„Dům má vynikající parametry: R = 3,8 m²KW^-1, okna s tepelně izolačním zasklením k = 1,1 , obvodové stěny U = 0,21 W/m²K, střešní okna U = 1,1.“ Srovnatelnou charakteristiku najdeme v každém katalogu rodinných domů a poučený stavebník z ní dokáže vyčíst leccos o tepelně izolačních parametrech stavby a jejích prvků.

Volbu konstrukčního systému pro stavbu rodinného domu ovlivňují při takřka srovnatelné ceně další parametry, o nichž je výrobce povinen stavebníka informovat. Týká se to zejména tepelně izolačních vlastností udávaných právě v parametrech, o nichž byla řeč v úvodu tohoto článku. Laik vybavený školskými základy fyziky bude nejspíš hledat hodnotu tepelného odporu, a tak při pohledu například do katalogu rodinných domů může být poněkud zmaten. Jak má vlastně naložit s uváděnými informacemi? Co nám to vlastně říkají ona tajemná písmena R, U, k? Pokud budeme srovnávat, který z domů je vlastně lepší z hlediska tepelné izolace a proč jeden výrobce mluví o hodnotě R, druhý U a třetí se dokonce zmiňuje o jakémsi „káčku“?

Opakování z fyziky

Písmenem R se označuje schopnost materiálu zadržet teplo, tedy tepelný odpor (jednotka m²KW^-1). Tato hodnota říká, jak velká plocha materiálu o určité tloušťce je nutná k přenosu tepelné energie o hodnotě 1 wattu při rozdílu teploty 1 K mezi teplou a studenou stranou. Shrnuto – čím vyšší je hodnota R, tím lépe materiál izoluje.

Tepelný odpor je závislý na tloušťce materiálu a jeho tepelné vodivosti neboli schopnosti vést teplo z části zahřáté do chladnějších částí. Tepelná vodivost se označuje písmenem lambda a najdeme ji v tabulkách jako konstantní veličinu pro každý materiál.

Při znalosti hodnot tepelné vodivosti základních materiálů dojdeme k zajímavých výsledkům. Stejného tepelného odporu R = 2,5 m²KW^-1 jako má 10cm vrstva minerální vlny o tepelné vodivosti 0,04 W/mK dosáhne 350 cm silná deska z železobetonu, 200 cm silná zeď z plných cihel, 88 cm silná zeď z děrovaných cihel a nebo 38 cm silná vrstva dřeva!

Převrácenou hodnotou tepelného odporu je součinitel prostupu tepla U (jednotka Wm^-2K^-1), který vyjadřuje celkovou výměnu tepla přes stavební konstrukci ve wattech na ploše 1m². Čím nižší je tedy hodnota součinitele prostupu tepla U, tím lepší jsou tepelně izolační vlastnosti materiálu či konstrukce. Celková hodnota součinitele prostupu tepla není pouhým součtem hodnot jednotlivých materiálů v ideálním výseku konstrukce, ale do hry vstupují také tepelné mosty a tepelné vazby mezi jednotlivými konstrukčními vrstvami.

Základní požadavky na stavební konstrukce včetně veličin a postupů výpočtů jsou uvedeny v normě ČSN Tepelná ochrana budov. Stará norma platná do konce roku 2002 hodnotila neprůsvitné konstrukce pomocí tepelného odporu R, výplně otvorů se hodnotily pomocí součinitele prostupu tepla k. V normě platné od dubna roku 2005 došlo nejen ke změnám značení (například místo k se používá U a veškeré konstrukce se hodnotí pomocí parametru U), ale také ke zpřísnění požadavků na tepelnou ochranu budov.

Srovnání s kalkulačkou v ruce

Jak tedy se znalostí rozdílu mezi R a U porovnat obvodové stěny dvou domů, u nichž každý dodavatel uvádí parametry v jiných jednotkách? Jelikož U je převrácená hodnota R, potom jednoduchým dělením U = 1/R zjistíme, že tepelný odpor například R = 3,8 m²KW^-1 domu odpovídá součiniteli tepelné prostupnosti 0,26 Wm^-2K^-1 a opačně hodnota U=0,21 Wm^-2K^-1 domu druhého odpovídá tepelnému odporu 4,76 m²KW^-1. A protože u zasklení se pouze změnilo značení, hodnota k i U jsou totožné.

Je dobré si uvědomit, že k postupnému zpřísňování normových požadavků na tepelně izolační vlastnosti dochází už nějakých šedesát let a současné doporučené hodnoty se už téměř blíží hodnotám nízkoenergetických domů. Je reálné předpokládat, že současné hodnoty nejsou konečné a také ceny energií se určitě snižovat nebudou, proto se vyplatí sáhnout raději po materiálu kvalitnějším, byť dražším – na návratnost zvýšených nákladů určitě nebudeme čekat dlouho.

Okno tvoří i rám

Aby to ale nebylo tak jednoduché, je dobré mít na paměti, že výrobci udávaná hodnota tepelné prostupnosti okna se mnohdy týká pouze zasklení. Okno však tvoří také rám a křídlo a výsledná hodnota může být výrazně odlišná! Vynikající a drahé tepelné zasklení totiž může být znehodnoceno nekvalitním rámem a naopak. Proto je dobré znát nejen hodnotu tepelného prostupu zasklení U_g, ale také hodnotu U_w, která stanovuje tepelný prostup celého okna.

Kvalitní okna mají velký význam v nízkoenergetické výstavbě, protože umožňují solární tepelné zisky. Proto budeme vedle nízké tepelné prostupnosti požadovat vysokou energetickou propustnost slunečního záření. Vyjadřuje se parametrem g a hodnotami v procentech, přičemž propustnost nezaskleným otvorem je 100 procent. Celková tepelná propustnost slunečního záření g charakterizuje možné tepelné zisky zasklením z dopadajícího slunečního záření v interiéru.

Dalším parametrem konstrukcí, který by nás měl zajímat, je index vzduchové neprůzvučnosti R_W, který udává schopnost konstrukce zvukově izolovat dva sousední prostory z hlediska zvuku přenášeného vzduchem, tedy schopnost nepřenášet hluk. Norma ČSN vyžaduje pro všechny místnosti téhož bytu minimální hodnotu R_W 42 decibelů. Čím jsou hodnoty R vyšší, tím vyšší je schopnost konstrukce bránit pronikání hluku.

Posledním písmenem, se kterým se seznámíme, je n₅₀. Týká se celkové neprůvzdušnosti obvodového pláště budovy a znamená celkovou intenzitu výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pascalů v metrech krychlových za hodinu. Setkáme se s ním v doporučeních pro nízkoenergetické domy, v některých zemích je tento požadavek dokonce považován za naprosto zásadní; nejen že bývá uváděn v projektové dokumentaci, ale bývá také měřen jako součást kontroly kvality stavby.

 
Dům a zahrada 3/2006