Hliněná omítka je stavební materiál na bázi jílu, který se používá pro vnitřní úpravy interiérů. Její unikátní vlastnosti z ní činí atraktivní volbu pro ekologicky šetrné a zdravé bydlení. V tomto článku se podrobněji zaměříme na součinitel tepelné vodivosti hliněných omítek, jejich vlhkostní vlastnosti a širší kontext použití.
Co je součinitel tepelné vodivosti (λ)?
Součinitel tepelné vodivosti, označovaný řeckým písmenem λ (lambda), je fyzikální veličina z oboru termodynamiky. Koeficient λ vyjadřuje schopnost materiálu vést teplo a je definován jako množství tepla ve wattech, které projde průřezem materiálu o tloušťce 1 metr při rozdílu teplot 1 K (1 Kelvin) mezi oběma povrchy materiálu. Součinitel tepelné vodivosti je klíčovým parametrem pro hodnocení tepelně izolačních vlastností materiálů v oblasti stavebnictví a je zásadní pro výpočet tepelných ztrát a energetické náročnosti budov. Koeficient součinitele tepelné vodivosti λ hraje proto zásadní roli při výběru izolačních materiálů. Různé izolační materiály mají odlišné hodnoty λ. Tyto hodnoty ukazují, jak různé materiály vedou teplo a jak efektivně mohou sloužit jako izolace. Tyto hodnoty jsou obecné a u různých specifikací a výrobců se liší. Hodnota λ se obvykle určuje laboratorními testy za kontrolovaných podmínek.
Faktory ovlivňující součinitel tepelné vodivosti λ
Na součinitel tepelné vodivosti λ izolačních materiálů má vliv několik faktorů, které mohou hodnotu tohoto parametru zvyšovat nebo snižovat:
- Vlhkost: Přítomnost vody má mnohem vyšší tepelnou vodivost než vzduch (λ vody je cca 0,58 W·m⁻¹·K⁻¹, zatímco vzduchu cca 0,025 W·m⁻¹·K⁻¹).
- Teplota: U některých materiálů (např. pěnové izolace) roste s rostoucí teplotou, což znamená, že v teplejším prostředí může dojít k poklesu jejich izolačních schopností.
- Struktura materiálu (porozita): Materiály s vyšší porozitou (např. minerální vata, pěnové plasty) mají nižší hodnotu λ, protože vzduch v pórech omezuje vedení tepla.
- Tlak a hustota: S rostoucí hustotou se obvykle zvyšuje tepelná vodivost, protože se zvyšuje podíl pevné látky, která lépe vede teplo.
- Směr vedení tepla (anizotropie): Některé materiály (např. dřevovláknité desky) mohou vykazovat rozdílné hodnoty λ v závislosti na směru vedení tepla (podél vláken vs. kolmo na vlákna).
Součinitel tepelné vodivosti hliněných omítek
Tepelná vodivost vzorků slámy a hliněných omítek byla měřena přístrojem Izomet, zapůjčeným Ústavem pozemního stavitelství VUT v Brně. I když přesné hodnoty pro konkrétní hliněné omítky nejsou v textu detailně uvedeny, víme, že zdivo z pórobetonových tvárnic o objemové hmotnosti suché látky 100 kg/m³ má součinitel tepelné vodivosti v rozsahu (1,4 až 1,2) W·m⁻¹·K⁻¹. V kontextu slaměných konstrukcí je důležité stanovit ekvivalentní tepelné vodivosti slámy a tepelného odporu slaměných vrstev a zjistit, na čem a jak tyto veličiny závisí.
Je nutné uvést, že míra schopnosti hliněných omítek vyvažovat vzdušnou vlhkost interiéru je dána objemem hliněného materiálu, který se v daném prostoru vyskytuje. Čím více hlíny, přesněji uvedeno jílových minerálů obsažených v hlíně, v daném prostoru máte, tím více se bude jeho schopnost regulace vzdušné vlhkosti projevovat. Použití jílových nátěrů se v tomto směru nijak neprojeví, taktéž projevy tenkovrstvých finálních hliněných omítek budou zanedbatelné. Znatelného projevu bude dosaženo až při aplikaci hliněné omítky v plné skladbě (nad 15 mm). Pokud budou v plné skladbě vyomítány všechny plochy prostoru, bude efekt hliněných omítek velký. Spolu s dalšími vlastnostmi, především schopností akumulace tepla a jeho zpětným sáláním, vytváří hliněné omítky obecnou stabilitu a setrvačnost optimálního vnitřního prostředí ve všech aspektech. Jelikož je míra těchto vlastností dána množstvím hlíny v interiéru, doporučujeme hlínu nejen v podobě omítek, ale také v podobě konstrukčních materiálů. Pak je objem hliněné hmoty opravdu velký a stabilita a "měkkost" vnitřního prostředí obrovská.
Čtěte také: Tření Mezi Betonem a Jinými Materiály
Vlastnosti hliněných omítek
Jíl má některé zcela specifické vlastnosti. Jedná se o dýchající povrch, který reguluje vlhkost i teplotu. Ve vlhkém počasí absorbuje nadbytečnou vlhkost a v suchém ji naopak uvolňuje, čímž zlepšuje kvalitu vzduchu. Jílové povrchy také pomáhají zmírňovat prudké změny teplot. Povrch stěn zůstává v létě chladný a v zimě teplý. Jílová omítka je svojí povahou antistatická. Hliněné omítky žádnou vlhkost v interiéru nevytváří, pouze dynamicky zvýšenou vzdušnou vlhkost nasávají a při poklesu vzdušné vlhkosti interiéru ji zpět uvolňují. Pomáhají tak udržovat klima v interiéru v rovnovážném stavu. V suchém stavu hliněná omítka brání vzniku hub.
Hliněná omítka se skládá z písku, jílu a případně slámy. Jedná se o čistě přírodní materiály. K vytvoření hliněné omítky je zapotřebí jen malé množství energie. Všechen odpadový materiál lze znovu použít. Hliněná omítka lze neomezeně recyklovat, protože neobsahuje žádná pojiva, drží spíše mechanicky než chemicky. Hliněná omítka není odolná vůči mechanickému poškození a není vhodná pro nadměrně vlhké stěny. Hliněná omítka je zcela žáruvzdorná. Dále má přírodní barvu a dobře pohlcuje zvuk.
Příklad: Tierrafino Base
Hliněná omítka Tierrafino Base umožňuje vytvářet nové tvary doma nebo na pracovišti. Vzhledem k možnosti nanést vrstvu o tloušťce až 12 mm lze pomocí Tierrafino Base snadno a rychle vytvářet krásné křivky. Rohy stěn, rohy mezi stěnami a stropem a jiné ostré rohy a hrany lze „změkčit“ vyplněním a tvarováním. Pohlcování zvuku omítkou Tierrafino Base lze zlepšit použitím hrubé (drsné) povrchové vrstvy. Čas ozvěny v místnosti se stěnami s drsnou povrchovou úpravou omítky Tierrafino Base nebo Tierrafino Finish se výrazně zkrátí. Tierrafino Base je dodáván v pytlích o obsahu 25 kg nebo ve velkých pytlích.
Aplikace Tierrafino Base
- Přidejte ke standardnímu 25kg balení přípravku Tierrafino Base 4 až 5 litrů vody.
- Naneste první vrstvu omítky Tierrafino Base o tloušťce přibližně 10 mm.
- Po částečném vyschnutí této vrstvy zdrsněte povrch hřebenem na lepidlo nebo houbou, aby došlo k dobrému mechanickému spojení s dalšími vrstvami.
- Před nanesením další vrstvy nechte první vrstvu řádně zaschnout.
- Jakmile je první vrstva suchá, lze nanést další vrstvu o tloušťce přibližně 10 mm.
- Nyní můžete povrch zednickou lžící vyhladit.
Doba schnutí omítky Tierrafino Base závisí na použitém povrchu a dalších okolnostech. Hliněnou omítku Tierrafino Base vždy vysušujte rychle pomocí horkovzdušných vysoušečů nebo stavebních lamp. Nechte otevřené okno pro odvětrání přebytečné vlhkosti z místnosti. Tierrafino Base přispívá ke zdravě vyvážené vlhkosti interiérů. Tierrafino Base není toxický a je zcela šetrný vůči životnímu prostředí.
Vlhkostní regulace hliněných omítek: Experimentální měření
Jako výrobci hliněných materiálů a zedníci-hlinaři pracujeme denně s hliněnými omítkami, úžasným materiálem tolik přívětivým pro člověka. Rozhodli jsme se změřit jejich reakci na změnu vzdušné vlhkosti vnitřního prostředí a porovnat ji s reakcí vápenných štuků. Při provádění omítek v interiéru jednoho rodinného domu jsme měli možnost toto měření provést v místnosti, kde byla část omítnuta vápenocementovou jádrovou omítkou s vápeným štukem, zbytek ploch byl vyomítán hliněnou jádrovou omítkou Hlinatura Aspera S s finální hliněnou omítkou Hinatura Rustica s vysokým obsahem jílových minerálů. Oba druhy omítek byly vyomítány na porobetonovém zdivu v plných skladbách v tloušťce (18±2) mm.
Čtěte také: Hodnoty součinitele prostupu tepla u cihel
Metodika měření
Měření probíhalo tak, že jsme v místnosti s vyzrálými a vyschlými výše uvedenými omítkami změřili na deseti různých místech na každé stěně neinvazivní metodou citlivým přístrojem (rozlišení 0,1%) relativní vlhkost omítek. Poté jsme do interiéru místnosti nastříkali vodní mlhu (hadicí s extra jemným mlhovým rozprašovačem napojenou na vodovodní řad, plným tlakem po dobu 1 minuty) tak, že jsme nemlžili povrchy stěn, ale vzduch uprostřed místnosti. Po 10 minutách po zvlhčení vzduchu jsme provedli měření vlhkosti omítek tak, že jsme při jednotlivých pokusech prostřídali pořadí materiálů, stěn a pozic. Po dobu měření jsme ponechávali místnost uzavřenou, teplota v místnosti se po celou dobu pohybovala v rozmezí 17-20 °C. Pro odstranění náhodných chyb jsme celý proces měření prováděli opakovaně čtyřikrát. Po každém měření za zvýšené vlhkosti jsme nechali celý prostor včetně omítek řádně vyschnout (celý pokus jsme prováděli v letním období po dobu 2 týdnů). Z naměřených hodnot jsme stanovili jejich aritmetické průměry.
Výsledky měření
I když bylo měření prováděno "v terénu", nikoliv vědecky v laboratoři, má jasnou výpovědní hodnotu. Už v počátečním "suchém" stavu má hliněná omítka zřetelně vyšší relativní vlhkost než vápenná, a to přibližně trojnásobně. Obrovský rozdíl pak nastává v nárůstu relativní vlhkosti omítek vlivem nárůstu vzdušné vlhkosti v krátkém časovém intervalu. Na vápenných omítkách se zvýšená vlhkost téměř neprojevuje, zatímco u hliněných omítek velmi dynamicky stoupá o desítky procent. Po každém zevrubném změření zvlhčených omítek před následným větráním a sušením jsme orientačně vlhkosti omítek změřili na jednom místě na každé stěně ještě jednou, a to hodinu po zvlhčení.
Slaměné balíky a hliněné omítky
Ze směsi slámy s hlínou (tzv. cob) staví lidé od nepaměti. První domy z balíků slámy byly stavěny v Americe na počátku 18. století, když byly vynalezeny balicí stroje. Tato raná metoda stavění vzkvétala zhruba do roku 1940, kdy válka a rostoucí popularita a používání cementu vedly k jejímu faktickému zániku. Koncem sedmdesátých let minulého století byla tato metoda znovuobjevena ekologickými nadšenci v USA. Od té doby se stavění z balíků slámy rozšířilo prakticky do všech zemí, ve kterých je sláma v balících k dispozici. V Česku bylo doposud realizováno několik staveb využívajících slámu.
Od konvenčních tepelných izolací se izolace ze slaměných balíků liší zejména mnohem větší průvzdušností a tloušťkou. Druhým významným specifikem je velká vlhkostní citlivost slámy. Sláma bez problémů snese opakované cykly vlhnutí a vysychání. Je-li však dlouhodobě vystavena relativní vlhkosti prostředí překračující 70 % nebo pokud její hmotnostní vlhkost přesáhne 30 %, zplesniví. Mechanismus šíření vlhkosti ve slaměných stěnách byl popsán prozatím pouze pro svislé konstrukce skladby hliněná omítka-slaměný balík-hliněná omítka. Takové konstrukce jsou z vlhkostního hlediska považovány za bezpečné. Velikost konvekce a obsah vlhkosti ve slaměných stěnách závisí podstatnou měrou na použitém stavebním systému, technologii a kvalitě provedení. Zahraniční a historické zkušenosti ukazují, že nejlépe fungují stěny z nosné slámy oboustranně omítnuté hliněnými omítkami. Ve stěnách z nosné slámy je vliv konvekce menší. V zatížených slaměných stěnách se balíky rozpínají do stran a eliminují tak mezery. Slaměná hmota je rovnoměrně stlačena a průvzdušnost je tak snížena.
Vedle klasického, historického, nebraského stylu stavění z nosné slámy, vhodného pouze pro stavbu malých jednopodlažních domků, se v posledních dvou desetiletích vyvíjejí systémy nové, umožňující z nosné slámy stavět nejrůznější stavby od standardních rodinných domů až po rozsáhlé průmyslové objekty. V současnosti je však nejschůdnějším kompromisem pro běžnou výstavbu použití slaměného balíku pouze jako náhrady konvenční tepelné izolace, kdy jsou balíky uzavřeny v konstrukci dřevostavby. Tepelná vodivost slámy závisí na orientaci stébel. Ve směru kolmém na stébla je nižší než ve směru podél stébel. Rozdíly v hodnotách uvedených v tabulce 1 jsou dány různou vlhkostí, různými druhy slámy, různou mírou slisování a různými okrajovými podmínkami měření.
Čtěte také: Vlastnosti betonu: Tepelná vodivost
Vliv proudění na tepelný tok
Vliv proudění na tepelný tok se vyjadřuje tzv. Nusseltovým číslem. Je-li rovno jedné, je to případ, kdy se proudění nijak tepelně neprojevuje, tepelný tok se realizuje jen zářením a vedením ve vzduchu a vedením ve vláknech. Abychom získali Nusseltovo číslo Nu, vyjdeme z modifikovaného Rayleighova čísla Ram pro porézní vrstvy. Ram je úměrné výšce porézní dutiny H, teplotnímu rozdílu T a permeabilitě K. Například pro vodorovné homogenní vrstvy s Ram>40 platí, že Nu = 1 + 0,04.(Ram − 40). Snížit modifikované Rayleighovo číslo lze buď snížením permeability, tedy přidáním dostatečně jemnozrnné frakce, nebo rozdělením vrstvy na několik vrstev menších tloušťek.
Měření tepelného odporu ve slaměných konstrukcích
Měření bylo prováděno ve dnech 16. 1.-20. 1. 2009 na západní obvodové stěně v 2. NP téhož objektu. Vnitřní a vnější povrchové teploty konstrukce, teploty vnějšího a teploty a relativní vlhkost vnitřního vzduchu a hustoty tepelného toku byly měřeny automaticky v nastavených intervalech každých 15 minut v průběhu pěti dnů. Výpočet tepelného odporu je proveden s průměrnými vstupními hodnotami. Omítka hliněná a slaměný balík vykazovaly tepelný odpor Ro = 2. Tepelný odpor určený z tepelných vodivostí a tlouštěk vrstev (neprojeví se přenos tepla prouděním) je asi o čtvrtinu vyšší než tepelný odpor určený z povrchových teplot a tepelných toků (přenos tepla prouděním se projeví). Do budoucna je třeba vytvořit metodiku novou, slaměným konstrukcím šitou na míru. Základním úkolem je stanovit ekvivalentní tepelné vodivosti slámy a tepelného odporu slaměných vrstev. Zjistit, na čem a jak tyto veličiny závisí.
Srovnání součinitelů tepelné vodivosti různých materiálů
Pro lepší představu o izolačních schopnostech hliněných omítek je vhodné se podívat na součinitele tepelné vodivosti dalších běžně používaných stavebních materiálů. Následující tabulka uvádí některé orientační hodnoty. Tato tabulka není možné brát jako závazný dokument sloužící pro stanovení vlastností konstrukcí staveb. Aktuálně platný a rozšířený přehled tepelně technických vlastností dalších materiálů podle ČSN 73 0540, ČSN 73 0544 a ČSN 73 0549.
| Materiál | Součinitel tepelné vodivosti λ [W·m⁻¹·K⁻¹] | Poznámky |
|---|---|---|
| Zdivo z pórobetonových tvárnic o obj.hm. suché látky 100 kg/m³ | 1,4 až 1,2 | |
| Voda | 0,58 | Orientační hodnota |
| Vzduch | 0,025 | Orientační hodnota |
| Hliněná omítka | * | Měřeno přístrojem Izomet, konkrétní hodnoty nejsou uvedeny, ale očekává se nízká vodivost díky jílovým minerálům |
| Slaměný balík | * | Závisí na orientaci stébel, vlhkosti, druhu slámy a míře slisování |
| Sádrokarton | 1,7 | Orientační hodnota |
| Dřevěný hranol (smrk) | 1,4 | Orientační hodnota |
| Deska OSB | 1,2 | Orientační hodnota |
* Přesné hodnoty pro hliněné omítky a slaměné balíky by musely být stanoveny individuálním měřením v závislosti na konkrétním složení a provedení.
tags: #hlinena #omitka #soucinitel #tepelne #vodivosti #vlastnosti