Škvárobetonové tvárnice, hojně používané v minulosti pro stavbu rodinných domů, představují pro současné majitele těchto nemovitostí řadu výzev, především v oblasti tepelněizolačních vlastností a potenciální radioaktivity. Tento článek se podrobně zabývá problematikou škvárobetonu, jeho tepelnou vodivostí a možnostmi, jak zlepšit energetickou účinnost staveb z tohoto materiálu.
Tepelné vlastnosti škvárobetonových tvárnic
Škvárobetonové nosné tvárnice ze 70. let nemají dostatečné tepelně izolační vlastnosti. Při tloušťce zdiva 30 cm dosahují tepelného odporu R v rozmezí cca 0,7 - 0,9 (m2.K/W). To je přibližně 5x méně, než doporučuje současná norma. Součinitel tepelné vodivosti škvárobetonu λ (W/m.K) se mění v závislosti na objemové hmotnosti materiálu nebo výrobku. Může se pohybovat v rozmezí od 0,5 až do 1,0 W/m.K. Při uvažování průměrné hodnoty pro tehdejší tvárnice vyráběné pro obvodové zdivo by tepelný odpor původní zdi bez zateplení byl kolem R = 0,5 m2.K/W. To je velice málo a to i z pohledu starších norem.
Malá tepelně izolační schopnost je rovněž příčinou chladného povrchu vnitřního líce v zimním období, následné kondenzace vzdušné vlhkosti na studených stěnách a vzniku plísně. Plísně se v zimě objevují na extrémě studených obvodových stěnách a jakmile se vnější teplota zvedne nad 10 °C, plísně samy ustupují a celé léto a podzim se neudělají, jen zase v zimě.
Součinitel prostupu tepla U a tepelný odpor R
Současná platná norma ČSN 73 0540-2 rozlišuje tři hodnoty součinitele prostupu tepla a to - požadovanou, doporučenou a cílovou pro nízkoenergetickou a pasivní výstavbu v souladu s novými evropskými směrnicemi. Součinitel prostupu tepla U (jednotkou je W/m2.K) vyjadřuje tepelně izolační schopnost ohraničující konstrukce domu. Pro součinitel prostupu tepla U platí, že čím nižší jeho hodnota je, tím lepší tepelně izolační vlastnosti konstrukce má (na rozdíl od tepelného odporu R, kde je to naopak). Požadovaná minimální hodnota součinitele prostupu tepla U (W/m2.K) je pro vnější stěnu zděnou 0,30 (W/m2.K), ale s tím, že do konce roku 2012 se ještě připouští hodnota dle původní verze normy 0,38. Hodnota doporučená je 0,25 (W/m2.K), pro nízkoenergetickou a pasivní výstavbu 0,18 až 0,12 (W/m2.K).
Pro starý pórobeton lze očekávat hodnotu součinitele prostupu tepla U v rozmezí 0,6 až 0,75 (W/m2.K). Normativní požadavky jsou udávány závaznou normou ČSN 73 0540-2 - Tepelná ochrana budov - požadavky (10/2011). Ta stanovuje pro různé obvodové konstrukce tři kriteriální hodnoty součinitele prostupu tepla - minimální požadovanou hodnotu (prakticky se již nepoužívá), dále hodnotu doporučenou a pak doporučenou pro nízkoenergetické a pasivní domy. Pro nízkoenergetický standard je součinitel prostupu tepla „U“ 0,18 až 0,12 (W/m2.K). Vidíme, že rozmezí 0,6 až 0,75 (W/m2.K) významně pokulhává za doporučenou hodnotou 0,25.
Čtěte také: Koupě plotových tvárnic
Tepelná vodivost je schopnost daného materiálu vést teplo. Představuje rychlost, jakou se teplo šíří materiálem. Tepelná vodivost daného materiálu je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti, má označení λ a jednotku W/m•K. Součinitel prostupu tepla U (jednotka W/m2K) určuje, k jakým tepelným ztrátám skrze danou konstrukci dochází. Vyjadřuje, kolik tepelné energie ve Wattech prostupuje obvodovou konstrukcí o ploše 1 m2 při rozdílu venkovní a vnitřní teploty 1 K. Díky hodnotě U můžeme dopředu zjistit s jakými tepelnými ztrátami můžeme počítat za použití konkrétní tloušťky materiálu. Pro výpočet hodnoty U musíme nejprve zjistit tepelný odpor konstrukce (R).
Problematika radioaktivity škvárobetonu
V minulosti byly pro výrobu stavebních materiálů, včetně škvárobetonu, někdy použity suroviny s vysokým obsahem radionuklidů. Příkladem jsou „škvárobetonové“ tvárnice pro domky START v 60. a 70. letech minulého století, kde byly použity suroviny s vysokým obsahem radionuklidů. Jednalo se o škváru a popílek vzniklé spalováním černého uhlí z míst s výskytem hornin s vysokým obsahem uranu. Dalším podobným případem bylo použití škváry po bývalé revírní elektrárně v Rynholci u Nového Strašecí pro výrobu stavebního materiálu. Ta obsahovala v průměru asi čtyřikrát víc radia než pórobeton z Poříčí, naštěstí procento emanace radonu z tohoto materiálu bylo nižší.
První signál přišel již kolem roku 1960, tedy dávno před radonovou érou. V té době neexistovaly pro tyto případy hygienické normy (posuzovalo se jen ozáření způsobené zářením gama vysílaným škvárobetonovými bloky obvodových zdí, které bylo uprostřed místnosti nejvýše dvojnásobné oproti běžným hodnotám v domech), a hlavní hygienik rozhodl, že postavené domy nebudou demolovány. Po roce 1968 však nové vedení n. p. Prefa Hýskov v Rynholci začalo z tohoto materiálu vyrábět škvárobetonové panely pro montované domy typu START. Celkem bylo v letech 1972 - 83 vyrobeno asi 3 000 těchto rodinných domů.
Kromě vyšší koncentrace radonu (zhruba dvojnásobek tehdejší normy) byl v těchto budovách i vyšší dávkový příkon gama (v průměru 5 - 10 násobek přírodního pozadí). Důsledkem jsou stavby s nejistým radioaktivním pozadím. Jisté je však zdravotní ohrožení pobytem v těchto domech. Vedle známých zdravotních důsledků „nemoci z ozáření“ se může projevovat radioaktivita oslabením imunity a častou nemocností obyvatel těchto staveb popisovaným jako „syndrom nemocných budov“.
V současnosti Atomový zákon a vyhláška č.307/2002 Sb. ukládají výrobcům a dovozcům stavebních materiálu povinnost zajišťovat systematické měření a hodnocení obsahu radia ve vyráběných materiálech. Mezní hodnoty jsou stanoveny: 150 Bq/kg (pro materiály používané ve stavbě ve velkém množství např. cihly, beton apod), 200 Bq/kg (pro materiály používané ve stavbě v omezeném množství např. obklady). Výrobci jsou v současné době vázáni normami sledujícími tuto problematiku radioaktivity vstupních surovin, v případě požadavku lze v laboratořích proměřit analýzy. Proměřit lze přístroji na místě pomocí emitovaného záření gama.
Čtěte také: Betonové zatravňovací tvárnice
Zateplení škvárobetonových tvárnic
Dobře provedené zateplení odstraní příčinu kondenzace, povrchová teplota stěn se zvýší a podmínky pro tvorbu plísně pominou. Bude však potřeba napadené povrchy důsledně sanovat. Savo většinou nepostačí, musí se odstranit minimálně štuky, někdy omítky a použít účinné chemické ošetření.
Zateplení je potřeba provést tak, aby byly co nejlépe zatepleny tepelné mosty. Při dodatečném zateplení je to především zateplení soklu (až pod terén) nebo dostatečný přesah pod podlahu přízemí, detaily kolem oken, zateplení kolem římsy střechy, resp. návaznost na tepelné izolace půdy nebo střechy. S tím by měl poradit na místě odborník.
Pokud jde o zateplení, prvním předpokladem je, aby zateplované zdivo bylo suché. Nejlépe do 5% objemové vlhkosti. Pokud tomu tak je (patrně ano, dům má izolace proti zemní vlhkosti), pak lze použít podstatě jakýkoli materiál.
Typy zateplení
- Běžný fasádní polystyrén (EPS): Má velký difúzní odpor a konstrukci do jisté míry difúzně uzavře (faktor difúzního odporu 40 až 70, tepelná vodivost λ 0,039 W/m.K). Škvárobetonová tvárnice má určitou propustnost pro vodní páry, ale k nebezpečné kondenzaci v konstrukci by ani tak docházet nemělo.
- Šedá, difúzně otevřená (děrovaná) fasádní deska na polystyrénové bázi: Nabízejí se výrobky Baumit Open Reflect (Baumit) nebo EPS-F-Clima (Weber) a jistě i další výrobci. Tyto desky mají tepelnou vodivost λ 0,031 W/m.K a faktor difúzního odporu = 10. Především vysoká propustnost pro vodní páru je příznivá z hlediska kondenzace vodní páry v konstrukci, ke které by v takto zateplené stěně nemělo docházet. Baumit vyrábí i systém se sanačním účinkem na vlhčí zdivo.
- Minerální vata: Také vhodná pro zateplení škvárobetonových tvárnic.
Doporučená tloušťka zateplení
Pro doporučenou hodnotu U = 0,25 (W/m2.K) je potřeba počítat se 14 až 16 cm tepelné izolace na bázi běžného EPS, v případě desek šedých děrovaných 12 až 14 cm. Doporučená tloušťka zateplení zdiva těchto vlastností je 8 až 10 cm izolantu na bází EPS. Z pohledu zajištění možnosti difúze vodní páry z konstrukce se rozhodně nic nezkazí izolantem na bázi děrovaného šedého EPS s reflexní vrstvou. Systémy pro tento děrovaný izolant mají obvykle vysoce prodyšná lepidla i omítkový systém. Tloušťka izolantu tedy může být o něco nižší.
Zateplení 10 cm EPS na škvárobetonové zdi o tloušťce 30 cm vedlo k výraznému zvýšení tepelně izolačních vlastností na přibližně R = 2,9 m2.K/W dle starých jednotek. Tato konstrukce se zateplením je tedy o něco lepší, než požadovaná hodnota dle normy. Je škoda, že nebyla zvolena větší tloušťka izolace tak, aby se zdivo dostalo na úroveň doporučení.
Čtěte také: Tipy pro montáž tvárnic na plot
Při zateplení 16-20 cm izolantu bude tepelný odpor zdi zanedbatelný, takže do výpočtu ho nemusíte ani zohledňovat. Podle výpočtů, mnohdy úplně stačí, zateplení zdí kolem 10 cm, materiály s lambdou kolem 0,03 - 0,04 W/mK (skelná vata, EPS). Důležité je pak ale rovněž, důkladné zateplení stropů do prostorů nevytápěných, kvalitních oken a vyřešení přiměřeného větrání s ohledem na vlhkost ve vnitřních prostorách a jejím difuzním prostupem přes vnější stěny, což bývá problémem zejména při zateplování EPS.
Vnitřní zateplení a sádrokartonové desky
Provádění dalšího zateplení zdiva zevnitř se nedoporučuje. Samotné obložení deskou sádrokartonu výrazný efekt nepřinese. V případě vložení izolace pod obklad se izolační schopnosti úměrně tloušťce izolace zvýší. Vlivem jiného rozložení teplot v konstrukci však ale může hrozit riziko kondenzace ve škvárobetonové tvárnici. Proto by při vnitřním zateplení bylo nutno použít dobře utěsněnou foliovou parozábranu, aby se omezila difúze vlhkosti pod obklad a do zdi. Variantou je i vnitřní obklad deskami Lignopor (Heraklit s polystyrénem) a provedení nové vnitřní omítky. Desky Lignopor se vyrábí s tloušťkou polystyrénu až 6 cm, což by na vnitřní zateplení postačilo, zároveň by byla vyřešena omítka - provedla by se nová na rabicové pletivo, při správném provedení bez prasklin by rovněž fungovala i jako určitá parozábrana.
Pórobeton jako moderní alternativa
Pórobetonové tvárnice mají vynikající tepelně - izolační vlastnosti. Například při tloušťce tvárnice 360 mm dosahuje minimální hodnota tepelného odporu ve vysušeném stavu 3,0 m2.K/W. Součinitel tepelné vodivosti je λD23/W.m-1.K-1/=prům. 0,12. Dostatečně silné zdi z pórobetonových tvárnic účinně zajišťují normou povolené hodnoty průniku hluku zvenčí do objektu, jakož i v opačném směru. Pórobeton chrání před zimou, stejně i před horkem. Pohlcuje a uvolňuje vlhkost vzduchu, vyrovnává tím provozní vlhkostní změny v místnosti a taktéž umožňuje vodním parám postupný přestup obvodovou zdí. Zamezuje vzniku plísní. Pórobeton patří mezi tzv. „teplé“ materiály. Pórobeton je ekologicky čistý materiál, vyrobený z přírodních surovin (písek, vápno, cement a voda). Je na celém světě uznávaný jako stavební materiál, šetřící životní prostředí.
Přednosti pórobetonu samy o sobě nedokážou zajistit požadované vlastnosti konstrukce. Proto jsou velmi důležité použité malty a povrchové úpravy. Pro přesné tvárnice a příčkovky SOLBET doporučujeme použít tenkovrstvé speciální lepidlo. Pórobetonovou tvárnici lehce opracujeme běžným řemeslnickým nářadím, jednoduše a rychle vytvoříme drážku pro elektroinstalaci. Bez problémů můžeme dělat otvory a osazovat hmoždinky, zatloukat hřebíky a skoby. Nízká hmotnost tvárnice a porovnatelná vysoká pevnost umožňuje budování všech druhů běžných objektů, zajišťuje nízké náklady na 1 m2 vybudované stavby, také výrazně snižuje namáhavost práce a zvyšuje její produktivitu. Výborné pevnostní vlastnosti pórobetonu umožňují zhotovovat z něj nosné i nenosné zdi, příčky, překlady, stropní vložky jakož i používat jej jako výplňové zdivo. Podle mezinárodních technických norem je pórobeton nehořlavým materiálem.
Pórovité stavební materiály, mají-li aspoň částečně otevřenou pórovou strukturu, obsahují za normálních podmínek ve své struktuře jisté množství vlhkosti, která negativně ovlivňuje jejich tepelněizolační vlastnosti. V případě pórobetonu je do struktury materiálu vneseno poměrně vysoké množství vlhkosti již při výrobě (expediční vlhkost pórobetonových výrobků často převyšuje 35 %). Součinitel tepelné vodivosti vyjadřuje schopnost materiálů vést teplo a jeho skutečná hodnota je po zabudování materiálu do konstrukce ovlivněna řadou vnitřních a především vnějších faktorů, mezi nejdůležitější zde patří vlhkost a teplota. Vlhkost způsobuje u převážné většiny běžných stavebních materiálů zvyšování hodnoty součinitele tepelné vodivosti a tím degradaci tepelněizolačních vlastností.
Při studiu tepelně-vlhkostního chování pískových a popílkových pórobetonů bylo zjištěno, že popílkové pórobetony reagují na vlhkost citlivěji než pórobetony pískové. V případě pórobetonu na bázi křemičitého písku se vlhkostní citlivost v závislosti na vzrůstající objemové hmotnosti zkušebních vzorků snižovala. Stanovení závislosti součinitele tepelné vodivosti v závislosti na různé vlhkosti a teplotě jednoznačně ukázalo, že působení vlhkosti a teploty má synergický efekt. S rostoucí vlhkostí se součinitel tepelné vodivosti zvyšoval. Při vlhkostech nad 20 % docházelo ke zvyšování součinitele tepelné vodivosti při záporných teplotách (vlivem fázových změn vlhkosti obsažené v pórovém systému).
Porovnání tepelných vlastností materiálů
| Materiál | Tloušťka zdiva | Tepelný odpor R (m²·K/W) | Součinitel prostupu tepla U (W/m²·K) | Součinitel tepelné vodivosti λ (W/m·K) |
|---|---|---|---|---|
| Škvárobetonové tvárnice (70. léta) | 30 cm | 0,7 - 0,9 | 1,1 - 1,4 | 0,5 - 1,0 |
| Starý pórobeton (30 let zpět) | 30 cm | 1,3 - 1,6 | 0,6 - 0,75 | 0,16 - 0,23 |
| Pórobetonová tvárnice TERMALICA T2/300 | - | - | - | 0,075 |
| Pórobetonová tvárnice (tl. 360 mm) | 360 mm | 3,0 (vysušený stav) | 0,33 | 0,12 |
| Plná cihla (základ - bez zateplení) | 45 cm + 2x omítka 2cm | 0,732 | 1,366 | 0,8 (cihla), 0,99 (omítka) |
| Plná cihla (s 10 cm EPS) | 45 cm + 2x omítka 2cm + 10 cm EPS | 3,50 | 0,285 | 0,036 (EPS) |
| Plná cihla (s 20 cm EPS) | 45 cm + 2x omítka 2cm + 20 cm EPS | 6,28 | 0,159 | 0,036 (EPS) |
| Běžný fasádní polystyrén (EPS) | - | - | - | 0,039 |
| Děrovaný fasádní polystyrén (např. EPS-F-Clima) | - | - | - | 0,031 |
Poznámka: Hodnoty se mohou lišit v závislosti na konkrétním výrobci, objemové hmotnosti a vlhkosti materiálu.
tags: #skvarobetonova #tvarnice #soucinitel #tepelne #vodivosti