spĺňať požadované parametre pre úsporný dom, t.j. priemerná hodnota súčiniteľa prechodu tepla U by mala byť nižšia ako 0,15 W/m2K a stavba by nemala mať tepelné mosty.

Tvar a vzhľad

Moderný nízkoenergetický či pasívny dom sa vzhľadovo nemusí veľmi líšiť od mnohých existujúcich stavieb. Môže mať strechu plochú, ale aj sedlovú či pultovú. Z hľadiska tvaru je však dôležité, aby stavba bola kompaktná, t.j. všetky vystupujúce prvky na fasáde majú byť minimalizované (vikiere, zalomenia, odskoky), najlepšie ak nie sú vôbec. Tieto konštrukcie totiž zväčšujú plochu obalu stavby, a tým zvyšujú aj tepelné straty.

Pri stavbe domu z bežne používaného konštrukčného a stavebného materiálu s vyššími tepelnoizolačnými schopnosťami a pri bežnej prevádzke vieme dosiahnuť spotrebu energie na vykurovanie na úrovni približne 35 kWh/m2 za rok. Ak však chceme spotrebu ešte znížiť, musíme využiť ďalšie technologické prvky, napr. riadené vetranie s rekuperáciou tepla, zemný výmenník, slnečné kolektory alebo tepelné čerpadlo.

Výstavba EPD

Pri stavbe energeticky pasívneho domu (EPD) je možné použiť všetky typy nosných systémov i obvodových konštrukcií. Treba ich však navrhnúť tak, aby spĺňali požadované parametre. Tradičná murovaná konštrukcia obvodových stien v jednej vrstve spája v sebe tri základné funkcie: nosnú, tepelnoakumulačnú a tepelnoizolačnú. Väčšinou však sa všetky tri naraz nedajú dosiahnuť na požadovanej úrovni. Pálená či vápenno piesková tehla má síce dobrú nosnosť i akumulačnú schopnosť, no tepelnú izoláciu treba zabezpečiť doplnkovou izolačnou vrstvou.
Podľa tepelno-akumulačných vlastností delíme konštrukcie na ľahké, s nízkou objemovou hmotnosťou, ktoré nemajú schopnosť akumulovať teplo, a masívne materiály s tepelno-akumulačnými schopnosťami.

Jednovrstvové konštrukcie

Hoci sa to zdá nepochopiteľné, ešte aj dnes je stále obľúbené najkonzervatívnejšie riešenie domu, a to murované nosné steny bez použitia ďalšej prídavnej izolácie. V súčasnosti sa vyrábajú aj moderné murovacie materiály, ktoré dosahujú teplotechnické požiadavky vyplývajúce z platných noriem (v prípade pálených tehál je to zvyčajne až po zahrnutí účinku izolačnej omietky), no pre kvalitné nízkoenergetické domy to určite nestačí. Preto je výhodnejšie použiť viacvrstvové skladby obvodových stien, v ktorých nosnú a tepelnoizolačnú funkciu zabezpečujú rôzne materiály. Toto riešenie je určite jednoduchšie, ako zložito hľadať potrebné vlastnosti v jednom materiáli, a to na hranici súčasných technologických možností.

Tehlové bloky s dutinami vyplnenými tepelnou izoláciou kombinujú výbornú únosnosť s dobrou tepelnoizolačnou schopnosťou v smere kolmo na stenu. Ich jediná nevýhoda je privysoká cena.

Pórobetónové bloky alebo panely s výbornými izolačnými vlastnosťami (izolácia je, samozrejme, dosiahnutá na úkor únosnosti) sú riešením, ktoré v niektorých prípadoch môže nahradiť oveľa zložitejšie viacvrstvové konštrukcie.

Expandované minerály a zeminy, ktoré sa predávajú pod obchodnými názvami Liapor, Keramzit či Perlit, umožňujú v kombinácii s vhodným spojivom (spravidla cementom) vytvárať dobre izolujúce a zároveň aj únosné tvarovky. Z takýchto stavebných materiálov môžeme vyhotoviť obvodové steny podobne ako z pórobetónových blokov. Stretávame sa však aj s použitím veľkoplošných panelov z týchto materiálov.

Masívne viacvrstvové konštrukcie

Pri nízkoenergetických a pasívnych domoch sa často uplatňujú viacvrstvové tzv. „sendvičové“ konštrukcie obvodových stien s masívnym nosným, zároveň aj tepelnoakumulačným múrom (prednostne na vnútornom líci konštrukcie) a vrstvou tepelnej izolácie chránenou fasádnym plášťom. Patria sem klasické zateplené murivá, ale aj nie bežné riešenia betónových konštrukcií so strateným debnením.

Tehla či pórobetón doplnené o tepelnú izoláciu sa dnes takmer najčastejšie používajú na výstavbu nízkoenergetických domov. Hrúbka izolácie sa určuje výpočtom a spravidla sa navrhuje skladba, pri ktorej je nosný múr tenší a izolácia hrubšia. Riešenie umožňuje dosiahnuť požadované parametre aj pri menšej hrúbke steny, čo predstavuje zníženie investičných nákladov. Funkčnosť systému však treba prepočítať najmä z hľadiska rizika kondenzácie vodných pár.

Výhodou týchto konvenčných systémov je jednoduchá dostupnosť materiálu, s ktorým vie pracovať takmer každý murár. Problémom môžu byť väčšie hrúbky izolácií, ktoré sú finančne náročnejšie, pretože ich účinok sa nezvyšuje priamoúmerne s ich cenou.

Vápennopieskové tehly sú v Európe veľmi obľúbeným materiálom na výstavbu rodinných domov. Pri pomerne nízkej „zabudovanej“ energii poskytujú výbornú únosnosť a zároveň aj akumuláciu tepla. Na výstavbu stačia veľmi subtílne nosné múry, ktoré majú hrúbku okolo 17 cm. Hrúbka steny sa tým aj pri zväčšenej hrúbke izolácie udrží v prijateľných hraniciach. Popri bežných „tehlových“ rozmeroch sú vápennopieskové tehly dostupné aj v podobe väčších blokov. Bloky znamenajú zrýchlenie výstavby za cenu použitia malej mechanizácie na stavbe. Podobne ako pri betónových i tehlových konštrukciách tu musíme riešiť prerušenie tepelného mosta pri základoch.

Betónové tvarovky predstavujú alternatívu tradičných murovacích materiálov. Vo vyľahčenom tenkostennom vyhotovení a so zníženým obsahom cementu sú aj pomerne ekologickým murivom a predstavujú finančne výhodné riešenie. Treba si však uvedomiť, že je neprípustné oslabiť tenké steny, napríklad drážkami pre inštalácie. Ošetrenie tepelných mostov je základným problémom aj pri viacvrstvových stenách z betónových tvaroviek.

Liaty železobetón či veľkoplošné železobetónové panely sú bežným konceptom pre mnohopodlažné objekty, niekedy sa však využívajú aj pri výstavbe rodinného domu. Tenká, no veľmi pevná nosná časť steny umožňuje realizovať veľkoryso otvorené fasády či atypické tvary objektu. Tepelnú izoláciu treba navrhovať výpočtom a riešenie je obdobné ako pri tehlových murovaných stavbách. Problematické je však kotvenie izolácií s hrúbkou 25 cm.

Stratené debnenie z cementotrieskových dosiek alebo tvaroviek (Velox, Durisol) sa udomácnilo aj u nás. Umožňuje jednoducho zrealizovať železobetónové steny. Funkčne ani vlastnosťami sa takáto stena od liateho betónu príliš nelíši. Vďaka cementotrieskovému plášťu sa jednoducho riešia rozvody aj povrchové úpravy, ťažšie sa však zabezpečuje neprievzdušnosť. Vloženie tepelnej izolácie do strateného debnenia vylučuje potrebu dodatočného „zateplenia“ steny, no treba ho overovať aj z hľadiska možného vzniku tepelných mostov (nielen v rámci steny, ale aj k základu).

Polystyrénové tvarovky sa tiež používajú ako stratené debnenie pre masívnu železobetónovú konštrukciu. Ich systémy pre obvodové steny predstavujú jednoduchú skladačku so železobetónovým jadrom, s hrubšou vrstvou penového polystyrénu zvonka a tenšou zvnútra. Nájdu sa medzi nimi aj systémy certifikované pre pasívne domy, treba si však uvedomiť, že súčasťou musí byť založenie na doske v styrodurovej vani a riešenie strechy z polystyrénových tvaroviek.

Pri použití tvaroviek len na obvodové steny máme problém s ošetrením tepelných mostov. Vďaka vnútornému polystyrénovému plášťu nehrozí studený povrch stien, na druhej strane sa ním odstaví akumulačná hmota stien (niektorí výrobcovia alternatívne ponúkajú tvarovky pre vnútorný plášť z nepálenej hliny). Neprievzdušnosť by sme mali zabezpečovať, podobne ako pri iných masívnych konštrukciách, súvislou vnútornou omietkou tesne napojenou dole na hydroizoláciu a hore na parozábranu či inú tesnú konštrukciu strechy.

Ľahké drevené konštrukcie

Zvyčajne ide o veľmi vhodný spôsob výstavby energeticky pasívnych domov. V typickom prípade nosnosť zabezpečujú drevené stojky, z vnútornej aj vonkajšej strany opláštené doskami na báze dreva. Priestor medzi nimi vypĺňa tepelná izolácia. Akumulačnú schopnosť v takýchto domoch zabezpečujú masívne podlahy či vnútorné steny, pretože ľahký „obal“ stavby to neumožňuje.

Takmer pri všetkých ľahkých konštrukciách nízkoenergetických a pasívnych domov využívame ako nosný materiál drevo. Jeho výhodou je popri vysokej pevnosti aj to, že nespôsobuje výraznejšie tepelné mosty. Zároveň ide o bežne dostupný materiál z domácich obnoviteľných zdrojov, recyklovateľný a s priaznivou ekologickou bilanciou. Popri masívnom rezive a lepených nosníkoch využívame aj aglomerované dosky (OSB, DTD, MDF), preglejky či viacvrstvové doskové panely.

Masívny drevený skelet je konštrukčne náročnejší. Jeho prednosťou môže byť priznanie esteticky upravenej konštrukcie v interiéri, pričom obvodová stena sa rieši ako samonosná za ním. Pri zabudovaní mohutnejších drevených stĺpov dovnútra steny zvyčajne hrozí vytvorenie tepelného mosta a kondenzácia vlhkosti, preto takéto riešenie musí byť overené zo stavebnofyzikálneho hľadiska. Steny sa navrhujú z dosiek (vonkajšie a vnútorné opláštenie), medzi ktorými je tepelná izolácia.

Stĺpikové konštrukcie na výstavbu drevených rodinných domov sa používajú najmä v Amerike. Štíhle drevené stĺpiky sú v stene rozmiestnené pomerne husto (po 60 cm) a pevne sú spojené s opláštením. V našich podmienkach používame väčšie hrúbky stĺpikov, pričom obmedzenie vzniku tepelného mosta sa rieši použitím I-nosníkov alebo stĺpikov v tvare „rebríka“. Vnútorné opláštenie steny z OSB dosiek má vlastnú únosnosť a po prelepení jednotlivých stykov dosiek pôsobí ako parobrzda. Tieto steny je výhodné navrhovať ako difúzne otvorené (s možnosťou odparenia vlhkosti do exteriéru), preto sa vonkajší plášť zhotoví z mäkkých či stredne hustých drevovláknitých dosiek a paropriepustnej omietky alebo odvetrávaného obkladu.

Často používané konštrukcie z masívnych stĺpikov, s vonkajším aj vnútorným plášťom z OSB, parozábranou na vnútornej strane a kontaktným zateplením z penového polystyrénu na vonkajšej strane je síce ekonomicky výhodné, no prináša riziko zavlhnutia steny pri porušení parozábrany. Pri týchto systémoch je výhodné zriadiť na vnútornej strane inštalačnú predstenu, aby sme inštalačnými rozvodmi nenarušili rovinu neprievzdušnosti a parotesnosti. Požiarnu bezpečnosť obvykle zaisťujeme sadrokartónovým obkladom, rovnako však poslúži hrubá hlinená omietka či tehlová obmurovka.

Steny stĺpikovej konštrukcie sa môžu zhotovovať priamo na stavbe, ale často sa tu uplatňuje prefabrikácia. Stenové panely sa zmontujú v hale a samotná výstavba domu je potom otázkou niekoľkých dní. Vonkajšie opláštenie nemusí byť súčasťou prefabrikátov, zjednoduší to montáž stien a kvalita realizácie tepelných izolácií sa dá na stavbe ľahko skontrolovať.

Drevené stenové konštrukcie môžu byť v tradičnom vyhotovení ako zrubové, no pre nízkoenergetické domy musia byť upravené komplikovaným vložením tepelnej izolácie do zdvojenej steny. Modernejšie riešenie využíva drevené steny vytvorené z niekoľkých vrstiev navzájom spojených dosiek. Dom sa poskladá a zvonku obloží potrebnou vrstvou tepelnej izolácie. Na trhu sú aj špeciálne drážkované stenové panely, ktoré zjednodušujú montáž inštalácií do steny.

Ďalším typom sú „murované“ steny z dutých drevených tvaroviek vyplnených izoláciou – sú originálnym riešením, oproti konvenčným dreveným konštrukciám však majú menšiu tuhosť a množstvo škár vyžaduje použitie fóliovej parozábrany či parobrzdy.

Panely s izolačným jadrom sú trochu neobvyklým riešením. Stenu tvorí izolácia (pur-pena či penový polystyrén) pevne spojená s opláštením z dosák z aglomerovaného dreva alebo z plechu do tuhého nosného celku. Tieto panely sa skôr využívajú pri výstavbe veľkých halových objektov ako nízkoenergetických domov.

Stavby zo slamených blokov sa na Slovensku používajú iba ojedinele a predstavujú určitú exotiku. Drevený skelet domu vyplní izolácia zo slamy. Ochranu proti ohňu a škodcom tvorí hrubá hlinená omietka, ktorá môže byť zvonku prekrytá prevetrávaným obkladom.

Výhod a nevýhody jednotlivých typov stavieb

Masívne stavby

Výhodou masívnych stavieb, ktoré sú na Slovensku veľmi preferované, je ich životnosť, ktorá sa pohybuje okolo 80 až 100 rokov. Z tepelnotechnického hľadiska je pre masívne murované stavby typická dobrá akumulačná schopnosť, ktorá predstavuje úspory tepla na vykurovanie až desiatky percent. Naakumulovaným teplom dokážu krátkodobo preklenúť teplotné výkyvy a v prípade zmeny teploty ho postupne uvoľňujú do priestoru. Masívne steny znižujú aj vzostup vnútornej teploty v lete.

Nevýhodou murovaných stavieb je závislosť ich výstavby od ročného obdobia a od počasia. Keďže ide o mokré procesy, zvlášť v prvých mesiacoch po uvedení do prevádzky je citeľná zabudovaná vlhkosť viazaná v murive. Tepelnoakumulačná schopnosť muriva sa stáva nevýhodou pri stavbách, ktoré sa nevyužívajú celoročne, ale iba občasne. Na začiatku vykurovania odoberajú konštrukcie teplo z priestoru, až kým nedosiahnu maximum svojich akumulačných schopností, a preto je potrebná na vykúrenie dlhšia doba. Neskôr teplo sála do priestoru aj v čase, keď v objekte už nie sú ľudia.

Masívne stavby kvôli väčšej hrúbke stien ukrajujú z veľkosti úžitkovej plochy oproti ľahkým montovaným konštrukciám. Pri výstavbe pasívnych domov sa nezaobídeme bez tepelnej izolácie značnej hrúbky, ktorá zvyšuje investičné náklady.

Montované stavby

Hlavnou prednosťou montovaných stavieb je suchý spôsob výstavby a krátky čas, potrebný na zhotovenie. Pri skompletizovaných paneloch sa hrubá stavba rodinného domu dá zrealizovať za jeden deň a celkové vyhotovenie za niekoľko týždňov. Drevené konštrukcie montovaných stavieb vyhovujú aj z ekologického hľadiska, pretože sa stavia z obnoviteľných a recyklovateľných materiálov. Krátka doba výstavby je zároveň zárukou nemennosti pôvodnej ceny bez vplyvu zdražovania stavebných materiálov. Vzhľadom na menšiu hrúbku stien je pri tom istom pôdoryse oproti murovaným stavbám obytná plocha väčšia.

Nižšia objemová hmotnosť konštrukcie má za následok horšie zvuko-izolačné vlastnosti a zníženie akumulačnej schopnosti stien. Pri vykurovaní takéhoto domu sa ohrieva len vnútorný objem vzduchu a skôr sa prejavia zmeny v teplotách, pretože konštrukcia rýchlejšie vychladne. V lete môže byť citeľný vzostup vnútornej teploty. Problematické je tiež riešenie detailov v stykoch vodorovných a zvislých konštrukcií ako aj stykov obkladových dosiek, aby bola zabezpečená vzduchotestnosť stavieb.

Napriek tomu, že nízkoenergetický či pasívny dom je možné postaviť z takmer každého materiálu či stavebného systému, ktorý je na trhu, jeho výber je veľmi dôležitý. Zvyčajne sa rozhodujeme podľa dostupnosti a ceny. No v prvom rade, na čo treba prihliadať je, aby konštrukcia spĺňala všetky kritériá na zabezpečenie minimalizácie tepelných strát. Základnými požiadavkami sú teda výborné tepelnoizolačné vlastnosti konštrukcií bez tepelných mostov a vzduchotesnosť stavby (treba zabrániť úniku tepla prúdením vzduchu cez netesnosti).

(mez)
Snímky: archív redakcie

zdroj: Stavajte a bývajte s nami

Páčil sa vám článok?

áno: 196     nie: 179

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

 

Odporúč známemu


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Ochrana údajov –  Podmienky poskytnutia služby