preskočiť na hlavný obsah

Tepelná izolácia v konštrukčnom detaile spodnej stavby

/up/images/featured/images/tepelna_izolacia.png

Pri navrhovaní konštrukcií a konštrukčných detailov spodnej stavby by sa nemali úplne eliminovať tepelné straty z budovy do podložia, ale optimalizovať vzhľadom k možnosti „vyhrievať podložie". Týmto zamedzíme účinkom premŕzania, ako aj následnej tvorbe statických porúch, a to aj s prihliadnutím na vedenie rôznych inštalačných rozvodov, šácht akanálov. Pri návrhu je potrebné zvoliť určitý kompromis pre umiestnenie, vzájomnú kombináciu a voľbu tepelnej izolácie v konštrukčnom detaile spodnej stavby.

Všeobecné požiadavky na konštrukčný detail

Vkonštrukcii spodnej stavby je najchúlostivejším miestom styk obvodovej steny, základovej konštrukcie a podlahovej konštrukcie s pôdou a podložím, kde najčastejšie dochádza k nedôslednému riešeniu daného konštrukčného detailu, čo má za následok vznik tepelných mostov s následnou kondenzáciou vlhkosti. Vlhké stavebné konštrukcie sú v mnohých prípadoch priaznivým prostredím pre rast plesní a húb. Tento náročný konštrukčný detail sa vyskytuje v širokej škále nízkopodlažných objektov osadených na rastlom teréne.

Jeho správnym konštrukčným návrhom v prípravnej fáze, možno ovplyvniť veľkosť tepelných strát cez podlahu budovy a takisto zlepšiť teplotné pomery pod budovou, v základovej škáre avblízkosti základovej konštrukcie. Vrealizačnej fáze je potrebné dodržať zvolené konštrukčné riešenie, ako aj samotný technologický postup realizácie. Jeho riešenie musí eliminovať tepelné mosty a znížiť tok tepla z interiéru cez základovú konštrukciu a podlahu do podložia (pôdy) a následne do exteriéru. Pre každú budovu je potrebné vykonať samostatné tepelnotechnické posúdenie. Jednou z možností je modelové overenie pomocou výpočtových programov.

Modelovanie konštrukcií a konštrukčných detailov spodnej stavby prostredníctvom 2 resp. 3-rozmerného teplotného poľa, napr. metódou konečných prvkov, je dôležité nielen pre účel stanovenia minimálnej povrchovej teploty 6si, ktorú je potrebné dosiahnuť vkaždom posudzovanom mieste (tým sa vyhneme kondenzácii a následnej tvorbe plesní), ale aj z hľadiska stanovenia nezamŕznej hĺbky hZ (na základe polohy mrazovej izotermy - 1,0 °C), pre určenie potrebnej hĺbky založenia budovy a výpočtu tepelných strát spodnou stavbou. Z tepelnotechnického hľadiska sa základová pôda (podložie) chová ako akumulátor tepla.

To spôsobuje, že v zimnom období odovzdáva teplejšia pôda časť svojho tepla chladnejšiemu vonkajšiemu vzduchu. V dôsledku toho sa nulová izoterma posúva smerom od povrchu hlbšie do pôdy a dochádza k premŕzaniu. Pokles teploty pod bod mrazu má za následok zamŕzanie vody obsiahnutej v pôde, čo je zákonite spojené s objemovými zmenami, ktoré môžu spôsobiť deformácie priľahlých stavebných konštrukcií, čo môže viesť vkonečnom dôsledku až k havárii a zrúteniu časti stavby.

Konštrukčné požiadavky a požiadavky tepelnej ochrany budov

Riešenie konštrukčných detailov spodnej stavby, na rozdiel od konštrukčných detailov hornej stavby, prináša so sebou rôzne úskalia týkajúce sa najmä charakteru pôdnej klímy a jej vplyvu na budovu. Vzhľadom k tomu, že každý konštrukčný detail spodnej stavby je vlastne určitým spôsobom originál, čo sa týka konštrukčného riešenia, materiálovej bázy, klimatických podmienok miesta stavby i stupňa obtiažnosti realizácie a vyžaduje si komplexný prístup, a to nielen z hľadiska stavebnej tepelnej techniky. Problematiku konštrukčného riešenia spodnej stavby môžeme rozdeliť na riešenie:

•    základovej časti konštrukcie v závislosti od klimatických, geologických ahydrologických pomerov a od náročnosti prevádzky stavby,
•    styku podlahového plášťa s podložím,
•    styku obvodovej stenovej a podlahovej konštrukcie so základom a pôdou (podložím),
•    mechanických a fyzikálnych požiadaviek vlastnej podlahy.
Tepelnotechnické riešenie styku obvodovej (stenovej) a podlahovej konštrukcie so základom a pôdou (podložím) spočíva v zateplení:
•    podlahovej konštrukcie v mieste styku s podložím,
•    základovej konštrukcie (resp. prídavnej tepelnoizolačnej vrstvy),
•    podlahovej konštrukcie v mieste styku s podložím a v zateplení základovej konštrukcie (kombinácia oboch predchádzajúcich riešení).

V prípade analýzy návrhu styku podlahy nepodpivničeného objektu so základovou konštrukciou, prichádza do úvahy 7 variantných riešení polohy (umiestnenia) tepelnej izolácie (viď. obr. 2).

Charakteristika hodnoteného konštrukčného detailu

Za účelom analýzy bol vybraný konštrukčný systém, ktorý je v súčasnosti najrozšírenejší v oblasti navrhovania halových budov osadených na rastlom teréne, pozostávajúci z oceľovej skeletovej konštrukcie osadenej do základových pásov a pätiek a sendvičovej konštrukcie obvodového a strešného plášťa, vyskytujúci sa v rôznych modifikáciách na celom území Slovenskej republiky.

Analýza styku obvodovej steny, základovej konštrukcie a podlahovej konštrukcie na teréne s pôdou a podložím

Charakteristika konštrukčných úprav pre jednotlivé posudzované varianty vybraného konštrukčného detailu spodnej stavby (varianty z tab. 1):
V0 - bez tepelnej izolácie,
Va - zvislá tepelná izolácia z vonkajšej strany základovej konštrukcie,
Vb - zvislá tepelná izolácia z vnútornej strany základovej konštrukcie,
Vc - vodorovná tepelná izolácia z vnútornej strany základovej konštrukcie nad hydroizolačnou vrstvou,
Vd - vodorovná tepelná izolácia z vnútornej strany základovej konštrukcie pod podkladným betónom,
Ve - vodorovná prídavná tepelnoizolačná vrstva vo forme tepelnoizolačného násypu,
Vf - vodorovná prídavná tepelnoizolačná vrstva vo forme tepelnoizolačných dosiek,
Va pol - zvislá tepelná izolácia z vonkajšej strany základovej konštrukcie (do 1/2 výšky základovej konštrukcie pod terénom),
Vc pol - vodorovná tepelná izolácia z vnútornej strany základovej konštrukcie nad hydroizolačnou vrstvou (v dĺžke 2,0 m od vnútorného povrchu obvodovej steny).

Na základe analýzy modelovania konštrukčného detailu spodnej stavby (viď. tab. 1, obr. 4), za najefektívnejšie riešenie z hľadiska polohy tepelnej izolácie vkonštrukčnom detaile spodnej stavby (pre splnenie hygienického kritéria minimálnej povrchovej teploty) je možné považovať aplikáciu zvislej tepelnej izolácie z vonkajšej strany základovej konštrukcie a vodorovnej tepelnej izolácie v podlahovej konštrukcii nad hydroizolačnou vrstvou (viď. obr. 4). Z hľadiska potrebnej hĺbky založenia hZ (zabránenia premŕzaniu základov) má najväčší vplyv vodorovná prídavná tepelnoizolačná vrstva v podobe násypu z exteriérovej strany a zvislá tepelná izolácia z vonkajšej strany základovej konštrukcie.

Záver

V príspevku sme poukázali na efektívne spôsoby eliminácie tepelných mostov v charakteristickom detaile spodnej stavby (splnenie hygienického kritéria 9si), v symbióze so stanovením optimálnej hĺbky hZ založenia budovy osadenej na rastlom teréne. Ako premenlivý faktor v tomto prípade vystupovala poloha tepelnej izolácie (okrem prípadov zásahu do vlastnej základovej konštrukcie, viď. obr. 2). Ide o zefektívnenie návrhu, modelovania a realizácie konštrukčných detailov spodnej stavby prostredníctvom vhodného výberu -umiestnenia, vzájomnej kombinácie, množstva a voľby aplikovanej tepelnej izolácie, pri splnení všetkých normových a konštrukčných požiadaviek.

Netreba však zabúdať, že pre výber vhodného materiálu, v tomto prípade skladby podlahovej konštrukcie, majú vplyv aj prevádzkové podmienky posudzovanej budovy, a s tým úzko spojené možnosti zaťaženia samotnej podlahovej konštrukcie. Vzdialenosť do akej zasahuje vplyv vonkajšieho prostredia za hranicu vonkajšej hrany základovej

konštrukcie budovy je priamo závislá práve od toho, či je v podlahovej a základovej konštrukcii aplikovaná tepelná izolácia (nad alebo pod hydroizolačnou vrstvou, z vonkajšej alebo vnútornej strany, v akej hrúbke a s akými vlastnosťami), ďalej od vlastností vnútorného prostredia (najmä teploty a relatívnej vlhkosti vzduchu, od spôsobu vykurovania a vetrania) a pôdy v blízkosti budovy a podložia pod budovou. Tieto vplyvy vytvárajú akýsi väzbový trojuholník o vzájomnom spolupôsobení vonkajšej, vnútornej a pôdnej klímy.

Potrebné je tiež podotknúť, že pri každom návrhu a modelovaní konštrukčného detailu spodnej stavby je nutné vykonať aj 3-rozmernú (priestorovú) analýzu deformovaného teplotného poľa, vzhľadom k tomu, že teplota v kúte a rohu sa môže pri konštrukčnom detaile spodnej stavby výrazne líšiť, a to až o niekoľko stupňov.

Príspevok vznikol pri riešení projektu ITMS „26220120018" - Podpora centra excelentného integrovaného výskumu progresívnych stavebných konštrukcií, materiálov a technológií.

Doc. Ing. Anna Sedláková, PhD. a Ing. Róbert Rudišin, SvF TU v Košiciach Recenzent: Doc. Ing. Marián Flimel, CSc., FVT TU v Košiciach

Úvodné foto: B. Golejová

Literatúra:
[1]Rudišin, R., Sedláková, A.: Komplexné modelové riešenie vplyvu tepelnej izolácie v charakteristickom detaile
spodnej stavby na priebeh teplôt na povrchu podlahovej konštrukcie a nezamŕznu hĺbku, In: Podlahy 2009, September 2009, ČR, Praha: Kulturní centrum Novodvorská, zborník príspevkov, str. 253 - 259, ISBN 978-80254-5231-8.
[2]Sedláková, A., Rudišin, R.: Funkcia podlahy vo vzťahu k ostatným konštrukciám detailu spodnej stavby v priemyselných budovách, In: Stavebnícka ročenka 2009: Haly a priemyselné objekty, Bratislava 2008, JAGA GROUP, s.r.o., str. 50 - 52, ISBN 978-80-8076-059-5.
[3]STN 06 0210: Výpočet tepelných strát budov pri ústrednom vykurovaní.
[4]STN EN ISO 10211: Tepelné mosty v budovách pozemných stavieb, Tepelné toky a povrchové teploty, Podrobné výpočty (ISO 10211: 2007) (August 2008).
[5]STNEN 12831: Vykurovacie systémy v budovách, Metóda výpočtu projektovaného tepelného príkonu (November 2003).
[6]STN EN ISO 13370: Tepelnotechnické vlastnosti budov, Šírenie tepla zeminou, Výpočtové metódy (ISO 13370:
2007) (Júl 2008).
[7]STN EN ISO 13788: Tepelnovlhkostné vlastnosti stavebných dielcov a konštrukcií, Vnútorná povrchová teplota na vylúčenie kritickej povrchovej vlhkosti a kondenzácie vnútri konštrukcie, Výpočtová metóda (ISO 13788: 2001) (August 2003).
[8]STN 73 0540-3: Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, Tepelná ochrana budov, Časť 3: Vlastnosti prostredia a stavebných výrobkov (marec 2002).

Obr. 1 - Schematické znázornenie možných spôsobov riešenia problematiky spodnej stavby z hľadiska stavebnej tepelnej techniky
Obr. 2 - Schematické znázornenie možnej polohy a umiestnenia tepelnej izolácie
Obr. 3 - Schematické znázornenie posudzovaného konštrukčného detailu spodnej stavby - materiálová charakteristika
Obr. 4 - Percentuálne vyjadrenie vplyvu individuálnej polohy tepelnej izolácie pre základné posudzované varianty detailu:a) pre splnenie hygienického kritéria (minimálnej vnútornej povrchovej teploty), b) pre potrebnú hĺbku založenia hZ (podľa polohy mrazovej izotermy – 1,0 °C)

zdroj: VYDAVATEĽSTVO EUROSTAV, spol. s r.o.

Obsah textu nie je možné bez súhlasu autora / autorov ďalej šíriť a publikovať

Páčil sa vám článok?

áno: 222     nie: 239

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

 

Odporúč známemu


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