Masivní stavby z cihel jsou velmi oblíbené, ale někteří stavebníci se z důvodů vysokých požadavků na úsporu energií nechávají přesvědčit, že bez zateplení není možné energeticky úsporné stavění realizovat. Společnost HELUZ však dlouhodobě vyvíjí řešení, která umožňují stavět energeticky efektivně i bez dodatečného zateplení. Užívání budov spotřebovává cca 40 % celkově vyráběného množství energie. Snaha snižovat tuto spotřebu je uvedena již v zákoně č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií. Od začátku roku 2009 je platná vyhláška č. 148/2007 Sb., která vyhodnocuje energetickou náročnost budovy. U nových staveb a rekonstrukcí se vyhotovuje energetický průkaz budovy, který vyhodnotí roční potřebu energie na vytápění, přípravu teplé vody, chlazení, větrání a osvětlení. Hodnocení se provádí na základě vypočtené energetické náročnosti budovy vztažené na 1 m2 celkové podlahové plochy a jeho porovnání s referenční hodnotou.
Součástí výpočtu množství spotřebované energie v budově tvoří energetický štítek budovy, který vyhodnotí tepelné parametry obálky budovy (obvodové stěny, okna, podlahy, stropy příp. střechy). Tento štítek zatřídí budovu do tříd dle celkového průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy Uem (W/m2K). Hodnotí tedy pouze konstrukci domu, ne potřebu energie v domě. Vyšší hodnota „R“ a nižší hodnota „U“ znamená vyšší tepelněizolační parametry zdiva.
Vývoj cihelných bloků HELUZ pro zvýšení tepelné izolace
Již v roce 2000 začala společnost HELUZ vyrábět cihelné bloky šířky 49 cm s cílem nabídnout vyšší tepelně izolační parametry zdiva. Toto řešení vyvolalo u odborné stavební veřejnosti i u některých výrobců diskuze ohledně hospodárnosti tak širokého zdiva. Nyní je zdivo šířky 50 cm pro energeticky úsporné stavění běžně používané a objevují se i skladby stěn šířky větší než 70 cm. Novou výrobkovou řadou cihelných bloků s názvem STI, která byla představena v roce 2003, byly dosaženy parametry pro energeticky úsporné a nízkoenergetické stavění bez zateplení. Úsilí o další zvýšení tepelně izolačních parametrů bylo završeno vývojem nové výrobkové řady cihelných bloků HELUZ FAMILY.
Řada HELUZ FAMILY
Sortiment řady HELUZ FAMILY v současné době zahrnuje bloky o šířce 50, 44 a 38 cm. Jednovrstvé obvodové zdivo z cihel FAMILY 50 dosahuje unikátního součinitele prostupu tepla U = 0,15 W/m2K (má stejné tepelně izolační parametry jako 25 cm polystyrénu nebo 4,5 m široká zeď z klasických plných cihel) a splňuje již požadované parametry pro pasivní domy. V porovnání s jinými zděnými konstrukcemi jsou tyto parametry v ČR nejvyšší. Navíc díky objemové hmotnosti 600 kg/m3 mají tyto cihelné bloky výborné tepelně akumulační a akustické vlastnosti, vysokou odolnost proti požáru a hlavně dostatečnou pevnost v tlaku, která je min. 8 MPa. Ta je čtyřnásobně vyšší než nabízené, zřejmě pouze výplňové, tepelně izolační tvárnice z jiných materiálů a umožňuje bezproblémovou výstavbu vícepodlažních objektů.
Energeticky úsporné stavění nepředstavuje pouze materiál s nejvyššími tepelně izolačními parametry, ale také správné řešení detailů v celém stavebním systému. V obvodové stěně se nevyhneme detailům na styku s dalšími materiály, zachování převazby jednotlivých vrstev, řešení soklů, výšky stěny, ostění otvorů atd., pro které nabízí společnost HELUZ doplňkový sortiment cihel (krajové, krajové poloviční, rohové a nízké). Pro řešení některých detailů na stavbě jsou určené doplňkové cihly s kapsou, do kterých se vkládá tepelná izolace a tím se zajistí eliminace tepelných mostů např. kolem rámů oken a dveří.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
HELUZ FAMILY 2in1: Nová generace cihel s integrovanou izolací
Cihly HELUZ Family 50 2in1 jsou určeny pro konstrukce obvodových stěn staveb s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění. Součinitel prostupu tepla vnější stěny (U) z těchto cihel je při praktické vlhkosti zdiva U = 0,11 W/m2K. Tento výrobek splňuje nejpřísnější požadavky na obvodové stěny podle nového návrhu ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky, kdy se jako doporučené hodnoty U pro vnější stěny pasivních domů uvádí hodnoty intervalem 0,18 - 0,12 W/m2K. Výrobek tedy v předstihu reaguje na požadavky tepelnětechnické normy a také na směrnici o energetické náročnosti budov, kdy by se od roku 2020 měly stavět pouze budovy s téměř nulovou spotřebou energie. Právě největší část energie v rodinných domech se spotřebuje na vytápění.
Cihly HELUZ FAMILY a HELUZ FAMILY 2in1 mají vynikající tepelněizolační vlastnosti. Jsou vhodné pro všechny typy energeticky úsporných staveb, a to včetně pasivních domů. Cihla je přírodní materiál, který nepropouští teplo, ale zároveň stále dýchá. V domě se nehromadí vlhkost a nevznikají plísně. Zdivo je pevné, ohnivzdorné, odolá extrémnímu počasí i různým organismům. Stavba po dokončení nepracuje, nehrozí popraskání omítek ani jiné deformace. Z cihel HELUZ postavíte dům pro několik generací. Materiál umožňuje přístavby, dostavby a změny dispozice.
Technologie a materiál
HELUZ Family 50 2in1 jsou dalším vývojovým stupněm zaběhnuté řady cihelných bloků HELUZ Family. Vývojem tohoto na českém trhu jedinečného produktu sestávajícího z cihelných bloků HELUZ Family 50 a vloženého expandovaného polystyrenu se podařilo realizovat záměr nabídnout cihelný blok vhodný pro výstavbu domů s téměř nulovou spotřebou energie. Do dutin cihel, které jsou běžně vyplněny pouze vzduchem, je vložen tepelný izolant, jenž brání přenosu tepla sáláním dvou navzájem protilehlých stěn dutiny ve výrobku. Tepelněizolační vlastnosti výrobku se tím zvýšily až o 40 %. Jednovrstvé zdivo z cihel HELUZ Family 50 2in1 má nejlepší tepelněizolační parametry na trhu, které jej řadí do pole izolačních materiálů při zachování výhodných vlastností jednovrstvého zdiva.
Expandovaný polystyren nabízí výborné tepelněizolační vlastnosti, které dosahují lepších výsledků než minerální vlna. V dutinách cihel je pevně fixovaný pomocí speciální technologie výroby a i při vyřezávání otvorů pro elektroinstalace či úpravách velikosti bloku zůstává uvnitř cihel. Sálavá složka tepelného toku hraje v případě tvarovek s velkým počtem dutin významnou roli. Výrazného navýšení tepelněizolačních vlastností z hodnoty U = 0,16 W/m2 na hodnotu U = 0,11 W/m2K se dosáhlo pomocí vyplnění dutin expandovaným polystyrenem - izolantem.
Cihelný střep je optimalizovaný lehčený cihelný střep pro dosažení velmi dobrého poměru mezi tepelnou vodivostí a pevností. Vyznačuje se vhodnou paropropustností (a regulováním vlhkosti). V případě navlhčení cihelného střepu vodou v kapalném skupenství je tato voda velice dobře odváděna do míst s nižší koncentrací a následně dochází k jejímu odparu. Cihelný střep má oproti jiným materiálům velice dobrý průběh sorpční a desorpční izotermy. U cihel se na rozdíl od jiných materiálů obě křivky překrývají, což znamená, že se tepelné vlastnosti v podstatě neliší po cyklu navlhnutí a vyschnutí cihelného střepu vodou. Izolant je pevně fixovaný expandovaný granulovaný polystyren, který se vyznačuje vysokou paropropustností. Je chráněn cihelným střepem před mechanickým a chemickým poškozením, vnější povětrností a škodlivým UV zářením. Pro ověření zachování paropropustnosti cihelné tvarovky bylo provedeno měření difúze vodní páry, kde ekvivalentní faktor difúzního odporu pro tvarovku nevyplněnou byl µ = 9,30 a pro tvarovku s integrovaným polystyrenem µ = 9,71.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Cihly HELUZ Family 50 2in1 mají mimořádné vlastnosti v kombinaci poměrně vysoké objemové hmotnosti 640 kg/m3 a extrémně nízkého součinitele vedení tepla λekv = 0,058 W/(m.K). Díky tomu konstrukce v zimě velice dobře izoluje dům od studeného venkovního vzduchu a v případě přerušení dodávky tepla konstrukce pomalu vychládá a stejně tak při obnovení dodávky tepla není potřeba nahřívat zbytečně velkou masu materiálu. Naopak v letním období stěny z cihel Heluz Family 2in1 nepustí teplo do interiéru a výrazně tak pomáhají udržet příjemné klima v místnostech.
Statické a požární vlastnosti
Vysoce tepelněizolační cihly HELUZ Family 50 2in1 se vyrábí v pevnosti 8 MPa. Jedná se o broušené cihelné tvarovky, kdy jsou obě ložné plochy zabroušené tak, že výška cihly je 249 mm. Pro zdění z broušených cihelných bloků HELUZ Family 50 2in1 se používá celoplošné lepidlo HELUZ pro tenké spáry nebo HELUZ pěna. Pro dosažení deklarovaných pevností zdiva výrobcem je nutné dodržovat předepsané zásady zdění a to zejména: založení cihel na znivelovanou zakládací maltu, dodržení převazby zdiva o 0,4h bloku, tedy 100 mm. Doporučuje se provádět převazbu rohů pomocí doplňkových cihel. Při nanášení celoplošné malty pro tenkou spáru používat nanášecí válec a zdít maximálně do +5 °C. Úprava tvaru cihel se provádí řezáním ruční nebo stolní okružnou pilou.
I přesto, že je cihla vyplněná expandovaným polystyrénem, tak je velice odolná ohni. Cihly HELUZ Family 50 2in1 jsou určeny pro chráněné zdivo, tedy takové zdivo, které je chráněno před povětrností a agresivními vlivy např. omítkami či obklady.
Vliv na zdraví a ekologii
Státní zdravotní ústav potvrdil vhodnost použití HELUZ Family 50 2in1 pro obytné budovy. Cihla je už sama o sobě přírodním materiálem ověřeným tisíciletou tradicí používání pro stavby. Recyklace cihel jako takových je velmi snadná a nezatěžuje životní prostředí. Podobně snadno se recykluje i expandovaný polystyren. Případná recyklace cihel HELUZ Family 50 2in1 nebude výrazně složitější. Dnes se používá cihelný střep např. na výspravu zemědělských komunikací, kamenivo do cihlobetonu nebo jako kamenivo do konstrukcí vegetačních střech.
Jednovrstvé zdivo vs. vícevrstvé konstrukce
Pokud si chcete postavit nový dům, musíte si ujasnit, co od toho očekáváte. Chceme bydlet v pěkném domě, ale také požadujeme, aby náklady na bydlení byly co nejnižší. Dvouvrstvá se jí říká proto, že u tohoto typu konstrukce se tepelná izolace obálky domu zabezpečuje dodatečným zateplením. To kompenzuje nedostatečný součinitel prostupu tepla U u nosné konstrukce. Aby nám z venku dům rychle neprochladl skrz nedostatečně silnou a málo kvalitní cihlovou zeď, je nutné na zeď nalepit nějaký izolant, nejčastěji polystyren.
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
Druhým způsobem jak dosáhnout energeticky nenáročné budovy je jednovrstvá konstrukce. U této konstrukce zajišťují cihly jak nosnou, tak tepelně izolační funkci. Použitím dostatečně dimenzovaných a vysoce kvalitních cihel nám vznikne konstrukce, kterou už není nutné zateplovat. Cihelné bloky HELUZ Family 2in1 jsou pro stavbu jednovrstvé konstrukce tím nejlepším řešením. Svých vynikajících tepelně izolačních vlastností dosahují díky patentovanému systému integrované tepelné izolace v podobě malých polystyrenových kuliček uvnitř samotné cihly. Tyto kuličky nijak neovlivňují přirozenou paropropustnost a další výhody přírodního cihelného materiálu.
U kvalitních, tepelně izolačních cihel stačí dát cihly na těsno vedle sebe a potom je omítnout. Máme zajištěny i další výhodné parametry, například statické. Čím je tlustší konstrukce, tím má zdivo větší únosnost a lepší požární odolnost, která je u cihelného zdiva velká. Zároveň je konstrukce robustnější v tom smyslu, že pokud někdo udělá nějakou drobnou chybu při vlastním zdění, nebo při návrhu konstrukce, tak takováto konstrukce je schopna eliminovat daleko více chyb než když máme tenkou konstrukci. Jednovrstvá konstrukce snižuje počet technologických kroků ve výstavbě, čímž snižuje riziko konstrukčních závad. Navíc výrazně zrychluje stavbu. U jednovrstvé konstrukce je rizik jednoznačně méně oproti vícevrstvé konstrukci. Čím více vrstev při stavbě konstrukce máme, tím více různých rizik při tom vzniká. Nesmíme zapomenout ani na trvanlivost konstrukce. Ta je u jednovrstvého zdiva, které je opatřeno nejčastěji omítkovými systémy, vyznačujících se odolností a dlouhou trvanlivostí, velice dlouhá. Také další estetické ztvárnění fasád je u jednovrstvé konstrukce velmi variabilní.
Tepelně akumulační vlastnosti a stabilita vnitřní teploty
Tepelná akumulace vyjadřuje míru stavební konstrukce nebo stavby pojmout nebo vydat teplo při nárůstu, resp. poklesu její teploty. S tím souvisí pojmy teplotní setrvačnost nebo teplotní stabilita budovy, která je vystavena střídání venkovní teploty. U těžkých zateplených staveb záleží na umístění tepelné izolace: je-li izolace umístěna na venkovní straně, dochází ke stabilizaci vnitřní teploty. CSI a.s. vydalo zajímavou práci, v níž studuje chování silných obvodových zdiv ze čtyř modelových řad HELUZ z pohledu stability vnitřní teploty. To pak porovnává s chováním tenčích zdiv s dodatečným zateplením a lehkých stěn z čisté tepelné izolace, jejichž tepelné odpory jsou dorovnány na úroveň referenčních silných zdiv.
Studovány byly cihelné bloky čtyř modelových řad HELUZ pro obvodové zdění. Jako referenční byly z každé modelové řady vybrány jeden či dva zástupci s nejvyšší stavební šířkou. Pro každý referenční blok, přesněji zdivo z něho postavené, byl spočítán ukazatel tepelné akumulace UTA a dále útlum venkovní teplotní vlny na vnitřním povrchu. Totéž se stanovilo pro bloky s menší šířkou stěny, doplněnými tepelnou izolací přesně na hodnotu tepelného odporu příslušného referenčního zástupce. Relaxační doba τ0 = d2ρc/(2λ) je pro jednovrstvou konstrukci polovičkou UTA. Obě veličiny popisují ustálení (relaxaci) nového teplotního pole v konstrukci po změně okrajových podmínek.
Zateplením tenčí cihly na úroveň tepelného odporu nejsilnější cihly v rámci téhož modelu vede k tomu, že snížíme akumulační hmotu, což vede ke snížení tepelné setrvačnosti. To je nejnápadnější u nejslabších zateplených cihel tl. 250 mm. Např. u cihly FAMILY 25 2in1 po jejím zateplení na úroveň FAMILY 50 2in1 poklesl UTA o 261 hodin. Venkovní zateplení má ještě druhý, opačný efekt. Substituovaný izolant má vyšší tepelný odpor, než cihla, zpomaluje tak únik tepla ven a zvyšuje tak relaxační dobu (a také UTA). U silnějších zateplených stěn může tento efekt převážit. Např. cihla FAMILY 30 2in1 se zateplením tloušťky 180 mm na hodnotu tepelného odporu cihly FAMILY 50 2in1 má hodnotu UTA o 51 hodin vyšší. Relaxační doby jsou z definice nesymetrické.
V článku je ukázáno, že optimální cestou výstavby z cihelných systémů HELUZ, určených pro termoizolační obvodové zdění, je jednovrstvé zdivo bez zateplení. Zateplení, kromě vyšší pracnosti a nákladů, žádnou podstatnou hodnotu nepřináší. To platí i pro rychlost odezvy vnitřní povrchové teploty obvodové stěny na změnu venkovní teploty (vyjádřenou fázovým posunem) a také pro útlum teplotní vlny, což je poměr venkovní teplotní amplitudy a amplitudy jí vyvolané teplotní vlny na vnitřní straně stěny. Čím vyšší je relaxační doba nebo UTA, tím utlumenější je amplituda teplotních změn na vnitřním povrchu, vyvolaných střídáním venkovních teplot. V případě obvodových cihelných bloků s izolační výplní dutin se tento útlum blíží nekonečnu, což znamená, že není už patrný.
Důležitost správného řešení detailů
Zvyšováním požadavků na úspory energií v budovách samozřejmě vzniká nutnost řešit stavbu opravdu detailně. Někteří výrobci tyto detaily neřeší, ačkoliv je zřejmé, že u tohoto detailu bude povrchová teplota výrazně rozdílná, třeba na vnitřním povrchu zdiva tloušťky 50 cm a na vnitřním ostění za okenním rámem šířky 9 cm, a dochází zde k tepelným ztrátám. Optimalizované stavební detaily pro výstavbu energeticky úsporných domů nabízí Příručka vyhodnocení typických tepelných mostů s podtitulem Tepelně technické vlastnosti konstrukcí z komplexního cihelného systému HELUZ, která obsahuje celkem 45 typů detailů pro různé varianty obvodového zdiva.
Úniky tepla stěnami obvodového pláště domu tvoří 20 - 30 % z celkové tepelné ztráty, proto je pro dosažení co nejúspornějšího domu nutné volit vhodně i ostatní konstrukce. Základním požadavkem podle ČSN 73 0540-2 je požadavek na teplotní faktor (povrchovou teplotu konstrukce). Pro běžné bytové stavby je tento požadavek v ploše stěny z cihel HELUZ Family 50 2in1 splněn vždy. V místech detailů konstrukcí (kouty, rohy, soklu, …) je nutné tuto hodnotu vypočítat pro každý posuzovaný detail. Avšak ani s těmito detaily není problém.
Moderní technologie zdění a HELUZ AKU bloky
V posledních letech se také podařilo výrazně zkrátit dobu výstavby cihlových domů. Na výrobní linky výrobců cihel a do povědomí stavebníků se dostaly cihelné bloky pro nejmodernější technologii zdění na tenkou spáru. Tyto cihly mají ložné plochy zabroušené do rovnoběžných rovin s přesností na desetiny milimetru a pro jejich spojování se používají speciální malty (lepidla), které se nanáší v tloušťce pouze 1 mm (oproti klasické maltě tloušťky 12 mm) nebo polyuretanová pěna. Nový způsob zdění snižuje spotřebu malty na stavbě, umožňuje vyšší rychlost zdění, snižuje technologickou vlhkost zdiva, zvyšuje tepelněizolační vlastnosti a pevnost zdiva a není potřeba náročné vybavení staveniště.
Z klasické plné maloformátové cihly se vyvinuly děrované tepelněizolační cihelné bloky. Z klasické technologie zdění na vápenocementovou maltu tl. 12 mm se přešlo na speciální tenkovrstvé malty (lepidla) tl. 1 mm, neboť ložné plochy cihel jsou zbroušeny s přesností do 1 mm. Tyto nové technologie zdění a nové cihelné výrobky s nejvyššími tepelněizolačními a pevnostními parametry v ČR představují NOVOU GENERACI CIHELNÉHO SYSTÉMU HELUZ.
Společnost HELUZ se v posledních letech zaměřuje na zvýšení komfortu bydlení nejen z hlediska tepelněizolačních vlastností, ale i v oblasti akustiky. Všechny komponenty HELUZ, od cihel až po komíny, jsou dokonale provázané a vzájemně spolupracují, což realizaci výrazně zrychluje a zjednodušuje.
HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená
HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená pro vyzdívky nenosných stěn je složena ze dvou cihelných tvarovek spojených přes minerální vlnu, která má vynikající akustické vlastnosti. Oproti klasickým cihelným materiálům má HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená řadu technických zdokonalení: nejenže akusticky izoluje (vzduchová neprůzvučnost Rw = 57 dB), ale má lepší i tepelněizolační vlastnosti. Díky unikátní konstrukci cihelného bloku pro vnitřní zdivo - dvě tvarovky spojené minerální vlnou - je u cihly HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená dosaženo ekvivalentu chování dvojité konstrukce. Dochází tedy kromě výborné zvukové izolace zároveň k významné redukci přenosu konstrukčního hluku. Dělicí stěny mezi dvěma byty lze zhotovit suchou technologií pomocí tenkovrstvého PU lepidla (HELUZ pěny) a přitom dosáhnout lepšího výkonu zvukové izolace oproti současně nabízeným AKU blokům, a to při úsporné šířce pouhých 21 cm. O 4 cm menší tloušťka stěny oproti tradičnímu řešení šetří zastavěnou plochu, a tím umožní dosáhnout vyšší užitné plochy v rámci bytu. Výrazně lepší jsou i tepelněizolační vlastnosti stěny z cihel HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená, než má tradiční řešení z AKU cihel.
HELUZ AKU Z 17,5 broušená
Cihelný broušený akustický blok HELUZ AKU Z 17,5 je určen pro nosné i nenosné zdivo s požadavkem na větší zvukovou izolaci. Zdicí blok na první pohled zaujme specifickým tvarem připomínajícím písmeno „Z“, které tak nemohlo chybět v názvu výrobku. HELUZ AKU Z 17,5 broušená (375 × 175 × 249 mm) má díky své robustnosti a unikátní geometrii pevnost v tlaku 20 MPa a při vyzdění na celoplošnou tenkovrstvou maltu HELUZ SB C dosahuje zdivo charakteristické pevnosti v tlaku fk = 6,8 MPa (při použití PU pěny je fk = 2,5 MPa). Zdivo oboustranně omítnuté vápenocementovou omítkou tloušťky 15 mm má laboratorní vzduchovou neprůzvučnost Rw = 51 dB, což je nadstandardní hodnota vzhledem k malé tloušťce zdiva vyzděného na maltu pro tenké spáry. Stěna splňuje požární odolnost REI 120 DP1.
Tyto vlastnosti dovolují široké využití v praxi, např. pro zdivo v administrativních budovách mezi kancelářemi nebo v bytových domech pro obezdívání instalačních a výtahových šachet, pro příčky v bungalovech a pro jiné konstrukce vyžadující zvýšený požadavek na zvukovou izolaci. Dále můžeme zdivo využít jako dvouvrstvou konstrukci v nosných akusticky dělicích stěnách řadových rodinných domů a rodinných dvojdomů. Podle normy ČSN 73 0532 pro dělicí stěny řadových domů je nutné splnit hodnotu vážené stavební vzduchové neprůzvučnosti R’w = 57 dB. Této hodnoty snadno dosáhneme právě zdvojením konstrukce z cihel HELUZ AKU Z 17,5 broušená se separační vložkou z minerální vlny s objemovou hmotností ≥ 100 kg/m³ a celkové tloušťky 20 až 100 mm. Měřením bylo potvrzeno, že dvojitá konstrukce z těchto cihel při použití vložky z minerální vlny splňuje tyto požadavky.
tags: #tepelně #izolační #vlastnosti #cihelných #bloků #HELUZ