Pálené cihly patří k nejrozšířenějším materiálům, které se používají zejména v konstrukcích obytných budov. Dá se říci, že cihelné zdivo je jakýmsi etalonem stavebních konstrukcí, neboť všechny jiné materiály jsou právě srovnávány výhradně s cihelným zdivem. Článek přináší přehled vývoje cihel a seznámení s výhledem uplatnění cihel v blízké budoucnosti.
Historie a Vývoj Cihlářství
Cihly mají v historii lidstva dlouhou tradici. Z archeologických nálezů a dochovaných staveb se dozvídáme, že lidé používali cihly nejen jako nosný stavební prvek, ale i jako prostředek umožňující dekorování fasády. Cihly v nepálené formě se používaly pro stavění již několik tisíc let před naším letopočtem. V období Mezopotámie lidé zjistili, že vypálením v peci mají cihly lepší pevnost a odolávají povětrnostním vlivům více než nepálené cihly.
Důležitější stavby tedy začaly být stavěny z pálených cihel. V souvislosti s pálením v peci se objevuje i glazování, díky němuž mohly být cihly barevné. Také ve starověkém Římě se stavěly domy z pálených cihel. Na římskou tradici navázalo cihlářství ve středověku. Výroba cihel probíhala tam, kde byl dostatek zdrojů pro jejich výrobu a naopak také nedostatek stavebního kamene. Pálené cihlářské zboží se po staletí používalo jen jako doplněk kamene, hlíny a dřeva.
Cihlářské výrobky patřily dlouhou dobu k materiálům dražším než kámen a dřevo, proto se více používaly na stavbách panských, církevních a měšťanských. U nás začíná rozvoj cihlářství v 12. století. V 13. století se k nám z Francie a Flander dostává výroba masivních cihel, tzv. Buchet. V 14. století vzniká v Praze cech cihlářů. Od počátku 15. století se cihla stává běžně používanou stavebninou ve městech. Od 2. poloviny 18. století kvůli požárům přibývalo komínů z cihel a cihelných podlah na půdách. Dalším významnějším obdobím z hlediska vývoje cihly se stává až průmyslová revoluce v 19. století.
Od středověku vznikaly v Evropě cihelny, kde se z místní hlíny vyráběly cihly. Až velký rozmach výstavby měst v 19. století si vyžádal vybudování cihelen v každé větší obci. Cihelny fungovaly až do 2.světové války, kdy byla většina menších uzavřena. Specifickou skupinu zdících prvků představují lícové cihly (tzv. lícovky), které mají tvar cihly a jsou určeny k zdění režného zdiva. Díky budování továren v 19. století vznikly komínovky (radiální cihly) pro stavbu komínů. Speciálně tvarované cihly se nazývají tvarovky.
Čtěte také: Betonová cihla: Přehled
Patří sem například falcovky, které se používaly k vyzdívání ostění oken a dveří. Také římsovky, které se používaly k vykládání říms. Byly to dlouhé cihly zpravidla o formátu 460x150x70 mm. Dále se na některých stavbách objevovaly různé ozdobné tvarovky v podobě rozet. Jiným rozšířeným typem byly pokosky neboli šrekovky na profilování říms a okrajů štítů. Díky vysoké teplotní odolnosti se pálená hlína objevovala ve staveních v podobě dlaždic. Nejčastěji používaná byla na půdě.
Cihla má takovou pevnost, že je možné z ní stavět až pěti-patrové domy bez železobetonové nosné konstrukce. Nároky na údržbu cihlového domu jsou minimální. Samotná cihla z pálené hlíny odolá vodě i mrazu. Ve spojení s maltou pak tvoří zdivo, které má životnost větší než sto let, pokud je chráněno před atmosférickými srážkami. Důkazem toho je řada historických cihlových budov, které zůstávají bez poškození zachovány. Požadavky na udržitelnost a využití odpadu se propisují i do staveb.
Existují moderní recyklační technologie, které ze zbouraného cihlového zdiva vyrobí cihly nové. Tento proces zahrnuje čištění cihel od spojovacího materiálu, drcení, smíchání s jinými surovinami pro výrobu nové směsi a vypalování v peci. Ať už se chystáte stavět dům, plot, komín nebo třeba krb, musíte se rozhodnout, na jaký typ zdicího materiálu vsadíte. Na trhu je k dispozici nepřeberné množství typů cihel, které se liší použitým materiálem, technologií výroby i vlastnostmi.
Typy a Vlastnosti Cihlářských Výrobků
Výběr správného typu cihel je důležitý nejen kvůli udržení tepla. Pálené cihly se ve stavebnictví používají po tisíce let. Samozřejmě během této doby prošly obrovským vývojem a dnes splňují požadavky na dobré tepelně izolační vlastnosti, nízkou hmotnost a dostatečnou únosnost. Co se však nezměnilo, je jejich výroba z přírodních surovin (zejména jílu a vody). Pálené cihly se rozdělují podle tvaru, rozměrů, provedení a účelu využití. Obecně se dělí na plné a děrované.
Tradičním typem cihly je plná ve tvaru kvádru. Vyznačuje se pevností, nosností, odolností i trvanlivostí. V současnosti se využívá ve specifických případech, například pro zhotovení příček, komínů, cihelných plotů nebo menších zděných konstrukcí. Elegantní lícové cihly se pak používají na fasády a zídky, kde je žádoucí dosažení rustikálního vzhledu. Ke stavbě obvodového zdiva rodinných domů se dnes plné cihly nevyužívají, a to zejména kvůli vyšší hmotnosti.
Čtěte také: Průvodce výběrem zámkové dlažby
Moderní děrované a broušené cihly jsou výsledkem evoluce ve stavebnictví. I když se k jejich výrobě využívají přírodní suroviny, splňují řadu přísných požadavků od izolačních vlastností po nízkou hmotnost. Díky dutinám jsou lehké, a tak nepřetěžují podklad a usnadňují manipulaci s materiálem. Broušené pálené cihly vynikají přesnými rozměry, což usnadňuje proces zdění a umožňuje využití tenké vrstvy lepidla či pěny. Díky minimálním spárám nedochází k výraznějším únikům tepla.
Požadavky na tepelně izolační vlastnosti staveb jsou stále přísnější. To znamená, že obvodové zdi budete muset opatřit i tepelnou izolací, ať už z polystyrenu, nebo minerální vaty. Druhým v současnosti nejrozšířenějším materiálem jsou porobetonové cihly vyrobené z přírodních materiálů. Díky vzduchovým dutinám, které vznikly při výrobě hmoty, jsou lehké a snadněji opracovatelné. I když sníží hmotnost konstrukce, na její pevnosti to nebude znát. Tyto lehké betony koupíte v různých pevnostech, a tak s nimi snadno a rychle postavíte i několikapatrové domy.
Snadná manipulace patří mezi další výhody porobetonových cihel. Materiál nařežete i ruční pilou a při pokládce spotřebujete méně malty než u běžných tvárnic. Porobetonové cihly ve formě tvárnic, tvarovek či desek využijete především pro stavbu stěn, příček a stropů. Pro nezateplené stavby, jako jsou základy, dozdívky a zděné konstrukce jsou vhodné betonové cihly. I když tvarem a rozměry připomínají pálené cihly, jsou oproti nim pevnější a téměř nenasákavé, tudíž trvanlivější. Navíc odolají mrazu, chemickým rozmrazovacím látkám i žáru.
Jsou proto vhodné tam, kde běžné cihly nevyužijete - pro stavbu sklepů, šachet a jiných technických prostor pod úrovní země. Jíl a voda jsou základní suroviny pro výrobu tradičních pálených cihel charakteristických svou oranžovou až červenou barvou. Pro zhotovení cihly se však uplatňují i jiné suroviny a výrobní technologie. Tento typ cihel vyniká vysokou nosností v kombinaci s nízkou tloušťkou zdiva. Protože jsou rozměrově přesné, lze na ně aplikovat tenkovrstvé omítky bez síťoviny.
Díky tomu se s oblibou využívají jako interiérové příčkové zdivo. Jelikož mají vysokou pevnost v tlaku, používají se i jako nosné obvodové zdivo. V souvislosti s cihlami nesmíme opomenout ani typy určené pro specifické účely využití. Při stavbě krbů využijte žáruvzdorné šamotové cihly. Šamot odolá teplotě až 1 650 °C. Má typickou šedobílou až béžovou barvu a z více než poloviny ho tvoří oxid křemičitý. Druhou polovinu pak tvoří oxid hlinitý a různé příměsi, ať už jde o hořčík, železo nebo vápník.
Čtěte také: Využití betonové zámkové dlažby
Při výběru šamotových cihel se zaměřte na složení materiálu. Některé cihly se jako šamotové jen tváří svým zbarvením a tvarem, obsahují však jiné suroviny, kvůli kterým nejsou tak tepelně odolné. Než se pustíte do výběru cihel, udělejte si jasno v tom, k jakému účelu je chcete využívat. Čeká vás realizace novostavby? Pak vsaďte na moderní děrované pálené cihly a zvažte i možnost použití cihel s izolací pro jednovrstvé zdění. Plné pálené cihly využijte pro stavbu menších konstrukcí nebo plotů a zdí a nezapomeňte ani na specifické typy cihel, mezi něž patří ty šamotové.
Cihlářské výrobky mají střep většinou načervenalý (přítomnost železitého pigmentu) pórovitý nehořlavý, s nasákavostí okolo 20 %. Hlavními funkcemi cihlářských výrobků jsou funkce konstrukční a izolační. Cihly jsou z podstaty složení neradioaktivní a ekologicky naprosto neškodné. Po skončení své životnosti mohou být cihly recyklovány - drceny za vzniku tzv. Závadami cihlářského střepu jsou v první řadě tzv. primární výkvěty. Tento jev se objevuje výlučně po navlhnutí materiálu působením např. srážek nebo vysoké vlhkosti.
Pokud je výrobek určen pro aplikaci, kde kontakt s vodou samotné cihle nehrozí, není pro výrobce nutné deklarovat množství rozpustných solí v materiálu. Další vadou cihlářských materiálů, které je třeba věnovat zvýšenou pozornost, je materiálová vlhkostní roztažnost. Vratná délková vlhkostní roztažnost je považována za zanedbatelnou. Na nevratnou vlhkostní roztažnost má vliv složení surovinové směsi a podmínky výpalu, ale je také projevem stárnutí materiálu vyvolaným fyzikálně-chemickými interakcemi vlhkosti a keramického střepu.
Naše keramické stavební materiály jsou vyráběny z přírodních materiálů. Střešní tašky a cihly vznikají pálením směsi, jejímž základem je lokálně těžený jíl a voda. I to je jeden z mnoha důvodů, proč naše cihly a střešní tašky poskytují zcela zdravé vnitřní prostředí pro život. Dle potvrzené vědecké studie realizovanou Státním zdravotnickým ústavem (SZÚ) neobsahuje naše cihelné zdivo látky, které by znečišťovaly ovzduší interiéru a přispívají tak ke zdravému a komfortnímu vnitřnímu prostředí domu.
Tato studie byla realizována v roce 2019 v laboratořích Centra zdraví a životního prostředí. Výsledkem je, že cihly Porotherm a střední tašky Tondach nejsou zdrojem měřených organických látek v interiéru. Na výrobu našich produktů používáme pouze ty materiály, které mají vysokou schopnost propouštět vodní páry. Díky tomu v interiéru nezůstává žádná nadměrná vlhkost, která tvorbě plísní, hnilob a mikroorganismů napomáhá. Zjednodušeně se dá říct, že zdivo Porotherm dýchá, odborně se tento jev nazývá difuze.
Vývoj Tepelně Technických Parametrů Cihel
Do nedávné minulosti jsme si pod pojmem cihla představili plnou pálenou cihlu. V souvislosti s vývojem požadavků na součinitel prostupu tepla zejména konstrukcí obvodových plášťů se cihla začala proměňovat. V současnosti jsou na trhu dostupné cihly, které jsou vhodné i pro jednovrstvé konstrukce obvodových plášťů pasivních domů. Podle [2] lze vývoj požadavků na součinitel prostupu tepla (U) rozdělit na sedm generačních období podle jejich délky trvání. První norma zabývající se tepelně technickými vlastnostmi byla platná od roku 1949.
Do roku 1964 hodnoty tepelného odporu stěn vycházely z etalonu stěny z plných pálených cihel. S vývojem požadavků na stěnové konstrukce se také začíná měnit tvar cihel. Od plných cihel se přechází v období let 1946-1960 k příčně děrovaným cihlám typu CDm. V letech 1961-1980 se objevuje typ cihly CDK a CD Týn. Cihly typu CD Týn můžeme považovat za mezník, neboť se jednalo o bloky s rozměry (délka × šířka × výška), např. 290 × 190 × 215 nebo 240 × 365 × 238 mm, neboli o velkoformátové cihelné bloky.
Výškový modul zdiva byl 250 mm při použití maltového lože o tloušťce 12 mm. V 90. letech přichází cihla „současného“ typu Therm se suchou styčnou spárou mezi jednotlivými cihelnými bloky označovanou pero drážka, též P+D. V sousedním Německu se v první polovině 90. let začínají objevovat tzv. broušené cihly, které mají zbroušené ložné plochy. V současnosti hodnotu U = 0,25 W/(m2‧K), která odpovídá doporučené hodnotě podle normy ČSN 73 0540-2:2007 pro vnější těžké stěny, bez problémů splňuje jednovrstvé zdivo z cihelných bloků typu Therm o šířce 440 mm.
Zdivo tloušťky 440 mm dosahuje součinitele prostupu tepla kolem hodnoty U = 0,21 W/(m2‧K) případně i nižší. Stejně tak jako v Rakousku či Německu se v České republice začínají na trhu uplatňovat cihelné bloky o šířce 500 mm (v Německu je používaný rozměr 490 mm). Zdivo z těchto bloků dosahuje hodnot součinitele prostupu tepla nižších než U = 0,16 W/(m2‧K), což odpovídá ekvivalentní hodnotě součinitele tepelné vodivosti λ = 0,085 W/(m‧K), a tedy tepelnému odporu R = 5,88 m2‧K/W nebo i hodnotám lepším. Při vyplnění dutin tepelně izolačním materiálem je dosaženo až U = 0,11 W/(m2‧K).
Podle ČSN 73 0540-1:2005 je za izolační materiál považován takový materiál, který má λ ≤ 0,1 W/(m‧K). Jedna oblast bude řešena neustále, a tou je vývoj keramického střepu a vytváření cihlářské suroviny. V současné době je vývoj zaměřen na snižování tepelné vodivosti střepu při zachování maximální možné pevnosti. Další podmnožinou tohoto směru vývoje je používání surovin, zejména charakteru odpadních hmot, které jednak zlepšují vlastnosti střepu (např. tvorbou pórů svým vyhoříváním při vypalování), snižují energetické nároky na výpal, zlepšují proces sušení apod.
Další oblast vývoje spočívá v hledání nových možností vytváření samotné geometrie cihelných bloků potlačující přenos tepla. S tím souvisí samozřejmě i vývoj nových technologií. Třetí oblast tvoří vývoj v oblasti kombinování páleného cihelného bloku a izolačního materiálu. V podstatě novou oblastí, kterou se „cihláři“ budou muset zabývat, je právě oblast izolačních materiálů. I v tomto směru se již pokročilo a úspěšně se vyvíjejí izolační hmoty na anorganické bázi.
Otevírá se i možnost použití odpadních, resp. Jako izolační materiál se v současnosti nejvíce používá minerální vlna a to ve formě rozřezaných desek do tvaru velkých dutin nebo ve formě granulátu pro vyplnění malých dutin, dále pak perlit nebo expandovaný polystyrén. Cihelné bloky s minerální vlnou či expandovaným perlitem mají výhodu v požární odolnosti konstrukce a zdivo dosahuje výborných hodnot vzduchové neprůzvučnosti. Pokud jsou dutiny v cihlách vyplněné lehkými hmotami a je nutné dosáhnout srovnatelné vzduchové neprůzvučnosti, musí se uzpůsobit geometrie děrování cihelného bloku.
Moderní Cihly a Energetická Účinnost
Nejenom trend, ale i české státní normy jasně směřují k tomu, aby novostavby byly minimálně nízkoenergetické a v lepším případě pasivní. Jako dostatečně inovativní se v tomto směru ukázala i samotná cihla. Změnila se především její struktura. Cihla už není plná, ale její vnitřek tvoří promyšlený systém miniaturních dutinek. Přesně takovým stavebním materiálem jsou tepelněizolační cihelné bloky ECOTON ISO-MAXI a ISO-PRO, které jsou ryze přírodním materiálem. Vyrábí se z hlíny, vody a jílu, čímž vzniká přirozeně zdravé prostředí bez škodlivých látek.
Optimální součinitel prostupu tepla u těchto cihelných bloků dosahuje až 0,15 W/m2K a stavbu proto již není nutné zateplovat s difuzně uzavřenými materiály jako je polystyren či silikon. Na vnější stěnu postačí nanést v doporučené vrstvě pouze tepelněizolační omítku. Tento systém maximálně splňuje požadavky pro stavbu pasivních a nízkoenergetických domů a hodnoty tepelněizolačních vlastností jsou garantovány pro celé generace. Ecoton ISO-MAXI 36,5 s dokonale řešeným systémem pero drážky, 136 komorami a lambdou 0,078 W/mK.
Zateplení Přímo v Cihle
Nejvyužívanější metodou, jak snížit energetickou náročnost budov, je zateplení. Způsob samotného řešení zateplení však může být dvojí, alternativní a ideální. U obou se ale využije minerální vlny nebo polystyrenu. Alternativní a dříve hojně využívaná metoda spočívá v zateplení samotného pláště hrubé stavby. Dnes se však tyto dva kroky spojily v jeden. Cihly nové generace totiž obsahují izolační materiál přímo v sobě. Dutiny mohou být vyplněny minerální vatou i polystyrenem EPS.
Obvodové zdi objektu z takto vyrobených cihel již nepotřebují žádnou dodatečnou izolaci, což je opravdu ideálním řešením. Revoluční cihelný broušený blok této technologie představila v roce 2009 svému domácímu, tedy německému trhu se stavebními materiály, cihelna TGF Erbersdobler a díky distribuci společnosti Readymat s.r.o. se s ní v roce 2010 mohli prvně setkat i čeští a slovenští stavitelé. Ve vitální cihle EVOTON je přímo z výroby zabudovaná minerální vata Rockwool, díky které není nutné řešit dodatečné vnější zateplení.
Hodnotami optimálního součinitele prostupu tepla U až 0,13 W/m2K splňuje normy pro výstavbu v pasivním standardu. Navíc výborně zvukově izoluje, je nehořlavá, vodoodpudivá a paropropustná. Voda, která může do cihly při výstavbě proniknout, je opět rychle odvedena díky jedinečné kapilární struktuře cihlového střepu. Plnohodnotné izolační vlastnosti jsou tedy garantovány již od začátku, což nedokáže napodobit žádný jiný masivní stavební materiál. Evoton 36,5 s lambdou 0,07 W/mK plněná minerální vatou Rockwool.
Dům Bez Vlhkosti a Pevná Fasáda
Stavění objektů těmito způsoby je nazýváno jako jednovrstvé zdění. Jednovrstvé proto, že opláštění budovy tvoří pouze a jenom cihlový materiál, který je následně omítnutý fasádou. Fasády, které se nanáší na polystyrénové opláštění nebo na opláštění z minerální vaty, nedosahují takové pevnosti ani odolnosti. Při jednovrstvém zdění zůstane vnější schránka objektu pevná. Tvořit jí bude kvalitní cihlový materiál, který je stabilní a bezpečný.
Odpadá také riziko nesprávného napojení zdí a opláštění, které může vést ke zvyšování vlhkosti nebo tvorbě tepelných mostů. Cihelné bloky v porovnání s jinými materiály neobsahují při dodání na stavbu téměř žádnou zabudovanou vlhkost. Budoucí obyvatelé domu se tak úspěšně vyhnou dlouhému a nákladnému vysušování zdiva. Je tedy na místě důvěřovat cihlové technologii nejnovější generace! Souvztažnost mezi vlhkostí stavebního materiálu obecně a tepelnou izolací lze vyjádřit též graficky. Logicky čím větší vlhkost „uzamčená“ v tomto materiálu, tím horší tolik potřebné a diskutované tepelné vlastnosti.
Na srovnávacím příkladu cihly a pórobetonu se vlhkost při dodání liší o 24,5%. V uzavřené stavbě a následně v domě platí deklarované tepelněizolační vlastnosti u cihel téměř stoprocentně, u pórobetonu už musíme počítat s úpravou v rozmezí 50 - 60% těchto hodnot.
Požadavky na Tepelnou Izolaci a Hodnota U
V dnešní době je nabídka stavebních materiálů a možností pro výstavbu objektů velice rozsáhlá. Nejpoužívanějším stavebním materiálem je ovšem stále cihla. Samozřejmě se nejedná o klasickou plnou cihlu, ze které stavěli naši předkové. Tato cihla již dávno nevyhovuje moderním stavebním postupům ani potřebám.
Přizpůsobit se dnešním trendům ve výstavbě musely především výrobní a technologické procesy. Největší požadavky jsou v současnosti kladeny na tepelnou a zvukovou izolaci stavby. Hodnota U neboli součinitel prostupu tepla, je základní veličinou charakterizující právě tepelněizolační vlastnosti stavebních konstrukcí. Uvádí se v jednotkách W/m2K a vyjadřuje celkovou výměnu tepla mezi prostory oddělenými od sebe danou konstrukcí. K výslednému U se dopočítáme dosazením naměřených hodnot ze zkušebny do obecného vzorce. Tato hodnota se pak porovnává s požadavky vyplývajícími z ČSN.
| Konstrukce | Požadovaná hodnota U (W/m2K) | Doporučená hodnota U (W/m2K) - Lehké konstrukce | Doporučená hodnota U (W/m2K) - Těžké konstrukce |
|---|---|---|---|
| Vnější stěna | 0,30 | 0,20 | 0,25 |
| Pasivní dům | 0,12 - 0,18 | ||
Aby daný stavební materiál svými tepelněizolačními vlastnostmi vyhovoval, musí být naměřená hodnota menší nebo rovna hodnotě normou požadované. Zdroj: ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA; říjen 2011; ČSN 73 0540-2; Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky. Tabulka 3, str. 12. Desetinným číslem vyjádřená požadovaná hodnota u vnější stěny, která je směrodatné právě pro cihly, je 0,30 W/m2K. Doporučená hodnota je pak pro lehké konstrukce dána 0,20 W/m2K a pro těžké konstrukce 0,25 W/m2K. Aby dům splňoval podmínku pasivního standardu, U se musí pohybovat v intervalu mezi 0,18 až 0,12 W/m2K. Je tedy zřejmé, že čím nižší hodnota, tím méně je stavba energeticky náročná.
tags: #cihla #tradicni #vlastnosti #a #vyroba