Kontaktní zateplovací systém I: Materiály a návrh

V novém roce se určitě spousta z vás chystá do zateplení svých rodinných domů, a právě pro vás jsem se rozhodl sepsat články o kontaktních zateplovacích systémech fasád.

Nejdříve uvedu, co to vlastně kontaktní zateplovací systém je.

Vedle kontaktních zateplovacích systémů máme ještě systémy s větranou vzduchovou mezerou, kdy je mezi tepelně izolační vrstvou a venkovní fasádní úpravou vzduchová mezera, ve které proudí vzduch.

Za poslední roky prošlo toto odvětví obrovským vývojem nejen co se týče materiálů, systémových prvků, ale i návrhu a provádění zateplovacích systémů.

Z výše uvedené definice jsme zjistili, jaké prvky kontaktní zateplovací systém obsahuje:

1. Lepící hmota.
2. Mechanický kotvící prvek.
3. Tepelně izolační desky.
4. Základní vrstva tvořená stěrkou s vloženou výztužnou síťovinou.
5. Finální povrchová úprava.
6. Systémové příslušenství.

   

Způsoby připevnění tepelně izolačních desek k podkladu

Ještě, než si podrobněji rozebereme jednotlivé prvky systému, rozdělíme si kontaktní zateplovací systémy podle způsobu připevnění tepelně izolačních desek k podkladu:

• pouze lepené systémy
  • soudržnost s podkladem je zajištěna pouze lepící hmotou,
  • možné u novostaveb s maximálně 2 nadzemními podlažími, výška objektu nesmí přesáhnout 8 m, a stěny musí být provedeny z nového zdiva z pálených a vápenopískových cihel,
• lepené systémy s doplňkovým mechanickým kotvením
  • veškerou soudržnost zajišťuje lepící hmota, mechanické kotvení zajišťuje soudržnost pouze po dobu provádění zateplení, než dojde k vytvrdnutí lepící hmoty, nebo v případě požáru,
  • tento systém kotvení lze použít do výšky objektu 25 m,
• mechanicky kotvené systémy s doplňkovým lepením
  • soudržnost s podkladem zajišťují pouze mechanické kotvy, lepící hmota zajišťuje pouze rovinnost podkladu.

Prvky kontaktních zateplovacích systémů

1. Lepící hmota

V případě pouze lepených systému je lepící hmota jediným prvkem, který zajišťuje soudržnost celého kontaktního zateplovacího systému s podkladem. V případě systémů mechanicky kotvených s doplňkovým lepením má funkci doplňkovou a zajišťuje rovinnost podkladu při kladení tepelně izolačních desek.

Nejčastěji se používají minerální lepící hmoty na bázi cementu s organickými pojivy.

Základním ukazatelem je soudržnost k podkladu a soudržnost k tepelně izolační desce.

Soudržnost lepící hmoty k podkladu musí být podle ČSN minimálně 0,2 MPa. Přídržnost k tepelně izolační desce musí být minimálně 0,08 MPa.

O způsobu lepení a nanášení lepící hmoty na tepelně izolační desky podrobněji napíšu v článku o provádění kontaktních zateplovacích systémů.

2. Mechanický kotvící prvek

Jak už jsem psal v kapitole u způsobech připevnění tepelně izolačních desek k podkladu, mohou mít kotvící prvky funkci doplňkovou, kdy zajišťují stabilitu tepelně izolační vrstvy po dobu jejího provádění, nebo funkci trvalou, kdy zajišťují soudržnost s podkladem po celou životnost zateplovacího systému.

Počet kotev, jejich rozmístění, materiál a konkrétní typ je dán projektovou přípravou a musí být součástí projektové dokumentace.

Nejčastějším prvkem mechanického kotvení je fasádní hmoždinka s talířovou hlavou.

Podle způsobu upevnění k podkladu je rozdělujeme na:

• zatloukací
  • upevňují se do předvrtaného otvoru, a několika údery se upevní tak, aby talíř byl zapuštěn do izolantu, a trn lícoval s talířem
• šroubovací
  • umožňuji zapuštěnou montáž, kdy pomocí speciálního nástavce je hmoždinka s talířem šroubem vtahována do izolantu, poté se talíř zakryje velkou zátkou
  • povrchová montáž, kdy talířek po zašroubování lícuje s tepelnou izolací, a do otvoru po šroubu se vloží malá zátka

Zapuštěná montáž se doporučuje u tlouštěk tepelných izolací nad 80 mm, raději ale 100 mm.

Podle materiálu trnu je rozdělujeme:

• s plastovým trnem
  • používají se při plošné hmotnosti kontaktního zateplovacího systému do 10 kg/m²
• s ocelovým trnem nebo šroubem
  • používají se při plošné hmotnosti kontaktního zateplovacího systému od 10 kg/m² do 25 kg/m²
  • používají se při kotvení tepelné izolace z minerální vlny a při kotvení v oblasti požárních pásů, okrajů požárních úseků

Při délce kotvy musíme dodržet požadovanou kotevní délku. Pozor, do této délky neuvažujeme například tloušťku starých omítek. Čili při délce kotvy musíme uvažovat tloušťku tepelně izolační vrstvy, tloušťku staré omítky, a požadovanou kotevní délku. Požadované kotevní délky má uveden každý výrobce kotevních prvků (např. EJOT) ve svých podkladech a většinou má vypracovanou tabulku pro konkrétní podkladní materiál a pro různé tloušťky tepelných izolací.

Počet kotev a jejich rozmístění závisí na konkrétním případu, ale obecně platí, že:

• minimální počet kotev pro izolaci z expandovaného polystyrenu (EPS) 4 ks/m² 
• minimální počet kotev pro izolaci z minerální vlny tl. do 100 mm 6 ks/m² 
• minimální počet kotev pro izolaci z minerální vlny tl. nad 100 mm je 8 ks/m²

  

3. Tepelně izolační desky

Nejčastější dotazy a diskuse se týkají volby materiálu a tloušťky tepelně izolační vrstvy. Uvedu tedy, na základě čeho se rozhodovat při výběru materiálu a při návrhu dimenze tepelné izolace.

3.1. Jaké požadavky při návrhu zohledňujeme:

• omezení prostupu tepla obvodovou konstrukcí
  • navrhujeme ve výpočtu takové tloušťky tepelné izolace, abychom splnili požadované hodnoty součinitele prostupu tepla U, které jsou dány ČSN 73 0540-2,
  • požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla je U_N,20 = 0,30 W/m².K^-1, doporučená hodnota je U_rec,20 = 0,25 W/m².K^-1
• požadavky požární bezpečnosti staveb
  • požadavky na materiál by měly vycházet z požárně bezpečnostního řešení,
  • u novostaveb a stávajících objektů s požární výškou do 12 m se dá použít jako materiál v celé ploše fasády EPS, pouze vzniká požadavek u novostaveb na svislý požární pás u styku se sousedním objektem,
  • u novostaveb s požární výškou do 30 m vzniká požadavek na požární pás z minerální vlny v oblasti založení zateplovacího systému, do výšky 12 m lze použít tepelnou izolaci z EPS, ale je nutné oddělit požární úseky svislými i vodorovnými pásy z minerální vlny, a od výšky 12 m je pak ve vyšších podlažích nutné použít tepelnou izolaci pouze z minerální vlny,
  • u novostaveb s požární výškou nad 30 m se pak používají pouze tepelné izolace z minerální vlny,
  • u stávajících objektů s požární výškou nad 12 m už vzniká více požadavků, a využívá se častěji izolace z minerální vlny, případně izolace z EPS s opatřeními, jakou jsou požární pásy nad nadpražími oken, v oblasti založení, tedy v soklové části,
  • u stávajících objektů s požární výškou nad 22,5 m se pak přidává ještě požadavek na zateplení podlaží ležících nad výškou 22,5 m pouze tepelnou izolací z minerální vlny,
  • ve všech oblastech požárních pásů nebo kde jsou kladeny zvýšené požadavky na požární odolnost, se používají kotvící prvky s ocelovým trnem,
• požadavky na mechanickou odolnost
  • v oblasti soklu nebo oblastí, kde hrozí mechanické poškození, volíme tepelně izolační materiál s vyšší mechanickou odolností (XPS nebo EPS s vyšší pevnostní v tlaku).

    

3.2. Jaké materiály se využívají?

• fasádní polystyrenové desky (EPS-F)
  • jsou bílé barvy
  • nejčastěji se používají pod označením EPS 70F (λ_u=0,040 Wm^-1K^-1) a EPS 100F, který má o něco lepší tepelně izolační vlastnosti λ_u=0,038 Wm^-1K^-1, také má vyšší pevnost v tlaku, proto se hodí pro více namáhané oblasti fasády
• fasádní polystyrenové desky s příměsí grafitu (EPS-G)
  • jsou šedé barvy
  • mají výrazně lepší tepelně izolační vlastnosti (λ_u=0,032 Wm^-1K^-1)
  • nevýhodou je, že se nesmí vystavovat přímému slunečnímu záření, což platí nejen pro skladování (musí se skladovat pod přístřešky, jinak hrozí při přímém slunci i poškození desek), ale i pro vlastní montáž, při instalaci se musí chránit například sítěmi (při přímém slunci by hrozil vznik teplotní dilatace a vznik mezer)
  • nesmí se používat k zateplení vnějších parapetů oken
  • musí se používat kompatibilní lepící hmoty, některé levné lepící hmoty nemusí mít při použití s těmito deskami zaručenu soudržnost
• fasádní desky TWINNER
  • sendvičové fasádní desky, s vnitřním jádrem z EPS-G (polystyren s příměsí grafitu), vnější povrch z minerální vlny
  • desky se používají zejména u budov s požární výškou nad 12 m v místech s vyššími požárními požadavky, jako jsou požární pásy v oblastech založení zateplovacího systému, v místech požárních pásů apod., nahrazují tak fasádní desky z minerálních vláken, které se v takových případech obvykle používají
  • mají velmi dobré tepelně izolační vlastnosti (λ_u=0,033 – 0,034 Wm^-1K^-1)
• fasádní desky z minerálních vláken
  • fasádní desky s podélnými vlákny (např. ISOVER TF) – mají lepší tepelně izolační vlastnosti (λ_u=0,041 Wm^-1K^-1) než desky s kolmým vláknem
  • fasádní desky s kolmými vlákny (např. ISOVER NF) – horší tepelně izolační vlastnosti (λ_u=0,046 Wm^-1K^-1), mají menší rozměry, lépe se přizpůsobí zakřivenému podkladu, díky kolmé orientaci vláken se po nalepení dají přebrousit, a přitom si zachovají svůj hladký povrch, díky celoplošnému lepení jsou menší nároky na mechanické kotvení,
• fasádní desky z fenolické pěny (např. výrobce KINGSPAN)
  • vyznačují se špičkovými tepelně izolačními vlastnostmi  (λ_u=0,021 Wm^-1K^-1)
  • jejich cena je vysoká, je násobkem ceny fasádních desek z polystyrenu nebo minerální vlny
• fasádní desky z extrudovaného polystyrenu (XPS)
  • desky se používají v částech ve styku se zeminou (izolace spodních staveb) nebo v místech se zvýšeným namáháním (izolace soklových částí, parapety)
  • velmi dobré tepelně izolační vlastnosti (λ_u=0,034 Wm^-1K^-1)

3.3. Jakou tloušťku izolace zvolit?

Volba tloušťky tepelně izolační vrstvy závisí na mnoha faktorech, ale samozřejmě tím hlavním je úspora omezení prostupu tepla obvodovou konstrukcí a s tím spojené snížení nákladů na vytápění.

Návrh tloušťky izolace by měl vzejít z tepelně technického výpočtu, hodnota by měla být taková, aby samozřejmě splnila normové požadavky, a také by měla být podpořena výpočtem ekonomických úspor na vytápění v souvislosti s různými tloušťkami tepelné izolace a návratností investice do zateplování. Při výpočtu samozřejmě musíme započítat i prostup tepla přes stávající konstrukci obvodové stěny, takže obecně platí, že čím lépe tepelně izoluje stávající konstrukce stěny, tím menší tloušťku izolace můžeme navrhnout.

Při výpočtu je rovněž nutné zahrnout i vliv tepelných mostů v místě mechanických kotev, platí, že čím více kotev, tím vím více nám negativně ovlivňují výsledný prostup tepla. Šroubovací hmoždinky s ocelovým trnem, které jsou zapuštěné, s talířem zakrytým zátkou jsou z hlediska prostupu tepla výhodnější než hmoždinky s povrchovou montáží.

4. Základní vrstva

Základní vrstva je tvořena stěrkovou hmotou, která je zpravidla ze stejného materiálu, jako lepící hmota, navíc se do stěrkové hmoty vkládá výztužná vrstva ze skelné síťoviny.

Základní vrstva se provádí celoplošně.

Při zpracování detailů, jako jsou nároží, parapety, ostění oken a dveří, dilatační spáry apod. se používají profily se skelnou síťkou ze systémového příslušenství.

V případě finální povrchové úpravy z omítek stačí vkládat skelnou síťovinu s menšími oky o nižší gramáži (145 nebo 160 g/m²). Pokud ale finální povrch bude tvořit například keramický nebo kamenný obklad, vkládá se síťovina o vyšší gramáži (nad 300 g/m²) a s většími oky, nebo se vkládá 2x síťovina o nižší gramáži.

5. Finální povrchová úprava

Před provedením finální povrchové úpravy se ještě v některých případech aplikuje penetrační nátěr pro sjednocení savosti základní vrstvy a pro zvýšení přilnavosti.

Penetrační nátěr se provádí vždy, pokud následuje povrchová úprava z minerálních omítek. V případě rýhovaných omítek se provádí penetrace probarvená, aby v místě rýh neprosvítala základní vrstva.

Mezi nejčastější povrchové úpravy kontaktních zateplovacích systémů patří:

• pastovité tenkovrstvé omítky,
• minerální omítky,
• marmolitové omítky (oblast soklů),
• nátěry,
• keramické obklady,
• obklady z umělého kamene (je lehčí než přírodní kamenný obklad).

  

U povrchových úprav kontaktních zateplovacích systémů se nedoporučuje používat příliš tmavé barvy, které pohlcují sluneční záření a nadměrně tak absorbují teplo, vlivem teplotních rozdílů pak může docházet k odlupování omítek nebo vzniku prasklin.

U omítek minerálních a materiálů na bázi vodního skla lze očekávat vyšší odolnost proti růstu mikroorganismů, u akrylátových a silikonových omítek a nátěrů je tato odolnost o něco menší. Silikátové omítky mají nízký elektrostatický náboj, takže nepřitahují na svůj povrch znečišťující mikročástice.

6. Systémové příslušenství

Systémové příslušenství tvoří zejména profily pro opracování detailů:

• zakládací hliníkové profily – pokládá se na ně první vrstva tepelné izolace
• rohové hliníkové nebo plastové profily s integrovanou síťkou – vkládají se do nároží, ostění oken
• plastová lišta nadpraží s integrovanou síťkou- s okapním nosem pro opracování detailu nadpraží oken a dveří
• dilatační plastové profily – pro opracování dilatačních spar
• začišťovací plastová lišta – pro napojení zateplovacího systému na rám oken a dveří