Při současných cenách energií, ale i technologií, které snižují platby za energie, se vyplatí zateplovat - to je neoddiskutovatelný fakt. Tlak na co nejnižší energetickou náročnost staveb zesiluje. Proto se do hledáčku stavebníků stále častěji dostávají tepelněizolační materiály. Málokdo přitom ví, že právě i beton může být výborným tepelným izolantem, záleží jen na jeho obsahu. Díky vhodně zvoleným materiálům můžete snížit energetickou náročnost domu. Pohledový beton zaujme svou vysokou architektonickou hodnotou, monolitické jednovrstvé nosné konstrukce z betonu jsou trvanlivé, omítkářské a obkladové práce odpadají, je možno uspořit náklady a při dožití objektu lze stavební suroviny lehce recyklovat.
Monolitický beton většina vnímá jako konstrukční materiál pro základy budov nebo pro konstrukce určené pro další povrchové úpravy. V rámci výběru vhodné betonové směsi je ale třeba brát na vědomí nejen požadované tepelné vlastnosti, ale také vlastnosti konstrukční. Tepelněizolační betony mohou zůstávat v pohledové kvalitě jako kterákoliv jiná monolitická konstrukce. V jejich případě ale není třeba dodatečné zateplení. Výhodou je možnost instantního tváření takových konstrukcí, a to při zachování tepelného komfortu i požadovaného designu v jedné fázi a bez přidávání dodatečných zateplení.
Druhy tepelněizolačního betonu
Vylehčení betonu se provádí dvěma způsoby - lehkým kamenivem a napěněním cementové matrice. Pórovitost charakteristická jak pro Liapor, tak pro Liaver zabezpečuje výbornou tepelnou izolaci. Napěnění cementové matrice se docílí použitím napěňujících přísad. Existuje mnoho variant receptur tohoto typu betonu a místně se jeho vlastnosti mohou lišit, což je dáno právě použitými surovinami v dané lokalitě.
Ekostyrenbeton a Polystyrenbeton
Polystyrenbeton je typ lehčeného betonu. Nízké hmotnosti lehčených betonu se dosahuje nahrazením části kameniva lehčím materiálem. Polystyrenbeton disponuje objemovou hmotností cca 500 až 1 500 kg/m3. Díky uzavřené struktuře polystyrenu nemá tendenci přijímat vodu, takže dobře izoluje proti vlhkosti.
Ekostyrenbeton, respektive polystyrenbetonySmísením ekostyrenu s betonem vzniká takzvaný ekostyrenbeton, který je až 12 krát lehčí než tradiční beton, rychle tuhne a dosahuje až 30 krát lepších tepelně izolačních vlastností. Výsledný beton je po vytvrdnutí netříštivý, požárně odolný (respektive nesnadno hořlavý), hygienicky a ekologicky nezávadný a odolává hlodavcům a plísním. Tepelně izolační vrstvy z ekostyrenbetonu (lehkého betonu) jsou homogenní, jejich příprava je jednoduchá, aplikace bezodpadová a rychlá. Navíc se uplatní i na nerovných površích vodorovných konstrukcí, na které nelze položit prefabrikáty. Čili snadno nahradí polystyrenové desky, které nelze položit na nerovné povrchy.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Liaporbeton a Monolitický izolační beton
Ve většině případů lze běžný beton v betonových podlahách nahradit lehkým keramickým betonem - Liaporbetonem, který si zachovává vlastnosti jako jsou pevnost, požární odolnost a dlouhá životnost. U Liaporbetonu je možné dosáhnout hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ = 0,14 W/m.K. Aby si lehký beton zachoval všechny potřebné vlastnosti pro vybrané použití, je potřeba dodržet přesnou recepturu. Proto Liapor nabízí suchou směs Liapor Mix, kterou stačí na stavbě rozmíchat s vodou. Zpracování se neliší od běžného betonu. Suchá směs se rozmíchá s vodou podle návodu na obalu. Připravený beton se nanáší v požadované tloušťce na podklad a urovnává zednickým hladítkem. Jedná se o poměrně rychle tuhnoucí materiál, proto je třeba jej zpracovávat bez zbytečného prodlení.
Monolitický izolační beton s využitím kameniva na bázi expandovaného jílu zajišťuje žádoucí statické a požadované tepelně izolační hodnoty pro monolitické nosné tepelně izolační konstrukce. Pak se nemusí používat dodatečná izolace ani jakékoliv jiné úpravy povrchů. Od parotěsných zábran, izolace nebo omítky se naprosto upouští. Stavební fáze se tak zkracuje na odstranění bednění a vysušení stavebního prvku. Docílené betonové povrchy jsou homogenní a jemně strukturované, není třeba je dále upravovat nebo dodatečně zušlechťovat.
Co se týká lehkého kameniva, lze použít buď samotné kamenivo Liapor nebo kombinaci kameniva Liapor a Liaver. Liapor je kamenivo na bázi expandovaných jílů vypalované při teplotě 1200 °C. Liaver je minerální, ekologická surovina bez vláken s rovnoměrnou strukturou jemných pórů a z větší části uzavřeným povrchem. Příznačné pro Liapor i pro Liaver jsou nízké objemové hmotnosti materiálu, ze kterých vyplývají vynikající tepelně izolační vlastnosti. Tím pak může izolační liaporbeton dosahovat nízké objemové hmotnosti pod 1000 kg/m3. Tepelně-izolační lehčený beton je materiál, který se obejde bez přidané izolační vrstvy. Část objemu je totiž tvořena expandovaným keramickým kamenivem. Pro ještě lepší tepelné vlastnosti se pak přidává granulát z expandovaného skla Liaver. Díky tomuto složení má beton skvělé tepelně-izolační vlastnosti, je lehčí než běžný beton (pod 1 000 kg/m³). Další vlastnosti má podobné jako tradiční beton: je vodotěsný, odolný proti posypovým solím, žáruvzdorný a mrazuvzdorný.
Vlastnosti uvedené dále v textu jsou naměřeny na receptuře použité v podmínkách České republiky. Použitá receptura obsahovala lehké kamenivo Liapor tuzemské výroby frakce 1-4 a 4-8 mm, cement portlandský pevnostní třídy 42,5, popílek, superlastifikátor na bázi polykarboxylátů a napěňující přísadu s vodním součinitelem 0,25. Objemová hmotnost čerstvého betonu byla 1050 kg/m3, konzistence byla měřena obráceným Abramsovým kuželem, průměr rozlitého koláče byl 650 mm. Objemová hmotnost ztvrdlého betonu ve vysušeném stavu se pohybovala mezi 900 a 950 kg/m3, s přirozenou vlhkostí do 1000 kg/m3. Metodou horkého drátu byl u receptury stanoven koeficient tepelné vodivosti λ = 0,24 W/m.K.
Pěnobeton Poroflow
Pěnobeton Poroflow je tekutý stavební materiál, který je svými vlastnostmi vhodný pro nejrůznější užití. Poroflow je k dispozici v široké škále objemových hmotností a pevností v tlaku tak, aby vyhovoval požadavkům projektu. Pěnobetony tak nabízejí různé variace vlastností, které umožňují vhodné stavební řešení pro vyrovnání podkladních vrstev podlah, výplně kleneb, sklepů, šachet, výplně plochých střech, stabilizací nádrží a bazénů ve výkopu, podloží průmyslových podlah a mnoho dalších použití. Pěnobeton určený tvorbu a výplň spádů plochých střech a jiných šikmých ploch. Pěnobeton určený především pro vyplnění a vyrovnání podlah v bytové a komerční výstavbě.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Termoizolační směsi
Termoizolační směsi se používají pro různé účely, včetně: Teplé a ohnivzdorné podklady pod perlitové stěrky (např. TERMOBETON TB2), stejně jako pod tradiční betonové stěrky. Termoizolace a zvukové izolace neužitkových stropů nebo stropů s omezenou použitelností. Termoizolace pod podlahové topení. Izolace podlahy na terénu. Termoizolace balkónů a teras.
Příprava směsi TERMOBETON TB1 smíchejte s vodou v poměru 8-10 litrů vody na 1 pytel podkladu (50 litrů). Doba míchání by měla činit 4-5 minut. Po smíchání zkontrolujte konzistenci hmoty a případně upravte množství přidávané vody. Položení podkladu musí být provedeno v souladu se stavebním postupem, stejně jako v případě tradičních betonových stěrek.
Použití a výhody tepelněizolačního betonu
Ekostyrenbeton se používá jako tepelná izolace na různých stavbách - při výstavbách rodinných domů a jejich rekonstrukcích, při stavbách a rekonstrukcích domů bytových, škol, školek, administrativních budov, obchodních center a výrobních či skladových prostor. Ideální je tento materiál pro rekonstrukce a půdní vestavby, jelikož nezatěžuje stropní konstrukce, ale též pro spádové vrstvy plochých střech, jako výplňová tepelně izolační vrstva pro stropy, terasy, balkóny, lodžie a podlahy. Liaporbeton je vhodný nejen pro vyrovnávací vrstvy podlah, ale také jako podkladní vrstva pod podlahové topení.
Pohledový monolitický tepelněizolační beton není sice běžným stavebním materiálem, ale je v posledních letech využíván evropskými architekty pro ztvárnění velmi zajímavých staveb. Výhodou tohoto betonu je zejména možnost využití pohledového betonu současně v exteriéru i interiéru bez přidání tepelných izolací.
Shrnutí klíčových vlastností tepelněizolačních betonů:
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
| Typ tepelněizolačního betonu | Hlavní složky | Klíčové vlastnosti | Součinitel tepelné vodivosti (λ) | Objemová hmotnost |
|---|---|---|---|---|
| Ekostyrenbeton | Ekostyren, beton | Až 12x lehčí, až 30x lepší izolace, netříštivý, požárně odolný, odolává hlodavcům a plísním, homogenní vrstvy. | Až 30x lepší než tradiční beton | Až 12x lehčí než tradiční beton |
| Polystyrenbeton | Část kameniva nahrazena polystyrenem | Nízká hmotnost, dobrá izolace proti vlhkosti díky uzavřené struktuře polystyrenu. | - | cca 500 - 1 500 kg/m³ |
| Liaporbeton | Expandovaný jíl Liapor, někdy i granulát expandovaného skla Liaver | Zachovává pevnost, požární odolnost, dlouhou životnost, homogenní a jemně strukturované povrchy, vodotěsný, mrazuvzdorný. | Od 0,14 W/m.K do 0,32 W/m.K | Pod 1 000 kg/m³ |
| Pěnobeton Poroflow | Pěnotvorné přísady | Tekutý stavební materiál, široká škála objemových hmotností a pevností v tlaku, různorodé použití. | - | Široká škála objemových hmotností |
Příklady realizací
Dům Gartmann ve švýcarském Churu
Průkopníkem této technologie je švýcarský inženýr a architekt Patrick Gartmann, který je znám svou zálibou v betonu. V roce 2005 byl dokončen jeho projekt třípatrového domu v blízkosti Churu, v kantonu Graubünden. K tomu, aby byl schopen realizovat svůj monolitický koncept, si architekt vybral izolační liaporbeton. Použitá receptura obsahovala lehké kamenivo Liapor a granulát z expandovaného skla Liaver. Při stavbě svého rodinného domu přitom Patrick Gartmann využil spolupráce s Danielem Mayerem ze společnosti Liapor Švýcarsko, který zahájil řadu laboratorních pokusů k nalezení nejvhodnější receptury. Favorizované prototypy litého betonu následně prošly přísnými testy EMPA. Použitý izolační liaporbeton má hodnotu tepelné vodivosti 0,32 W/(mK).
Dům z monolitického pohledového betonu okouzlí příchozího svou jednoduchostí a elegancí. Vcházíte-li na dvůr z ulice, máte před sebou přízemní bungalov s plochou střechou. Z této strany do domu vstupujete v nejvyšším, třetím podlaží. Zde je situován obývací pokoj s dvěma velkoplošnými okny umístěnými přímo proti sobě na východní a západní stěně, nabízejícími zajímavé výhledy a průhledy. Jen zpočátku působí obývací pokoj s broušenou ale neleštěnou betonovou podlahou a s integrovaným podlahovým topením poněkud nezvykle. Kdo se prochází po čistém betonu, pociťuje zamýšlenou drsnost. Návštěvník rychle pochopí, v čem spočítá kouzlo bydlení v „hrubé stavbě“ - použité neošetřené stavební materiály zprostředkovávají elementární a nestrojený dojem. I stěny jsou z betonu a zůstaly po odstranění bednění přírodní, režné, stejně jako strop, který je zároveň plochou střechou. Zde hraje izolační beton Liapor, díky své nadprůměrné tepelné izolaci, obzvláště významnou roli. Od parotěsných zábran, izolace nebo omítky je naprosto upuštěno. Stavební fáze po betonáži tak byly omezeny na odstranění bednění a vysušení stavebních prvků. Docílené betonové povrchy jsou homogenní a jemně strukturované a nebylo je třeba dále upravovat nebo dodatečně zušlechťovat. Projekt Dům Gartmann, Chur obdržel za skvělé komplexní dílo skládající se z architektonické myšlenky a použitého inovačního izolačního liaporbetonu ocenění Stříbrný zajíc za nejlepší výkon v architektuře 2004.
Rodinný dům prof. Mika Schlaicha v Berlíně
Další zajímavou aplikací této technologie je rodinný dům prof. Dr. sc. techn. Mika Schlaicha ve východní části Berlína, který v podstatě slouží jako testovací objekt k vědeckým účelům. Společně se svým týmem a v úzké spolupráci se společností Liapor vyvinul na Technické univerzitě v Berlíně ultralehký beton, který s kamenivem Liapor dosahuje vynikajících tepelněizolačních hodnot při objemové hmotnosti kolem 800 kg/m3. Dům, do kterého se rodina Schlaichových mohla nastěhovat v létě 2007 po sotva ročním trvání stavby, se prezentuje jako moderní architektonický objekt s puristickou kvádrovou formou. Východní a západní strana budovy sestává kompletně ze stěn z pohledového betonu, severní a jižní strana se vyznačuje fasádou z trámů a hrázděním s velkými, výraznými skleněnými plochami a panely z eloxovaného hliníku. Pro výrobu betonu byl použit Liapor frakce 1-4 a 4-8 mm a drcený Liapor frakce 0-2 mm německé výroby, který dodatečně zvyšuje tepelně-technické vlastnosti betonu. Tento beton vykazoval velice dobré tepelněizolační vlastnosti - součinitel tepelné vodivosti 0,2 W/(mK). Lehký beton dosahuje pevností, které se přibližují pevnosti lehkého betonu LC8/9.
Zajímavé u projektu bylo především to, že konstrukční a stavebně-fyzikální detaily byly přizpůsobeny vlastnostem materiálu a postupovalo se jiným způsobem, než je jinak u železobetonových staveb obvyklé. Ke snížení jinak nevyhnutelných smršťovacích trhlin byla jako výztuha použita skleněná vlákna. Tak se podařilo nejen vyřešit problémy s korozí výztuže, ale i zabránit tepelným mostům. Pro bednění domu z lehkého pohledového betonu byly použity nové bednicí desky bez odbedňovacích prostředků. Odbedňovalo se po jednom týdnu. Při první betonáži se přesto vytvořil velký počet kaveren. Pomocí lehké kosmetické úpravy betonu cementovou maltou a Liaverem, obroušením a následnou hydrofobizací bylo dosaženo s poměrně nízkými náklady zajímavého, živého a zároveň hladkého betonového povrchu.
Centrum Švýcarského národního parku v Zernezu
Další švýcarskou aplikací je nové centrum Švýcarského národního parku v Zernezu od architekta Valeria Olgiatiho. Budova se skládá ze dvou krychlí o třech podlažích, které jsou vzájemně spojeny jedním rohem tělesa. Zvláštností u této budovy je bílá barva, která byla dosažena použitím bílého cementu. Použitá receptura byla velmi podobná receptuře u domu Patricka Gartmanna, neboť na tomto projektu pracoval opět Daniel Mayer ze společnosti Liapor Švýcarsko.
České realizace
Zřejmě první české využití tepelně - izolačního betonu je z roku 2008. Jedná se o atriové domy v Brně, jejichž autorem je ateliér Makovský & partneři. Nacházejí se na velmi úzké, mírně svažité parcele. Stěny mají šířku 450 mm a strop 650 mm. Od té doby vzniklo ve světě i v České republice několik dalších příkladů. Známá je administrativní budova betonárky ve Strančicích od architekta Davida Krause; v roce 2018 získala Českou cenu za architekturu.
Technologické aspekty a výzvy
Pro úspěšnou realizaci monolitické konstrukce je důležitý správně zvolený bednicí systém, přičemž není důležité, zda se jedná o nosné prvky, nebo pouze příčky. U pohledového betonu je nejdůležitější unikátní otisk na jeho povrchu, který betonu vtiskne plášť bednicího systému. Vše se řídí zvoleným bednicím systémem, respektive jeho výbavou v podobě bednicí desky. Efektního otisku lze docílit také pomocí různých matric vkládaných do bednicí desky. Zvláštní projekty vyžadují i zvláštní bednění vyráběné na míru. Efektní otisk lze zajistit například ohýbanými překližkovými latěmi.
Monolitickou konstrukci je třeba navrhnout tak, aby zabránila tvorbě tepelných mostů. Při technologii výroby, ukládání a ošetřování existují určité odlišnosti, které je třeba akceptovat, např. tak jako u jiných typů lehkých betonů s využitím lehkého pórovitého kameniva se jedná o vyřešení nasákavosti lehkého kameniva. Použitím předmáčeného lehkého kameniva se dosáhne stabilnějšího reologického chování čerstvého betonu a lépe se reguluje napěnění cementové matrice.
Tento monolitický izolační beton lze ukládat badiemi. Nelze ho čerpat, čímž se zpomaluje samotná rychlost betonáže a musí se s tím tedy počítat již při návrhu samotné konstrukce. Doba zpracovatelnosti se podle okolních podmínek (zejména počasí) pohybuje od 60 do 90 minut. Zejména vysoké letní teploty nejsou vhodné. Aby byly splněny tepelně-technické požadavky, stěna z tohoto typu betonu musí být cca 60 cm silná. Velmi důležité je dodržovat technologickou kázeň při hutnění betonu ponornými vibrátory. Pokud se během vibrace vibrátor dotýká stěn bednění, dochází k vadám povrchu. Také kontakt s výztuží není vhodný. Po odformování se doporučuje povrch betonu opatřit kvalitním hydrofobizačním nátěrem.
Je samozřejmě nutné brát zřetel na faktory jako složení, doprava, ukládání a hutnění betonu, okamžik odbednění, kvalita samotného bednění, ošetřování atd. Protože se ve své podstatě jedná o formu mezerovitého betonu, je vhodné primárně ochránit výztuž. A to je právě problém staveb z tepelně-izolačního betonu. Po změně norem roku 2011 se zvýšily nároky na hodnoty prostupu tepla obálkou budovy. Požadované hodnoty prostupu tepla se zpřísnily z 0,38 W.m-2.K-1 na 0,30 W.m-2.K-1. Je také potřeba si uvědomit, že je technologicky náročné potřebných vlastností liaporbetonu dosáhnout. Čím více kuliček liaporu beton obsahuje, tím lépe izoluje, ale zároveň ztrácí pevnost. Naopak velkou výhodou tohoto betonu je vzhled, neošetřený betonový povrch může mít stavba jak z exteriéru, tak z interiéru. Pokud stavba proběhne správně, povrchy jsou sourodé s jemnou strukturou a není potřeba je nijak upravovat.
Tepelná izolace podlah
Jedním z míst, kde lze vylepšit tepelněizolační parametry, jsou i betonové podlahy, a to díky použití vhodného druhu betonu. Špatná izolace pod potěrem způsobí tepelné ztráty, kondenzaci a v nejhorším případě praskání podlahy. Tepelná izolace pod podlahou je téma, na které se lidé při plánování stavby ptají pozdě - až když már projekt, výkaz výměr nebo hotové rozvody. Přitom výběr správného materiálu a tloušťky izolace přímo ovlivňuje energetické ztráty domu, komfort podlahového topení a životnost potěru.
Izolace pod podlahovou deskou plní tři funkce najednou. Za prvé zabraňuje tepelným ztrátám do základových konstrukcí nebo nevytápěného suterénu. Za druhé umožňuje efektivnější funkci podlahového topení - bez izolace by teplo odcházelo dolů místo nahoru. Pravidlo 80/20: Bez dobré izolace pod podlahovým topením míříte až 40 % tepelného výkonu do betonu a zeminy - ne do místnosti.
Typická skladba podlahy nad základovou deskou v novostavbě rodinného domu zahrnuje vrstvy jako klasické EPS desky nebo desky s výstupky (nopy), do kterých se trubky jednoduše zacvaknou bez spon. Desky s výstupky zajišťují přesné osové vzdálenosti a rychlejší montáž. Fólie odráží teplo nahoru - zvyšuje účinnost topení. Spodní vrstva XPS je pro vlhkostní odolnost, vrchní EPS pro uchycení trubek.
Časté chyby při izolaci podlah
- Příliš tenká izolace: Pro úsporu výšky - 30 mm EPS místo 80 mm ušetří na výšce, ale zvýší tepelné ztráty o 40-60 %.
- Špatný typ EPS: Měkký EPS 70 nebo „obalový" polystyrén se pod zátěží deformuje. Důležitá je únosnost - EPS musí mít dostatečnou pevnost v tlaku (min. 100 kPa pro obytné prostory).
- Nedostatečná parozábrana: Izolace bez parozábrany v suterénu - izolace je suchá, ale kapilární vlhkost ze základů proniká přes desky do potěru.
- Zapomenuté dilatační pásky: Potěr se opírá o stěnu nebo izolaci bez pásky a praská u krajů.
Doporučené tloušťky izolace podlah
- Přízemí nad nevytápěným suterénem nebo zeminou: min. 100 mm EPS 100 nebo 80 mm XPS.
- Patro nad vytápěnou místností (jen kročejová izolace): 20-40 mm.
- Pod podlahovým topením: min. 50 mm EPS pro topení nebo 40 mm PIR pro výškou omezenou situaci.
EPS 100 S Stabil nebo EPS 150 je standardní volba pod anhydrit. Pro podlahové topení je EPS pro topení (s hliníkovou fólií nebo rastrovým povrchem pro uchycení trubek) nejpopulárnější volbou - praktická a cenově dostupná. PIR je výhodný, kde je výšková rezerva malá (dosáhnete stejného R-hodnoty při menší tloušťce).
Vždy je nutná separační PE fólie (min. 0,05 mm), která jde na izolaci před litím anhydritu nebo cementového potěru. Zabrání vnikání zálivky do spár izolace, umožní volný pohyb potěru při dilataci a slouží jako parozábrana.
Před nákupem izolace si nechte zpracovat energetický štítek nebo alespoň jednoduchý výpočet R-hodnoty od projektanta.
tags: #tepelna #izolace #pohledovy #beton