Lambda pro děrované cihly: Klíč k efektivní tepelné izolaci

Pálené cihly patří k nejrozšířenějším materiálům používaným zejména v konstrukcích obytných budov. Cihelné zdivo je jakýmsi etalonem stavebních konstrukcí, neboť všechny jiné materiály jsou právě srovnávány výhradně s cihelným zdivem. Součinitel tepelné vodivosti patří mezi často používané termíny ve stavebnictví, zejména v oblasti zateplení domu. Jelikož se v současné době stále častěji zaměřujeme na úsporu energie v našich domácnostech, je potřeba se alespoň částečně orientovat v základních fyzikálních veličinách, a mezi ně rozhodně patří i součinitel tepelné vodivosti.

Co je součinitel tepelné vodivosti (lambda λ)?

Součinitel tepelné vodivosti, označovaný řeckým písmenem λ (lambda) - běžně nesprávně zkracováno na tepelná vodivost, je fyzikální veličina z oboru termodynamiky. Koeficient λ vyjadřuje schopnost materiálu vést teplo a je definován jako množství tepla ve wattech, které projde průřezem materiálu o tloušťce 1 metr při rozdílu teplot 1 K (1 Kelvin) mezi oběma povrchy materiálu. Součinitel tepelné vodivosti je klíčovým parametrem pro hodnocení tepelně izolačních vlastností materiálů v oblasti stavebnictví a je zásadní pro výpočet tepelných ztrát a energetické náročnosti budov.

Jednotka součinitele tepelné vodivosti

Jednotkou součinitele tepelné vodivosti lambda λ je W·m⁻¹·K⁻¹ (watty na metr krát kelvin). Hodnota koeficientu lambda se zjišťuje v laboratořích. Vyjadřuje množství tepla (ve wattech), které proteče průřezem materiálu o tloušťce 1 metr, při rozdílu teplot 1 kelvin (1 K).

Výpočet součinitele tepelné vodivosti

Součinitele tepelné vodivosti pak dostanete ze vzorce λ = d/(tSΔT)*Q, kde:

• d je tloušťka materiálu v m,
• t je čas v sekundách,
• ΔT je rozdíl teplot mezi oběma vodorovnými stranami,
• S je plocha materiálu kolmá na tepelný tok,
• Q pak je množství tepla, které plochami projde.

Hodnota tohoto součinitele se v praxi používá pro výpočet tloušťky zateplení konstrukce, pro výpočet tepelných ztrát a určení energetické náročnosti budovy.

Čtěte také: Více o minerální vlně s lambda 0,035

Faktory ovlivňující součinitel tepelné vodivosti λ

Na součinitel tepelné vodivosti 𝜆 izolačních materiálů má vliv několik faktorů, které mohou hodnotu tohoto parametru zvyšovat nebo snižovat:

• Vlhkost: Přítomnost vody má mnohem vyšší tepelnou vodivost než vzduch, λ vody je cca 0,58 W·m⁻¹·K⁻¹, zatímco vzduchu cca 0,025 W·m⁻¹·K⁻¹.
• Teplota: U některých materiálů (např. pěnové izolace) roste λ s rostoucí teplotou. To znamená, že v teplejším prostředí může dojít k poklesu jejich izolačních schopností. U materiálů obsahujících uzavřené plyny (např. vakuové panely) ovlivňuje stabilita plynů izolační schopnosti.
• Struktura materiálu: Materiály s vyšší porozitou (např. minerální vata, pěnové plasty) mají nižší hodnotu λ, protože vzduch v pórech omezuje vedení tepla.
• Tlak a hustota: S rostoucí hustotou se obvykle zvyšuje tepelná vodivost, protože se zvyšuje podíl pevné látky, která lépe vede teplo. V případě izolací s plyny (např. vakuové panely) mohou tlakové podmínky ovlivnit únik plynů a tím i izolační vlastnosti.
• Typ plynu v pórech: Materiály naplněné plyny s nízkou tepelnou vodivostí (např. argon nebo krypton) mají lepší izolační vlastnosti než ty, které jsou vyplněné pouze vzduchem.
• Stárnutí materiálu: Některé materiály (např. pěnové izolace) mohou v průběhu času degradovat a ztratit své izolační vlastnosti.
• Směr vedení tepla: Některé materiály (např. dřevovláknité desky) mohou vykazovat rozdílné hodnoty λ v závislosti na směru vedení tepla (podél vláken vs. kolmo na vlákna).

Součinitel tepelné vodivosti (λ), tepelný odpor (R) a součinitel prostupu tepla (U)

Rozdíly mezi součinitelem tepelné vodivosti (λ - lambda), součinitelem prostupu tepla (U) a tepelným odporem (R) spočívají v jejich významu, použití a vztahu k vedení tepla.

• Součinitel tepelné vodivosti (λ): Vyjadřuje schopnost jednoho konkrétního materiálu vést teplo. Vysoké hodnoty λ jsou typické pro vodiče tepla (např. kovy), zatímco nízké hodnoty mají izolanty (např. minerální vlna, polystyren).
• Tepelný odpor (R): Vyjadřuje odpor proti prostupu tepla přes určitou vrstvu materiálu. Jednoduchým poměrem tloušťky materiálu a součinitele tepelné vodivosti vypočtete tepelný odpor materiálu (konstrukce).
• Součinitel prostupu tepla (U): Vyjadřuje, kolik tepla projde konstrukcí o určité ploše při rozdílu teplot o 1 kelvin mezi vnitřním a vnějším prostředím. To je de facto reciproční hodnota zmíněného R. Platí, že U se rovná zhruba 1/R. Čím menší je hodnota U, tím lepší jsou izolační schopnosti zdiva.

Vývoj děrovaných cihel a požadavky na tepelnou izolaci

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. S vývojem požadavků na stěnové konstrukce se také začíná měnit tvar 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.

V 90. letech přichází cihla „současného“ typu Therm se suchou styčnou spárou mezi jednotlivými cihelnými bloky označovanou pero drážka, též P+D. V sousedním Německu se v první polovině 90. let začínají objevovat tzv. broušené cihly, které mají zbroušené ložné plochy.

Ytong Lambda YQ: Inovace pro budoucnost

Ytong se připravil na změnu tepelněizolačních norem roku 2020 v předstihu a inovoval svou osvědčenou řadu tepelněizolačních tvárnic pro jednovrstvé zdění. Nová Lambda YQ nabízí kompletní tepelně izolační řešení stěny. Z porovnání s dosud nejznámějšími tvárnicemi Lambda + s označením P2-350 je zřejmé, že se podařilo dosáhnout snížení objemové hmotnosti bez výrazného poklesu pevnosti. Snížení objemové hmotnosti a zlepšení struktury materiálu přineslo efekt zlepšení součinitele tepelné vodivosti ve vysušeném stavu λ10,dry = 0,077 W/(m.K), čemuž odpovídá návrhová hodnota λu = 0,083 W/(m.K). Návrhový součinitel přechodu tepla vypočítaného pro stěnu bez omítek tloušťky 375 mm s hodnotou Uu = 0,213 W/(m2.K) je v intervalu doporučeném normou ČSN 730540-2 2011 pro pasívní domy.

Čtěte také: Zkušenosti s Ytong Lambda YQ 500 mm

Díky těmto vlastnostem se Lambda YQ stává materiálem budoucnosti a její tepelně izolační vlastnosti plně vyhovují i novým tepelně technickým normám. Představuje tak nadčasové řešení pro bydlení ve 21. století i bez dodatečného zateplení. Svou lehkostí přináší další zjednodušení práce při výstavbě, což jistě ocení i mnoho stavebníků svépomocí. Lambda YQ si stále zachovává stejné přírodní složení, jaké známe u Ytongu.

Systémové řešení Ytong s Lambdou YQ

Pro Ytong je typické systémové řešení, proto spolu s Lambdou YQ uvádí další novinky:

• tepelně izolační zakládací maltu,
• speciální lehčenou tepelně izolační omítku,
• výztužnou tkaninu Ytong,
• U profily YQ.

Zakládací malta účinně zabrání vzniku tepelných mostů mezi základovou deskou a zdivem. Omítka zajistí ochranu stěny i při dlouhodobém střídání teplot a vlhkostních poměrů a nabízí pětinásobně lepší tepelnou izolaci oproti běžné lepicí maltě. Společně s výztužnou tkaninou Ytong tak vytváří perfektní povrch bez prasklin pro dlouhou životnost stěny. Díky provázanosti všech těchto prvků je s Ytongem možné stavět celou stěnu tak, že je minimalizováno riziko tepelných mostů při zachování difúzních vlastností materiálu. Xella CZ, s.r.o. Kompletní stavební systém Ytong nabízí ucelené řešení celé hrubé stavby i povrchových úprav.

Současné požadavky na zdivo a budoucnost cihel

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. Podobně jako v sousedních zemích (především v Německu a v Rakousku) se i u nás objevují cihelné bloky o šířce 500 mm, které mají součinitele prostupu tepla nižší než U= 0,16 W(m2‧K), což odpovídá tepelnému odporu R= 5,88 (m2‧K/W) nebo i lepšímu. Pakliže jsou dutiny vyplněny tepelně izolačním materiálem, je dosaženo až U= 0,11 W(m2‧K).

Vývoj keramického střepu a geometrie cihelných bloků

Je jasné, že z pohledu požadavků na zvýšení tepelného odporu zdiva se nevyvíjel pouze tvar cihel, ale i samotný keramický střep, spojovací malta a také omítky. 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.

Čtěte také: Systémové zateplení zdiva Ytong Lambda YQ

Kombinace cihel a izolačních materiálů

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.

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. 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 jakou jsou malty či omítky. Zároveň si cihly právě díky tomu, že jsou z keramiky, zachovávají výjimečnou trvanlivost a neměnnost svých parametrů. Tímto se může chlubit málokterý materiál. 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.

Kotvení ETICS v děrovaných cihelných blocích

Děrovaný cihelný podklad je po betonu jeden z nejčastějších (spolu s podklady E), ke kterému se kotví ETICS. Oblíbený stavební materiál, který EAD zařazuje do kategorie C (zdivo nebo dílce z dutých nebo děrovaných cihel, cihelných bloků nebo tvárnic) z hlediska rozlišování podkladu pro kotvení, má dnes svá specifika. Za poslední dvacetiletí se dynamicky rozvíjel. Dávno pryč je doba, kdy se pod pojmem děrovaná cihla myslela CDm (cihla děrovaná, voštinka o rozměrech 11,3x11,8x24 cm).

Způsob montáže je zásadní pro únosnost kotev v děrovaných blocích. Nekvalitně vyvrtaný otvor je mnohdy příčinou smazání výhod v únosnosti šroubovacích hmoždinek v cihelných blocích. Častá chyba, a to zejména realizátorů, spočívá v jejich přesvědčení, že pokud jsou naměřeny stejné hodnoty únosnosti hmoždinek, vyjdou také stejné počty hmoždinek pro kotvení. To je veliký omyl, neboť metodika výpočtu pro stanovení počtu hmoždinek na kotvení ETICS používá koeficient bezpečnosti ɣMc (součinitel bezpečnosti upevnění při montáži hmoždinky). Je nesprávné v současné době využívat pro stanovení počtu hmoždinek ke kotvení ETICS v podkladech typu C (děrovaný cihelný blok) hodnoty NRk, uvedené v ETA, pokud není podklad v souladu se specifikací podkladu přílohy B příslušné ETA. Je vhodné, aby příslušné úřady vnesly změny vyplývající z vývoje cihelných děrovaných bloků do svých předpisů a legislativy.

Přes všechny zde popsané skutečnosti lze konstatovat, že: „Podklad obvodové stěny z cihelných děrovaných bloků (podklad typu C dle EAD) je při pečlivě vrtaných - připravovaných otvorech a v současnosti používaných zejména šroubovacích kotev pro ETICS (určených pro podklady C) spolehlivý.“ Pokud se najdou jedinci nesdílející toto stanovisko, nabízí se jako varianta jednovrstvé obvodové zdivo.

Přehled tepelně izolačních vlastností stavebních materiálů

Níže naleznete v tabulce součinitele pro některé základní stavební materiály. Hodnoty v tabulce jsou přibližné, protože každý výrobce či typ daného výrobku má mírně odlišné hodnoty.

tags: #lambda #pro #podelne #derovane #cihly #informace

Oblíbené příspěvky:

• Jak funguje foukaná izolace
• Aplikace injektážního tlaku
• Plastové palubky České Budějovice
• Přečtěte si více o PCI Rychletvrdnoucím betonu a jeho výhodách
• Správné kotvení zábradlí