Cihlový dům v zimě: Od diagnostiky poruch po moderní izolační řešení

Cihla je materiál, který je s námi již staletí. Se stářím v kombinaci se zanedbanou údržbou ale i na cihelné domy přichází nemoci v podobě statických problémů.

Poruchy cihelných nosných stěn a kleneb

Cihelné nosné stěny jsou jako konstrukční prvek primárně namáhány tlakem. Kromě tlakového napětí v nich ovšem vznikají i napětí tahová a smyková, kterým zdivo s vodorovnými ložnými spárami odolává výrazně méně. Pevnost zdiva v tahu a ve smyku je velmi nízká a je dána pouze pevností malty. Odolnost zdiva historických staveb proti namáhání vodorovnými silami je dána především třením v ložné spáře, které však dokáže zachytit vodorovnou sílu rovnou až polovině svislého zatížení. K poruchám cihelných nosných stěn pak dochází při překročení pevnosti zdiva v tlaku, v tahu nebo ve smyku.

Příčiny poruch nosných stěn

  • K porušení zdiva v důsledku překročení pevnosti v tlaku dochází při jeho přetížení, a to buď v důsledku zhoršení jeho kvality, nebo při nárůstu jeho zatížení.
  • Ke zhoršení kvality zdiva dochází nejčastěji působením vlhkosti, např. při zatékání srážkové vody, poruše vodovodu nebo kanalizace, vzlínání podzemní vody, promrzání apod.
  • K překročení pevnosti zdiva v tahu nebo smyku dochází nejčastěji působením vodorovných nebo šikmých sil způsobených např. vodorovnými složkami reakcí kleneb, prvků krovu, při teplotních dilatacích, při přetváření konstrukce v důsledku poklesů nebo posunů základů, v důsledku nevhodně prováděných přestaveb nebo při dynamickém zatížení.

Diagnostika trhlin zdiva a kleneb

Důležitá je diagnostika trhlin zdiva či klenby. Tvar a poloha trhliny napovídá, o jaký typ porušení zdiva se jedná. Staré objekty toho mnoho zažily a skrývají nejedno překvapení v podobě různých materiálů, zazděných otvorů, přístaveb. Během existence historických budov bylo často při různých stavebních úpravách zasahováno do nosného systému (přestavby, nástavby, přístavby, dodatečné otvory, slučování nebo dělení místností), a tak mnoho současných poruch může mít svůj původ v těchto starších úpravách. Cihelné zdivo je u většiny historických objektů až na výjimky kryto omítkami, které mohou překrývat neprovázané zazdívky starších otvorů, dutiny, omítnutá dřevěná ostění apod. Trhliny tedy mohou být i důsledkem styku těchto materiálů.

Typy trhlin

  • Tahové trhliny: Výrazná, zpravidla osamocená, mírně či více šikmá trhlina naznačuje, že se jedná o trhlinu tahovou. Pokud je jich více, bývají dále od sebe a všechny mívají přibližně stejný diagonální průběh po výšce stěny. Jejich příčinou bývá pokles zdiva v určitém místě, způsobený např. zvětráním malty a cihel v místě zatékání, vyhnitím dřevěného prvku zazděného ve zdi, vykloněním zdi v důsledku bočních tlaků klenby, dodatečným probouráním otvoru apod.
  • Tlakové trhliny: Trhliny, jejichž příčinou je vyčerpání pevnosti materiálu zdiva v tlaku, bývají zpravidla svislé, tenčí, ve větším počtu a v malém odstupu od sebe. V počáteční fázi poruchy jsou soustředěny do jednoho místa (např. pod zhlavím průvlaku, v patce klenby, v polovině výšky pilíře). S rozvojem poruchy se postupně prodlužují, propojují a narůstá jejich počet. V havarijní fázi rozdělují nosný prvek po celé výšce na několik dílčích částí oddělených průběžnou trhlinou. Někdy dochází i k posunu těchto částí ve směru kolmo na rovinu stěny.
  • Dilatační trhliny: Odlišnou kategorií poruch nosného zdiva jsou trhliny dilatační. Každá stavební konstrukce podléhá teplotním objemovým změnám. U objektů s provozem, tedy v zimě temperovaných, jsou tímto zatížením namáhány pouze obvodové stěny. Trhlina se pak často vyskytuje pouze na vnější straně zdiva a na vnitřním líci není patrná. U objektů dočasně nevyužívaných (resp. nevytápěných) jsou s menší či větší intenzitou teplotními změnami namáhány obvodové i vnitřní konstrukce. Nejvýrazněji se teplotní dilatace projevují na dlouhých ohradních stěnách zahrad historických objektů. Čím delší je spojitý, nepřerušený úsek stěny, tím vyšší je pravděpodobnost vzniku trhliny (zpravidla svislé). U stěn bez otvorů je to zpravidla v polovině jejich volné délky, při proměnné tloušťce stěny v místě s nejmenší pevností materiálu v tahu.

Při zjištění výskytu poruchy u zděné stěny je třeba primárně stanovit, zda se jedná o stěnu nosnou nebo nenosnou (příčku). To lze odvodit poměrně jednoduše ze stavebních plánů, ze kterých se dá zjistit i její návaznost na stěny v podlaží pod a nad ní. Bez výkresové dokumentace je to výrazně komplikovanější. U historických staveb se často nacházejí v nejvyšších podlažích tenké stěny (tl. 17-20 cm), které svojí tloušťkou odpovídají příčkám, jsou však na ně uloženy stropní konstrukce nad posledním podlažím. Obdobně nejasná situace může být i u místností v nároží budov, kde bývají často dvě vnitřní stěny obdobné tloušťky, ale pouze jedna z nich vynáší stropní konstrukci. Zde může být vodítkem směr průhybu podlahy (stropu), který se dá jednoduše zjistit pomocí laserové vodováhy. Po vyhodnocení nosné funkce stěny je pak třeba stanovit závažnost poruchy a časový plán potřeby jejího zajištění. Z hlediska stability nosného systému objektu a nutnosti opravy mají podružnou závažnost např. trhliny na styku nenosné příčky s obvodovou stěnou. Ty bývají často důsledkem nedostatečné vazby zdiva příčky s nosnou stěnou při dodatečné vestavbě příčky. Přirozené objemové změny (teplotní dilatace) stěn pak způsobí rozevření trhliny.

Poruchy kleneb

Velice rozšířenou konstrukcí u historických staveb jsou cihelné klenby. Ty se dělí z konstrukčního hlediska na dvě zásadní skupiny - klenby valené a kupole. K nejčastějším poruchám kleneb dochází v důsledku poškození zdiva zatékáním, lokálním či celoplošným přetížením nebo poklesem či pootočením podpor v důsledku nevhodně provedených stavebních úprav nosných stěn vynášejících klenbu či poklesem základů nosných stěn. O stabilitě a únosnosti klenby rozhodují tři podmínky rovnováhy. První podmínkou je rovnováha v pootočení, druhou je rovnováha v posunutí a třetí podmínkou je výminka bezpečné pevnosti, kdy nesmí být překročena pevnost zdiva v tlaku. Tyto podmínky je třeba ověřit statickým výpočtem. Při průzkumu porušených kleneb je třeba sledovat jejich deformace (pronesení), průběh trhlin a stav zdiva. Z hlediska stability jsou největší hrozbou u nejčastěji se vyskytujících valených kleneb trhliny ve čtvrtinách rozpětí, zpravidla ve spojitosti s deformací (pronesením) klenby v tomto místě. Často jsou zde zatíženy druhotně postavenou příčkou či nosnou stěnou navazujícího podlaží. Zvláštním případem jsou stropní klenby sklepů, které byly původně uvnitř objektů a po jejich vybourání se staly klenbami pod volnými plochami či nádvořími.

Čtěte také: Porovnání Cihlových Obkladů a Zeleného Obkladového Kamene

Zvláštní skupinou jsou ploché klenby s ocelovými nosníky a konstrukce z cihelných vložek, které se vyskytují u staveb z konce 19. století a první poloviny 20. století.

Moderní cihlové domy a energetická efektivita

Cihla je tradičním a zároveň stále žádanějším stavebním materiálem. Nabízí totiž rychlou, jednoduchou a přesnou výstavbu, kterou lze realizovat i svépomocí. Cihla v dnešní podobě prodělala všestranný vývoj a skvěle reaguje na zpřísňující se ekologické i energetické požadavky.

Výhody moderních cihelných domů

  • Tepelná ochrana: Dnešní špičkové tepelněizolační cihelné bloky pro obvodové zdění jsou již dnes odpovědí na požadavky, podle kterých budou muset být od roku 2020 všechny novostavby budovami s téměř nulovou spotřebou energie (na základě implementace evropské směrnice EPBD II do naší legislativy). Cihlový dům postavený z tepelněizolačních cihelných bloků s integrovanou izolací (minerální vlna nebo izolační pěna) je stavba se špičkovými tepelněizolačními vlastnostmi a od cihlových domů z konce minulého století se podstatně liší.
  • Zvuková izolace: Jinou důležitou hodnotou je tiché a klidné bydlení. Moderní cihelné zdivo, charakteristické hustě členitou strukturou akusticky různých prostředí (cihelný střep - lepidlo - tepelná izolace - omítka - vzduch), pohlcuje energii zvukových vln, mění ji v teplo a potlačuje či vylučuje vznik rezonancí. Výsledkem je výrazný útlum při prostupu zvuku v obvodových i vnitřních stěnách; zvuk proniká z okolí do místnosti hlavně okny, dveřmi a jejich netěsnostmi.
  • Snadná výstavba: Zdění a vůbec práce s uvedenými moderními cihelnými bloky je snadná a rychlá.
  • Dlouhá životnost a difúzní otevřenost: Moderní cihly pro obvodové i vnitřní zdění se vyznačují velmi dlouhou životností, dokonalou vzduchotěsností a otevřeností pro difuzi vodní páry: tato vlastnost je velmi důležitá, neboť umožňuje účinné vysoušení zdiva nejen po jeho výstavbě (kdy používáme mokrou maltu), ale i tehdy, kdy se z jakýchkoli důvodů objeví ve zdivu dočasná vlhkost. To se občas stává při extrémní vnitřní vlhkosti (např. v prádelně) a současně extrémně nízké venkovní teplotě hluboko pod bodem mrazu.

Důležitou hodnotou cihlových domů je také jejich vysoká schopnost stabilizovat vnitřní teplotu. Dnešní dům nesmí být energeticky příliš náročný. A hlavně, chceme se v něm cítit dobře za jakéhokoli počasí - v létě i v zimě. Od roku 2020 se dle evropských standardů mají stavět pouze pasivní či tzv. nulové domy. Předsudky, že tak náročná kritéria může splnit pouze dřevostavba nebo budova s těžkou obvodovou konstrukcí a silnou vrstvou tepelné izolace se ukazují jako liché. Důkazem je první pasivní dům postavený z jednovrstvého cihelného zdiva bez dodatečné tepelné izolace, který vyrostl na výstavišti v Českých Budějovicích.

Stavba, která svým architektonickým řešením odpovídá rodinnému domu pro 4-6 člennou rodinu, je dvoupodlažní, nepodsklepený kompaktní dům s pultovou střechou. Na jeho výstavbu byly použity nejmodernější materiály, především cihelné bloky HELUZ Family 50 2in1 s integrovanou tepelnou izolací. Ostatně moderní plněné cihly jsou pro stavbu domů v pasivním či nulovém standardu skvělým materiálem. Mají velké množství vnitřních žeber a malých otvorů vyplněných drobnými kuličkami polystyrenu, díky čemuž vykazují nejlepší tepelněizolační vlastnosti na českém trhu. Není potřeba je dále zateplovat a přírodní původ a unikátní technologie děrování a plnění dávají zdivu tolik oblíbené vlastnosti: vysokou pevnost, požární odolnost, nízkou tepelnou vodivost, dobré tepelněakumulační a akustické vlastnosti, difúzní otevřenost a dlouhou životnost. Stavba pasivního či nulového domu vyžaduje použití kvalitních materiálů, ale neméně důležité je pohlídat si i kvalitní provedení stavby, aby byla zajištěna požadovaná vzduchotěsnost obálky budovy.

Stabilita vnitřní teploty

Nové zateplovací předpisy, například směrnice EPBD II, však ponechávají vnitřní teplotní stabilitu/nestabilitu na náhodě, což by majitel a především uživatel domu neměli. Následující tabulka ukazuje, že obvodové zdivo z cihel s integrovanou tepelnou izolací izoluje a stabilizuje vnitřní teplotu lépe než obvodové zdivo z běžných plných cihel tl. 300 mm, opatřené venkovní tepelnou izolací.

Čtěte také: Skladování energie pomocí cihel

Tabulka: Součinitel prostupu tepla U a relaxační doby τ obvodových stěn

Typ obvodové stěny U [W/(m2K)] τ0 [hod]
Vnitřně zateplená zeď z plných cihel Není uvedeno 14,6
Stejná zeď zateplená zvenku Není uvedeno 298
Stěna z cihel POROTHERM 50 T Profi DRYFIX Není uvedeno 320

Vnitřní povrchová teplota θI obvodové stěny klesá v čase τ po vypnutí vytápění podle rovnice θI = -15 + 35 exp(-τ/τ0).

V tabulce je velmi nápadná malá relaxační doba τ0 = 14,6 h vnitřně zateplené obvodové zdi z plných cihel, a to ve srovnání se stejnou zdí zateplenou zvenku (τ0 = 298 h) a ještě více ve srovnání s obvodovou stěnou z cihel POROTHERM 50 T Profi DRYFIX (τ0 = 320 h). V létě je tento efekt podobný: prohřívání interiéru od fasády prohřáté vzduchem - a hlavně sluncem (až nad 70 °C!) - je nejpomalejší u stěny z cihel POROTHERM 50 T Profi DRYFIX. Závěr je zřejmý: tři uvedené typy obvodových stěn dobře izolují teplo. Vnitřně zateplená zeď z plných cihel je ale na interiérové straně teplotně nestabilní a k tomu realizačně zdlouhavá a pracná.

Moderní cihlové stavby, které jsou postaveny v souladu s principy e4, jsou ekonomicky výhodné (mají vysokou životnost a minimální náklady na údržbu a provoz), energeticky efektivní (mají vynikající tepelněizolační parametry), ekologické (keramické stavební materiály jsou přírodního původu a ekologická stopa plynoucí z výroby a užití cihel je zanedbatelná) a estetické.

Stavba v zimním období

Asi nikdo neplánuje, že bude provádět hrubou stavbu během zimního období. Vždy to představuje zvýšené náklady a vyžaduje pečlivější dodržování technologických postupů. Přesto nastávají situace, kdy jiná možnost není. Zpoždění projektu, navazující práce, změna dispozice. Od 1. listopadu do 31. března. Tak je definováno zimní období, kdy lze očekávat pokles teplot pod bod mrazu - tedy stav, který při provádění hrubé stavby vše komplikuje. S použitím správných materiálů a postupů lze ale tento hendikep překonat. Ale jen do teploty -5 °C. Nízké teploty maltě či lepidlům na cementové bázi nesvědčí. Výrazné zpomalení tuhnutí a tvrdnutí může mít fatální následky na kvalitu celé stavby. Existují však přísady do maltovin, které tato rizika eliminují. „Již delší dobu používáme přísady bez chloridové báze. Obsahují mravenčan vápenatý. Ten zajistí zkrácení tuhnutí a urychlí zvyšování počáteční pevnosti,“ vysvětluje technolog KM Beta Ing. Jan Zima.

Čtěte také: Zvyšte hodnotu vašeho domova s obkladovými pásky Terca

tags: #cihlovy #dum #zima #informace

Oblíbené příspěvky: