Pálené cihly patří k nejrozšířenějším materiálům používaných 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.
Charakteristika lícových cihel
Lícové cihly se dělí podle nasákavosti a pevnosti v tlaku, které jsou dány konkrétním způsobem výroby. Lícové cihly tažené mají díky zhutnění suroviny v lisu nasákavost do 14 % a pevnost v tlaku okolo 25 MPa. Oproti tomu ražené lícové cihly mají nasákavost až 20 %, a to díky relativně nízkým tlakům, jimiž jsou do forem lisovány - pevnost v tlaku se pohybuje kolem 12 MPa, jsou však velmi odolné proti mrazu.
Lícové cihly lze použít při stavbě různých typů zdiva, nejvyššího zhodnocení však dosáhneme, jestliže je využijeme v takzvaném vícevrstevném zdivu. Jeho složení může být různé, lícovky se používají buď v dvouvrstvém zdivu v kombinaci s cihelnými bloky, oddělenými vzduchovou mezerou, častěji však ve skladbě nosná konstrukce - tepelná izolace - odvětrávaná mezera a plášť z lícového zdiva. Vzduchová mezera má odvětrávací i termoregulační funkci.
Kromě lícových cihel na trhu existují i tzv. obkladové pásky. Vyrábí se řezáním lícovek, ponechávají si tedy jejich skvělý vzhled i trvanlivost, jejich aplikace je však snazší než stavba zdiva z lícových cihel. Stačí je pouze lepit, a protože nemají nosnou funkci, není nutné při jejich použití rozšiřovat základy.
Klinkerové cihly a jejich vlastnosti
Cihly klinker, také nazývané lícové cihly klinker či režné zdivo, jsou již po staletí oblíbeným stavebním materiálem. Nabízejí široké uplatnění při řešení fasád domů, interiérů a také prvků zahradní architektury. Klinkery jsou nejen velmi estetické a originální, ale zároveň splňují i důležité praktické požadavky. Tyto lícové cihly jsou vysoké kvality s nasákavostí do 6 %.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Cihla je vyráběna strojově. Tím je dáno, že má 3 strany pohledové a 1 technologickou na rozdíl od lícové cihly ražené, která má všechny 4 strany pohledové. Klinkerové cihly je možné použít v interiéru i exteriéru, k řešení fasády rodinného domu či velkých objektů i jako povrchovou úpravu při zateplení fasády. Z cihel klinker můžete rovněž realizovat ploty a oplocení, komíny, krby atd.
Jejich povrch je buď hladký anebo uměle strukturovaný, který se docílí pomocí válečku. Navíc může být povrch ještě pískovaný.
Lepší parametry mají cihly klinker, česky zvané zvonivky, neboť při poklepu zvoní. Klasické zvonivky mají nasákavost do 7 % a pevnost v tlaku minimálně 35 MPa, vyrábí se tažením buď plné, nebo děrované. Jejich podskupinou je tzv. keramický klinker, vyráběný ze speciálních druhů hlín. Nasákavost tohoto typu je nejvýše 1,5 % a pevnost v tlaku také excelentní - až 75 MPa.
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.
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.
Čtěte také: Měrná váha betonu: klíčové vlastnosti a využití
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. 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.
Moderní cihelné bloky a tepelná izolace
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. Je jasné, že z pohledu požadavků na zvýšení tepelného odporu zdiva se nevyvíjel pouze tvar cihel, ale i samotný keramický střep, spojovací malta a také omítky.
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).
Vývoj keramického střepu a izolačních materiálů
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.
Čtěte také: Jak měřit měrnou hmotnost betonu?
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.
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.
Porovnávací výpočty a optimalizace tvaru cihel
Otázkou zůstává, který přístup kombinace páleného cihelného bloku s izolačním materiálem je lepší. Byly provedeny porovnávací výpočty, jejichž hlavním cílem bylo porovnání obou přístupů řešení. Pro výpočty byl zvolen jednoduchý model tvarovky bez per a drážek a s jednoduchým děrováním. Šířka bloku je 440 mm a délka 250 mm, vylehčení dutinami je 60%, obvodový rámeček má šířku 5 mm, středové žebro má šířku také 5 mm.
Na základě výpočtů se ukazuje, že hodnota U zdiva s větším počtem dutin v cihelných blocích je nižší, tedy toto zdivo z těchto bloků vykazuje lepší tepelně izolační schopnost. Lineární činitel prostupu tepla pro vnější rozměry detailu rohu je nejlepší pro cihly s menším počtem řad dutin. Hodnota teplotního faktoru je u všech druhů zdiva téměř shodná.
Z výsledků výpočtů se nedá jednoznačně určit, který tvar bloků je výhodnější z pohledu šíření tepla. Při použití jedněch nebo druhých typů bloků v nízkoenergetických budovách bude hrát roli celková tepelná ztráta zdivem i jednotlivými detaily. Značný vliv na řešení detailů může mít také tvar děrování, kterým se může vznik tepelných mostů výrazně eliminovat. To bude doménou cihel s malými dutinami a tenkými žebry.
Zpřísnění požadavků a budoucí vývoj
Požadavky na U obvodových stěn se za posledních 50 let zpřísnily přibližně 6krát, z toho za posledních deset let asi 2krát. U zdiva z pálených cihel došlo k navýšení tepelného odporu za posledních 50 let 11krát, z toho za posledních 10 let asi 3krát. Došlo k zefektivnění výroby, úspoře keramického materiálu, ale i materiálů jakou jsou malty či omítky.
Zároveň si cihly právě díky tomu, že jsou z keramiky, zachovávají výjimečnou trvanlivost a neměnnost svých parametrů. Tímto se může chlubit málokterý materiál. Nové technologie a metody, kterými lze zvýšit izolační a užitné vlastnosti cihelných bloků pro jednovrstvé zdivo používají i tuzemští výrobci a drží tak krok s technologicky vyspělými zahraničními výrobci.
Pro dosahování velmi nízkých hodnot U zděných stěn jsou dostupné klasické pálené cihelné bloky moderního typu, které splňují i kritéria pro stavbu pasivních domů. Na zahraničních trzích se začínají uplatňovat cihelné bloky s integrovaným izolačním materiálem.
| Typ cihly/zdiva | Nasákavost (%) | Pevnost v tlaku (MPa) | Typ výroby | Použití |
|---|---|---|---|---|
| Lícové cihly tažené | do 14 | ~25 | Tažení (zhutnění) | Vícevrstvé zdivo |
| Ražené lícové cihly | až 20 | ~12 | Ražení (nízké tlaky) | Odolné proti mrazu |
| Klasické klinker (zvonivky) | do 7 | min. 35 | Tažení (plné/děrované) | Neomítnuté zdivo (exteriér/interiér) |
| Keramický klinker | max. 1.5 | až 75 | Ze speciálních hlín | Vysoce odolné aplikace |
| Klinker (režné zdivo) | do 6 | neuvedeno | Strojní | Fasády, interiéry, zahrady, ploty, komíny |
tags: #merna #tepelna #kapacita #klinker #licove #zdivo