Pálené cihly patří k nejrozšířenějším materiálům používaným 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. Cihly se vyznačují pevností, vysokou trvanlivostí, dobrými akustickými vlastnostmi a o něco menším tepelným odporem.
Vývoj cihel: Od plných po duté a izolační bloky
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.
Historické milníky ve vývoji cihel
- 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.
- 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. Cihly typu CD Týn můžeme považovat za mezník, neboť se jednalo o velkoformátové cihelné bloky s rozměry (délka × šířka × výška), např. 290 × 190 × 215 nebo 240 × 365 × 238 mm.
- V 90. letech přichází cihla „současného“ typu Therm se suchou styčnou spárou mezi jednotlivými cihelnými bloky označovanou pero drážka, též P+D.
- V první polovině 90. let se v sousedním Německu začínají objevovat tzv. broušené cihly, které mají zbroušené ložné plochy.
Moderní cihelné bloky a tepelněizolační vlastnosti
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. 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).
Definice a druhy zdicích prvků
Zdivo je sestava zdicích prvků uložených podle stanoveného uspořádání a spojených maltou. Jde o obecně nehořlavý materiál. V první řadě si ujasněme, co to cihly a tvárnice vlastně jsou, resp. jak pojmy chápat. Nejsou totiž jasně definované, a tak se mnohé výrobky vzájemně překrývají. Běžně se jako cihly označují všechny materiály vyrobené z pálené hlíny, tedy nejen tradiční plné, ale i moderní duté v mnoha tvarech a provedeních. V odborné sféře ale představují pojmenování pro jakékoliv kusové stavivo z maltovin či výplně.
Čtěte také: Využití betonové skruže 1000
Typy zdicích prvků a jejich vlastnosti:
- Zdicí prvek (masonry unit) - předem zhotovený prvek, určený pro uložení ve zdivu.
- Skupiny 1, 2, 3 a 4 zdicích prvků - označení skupin zdicích prvků podle poměrné velikosti a orientace otvorů ve zdicích prvcích po jejich uložení ve zdivu.
- Ložná plocha (bed face) - dolní nebo horní plocha zdicího prvku při jeho zamýšleném uložení ve zdivu.
- Prohlubeň (frog) - vybrání vytvořené během výroby v jedné nebo obou ložných plochách zdicího prvku.
- Otvor (hole) - záměrně vytvořený volný prostor, který prochází zdicím prvkem úplně nebo částečně, tj. průběžný (díra) nebo neprůběžný (dutina).
- Úchytný otvor (griphole) - záměrně vytvořený otvor ve zdicím prvku, umožňující snazší uchopení a zvednutí zdicího prvku jednou nebo oběma rukama, popř. strojem.
- Žebro (web) - přepážka z plného materiálu mezi otvory ve zdicím prvku.
- Obvodové žebro (shell) - plný materiál mezi otvorem a vnějším povrchem (obvodem) zdicího prvku.
- Celková plocha (gross area) - plocha průřezu vedeného zdicím prvkem bez odečtení průřezových ploch děr, dutin a drážek.
Typy cihel a tvárnic dle použití:
- Nosné - jsou určené pro obvodové zdivo a vnitřní nosné stěny. Nejčastěji mají šířku od 25 do 50 cm.
- Nenosné - vzhledem k mírnějším požadavkům na únosnost a izolační vlastnosti mohou být nenosné příčky tenčí, a tak zbytečně nezmenšují užitnou plochu stavby.
- Soklové - jsou vhodné pro pokládku na základové či stropní desky.
- Dekorativní - pro lícové (pohledové) části staveb, u kterých má být vzhled cihly přiznaný.
Váha cihel a tvárnic: Klíčový faktor pro logistiku a konstrukci
Během stavebního procesu potřebujete vědět, jakou váhu palety mají cihly. Váha palety, která se také nazývá palety, závisí na počtu cest nákladní dopravy a celkových nákladech na dopravní služby. Keramická cihla získaná vypalováním z hlíny s použitím přísad se vyznačuje vysokou pevností, úrovní mrazuvzdornosti a odolností proti vlhkosti. Keramické výrobky jsou šetrné k životnímu prostředí. Menší nevýhodou je cena a hmotnost tohoto stavebního materiálu.
Plné vs. duté cihly z hlediska váhy
- Do nedávné minulosti jsme si pod pojmem cihla představili plnou pálenou cihlu. Například jedna cihla váží 3,7 kg, zatímco hmotnost jednoho a půl bloku je 5 kg. Hmotnost velké palety s jednou cihlou bude vážit 1 554 kg (pro 420 ks).
- Štěrbinové keramické kameny se staly vynikající náhradou za pevné cihly. V drážkovaném kameni jsou technologické otvory, které mohou zabírat až 45% celkového objemu. Hmotnost jedné červené duté cihly o rozměrech 250x120x65 mm dosahuje 2,5 kg, ne více. To je jen cena štěrbinové jednotky občas pod plným tělem.
- Suterénní cihly, často slinuté kameny nebo obyčejné červené plnohodnotné cihly, mají stejné standardní velikosti, ale vzhledem k jejich vysoké hustotě mají o něco větší hmotnost - od 3,8 do 5,4 kg jednotlivě.
- Hmotnost standardní trouby cihly o velikosti 250x123x65 mm je od 3,1 do 4 kg. Ukazuje se, že v jedné paletě pojme 260 až 280 kusů. Výrobci však často nakládají palety s velkým množstvím stavebního materiálu, které překračují standardní hmotnost o jeden a půl nebo dokonce dvakrát.
Tabulka: Orientační váhy a počet cihel na paletě
| Typ cihly | Rozměry (mm) | Orientační váha 1 ks (kg) | Počet ks na paletě | Orientační váha palety (kg) |
|---|---|---|---|---|
| Plná pálená cihla | 250x120x65 | 3,7 | 420 | 1554 |
| Jedno a půl bloku (plná) | - | 5 | - | - |
| Červená dutá cihla | 250x120x65 | 2,5 | - | - |
| Suterénní cihla (slínek) | standardní | 3,8 - 5,4 | - | - |
| Kamenná troubová cihla | 250x123x65 | 3,1 - 4 | 260 - 280 | 806 - 1120 |
Materiály s dutinami pro lepší izolaci
Tvárnice mají dutiny, které snižují hmotnost a současně zlepšují tepelněizolační vlastnosti. Výrobci nabízí i speciální izolační tvárnice, jejichž dutiny jsou vyplněné minerální vatou či jiným izolantem. Díky tomu jsou vhodné i pro jednovrstvé zdění bez dodatečného zateplování.
Typy tvárnic
- Pórobetonové tvárnice - jsou lehké, snadno opracovatelné a poměrně jednoduché na montáž. Mají dobrou tepelnou vodivost a jsou pevné, avšak mají nižší pevnost v tlaku.
- Betonové tvárnice - tvarovky z betonu (neboli ztracené bednění) se používají pro stavbu mnoha konstrukcí od základů staveb po ploty. Mají dutinu, která snižuje jejich hmotnost.
- Vápenopískové tvárnice - mají podobné složení jako pórobeton, jejich hustota je však mnohem vyšší. Díky tomu jsou mimořádně pevné a skvěle izolují. Díky vysoké pevnosti mohou být obvodové stěny užší, a tak zvýší užitnou plochu stavby.
- Štěpkocementové tvárnice - na rubové straně mají integrovanou tepelnou izolaci. Sestavují se do bednění a následně se betonují.
- Skleněné tvárnice (luxfery) - vyrábí se z vysokopevnostního skla a umožňují přirozené prosvětlení interiéru. Zároveň slouží jako esteticky atraktivní designový prvek. Skleněné tvárnice nejsou nosné pro svislé příčky, existují však speciální typy, které jsou nosné pro horizontální použití.
Budoucnost cihel: Kombinace s izolačními materiály
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.
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. Otevírá se i možnost použití odpadních hmot.
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.
Čtěte také: Betonový plot: Váha a její vliv
Výsledky porovnávacích výpočtů
Byly provedeny porovnávací výpočty, jejichž hlavním cílem bylo porovnání obou přístupů řešení. 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.
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 jako jsou malty či omítky. Zároveň si cihly právě díky tomu, že jsou z keramiky, zachovávají výjimečnou trvanlivost a neměnnost svých parametrů. 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.
Čtěte také: Ztracené bednění: Kompletní průvodce
tags: #vaha #plne #vs #dute #cihly