Tepelně technické požadavky dveří

12.4.4 Tepelně technické požadavky dveří

Ing. Bohumír Číhal

U dveří umístěných ve vnitřních stěnách, rozdělujících prostory s prakticky málo se lišícím vnitřním prostředím, nehrají tepelně-technické požadavky významnější roli. Jinak je tomu u dveří vnějších, oddělujících interiér budovy od vnějšího prostředí, kde je třeba požadavky z hlediska tepelné techniky respektovat a jejich konstrukci navrhnout tak, aby byla splněna ustanovení platných norem.

Obr. č. 1: Znázornění možností ztrát tepla vnějšími dveřmi

Požadavky norem

Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby, ustanovením § 26 Výplně otvorů, ve znění vyhlášky č. 20/2012 Sb., stanovila pro výplně otvorů právní závaznost splňovat požadavky na tepelně technické vlastnosti v ustáleném teplotním stavu v souladu s normovými hodnotami.

Požadavky norem na tepelně-technické vlastnosti konstrukčních částí se postupně vyvíjejí spolu s ekonomickými trendy v energetice a současným vývojem v oblasti materiálové a použitých technologií. V současnosti základní tepelně-technické požadavky stanoví ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky: 2011 (vč. změny Z1 4.12t ).

Základní měrná jednotka při stanovení tepelných ztrát stavebního dílce je součinitel prostupu tepla U (dříve hodnota k). Udává množství tepla, které projde za časovou jednotku jedním m2 stavebního dílce při teplotním rozdílu vzduchu na vnitřní a vnější straně 1 Kelvin (pozn. jeden díl Celsiovy stupnice odpovídá jednomu kelvinu). Měrnou jednotkou je W/m2.K. Pro vyjádření vztahu součinitele k příslušnému stavebnímu prvku se používá upřesňující označení

• Uw součinitel prostupu tepla celého dílce (w – window);

• Uf součinitel prostupu tepla rámu (f – frame);

• Ug součinitel prostupu tepla skla (g – glass).

Čím nižší je hodnota U, tím má konstrukce lepší tepelně-izolační vlastnosti. Celková hodnota U není pouze součtem hodnot jednotlivých materiálů konstrukce, ale zahrnuje i tepelné mosty a tepelné vazby mezi jednotlivými vrstvami konstrukce.

Mezi součinitelem U a tepelným odporem platí vztah

U = 1/R

(příklad: pěnový polystyren má odpor tepla R = 5 m².K/W, součinitel prostupu tepla má hodnotu U = 1/5 = 0,2 W/m2.K).

Tepelně-technické požadavky zohledňují šíření tepla, vlhkosti a vzduchu konstrukcemi a současně ovlivňují energetickou náročnost budovy. Požadované hodnoty stanovují úroveň technického požadavku, prokazovanou a dokládanou v návaznosti na zvláštní předpisy i uložené stavebním řízením. Doporučené hodnoty stanovují úroveň obvykle potřebnou pro energeticky zvláště úsporné budovy (pasivní budova – spotřeba tepla nepřekračující: u RD 20 kWh/m².a, u ostatních staveb 15 kWh/m².a, a splňující další požadavky).

Výplně otvorů se hodnotí včetně rámů bez okenic, žaluzií a rolet. Dodržení se požaduje po dobu ekonomicky přiměřené životnosti konstrukce, při běžné údržbě a působení běžně předvídatelných vlivů. Dveře v lehkém obvodovém plášti se hodnotí samostatně a také s obvodovým pláštěm.

Popis konstrukce	Součinitel prostupu tepla (W/m2.K)
	Požadované hodnoty UN,20	Doporučené hodnotyUrec,20	Doporučené hodnoty pro pasivní domy Upas,20
Dveřní výplň otvoru z vytápěného prostoru do venkovního prostředí (vč. rámu)	1,7	1,2	0,9
Výplň otvoru vedoucí z vytápěného do temperovaného prostoru	3,5	2,3	1,7
Výplň otvoru vedoucí z temperovaného prostoru do venkovního prostředí	3,5	2,3	1,7
Kovový rám výplně otvoru	-	1,8	1
Nekovový rám výplně otvoru	-	1,3	0,9 – 0,7
Poznámka: Nízké hodnoty v intervalu pro pasivní domy se doporučuje využít zejména pro menší budovy (rodinné domy).

Tab. č. 1: Hodnoty součinitele prostupu tepla pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou v intervalu 18 až 22 °C včetně podle ČSN 73 0540-2

Pro ověření shody s technickými požadavky podle uvedené normy se používají

• návrhové hodnoty veličin uvedené v ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin: 2005 a v jejich normativních odkazech;

• výpočtové metody a postupy podle ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody: 2005;

• zkušební metody a postupy podle platných norem, respektující podmínky v ČSN 73 0540-3.

Návrhové hodnoty součinitele prostupu tepla dveří pro dveře jakýchkoliv rozměrů (zohledňující klimatické podmínky České republiky i obvyklou míru ochrany veřejného zájmu) stanoví ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin takto:

Druh dveří	Součinitel prostupu tepla Uw,u(W/m2.K)
Dveře venkovní
Domovní dřevěné dveře plné	2,30
Domovní dřevěné dveře s jedním sklem	4,00
Domovní kovové dveře s jedním sklem	5,65
Dveře vnitřní
Dřevěné dveře plné	2,00
Dřevěné dveře s jedním sklem	3,50
Dřevěné dveře s jedním sklem ze ⅔	3,00

Tab. č. 2: Návrhové hodnoty součinitele prostupu tepla dveří původní zástavby

Poznámka: Návrhová hodnota součinitele prostupu tepla U_{D, u} je číselně rovna hodnotě deklarované.

Celková hodnota součinitel prostupu tepla U_W není pouze součtem hodnot jednotlivých materiálů konstrukce, ale zahrnuje i tepelné mosty a tepelné vazby mezi jednotlivými vrstvami konstrukce. Prostup tepla není také určen pouze použitými profily, materiálem a zasklením, záleží i na geometrii dveří. Například při zasklením dvojsklem je po obvodě dvojskla distanční rámeček, který bývá významným tepelným mostem, proto obdélníkové výplně vycházejí z tohoto hlediska hůře než čtvercové konstrukce. Proto je vyžadován certifikát výrobce pro konkrétní rozměry a materiály otvorové výplně. Nestačí jen hodnoty pro rám a zasklení, jak to bývá někdy uváděno ve firemních informacích.

Obr. č. 2: Příklad řešení části dveří z profilů EURO 68 (78) Classic

Lepších tepelně izolačních vlastností je možno dosáhnout kombinovanou konstrukcí profilu dveřních prvků. Zlepšení součinitele tepelného prostupu rámu lze dosáhnout výplní některých komůrek profilu tvrzenou PU pěnou nebo jen obyčejnou PU pěnou, případně instalací polystyrenové vložky.

Splnění požadavku, aby v zimním období za normových podmínek vykazovaly dveře v každém místě vnitřní povrchovou teplotu vyšší než je teplota rosného bodu, je prevencí rizika povrchové kondenzace. Výplně otvorů v prostorech s návrhovou relativní vlhkostí vnitřního vzduchu φ_i > 60 % musí v zimním období tento požadavek buď splňovat, nebo musí být zajištěna jejich bezchybná funkce při povrchové kondenzaci a vyloučeno nepříznivé působení kondenzátu na navazující konstrukce (např. odvodem kondenzátu).

ČSN 74 6550 Kovové dveře otevíravé. Základní ustanovení z roku 1985 označuje součinitel prostupu tepla U dříve používaným označením k. Maximální dovolené hodnoty součinitele prostupu tepla zárubněmi k_z a celky venkovních dveřních konstrukcí k_dv uvádí následující tabulka:

Druh vnitřního prostředí	Nejvyšší dovolený součinitel prostupu tepla(W/m2.K)		Teplota vnějšího vzduchu(°C)
	kz	kdv
Nevytápěné prostory	nepředepisuje se	nepředepisuje se	-15 °C ≥ tvmintvmin ≥ -18 °C
Prostory vytápěné na teplotutimax ≤ 10 °Cφimax ≤ 60 %	5,3	4,7
Prostory vytápěné na teplotu10 °C < timax ≤ 15 °Cφimax ≤ 60 %	4,2	3,7

Tab. č. 3: Nejvyšší dovolený součinitel prostupu tepla dle ČSN 74 6550

Průvzdušnost spár a netěsnosti

V každé budově se vyskytují tzv. tlakové rozdíly, které jsou způsobeny rozdílem měrných hmotností vnějšího a vnitřního vzduchu a účinkem (působením) větru na budovu samotnou. U budov, zvláště výškových, dochází v dolní části k pronikání vzduchu dovnitř budovy a v horní části (nad neutrální rovinou) k opačnému jevu. Neutrální rovina je na návětrné straně výše než na straně závětrné.

Infiltrací nazýváme výměnu vzduchu netěsnostmi okenních a dveřních otvorů, styku prvků obvodového pláště a porézností materiálů. Vzniká při tom paradox. Infiltrace působí energetické nároky, zabezpečuje však přirozenou výměnu vzduchu v místnosti. Velmi těsná okna či dveře působí minimální výměnu vzduchu, která je (nejen) z hygienického hlediska nedostatečná. Na tento problém je třeba pamatovat a řešit ho při návrhu koncepce budovy, aby nedocházelo následně k drastickému řešení problému vytrháváním těsnění funkčních spár.

U dveří v obvodových konstrukcích se nepřipouštějí netěsnosti a trvale neutěsněné spáry, s výjimkou funkčních spár. Všechna napojení konstrukčních částí mezi sebou musí být provedena jako trvale vzduchotěsná podle dosažitelných stavů techniky. Vztahuje se to zejména na spáry v osazení zárubní. Vzduchová propustnost spár mezi rámem (zárubní) a křídlem vnějších dveří je podle ČSN 74 6550 předepsána následujícími hodnotami:

Výška umístění dveří v budově H (m)0 > H ≥ 10	Tlakový rozdíl Δp (Pa)0 – 500	Vzduchová propustnost spár qv(m3/m.s)	Spárová objemová průvzdušnost ilv(1/m2.s.Pa0,67)
nevytápěné prostory		6,17.10-3	0,9.10-4
vytápěné prostory		3,42.10-3	0,5.10-4

Tab. č. 4: Vzduchová propustnost a objemová průvzdušnost spár

Spárová průvzdušnost mezi zárubní a křídlem, popř mezi osazovacím rámem a zárubní venkovních dveří podle ČSN 74 6550 nesmí překročit hodnoty uvedené v tabulce:

Výška umístění dveří (m)	Tlakový rozdíl(Pa)	Nevytápěné prostory 1)		Vytápěné prostory 2)
		qiv	iiv	qiv	iiv
0 ≤ H ≤ 8	0 – 300	5,02.10-3	1,1.10-4	3,65.10-3	0,8.10-4
1) Platí pro nevytápěné prostory s vývinem technologického tepla, které se nevyužívá k jejich vytápění2) Platí pro vytápěné prostory s vývinem technologického tepla, které se využívá k jejich vytápění

Tab č. 5: Maximální dovolené hodnoty spárové průzvučnosti

Vysvětlivky k tabulce:

q_iv – hodnota spárové průvzdušnosti (m³/m.s)

i_iv – hodnota součinitele spárové průvzdušnosti (m³/m.s.Pa^0,67)

Zkušební metodu pro stanovení průvzdušnosti zcela dokončených dveří ze všech materiálů při působení kladných a záporných zkušebních tlaků určuje ČSN EN 1026 (746017) Okna a dveře – Průvzdušnost. – Zkušební metoda: 2001.

Příklad certifikovaných vchodových dveří

Pro naznačení souvislostí s požadavky předpisů a dodávanými výrobky uvádíme na úvod ukázku části Osvědčení o ověření vlastností a klasifikaci pro označení výrobku CE na dřevěné vchodové dveře, týkající se tepelně-technických vlastností:

Odkaz na zkušební metody

Pro vystavení Osvědčení byly použity metody výpočtu součinitele ze zjištěných hodnot, stanovené v dále uvedených normách:

ČSN EN ISO 10077-1 (730567)

Tepelné chování oken, dveří a okenic – Výpočet součinitele prostupu tepla – Část 1: Všeobecně: 2007

Norma určuje metody pro výpočet součinitele prostupu tepla oken a dveří, které se skládají ze zasklení a/nebo z neprůsvitných výplní montovaných v rámu, s okenicemi nebo bez nich. Norma zohledňuje různé druhy zasklení, neprůsvitné výplně ve dveřích, různé druhy rámů (dřevěných, plastových, kovových s přerušením nebo bez přerušení tepelného mostu a okenic.

V informativních přílohách jsou uvedeny typické hodnoty pro zasklení, rámy a okenice.

Norma neplatí pro lehké obvodové pláště, prosklené konstrukce, průmyslová, komerční a garážová vrata.

ČSN EN ISO 10077-2 (730567)

Tepelné chování oken, dveří a okenic – Výpočet součinitele prostupu tepla – Část 2: Výpočtová metoda pro rámy: 2012

Tato část určuje metodu a uvádí referenční vstupní údaje pro výpočet součinitele prostupu tepla profilů rámů a lineárního činitele prostupu tepla jejich styku se zaskleními nebo neprůsvitnými výplněmi. Uvádí…