PergolyAnglické cihly a tradice v moderní architektuře
Venkovský dům The Lodge stojí v chráněné oblasti Chilterns na jihu Anglie a jeho historie sahá až do roku 1875. Architektka Kate Fischer se rozhodla citlivě propojit kouzlo britské tradice s moderní architekturou a vytvořit domov, který respektuje okolní přírodu a zároveň poskytuje komfort pro život šestičlenné rodiny. Malá původní okna omezovala výhledy do krajiny, proto vznikla prosklená přístavba orámovaná dubovým trámem. Odhalené kamenné zdi připomínají tradiční stavitelství, zatímco velké skleněné plochy přivádějí do interiéru světlo a v zimě fungují jako přirozený solární kolektor. Systémy Schüco hrají v přestavbě klíčovou roli. Skládací dveře Schüco ASS 70 FD umožňují rozhrnout fasádu téměř po celé šířce a propojit dům s okolím. Okenní systém Schüco AWS 70.HI zajišťuje tepelnou izolaci a komfort i v chladných měsících. Barevná paleta domu kombinuje modrošedý pazourek, červené cihly a teplý odstín dubového dřeva. Vzrostlé stromy v létě poskytují přirozený stín, zatímco v zimě propouštějí sluneční paprsky. The Lodge ukazuje, že tradiční architektura a moderní technologie mohou fungovat ruku v ruce.
Historie a vývoj cihel
Při ohlédnutí zpět do historie lze říci, že cihla v nepálené formě spatřila světlo světa někdy v rozmezí 8500 až 7500 let před naším letopočtem. Je možné, že tomu bylo i dříve, ale k tomu neexistují spolehlivé prameny. Tvar i formát byl velice rozličný podle oblastí, od cihel kvádrového tvaru až po placaté cihly. Po dlouhou dobu byl vývoj beze změny, až do doby, kdy se ukázalo, že po výpalu má mnohem lepší vlastnosti a je trvanlivější a odolný i proti povětrnosti. Ovšem skutečně dochované pálené cihly pocházejí ze starověkého Říma zhruba 400 let před naším letopočtem.
Milníky ve vývoji cihel
- 8300-7600 před naším letopočtem: Na březích řeky Jordán se objevují nejstarší typy cihel. Jejich rozměry jsou přibližně 260 × 100 × 100 mm. Jsou tvaru bochníku chleba, obsahují bláto a vodu a jsou ručně hněteny do přibližně obdélníkového tvaru. Každá cihla se vysouší teplým středovýchodním sluncem a po ztvrdnutí je pokládána tak, aby vytvořila silnou stěnu.
- 7300-6600 před naším letopočtem: V Jerichu se objevuje i druhý typ cihel, který je vyráběn podobnými postupy.
- 5900-5300 před naším letopočtem: V druhé periodě období Ubaidu se pro výrobu cihel začínají používat dřevěné formy.
- 5000-4500 před naším letopočtem: Starověká Mezopotámie začíná objevovat pálené cihly. Vzhledem k náročnosti výroby se však vyskytují velmi vzácně. Pro horké klima, které zde převládá, jsou adekvátní a ekonomicky přijatelnější cihly nepálené.
- 2111-2003 před naším letopočtem: Pro svoji sílu a zdánlivou trvalost se v období starověku stávají pálené cihly symbolem věčnosti. Jedná se o natolik hodnotný stavební materiál, že se používá pouze pro chrámy, paláce, domy bohů či králů. Během těchto let je možné za kus stříbra koupit 14 400 nepálených cihel nebo 504 cihel pálených.
- 604-562 před naším letopočtem: Během vlády krále Nebuchadnezzara II. dosahuje Babylon vysoké architektonické úrovně. V celé říši vzniká spousta zajímavých staveb. Jsou jimi nejen Visuté zahrady, jež jsou jedním ze sedmi divů světa, ale rovněž letní palác, na kterém byly použity umělecky tvarované a glazované pálené cihly.
Objevení hlíny, rozvoj pecí pro její vypálení, představení glazování a způsoby tvarování cihel do forem sochařství, rozdělení profese mezi cihlářem a zedníkem a rozvoj komplikovaných vzorů vazby. To vše se odehrálo již ve starověku, který je tak pro cihlu jedním z nejdůležitějších období její historie. Dalším významnějším obdobím z hlediska vývoje cihly se stává až průmyslová revoluce v 19. století. Od dob Říma až do průmyslové revoluce však probíhá postupné rozšiřování výroby cihel a v době středověku začala nahrazovat oblasti s nedostatkem stavebního kamene a většina staveb se tak začala realizovat z cihel. Přispěl k tomu i fakt, že dříve stavěné stavby v hustší zástavbě podléhaly rychle živlům a to především ohni.
Technologie výroby cihel
Cihlářská výroba je oborem, který byl až do průmyslové revoluce velmi konzervativním a technologicky konstantním. Podle starých cihlářských příruček bylo primární hodnotou při zakládání cihelny přítomnost cihlářské hlíny. V odůvodněných případech však připouští tyto i založení cihlářského podniku mimo ložisko kvalitní hlíny, což však podmiňují dostupností dráhy nebo říční plavby až k samotné cihelně. V případě, že se na místě nenachází ložisko kvalitní cihlářské hlíny, bylo doporučováno vyhodnotit nejprve kvalitně geologii nejbližšího okolí a za pomoci geologických vrtů ověřit, zda není cihlářská hlína k dispozici z místních zdrojů. Co se týče industrializace výroby v oblasti tváření výrobků, vynález lisu na cihly přišel na přelomu 18. a 19. století. V nejstarších obdobích industrializace cihelen totiž nebyl kladen důraz na vylepšení pecí - jejich systém byl ostatně po stovky let neměnný - nýbrž byly patrné snahy o mechanizaci tváření cihel. Další požadavky na vývoj cihlářských technologií pak masivně vzešly až z nutnosti tváření velkých množství výrobků v souvislosti s kontinuálním provozem pecí. Spolu s tím bylo nutné řešit i problematiku sušení cihlářského zboží, když kolem roku 1900 již pokročilé cihlářské stroje byly schopny vyrobit ve dvanáctihodinové směně až 60 000 kusů cihel. Tvářecí lisy můžeme dělit na šnekové a revolverové. Kategorie prvních zmíněných bývá využívána především pro tváření obyčejných zdicích cihel a obecně hrubšího zboží, ale i některých druhů střešních krytin, stropních desek či drenážních trubek. Revolverové lisy bývaly využívány především při výrobě kvalitní a složitěji profilované falcové krytiny.
Identifikace původu a stáří cihel
V rámci zvažování náhrady cihel ve stavbě nelze pominout ani přibližné určení jak stáří a původu cihel ve stavbě, tak totéž v případě znovupoužití historických cihel ze stavby jiné, a to z důvodů zajištění autenticity a kompatibility cihel použitých pro doplnění a náhradu historického zdiva. Na základě kombinace výše uvedených informací je pak možné porovnat údaje se známými výrobci (majiteli či nájemci cihelen) v daném regionu na základě dostupných podkladů - studiem archivních materiálů, výsledků práce badatelů a dostupné literatury. Pro cihly středověké, do 15. století bylo často typické tzv. prstování. Jde o podélné rýhy vytvořené prsty cihláře na horní straně cihly vystupující z dřevěné formy. Na výrobcích je zejména patrné, zda byly vytvářeny vtlačením cihlářské hlíny do formy, či již byl z hlíny šnekovým lisem vytvářen nekonečný pás, který byl následně řezán na jednotlivé výrobky (přelom 19. a 20. století). Dalším vývojem začaly být cihly vytvářeny v dřevěných formách se dnem, zde už je tato strana cihly ideálně rovná, tento způsob formování zjednodušil možnost použití značek - tzv. kolků.
Čtěte také: Jak vybrat barvu fasády pro váš anglický dům?
Rozměry cihel a jejich vývoj
Rozměry cihlářských výrobků, především plných zdicích cihel, bývají často diskutovaným tématem. Do bližšího poznání metrického vývoje této komodity je často vkládána až neúměrná naděje, že dopomůže k datování cihel. Jednou ze základních připomínek k přeceňování výzkumu rozměrových a formátových parametrů cihel je nutnost uvědomění si práce s přírodním materiálem v „polních“ podmínkách, kdy hlína při výpalu reaguje dle teploty a dalších podmínek vždy jinak a i z jedné formy můžeme dostat dva výrobky poněkud odlišných rozměrů. V případě klasických cihel pro zdění lze sledovat vývoj rozměrů přibližně od 13. století. Středověké cihly byly typické nejednotným formátem, nicméně patrnou snahou o zachování poměrů délek stran 4:2:1 (včetně spáry).
Například v Brně se obvykle setkáváme v průběhu 13. a 14. století s cihlami „malého formátu“, kde rozměry oscilují kolem hodnot 200×100×50 mm, a pozdní gotiku (14. až 15. století) charakterizuje spíše druhý typ středověkých cihel, tzv. „vysoký formát“, přibližně 290×145×75-100 mm. Cihly jsou většinou charakterizovány i tzv. prstováním. V průběhu dalších historických období probíhala výroba cihel na našem území bez zásadní snahy o unifikaci formátů, často se rozměry lišily dle místních zvyklostí. Nejstarší známé snahy o regulaci rozměrů cihlářských výrobků mají taktéž ryze regionální charakter a vztahují se pouze k oblasti Vídně, kde byly rozměry zdicích cihel definovány nařízením císaře Leopolda I. První plošnou směrnici uvádí M. Ebel k roku 1788, kdy jsou předepsány rozměry 12×6×3 palce (cca 316×158×79 mm). Na Moravě se první dosud známý pokus o regulaci cihlářských výrobků datuje k roku 1810. S přechodem monarchie na metrický systém, uplatňovaným postupně po roce 1876, byl rozměr cihel pro zdění ustanoven na nynější standardní hodnotě 290×140×65 cm. Po roce 1900 registrujeme však snahy o zavedení tzv. "Porotherm formátu".
Značení cihel
Zatímco v období baroka bylo použití cihlářských značek na Moravě spíše výjimečné, cihly značili jen někteří výrobci, a značky nesl často jen zlomek vyrobených cihel. Až od druhé třetiny 19. století, zřejmě i v kontextu vydaných předpisů (pro Čechy Guberniální nařízení z 11. 7. 1839) se postupně i u nás začaly všechny cihly značit. Tato praxe je však bezprostředně vázána na technologii výroby a používání forem. Dnes rozlišujeme značky (kolky) v zásadě na pozitivní a negativní. Pozitivní kolek vystupuje z plochy cihly, vznikl tak, že do dna formy byla značka vyryta či snad vypálena. Tyto pozitivní kolky jsou proto většinou relativně jednoduché a jsou obecně považovány za starší (18. stol.). Pokročilejší variantou je tzv. negativní kolek, tedy značka zahloubená do plochy výrobku, většinou vznikla připevněním značky (mosazné, či litinové) na dno formy. S těmito kolky se setkáváme v průběhu 19. a ještě na počátku 20. stol.
Recyklace a posouzení kvality historických cihel
Jak již bylo výše uvedeno, v průběhu používání pálených cihel docházelo jednak ke změně používaných formátů cihel, za druhé, díky dobovým technologiím přípravy cihlářské hlíny a různým technologiím výroby, mají cihly z každého období historie svůj nezaměnitelný vzhled a do jisté míry moderní výrobou nenapodobitelné detaily. V tomto směru se jeví jako řešení využití historických zdicích prvků získaných ze zbouraných objektů. Tato tzv. „upcyklace“ má několik výhod. Zachování autentičnosti cihelného zdiva je v případě rekonstrukce památek bezesporu důležité. Nicméně, v poslední době nabývá na významu také otázka udržitelného rozvoje, což se dotýká i využití historických zdicích prvků.
Výzvy při použití recyklovaných cihel
Přestože rekonstrukce památek s použitím historických cihel přináší řadu výhod, jako je zachování autentičnosti, je to náročná disciplína. Při použití historických cihel získaných ze zbouraných konstrukcí nebývá problém jejich autenticita (při výběru dle vizuálních vlastností), avšak obtížné je získat dostatečné množství cihel podobného vzhledu a vlastností a zejména prokázání kvality těchto cihel. Obecně rozšířené mínění o tom, že vypálená cihla je tak kvalitním prvkem, že ji lze bez problémů znovu použít, se nezakládá zcela na pravdě. Faktem je, že při znovupoužití starých cihel při rekonstrukcích památkově významných objektů hraje roli řada faktorů - od historie použití cihly (zda byla umístěna v chráněných či nechráněných konstrukcích), přes míru degradace (historie působení vlhkosti, vlivu solí, vlivu střídavého zmrazování a rozmrazování), avšak zřejmě nejdůležitějším faktorem je původní kvalita zdicího prvku - z jaké suroviny byl vyroben, zda byl technologicky správně zpracován a na jakou teplotu byl vypálen. Dalším problémem je značná variabilita dodávaných historických cihel. Je třeba si uvědomit, že kvalita cihel se lišila i v rámci jednoho výpalu - podle umístění cihel v peci. Každý další výpal byl mírně odlišný, navíc je spolehlivě doloženo, že do větších staveb byly dodávány cihly z více cihelen současně (např. ze 4 až 5). Znamená to, že i kvalita cihel použitých v jedné jediné konkrétní stavbě (např. v různých zdech či v různých podlažích) mohla značně kolísat.
Čtěte také: renesance tradiční střešní krytiny
V dodávkách cihel pro rekonstrukce historických konstrukcí se přitom vyskytují cihly z mnoha různých staveb, z různých částí staveb (chráněné i nechráněné zdivo), čímž variabilita jejich vlastností ještě narůstá. Je proto velmi obtížné garantovat jejich kvalitu na základě standardních zkoušek - na odebraných 5 nebo 10 cihlách (dle současných norem pro zkoušení nových cihel) např. z množství desítek tisíc cihel nelze jejich kvalitu spolehlivě prokázat, k tomu by bylo zapotřebí odzkoušet výrazně větší množství vzorků.
Rezonanční impulzní metoda pro diagnostiku cihel
Pro vypracování modelu predikce trvanlivosti byla použita vstupní měření, která byla provedena před zmrazovacími cykly. Rozsáhlý výzkum a testy provedené v laboratořích Fakulty stavební VUT v Brně, a následně při rekonstrukcích reálných objektů (most Portz - Mikulov) ukázaly problematičnost různé jakosti dostupných cihel určených pro znovupoužití, a mimořádnou vhodnost rezonanční metody pro jejich rychlé třídění přímo na stavbě, či v depozitu pro stavbu určeném. Tato metodika specifikuje celé spektrum zkoušek, k posouzení jakosti a vlastností cihel, určených pro znovupoužití ve stavbě. V rámci výzkumu byla Ústavem stavebního zkušebnictví FAST VUT v Brně vyvinuta metoda pro stanovení trvanlivosti historických cihel plných pálených před jejich použitím při rekonstrukcích památek a historických staveb.
Vlivem vnějšího impulsu dochází u každého tuhého materiálu k jeho rozkmitání. Jev, kdy je frekvence tohoto vneseného impulsu totožná s vlastní frekvencí prvku nazýváme rezonancí. Tuto vlastnost využívá rezonanční impulzní metoda, která je velmi citlivá na identifikaci vad ve vnitřní struktuře materiálu a umožňuje zaznamenat celé spektrum frekvencí v určeném rozsahu. Analýzou spektra frekvencí lze identifikovat vady ve vnitřní struktuře prvků a predikovat trvanlivost zdicích prvků. Existuje nespočet druhů kmitání, které lze v tělesech z tuhého tělesa vyvolat. Zde jsou využity pouze dva typy kmitání, a to podélné a kroutivé. Bylo nezbytné najít rovnováhu mezi složitostí hodnocených kritérií a co největší přesností výsledků. Trvanlivost zdicích prvků je posuzována na základě identifikace vad ve vnitřní struktuře spolu s informacemi o jejich nasákavosti. Zdicí prvky byly rozděleny do čtyř tříd trvanlivosti na základě počtu zmrazovacích cyklů, které dané cihly vydržely.
Třídy trvanlivosti cihel
- 2. třída: Cihly použitelné ve venkovním prostředí, méně exponovaná místa (např. povrchové svislé zdivo s výjimkou soklů, výplně zdiva), anebo ve vnitřních exponovaných prostorách.
Pro možnost „upcyklace“ historických cihel plných pálených, ať už při stavbě nových architektonických objektů nebo při rekonstrukcích historických budov, je klíčové volit trvanlivý materiál, který plní jak funkční, tak estetickou roli. Výsledky této práce prokázaly, že pomocí nedestruktivní rezonanční metody a známé nasákavosti cihel plných pálených lze s poměrně dobrou přesností (85 %) predikovat jejich trvanlivost (životnost), a to bez jejich poškození.
Zde je jednoznačně místo na trhu pro subjekt, který by se zabýval nejen shromažďováním historických cihel pro znovupoužití, ale kde by současně byly cihly přetříděny do výše uvedených kategorií kvality a možnosti využití, samozřejmě s přihlédnutím k dalším parametrům, jako je formát a vzhled.
Čtěte také: Podkroví: kombinace palubek a cihel
tags: #anglické #cihly #tradice #informace
