Betonové tvárnice a zateplení stavby: Komplexní průvodce

Na stavebním trhu se neustále objevují nové materiály a technologie, přičemž dochází i k přebírání a přizpůsobování technologií z jiných států. Jednou z těchto technologií je výstavba z betonových tvárnic, zejména těch s vnitřním zateplením. Tato metoda nabízí ekonomické a ekologické výhody, i když u nás zatím není tak rozšířená. Článek se podrobně zabývá touto technologií výstavby rodinných domů z betonových skořepinových tvárnic se systémem vnitřního zateplení, s důrazem na obálku budovy a specifika provedení zateplení.

Typy betonových tvárnic

Pro zdění se používají tvárnice různých typů s hutným nebo lehkým kamenivem, například tvárnice ze škvárobetonu, struskobetonu nebo liaporbetonu. Mohou být plné nebo vylehčené dutinami, které se mohou vyplnit tepelně izolačními materiály (např. polystyrenem).

Betonové tvárnice s vnitřní výplní

Mezi materiály s velmi dobrými tepelně izolačními schopnostmi, které „zabíjí dvě mouchy jednou ranou“, se do popředí zařadily tvárnice s vnitřní výplní pěnovým polystyrenem. V rozměrných blocích z liaporbetonu (u stěnových tvárnic je to tzv. mezerovitý beton), který se vyrábí ze směsi písku, kameniva (nebo liaporu), kvalitního cementu a vody ve vibrolisovacím zařízení, je „uvězněna“ vložka z tvrzeného stabilizovaného samozhášivého polystyrenu (styroporu). Tento základní konstrukční sendvičový prvek se nijak dál neupravuje (vytvrzováním párou, vypalováním v peci atd.). Výroba je proto ekonomická i ekologická.

Tyto tvárnice jsou určeny pro jednovrstvé obvodové nosné i výplňové zdivo o tloušťce 300 mm a jsou vhodné pro stavby s požadavkem na vysoký tepelný odpor a tepelnou akumulaci stěny při zachování malé tloušťky obvodového zdiva. Jsou výhodné pro stavby vesnických rodinných domů i městských vilek a činžáků. Samozřejmě je možné použít je i pro stavby průmyslové a občanské vybavenosti s omezením do výšky maximálně 4 až 5 podlaží. Samy stěny "nadívaných" tvárnic mají vynikající tepelně izolační vlastnosti.

Mezerovitý beton

Mezerovitý beton je speciální výplňový beton, ve kterém se namísto oddělených a uzavřených pórů vyskytují navzájem propojené mezery. Mezerovité betony se vyrábějí většinou s použitím pouze hrubé frakce kameniva, bez jemného písku. Jednotlivá zrna kameniva se při míchání betonové směsi obalí filmem z cementové kaše a při zhutnění v bednění se navzájem spojí. Podstatná část mezer mezi nimi však zůstane nevyplněna. Takový beton je lehčí (objemová hmotnost do 2000 kg/m³), je však nadále kompaktní. Je vhodný pro výrobu tvárnic, zejména vyráběných pomocí vibrolisovacích zařízení.

Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky

Liaporbeton

V liaporbetonu je kamenivo zčásti nahrazeno kuličkami Liaporu, takže výsledná hmota je oproti běžnému betonu velmi lehká. Se zvyšujícím se množstvím Liaporu se zmenšuje jeho objemová hmotnost z 2000 kg·m⁻³ až na 600 kg·m⁻³; zároveň se snižuje součinitel jeho tepelné vodivosti, která se pohybuje od 0,14 do 0,77 W·m⁻¹·K⁻¹. Tomu odpovídá i pokles pevnosti z 28 až ke 2 MPa. Jako drobné kamenivo se používají frakce Liapor 1-4 nebo drcený Liapor 0-4D, většinou kombinované s drobným hutným kamenivem. Tvárnice vysoké kvality se vyrábějí pomocí vibrolisování.

Liapor (dříve Keramzit)

Při vypalování speciálních jílů (údajně jde o třetihorní cypřišové jíly) v rotačních pecích vznikají keramické kuličky - perly, které mají zajímavé vlastnosti. Protože při výpalu došlo k expandaci těchto jílů, vznikly lehké a přitom překvapivě pevné kulovité útvary s vysokou pevností a naprostou tepelnou odolností. Liapor je zpracováván při teplotě 1100-1200 °C a prakticky stejnou teplotu snáší. Používá se proto nejen jako sypaná izolace u výkonných tepelných zařízení (tzv. obsyp keramických a sklářských pecí), ale jakožto složka lehčeného betonu i pro stavbu krbů a pecí. Hlavní složkou je SiO₂ (oxid křemičitý) a Al₂O₃ (oxid hlinitý). Pro své vynikající fyzikálně chemické a mechanické vlastnosti se vmíchává i do betonů, které jsou pak výrazně lehčí, žáruvzdorné a výborně tepelně i zvukově izolují, přičemž zůstávají pevné a mrazuvzdorné. Porézní struktura zrn dává Liaporu velmi nízkou hmotnost. Sypná hmotnost Liaporu je od 250 do 900 kg/m³. Objemová hmotnost zrn Liaporu je od 500 do 1500 kg/m³. Specifická hmotnost materiálu je 2300 až 2600 kg/m³. Mezerovitost volně sypaného Liaporu je 40 až 50 %.

Tvrzený stabilizovaný samozhášivý polystyren (Styropor)

Tvrzený stabilizovaný samozhášivý polystyren (styropor) má oproti „obyčejnému“ pěnovému polystyrenu mnohem vyšší odolnost vůči teplotě i vlastním chemickým změnám. Starší typy pěnového polystyrenu používané jako tepelná izolace například pod rozpálenou střešní krytinou někdy úplně vysublimovaly (měly bod tavení přibližně 70 °C, deformovaly se i při nižších teplotách).

Tenkostěnné betonové tvárnice

Tenkostěnné betonové tvárnice splňují vysoké požadavky na mechanickou odolnost, zvukovou neprůzvučnost a požární odolnost. Jsou vhodné i do zátopových oblastí. Zlevňují stavbu zejména svou dobrou manipulovatelností a nenáročnou výrobou. Vyhovují stavbě nízkoenergetických domů. Tenkostěnné betonové tvárnice se běžně používají v západní Evropě pro stavbu rodinných domů, bytovou a průmyslovou výstavbu. V České republice se vyrábějí od roku 1992. Tyto tvárnice mají lepší mechanické vlastnosti proti jiným výrobkům. Důkazem je například použití při stavbě Velké Knihovny v Paříži, mimo jiné i pro svoji odolnost proti ohni. Tenkostěnné betonové tvárnice mají tloušťku stěn obvykle 18-22 mm a plné dno. I při takto slabých stěnách užitné vlastnosti těchto tvárnic jsou nesrovnatelné s jinými výrobky. Zdí se dnem nahoru na cementovou maltu v síle 5-10 mm maltou shodné pevnosti s pevností tvárnic. Běžné značení tenkostěnných tvárnic je B40 (4 MPa), B60 (6 MPa), B80 (8 MPa) a B120 (12 MPa). Rozsah pevnosti je tak dostatečný pro všechny druhy staveb. Není třeba rozlišovat výrobky s mechanickou odolností, zvukovou neprůzvučnost a požární odolností tak jako u jiných výrobků. Tenkostěnné betonové tvárnice splňují všechny tyto požadavky beze zbytku.

Systém Durisol

Systém Durisol je navržen zcela jednoduše a přesto efektivně. Tvárnice je tvořena ze tří složek - dřevocementové štěpky, betonového jádra a šedého polystyrenu. Souvrstvý materiál umožňuje extrémně rychlou výstavbu nízkoenergetických a pasivních domů. Dřevocementový skelet tvárnice je z 90 % tvořen z dřevní štěpky. Betonové jádro zaručuje vynikající akumulaci tepla, díky níž se minimalizují teplotní výkyvy v interiéru. Přetrvávající tepelný komfort funguje jak v letním období, kdy zdivo chladí, tak hlavně v zimě, nahřátý systém dodává teplo do okolí, i když přestanete topit. Kromě ztužující funkce je beton výborný izolant hluku. Systém Durisol je více než třicet let používán ke stavbě protihlukových stěn v celé Evropě, USA, Kanadě a Austrálii. Unikátní složení tvárnic umožňuje vysokou cirkulaci vzduchu a difúzi vodních par. Izolace použitá v tvárnicích Durisol je v současné době jedna z nejmodernějších na trhu. Jedná se o šedou variantu klasického bílého polystyrenu, který díky grafitové příměsi získává šedou barvu a až o 20 % lepší tepelně izolační vlastnosti. Durisol se vyrábí z dřevní štěpky, cementu, vody a mineralizačních přísad. Nejedná se o architektonický styl ani normový předpis, ale o životní postoj a přístup k životnímu prostředí. Tvárnice Durisol jsou vyráběné z přírodního ekologického materiálu. Výroba probíhá smícháním dřevěné štěpky s cementem a vodou, všechny použité materiály jsou samozřejmě zdraví zcela neškodné. Životnost neomítnuté stavby je minimálně 100 let, u omítnutých staveb je dvojnásobná. Mineralizací se dřevní štěpka zušlechťuje, čímž získává Durisol odolnost vůči povětrnostním vlivům, solím a vodě. Díky vysoké seismické odolnosti jsou tvárnice Durisol používány i v rizikových oblastech a také v zátopových lokalitách.

Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah

BSG zdící prvky

Základním materiálem použitým pro výrobu zdicích prvků BSG je mezerovitý beton. Pro jeho výrobu je použito výhradně pálených (liapor) a nepálených materiálů - tj. křemičitého písku, kamenné drti (alternativně liaporu), cementu a vody. Podle patentem chráněného postupu se k této směsi přikládá ve vibrolisovacím zařízení vložka z tvrzeného stabilizovaného samozhášivého polystyrenu (styroporu alternativně neoporu) a tím vzniká základní konstrukční sendvičový prvek. Při výrobě nevzniká žádný druhotný odpad ani škodliviny poškozující vzduch. Zdicí prvky BSG se vyrábějí dle ČSN EN 771-3. Zdivo ze zdicích prvků BSG je možné použít pro rodinné domy, vily, bytové domy i pro stavby průmyslové (výrobní haly, provozovny, zateplené sklady a garáže, autoservisy, čerpací stanice, prodejny) popřípadě pro stavby občanské vybavenosti (školy, tělocvičny, hotely, vodojemy, čistírny odpadních vod atd.) s omezením do maximální výšky.

Zateplení staveb z betonových tvárnic

Splnění tepelně technických požadavků se v některých případech zajišťuje prostřednictvím další izolační vrstvy, nebo jsou tvárnice již vrstvené, například s tepelnou izolací z polystyrenu uvnitř prvku. Betonové tvárnice s vnitřním zateplením jsou levnější než stavby postavené z keramických bloků se systémem ETICS (External Thermal Insulation Composite System). Mají nízké náklady na provoz, dobré akustické vlastnosti a dobrou životnost.

V současné době je kladen stále větší důraz na zateplení bytů a bytových domů. Stále více se snažíme chovat ekonomicky i ekologicky, a tak zateplení hraje významnou roli v životě nás všech. Výsledkem jsou velmi kvalitní betonové tvárnice, určené pro přímou konstrukci staveb bez nutnosti dalšího zateplení. Další spolehlivou možností zateplení budov již přímo při stavbě je využití konstrukčních bloků z keramzitu. Keramzitbeton je dokonalým příkladem zdicí tvárnice, která díky zdravotně nezávadnému materiálu - keramzitu vyniká skvělými izolačními vlastnostmi a extrémní odolností vůči teplotám na obou stranách stupnice.

Vnitřní zateplení EPS 16 cm

Pro vnitřní zateplení je nejlepší použít izolační sendvičový komplex, který se skládá ze sádrokartonové desky a tepelné izolace (pěnový polystyren), které jsou k sobě pevně slepeny. V ČR nabízí takto připravené tepelněizolační sendvičové desky firma Rigips pod obchodním označením Rigitherm. Desky jsou 1200 mm široké a 2600 mm vysoké. Podle zvolené tloušťky tepelné izolace se mění součinitel prostupu tepla obvodové stěny, který je přímo úměrný tepelným ztrátám domu. Tloušťka tepelné izolace se volí v tloušťkách od 20 mm do 200 mm. Sádrokartonová deska je pořád konstantní tloušťky, a to 12,5 mm. Do místností s vysokou vzdušnou vlhkostí (např. koupelny) se používá tepelně izolační panel s impregnovanou sádrokartonovou vrstvou. Na vnitřní zateplení doporučuji použít sendvič s tloušťkou tepelné izolace minimálně.

Součinitel prostupu tepla a tepelné mosty

Součinitel prostupu tepla obvodové stěny zhotovené z tvárnic s vnitřním zateplením Rigitherm 160 (tloušťka tepelné izolace je 160 mm) byl spočten v programu Teplo. Spočítaná hodnota součinitel prostupu tepla obvodové stěny byla rovna hodnotě 0,22 W/m²×K. Obvodová stěna s vnitřním zateplením splňuje požadavek na požadovanou hodnotu součinitele prostupu tepla. Při napojování vnitřní příčky na obvodovou konstrukci (obálku budovy) je důležité, aby nedocházelo k přímému styku nosné konstrukce obálky budovy zhotovené z tvárnic s vnitřní příčkou zhotovenou z příčkových tvárnic. Pokud by se tak stalo, došlo by k vytvoření tepelného mostu a mohlo by docházet ke kondenzaci vlhkosti na vnitřní příčce. Z důvodu eliminace tohoto tepelného mostu se mezi spojení vnitřní příčky a nosné konstrukce obvodové stěny vkládá tepelná izolace z polystyrenu. Pro zachování spojení (zajištění stability) se do každé druhé horizontální spáry mezi tvárnice obvodové stěny v místě napojení vnitřní příčky vkládá ocelový nerezový pásek. Tento pásek prochází přes tepelnou izolaci vkládanou mezi obvodovou stěnu a příčku.

Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu

Stropní konstrukce se nejčastěji zhotovuje ze stropnic, které se kladou do filigránových nosníků, které jsou uloženy na stěny z tvárnic Beton s minimálním uložením 125 mm. Stropní konstrukce se zmonolitní betonem (na výšku 40 až 60 mm na stropnice). Na obvodových stěnách se po celém obvodě ve výšce uložení filigránových nosníků zhotoví železobetonový věnec. Protože jsou však obvodové stěny zatepleny z interiéru, uložením stropní konstrukce na obvodové zdivo vznikne tepelný most. Abychom přerušili tepelný most, tak na stropní konstrukci do vzdálenosti 1 m od obvodových konstrukcí přidáváme tepelnou izolaci. Z horní strany stropní konstrukce je tepelná izolace schována přímo ve skladbě podlahy. Ze spodní strany stropní konstrukce musíme přilepit na stropní konstrukci tepelnou izolaci z polystyrenu do vzdálenosti 1 m od obvodových konstrukcí.

Výstavba a specifika

Při vlastní realizaci staveb jsou to dále úspory přesunu hmot na staveništi a při vlastním zdění. Spotřeba malty při zdění je minimální - vzhledem k přesnosti vyráběných tvárnic dochází k zrychlení a tím i zlevnění stavby. Další rezervou je vlastní zakládání stavby. Vzhledem k ekonomickým a ekologickým tlakům na výstavbu bytových objektů je nutné se zamýšlet nad celkovou koncepcí staveb jako takových. Jeden ze způsobů, jak se dá tato skutečnost řešit, jsou výrobky s velice malou energetickou náročností jak při výrobě, tak z hlediska dopravních vzdáleností. Těmto požadavkům plně vyhovují výrobky z betonu.

Osazení výplní otvorů

Výplně otvorů (okna a dveře) se do obvodového zdiva zatepleného zevnitř neosazují přímo do roviny nosného zdiva, ale zapouštějí se až do vrstvy vnitřního zateplení. Tento postup se volí z důvodu eliminace tepelných mostů kolem výplní otvorů. Rám okna, nebo dveří se volí vždy o něco větší (cca 4 cm), než je velikost otvoru v nosné obvodové stěně. Po obvodě rámu okna, nebo dveří se přišroubují ocelové úhelníky, pomocí kterých se výplně otvorů připevňují k nosné obvodové stěně. Na okraj rámu výplně otvoru, který bude přitlačen ke zdi, se nalepí paměťová těsnící páska (např. od firmy Tremco Illbruck).

Instalace inženýrských sítí

Před lepením vnitřního zateplení musíme nejdříve provést instalaci inženýrských sítí. Na rozvod inženýrských sítí po domě využíváme nejčastěji podlahovou konstrukci a prostor pod stropem. Inženýrské sítě mohou být vedeny pod stropem, protože podhled stropní konstrukce bude upraven zavěšeným sádrokartonem. Ze stropu, nebo od podlahy, pak můžeme rozvést elektroinstalaci přímo po stěně k místu plánovaného umístění zásuvky, či vypínače. Kabely se vedou samostatně, nebo se umísťují do instalačního krku. Kabel, nebo instalační krk se pomocí sádry připevňuje přímo na zdivo z tvárnic. Do tvárnic se v žádném případě nevysekávají instalační drážky. Přívod vody pro topení se vede v plastových, nebo měděných trubkách umístěných v instalačních krcích (chráničkách). Při instalaci splaškového odpadního potrubí, a to hlavně stoupacího potrubí od WC, se snažíme vyhnout umístění do tepelně izolačního sendviče obvodové stěny. Stoupací potrubí splaškové vody od WC umísťujeme do vnitřních příček, anebo potrubí předsadíme před tepelně izolační sendvič do vnitřní dispozice. S tímto omezením se musí počítat již v návrhu dispozice domu. Pokud už se z jakéhokoli důvodu nemůžeme vyhnout tomu, abychom vedli splaškové a vodovodní potrubí mimo obvodovou stěnu z tvárnic, pak musíme udělat takové opatření, aby mezi potrubím a obvodovou stěnou z tvárnic bylo alespoň 80 mm tepelné izolace z polystyrenu.

Instalace sendvičových desek Rigitherm

Vlastní instalace sendvičových desek je velmi jednoduchá. Na zadní stranu desky se nanese bodově lepící malta. Body jsou uspořádány do třech řad v podélné ose desky. Bodové lepení tepelně izolačního komplexu nám zajistí vytvoření vzduchové mezery mezi tepelněizolační sendvičovou deskou a stávající obvodovou stěnou z tvárnic. V této mezeře jsou vedeny rozvody elektřiny. Pokud bude v sendvičovém panelu umístěna zásuvka, či vypínač, musí se ještě před osazením izolačního panelu přesně rozměřit umístění této zásuvky a do panelu vyvrtat otvor pro protažení kabelu. Pomocí kruhového vrtáku určeného pro vrtání otvorů pro elektrické krabice do sádrokartonových desek se vyvrtá otvor přímo podle velikosti elektrické krabice do sendvičového panelu. Při osazování sendvičového panelu se pak musí současně provést protažení tohoto kabelu přes vyvrtaný otvor v sendvičovém panelu. Vedle již osazeného tepelně izolačního sendvičového panelu se osazují stejným způsobem další sendvičové panely. Po zatvrdnutí lepící malty se provede vyplnění spár u stropu a podlahy pomocí polyuretanové pěny. Po zatvrdnutí polyuretanové pěny můžeme provést zaspárování sendvičových tepelně izolačních desek běžným způsobem, jako u sádrokartonových desek. V následující fázi se provádí montáž elektroinstalačních krabic do tepelně izolačního panelu. Používají se elektroinstalační krabice určené pro osazení do sádrokartonu. Na stropní konstrukci se zhotovuje sádrokartonový zavěšený podhled. Z důvodů eliminace tepelných mostů se mezi sádrokartonový podhled a stropní konstrukci vkládá izolace o minimální tloušťce.

Požadavky na tepelnou ochranu a vlhkostní režim

Požadavky na tepelnou ochranu budov splňují stavby z tenkostěnných betonových tvárnic ve spojení s dodatečnou tepelnou izolací. Pro izolaci staveb není podstatné, jakého izolantu se použije. Vzhledem k nízké nasákavosti okolo 5 % hmotnosti a výborné paropropustnosti není kondenzování vody v konstrukci stavby možné. V zimním období musí mít konstrukce nejnižší vnitřní povrchovou teplotu θsi vyšší nebo rovnou požadované povrchové teplotě θsi,N, jinak by na povrchu konstrukce docházelo ke kondenzaci vlhkosti a růstu plísní. Splnění této podmínky se prokazuje pomocí teplotního faktoru vnitřního povrchu fRsi. Z vypočítaných hodnot vyplývá, že posuzovaná konstrukce splňuje požadavek na nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu.

Kondenzace vlhkosti

Z 1D posouzení obvodové konstrukce v programu Teplo dle ČSN 730540 při výpočtové vlhkosti vzduchu v interiéru 55 % bylo zjištěno, že dochází ke kondenzaci vlhkosti v konstrukci ve dvou zónách. Při výpočtové vlhkosti vzduchu v interiéru 45 % bylo zjištěno, že dochází ke kondenzaci vlhkosti v konstrukci v jedné zóně. Při posuzování bilance zkondenzované a vypařené vodní páry v jednotlivých měsíčních cyklech dle ČSN EN ISO 13788 bylo zjištěno, že při výpočtové vlhkosti vzduchu v interiéru 45 % zkondenzované množství vodní páry na konci každého měsíčního cyklu je rovno nule. Bilance zkondenzované a vypařené vodní páry dle ČSN EN ISO 13788 byla prováděna také na detailu napojení obvodové stěny a příčky a na napojení obvodové stěny a stropní konstrukce.

V zátopových oblastech přímému zatopení objektů systém tenkostěnných betonových tvárnic jako jediný spolehlivě odolává. Dnešní běžná praxe vyzdívání železobetonových konstrukcí cihelnými bloky a následné zateplení celé konstrukce izolantem se z hlediska stavebního jeví jako nelogická. Použitím tenkostěnných betonových tvárnic šíře 20 cm je z ekonomického hlediska opodstatněné. Při stavbě bytových domů se neustále řeší problém zvukové pohody jednotlivých bytů. Běžné tenkostěnné betonové tvárnice docilují vzduchové neprůzvučnosti okolo 52 dB. Betonové tvárnice jsou stoprocentně recyklovatelné - po jednoduchém rozdrcení je můžeme opět použít k nové výrobě.

tags: #betonove #tvarnice #zatepleni #stavby

Oblíbené příspěvky:

• Pokládka podlahových zásuvek
• Vše o dilatačních spárách v betonu
• Vše o betonových šachtách pro kanalizaci
• Kolik stojí pronájem čerpadla na beton?
• Jak správně vyrovnat podlahu?