Prosklené stěny v extrémním provozu

• Foto

STÁVAJÍCÍ PROSKLENÁ STĚNA
Jedná se o prosklenou stěnovou obalovou konstrukci vnitřního bazénu rodinného domu v Praze. Z hlediska umístění stavby ve vazbě na klimatické vlivy nachází v I. teplotní oblasti (dle platné ČSN 73 0540-3). Vnější okrajové podmínky pro Prahu jsou charakterizovány vnější teplotou Θ_e = –13 °C a vlhkostí vnějšího vzduchu φ_e = 84 %. Parametry vnitřního prostředí v interiéru prostoru bazénu jsou teplota Θ_i = 28 °C a relativní vlhkostí vnitřního vzduchu φ_i = 85 % (dle tabulky I. 1 ČSN 73 0540-3). Majitelé rodinného domu opakovaně reklamují rosení velkého rozsahu prosklené stěny s tím, že důsledkem vzniku kondenzátu je i plíseň v interiéru.

Jedná se o prosklenou stěnu z hliníkového systému Reynaers CP 155 – profil/rám se stavební hloubkou rámu 155 mm a křídla 68 mm s přerušením tepelného mostu 17 – 25 mm se zasklením izolačním dvojsklem 6 – 15 – 8 (4. 4. 2) a Al rámečkem s U_g = 1,1 W/m².K.

Větrání prostoru bazénové haly a odvlhčení vzduchu z odparu vodní hladiny a přilehlých ploch jsou zajištěny větrací a odvlhčovací jednotkou. Ta je spolu s rozvody umístěna v technickém zázemí bazénu ve 2. PP. Přívod vzduchu do prostoru bazénové haly zajišťují mřížové podlahové vyústky umístěné na straně prosklené stěny do zahrady a odvod vzduchu je řešen centrálně jednou vyústkou na protilehlé stěně bazénu.

ZJIŠTĚNÍ PŘÍČIN KONDENZÁTU NA STÁVAJÍCÍM LEHKÉM OBVODOVÉM PLÁŠTI
Pro zjištění příčin výskytu kondenzátu na prosklené stěně v prostoru bazénu v interiéru rodinného domu bylo nutné stavebně fyzikální posouzení stávajícího lehkého obvodového pláště – prosklené stěny v prostoru bazénu a posoudit stávající distribuci přívodu vzduchu z hlediska vzniku kondenzátu na prosklené stěně. Dalším úkolem bylo definování parametrů pro projektové řešení k nápravě vlastností prosklené stěny, definování nutných parametrů vnitřního prostředí a zásad nutné distribuce přívodu vzduchu pro eliminaci kondenzace z hlediska úprav technického zařízení VZT.

TEPELNĚ TECHNICKÁ ANALÝZA STÁVAJÍCÍ PROSKLENÉ STĚNY
Výsledkem tepelně technických výpočtů bylo zjištění zcela nevyhovujících parametrů realizované prosklené stěny dle závazných tepelně technických požadavků a požadavků projektu: U_w = 1,7 W/m².K a f_Rsi = 0,592. Pro hygienicky nezávadnou funkci stávající prosklené stěny by musely být zajištěny parametry vnitřního prostředí v oblasti prosklené stěny: Θ_i = 53,1 °C a φ_i = 34 %. Jedná se o parametry, které nelze při daném provozu splnit. Teplota přiváděného vzduchu z vyústek by musela mít kolem 60 °C, což je z hygienického hlediska naprosto nepřípustné (opaření, spalování prachových částic). Výpočet byl proveden v parapetní části prosklené stěny, s vlivem konvektoru pod oknem, neboť tato část otvorové výplně je kritická z hlediska splnění požadavků na teplotní faktor. Dalším posuzovaným detailem bylo nadpraží prosklené stěny.

Z výsledků výpočtu součinitele prostupu tepla a jeho zjištěné hodnoty U_w = 1,7 W/m².K je patrné, že předmětná hliníková prosklená stěna nesplní ani požadavek realizační dokumentace (U_w < 1,1 W/m².K)! Příčinou vzniku kondenzátu na stávající prosklené stěně jsou zcela nevyhovující tepelně technické parametry realizované prosklené stěny.

TEPELNĚ TECHNICKÁ ANALÝZA NAVRHOVANÉ PROSKLENÉ STĚNY
Na základě zcela nevyhovujících zjištěných parametrů realizované prosklené stěny dle závazných tepelně technických požadavků a i požadavků projektu, byla navržena a následně posouzena nová bazénová stěna, která by při vhodné distribuci vzduchu splnila hygienické parametry vyloučení vzniku plísní.

Nově navržená konstrukce prosklené stěny ze systému Reynaers CP 155.HI se stavební hloubkou rámu 155 mm a křídla 68 mm s dvojitým přerušením tepelného mostu se zasklením izolačním trojsklem 6–15–6–15–8 (4. 4. 2) s rámečkem Chromatec ultra s U_g = 0,5 W / m².K, byla koncipována tak, aby svými rozměrovými parametry i způsobem otevírání byla identická, jako stěna původní z důvodu minimalizace stavebních úprav, spojených s její výměnou.

Vypočtený součinitel prostupu tepla U_w = 0,9 W/m².K, sice nesplňuje závazný normový požadavek na hodnotu součinitele prostupu tepla (U_w,N < 0,51 W/m².K), ale požadavek dle 2.5, realizačního projektu ano (U_w < 1,1 W/m².K)!.

Vypočtený teplotní faktor je f_Rsi = 0,735 (je sice nižší než normou požadovaná hodnota f_Rsi,N = 0,934), ale vnitřní kritická povrchová teplota je o téměř 50 % hodnoty vyšší, než u realizované prosklené stěny! (lze zajistit stavební konstrukci v souladu s čl. 5.1ČSN 73 0540-2).

Na základě výsledků tepelně technických posouzení prosklené stěny v prostoru bazénu v RD, lze splnit požadavek ČSN 730540-2 (2007), čl. 5.1: Konstrukce musí mít buď ve všech místech vnitřního povrchu teplotní faktor v zimním období vyšší než f_Rsi,N = 0,934 nebo musí být navržena tak, aby bylo jiným způsobem než dostatečnou povrchovou teplotou průkazně vyloučeno riziko růstu plísní (je-li vyloučení růstu plísní požadováno) a aby byla zajištěna bezchybná funkce konstrukce při povrchové kondenzaci a vyloučeno nepříznivé působení kondenzátu na navazující konstrukce – a to vše při současném splnění požadavku na součinitel prostupu tepla.

Pro hygienicky nezávadnou funkci nově navržené prosklené stěny musí být zajištěny parametry vnitřního prostředí v oblasti prosklené stěny: Θ_i = 40,2 °C a φ_i = 51 %. Jedná se o parametry, které lze při vhodném řešení systémů VZT v daném provozu splnit!

ZÁVĚR
Z výše uvedených skutečností lze definovat parametry pro nově navrhovanou prosklenou stěnu a parametry pro soustavu TZB umístěnou tak, aby stěna byla omývána suchým teplým vzduchem:

• Součinitel prostupu tepla maximálně U_w ≤ 0,9 W/m².K;
• Teplotní faktor vnitřního povrchu f_Rsi ≥ 0,735;
• Nutné parametry vnitřního prostředí v oblasti prosklené stěny: Θ_i = 40,2 °C a φ_i = 51 %.

Příspěvek byl zpracován za podpory grantu SGS13/106/OHK1/2T/11.

ZDROJE INFORMACÍ:
[1] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Část 2 Požadavky (2011) a Z1 (2012);
[2] ČSN EN 13119 – Lehké obvodové pláště – Terminologie; 12/2007
[3] ČSN EN 13830 – Lehké obvodové pláště – Norma výrobku; 9/2004

Materiál byl prezentován na IX. ročníku Celostátního odborného semináře Otvorové výplně stavebních konstrukcí 2014 v Hradci Králové.

Glass Walls in Extreme Operation
Light external walls in the spaces of moist operation with extreme parameters of internal environment have to be designed with mind on elimination of condensation of aqueous vapour on the inside surface of glass structures. Report provides examples of real designs of execution and design of glass walls in the space of internal pool. The aim of the effective design of glass walls for extreme conditions is a result of combination of a design of light external sheathing, its immaculate assembly, creation of details in combination with optimal air-conditioning device.

Autoři

• doc. Ing. Šilarová Šárka CSc.
• Ing. Koláčný Milan