Roznášecí betonová vrstva a její tepelná vodivost v podlahových konstrukcích

Podlaha není jen to, po čem šlapeme. Moderní podlahu tvoří souvrství, jež má řadu funkcí: vytváří estetický vzhled, chrání a vyrovnává nosnou konstrukci pod podlahou (strop, základovou desku), odděluje jednotlivé vrstvy, srovnává povrch a zajišťuje izolační vlastnosti - brání šíření hluku, případně i únikům tepla. Podlaha musí splnit požadavky na estetický vzhled a funkční požadavky, které jsou na nášlapné vrstvy a na podlahy jako celek kladeny legislativou a normami. Právě u podlah je funkčních požadavků nejvíce. Mnohé požadavky jsou vázány na druh místnosti a provoz v ní. Návrh podlahy a výběr nášlapné vrstvy je nutné provést komplexně a nelze nadřazovat estetický vzhled nad funkčními požadavky. Pozdější úpravy v průběhu stavby obvykle nejsou možné.

Definice a základní vlastnosti podlah

Podlaha ve smyslu nenosné konstrukce stavebních objektů je definována dle ČSN 74 4505 jako sestava podlahových vrstev (souvrství) uložených na nosném podkladu a zabudovaných podlahových prvků, dilatačních a pracovních spár, které zajišťují požadované funkce podlahy. V oblasti stavební fyziky se u podlahových konstrukcí řeší zejména tepelné požadavky zajišťující tepelnou pohodu uživatelů vnitřního prostředí a dále požadavky v oblasti akusticko-izolační. Podlahové konstrukce se posuzují v daných oblastech z hlediska součinitele prostupu tepla a povrchových teplot a v oblasti kaustiky především z pohledu vzduchové a kročejové neprůzvučnosti.

Kategorie podlah z hlediska poklesu dotykové teploty

Podlahy se zatřiďují z hlediska poklesu dotykové teploty podlahy do čtyř kategorií. Podlahy s trvalou nášlapnou celoplošnou vrstvou z textilní podlahoviny a podlahy s povrchovou teplotou trvale vyšší než 26 °C jsou zařazeny do kategorie I. Pro podlahy s podlahovým vytápěním se pokles dotykové teploty bohužel stanovuje a ověřuje pro vnitřní povrchovou teplotu podlahy stanovenou bez vlivu vytápění.

Typy a požadavky na roznášecí vrstvy

Podklad pro pokládku nášlapné vrstvy tvoří roznášecí vrstva. Vrstvy podlahy musí mít mechanické vlastnosti předepsané v projektu. Roznášecí vrstva plní klíčovou funkci při rozložení zatížení a zajištění stability podlahy, a také může výrazně ovlivnit její akustické a tepelné vlastnosti. Roznášecí vrstva může být řešena buď suchou, nebo mokrou cestou. Každá z těchto variant má své výhody a nevýhody.

Materiály pro roznášecí vrstvy

• Zavlhlé cementové potěry nebo lité potěry na bázi cementu a anhydritu: Obvykle se vytvářejí pro podlahy zatížené do 5,0 kN/m².
• Sádrovláknité a cementovláknité desky: Lze je zvolit při požadavku na eliminaci procesů, které přinášejí do objektu vodu.
• Betonová mazanina: Je tradiční volbou pro roznášecí vrstvu. Přináší zlepšení akustických vlastností podlahy a přitížení stropní konstrukce. Její nevýhodou je pracnost a delší doba zrání. Pro průmyslové podlahy se požaduje, aby kvalita podkladní nebo přímo pojížděné vrstvy odpovídala nejméně pevnostní třídě C20/25 podle ČSN EN 206+A1, případně pevnostní třídě, která byla stanovena statickým výpočtem.
• Anhydritová směs: Je moderní alternativou k betonové mazanině. Je samonivelační, což urychluje aplikaci a umožňuje tenčí vrstvu, minimálně 30 mm. Anhydritová směs nabízí rychlou a efektivní aplikaci, ale není vhodná do vlhkých prostor. Anhydritový potěr se vyznačuje levnější cenou oproti litému betonu a celkově zajistí nižší vrstvu.

Při zatížení podlahy přesahujícím 5,0 kN/m² se již jedná o průmyslovou podlahu a roznášecí vrstvu podlahy je nutné navrhnout na základě statického výpočtu. Jako průmyslová podlaha je zatříděna i podlaha soukromé garáže a to z důvodu chemického zatížení, přestože mechanické namáhání nedosahuje uvedenou hodnotu.

Čtěte také: Plovoucí roznášecí podlaha: Podrobný průvodce

Pevnostní požadavky

Mechanické vlastnosti podlahových potěrů se hodnotí zejména podle pevnosti v tahu za ohybu. Podle ní se zatřiďují do pevnostních tříd. Požadavky na pevnost v tahu povrchových vrstev podkladu musí být stanoveny v návrhu podlahy podle typu nášlapné vrstvy a podle namáhání povrchu podlahy. Doporučují se hodnoty uvedené v tabulce 1. Pevnost v tahu povrchových vrstev se zkouší a vyhodnocuje postupem „B“ podle ČSN 73 6242, příloha B. Ve výpočtu pevnosti se uvažuje skutečný půdorysný rozměr lomové plochy. Při využití této zkoušky pro hodnocení kvality cementového potěru je třeba ve zkušebním místě odbrousit povrch potěru. Požadavky na pevnost v tahu povrchových vrstev podkladu se uplatňují jen u nášlapných vrstev kontaktně spojených s podkladní roznášecí vrstvou. Zároveň výrobci bezespárých nášlapných vrstev vyžadují nad rámec norem i minimální pevnost podkladu v tlaku, která např. dle výrobce SIKA má činit minimálně 25 MPa. Požadovaná pevnost betonu může být díky tomu pro určité případy vyšší, než požadují tabulky 2 a 3.

Tloušťka roznášecí vrstvy

Pro nevyztužené plovoucí podlahové potěry se předepisují minimální tloušťky. Nejčastěji používaná tloušťka roznášecí vrstvy litého potěru v bytové výstavbě je 40 - 50 mm. V současnosti je ale v určitých případech možné realizovat také potěry tloušťky již od cca 25 mm, v závislosti na použitém systému nebo konstrukci. Minimální možná tloušťka roznášecí vrstvy (dáno normou nebo konkrétním výrobcem pro daný produkt) se navrhuje převážně dle plánovaného zatížení (případně se zohledňuje také stlačitelnost podkladu). Čím je větší tloušťka lité podlahy, neboli její konstrukční výška, tím je vyšší její únosnost. Potřebujete-li podlahovou konstrukci více zatížit, musí mít odpovídající pevnost. Minimální tloušťka roznášecí vrstvy je ovlivněna charakteristikou zvoleného systému podlahového vytápění. Každý systém vykazuje specifickou tloušťku, rozvody teplovodního topení například 16 mm, zatímco fólie jsou podstatně tenčí. Potěr vylitý mezi trubkami podlahového topení není možné po statické stránce počítat do celkové výšky roznášecí vrstvy z litého potěru, počítá se až výška nad rozvody topení.

Tabulka 1: Minimální tloušťky nevyztužených cementových a anhydritových plovoucích potěrů

Podlahové vytápění a roznášecí vrstvy

Podlahové topení je velmi oblíbený způsob vytápění v nových i rekonstruovaných rodinných domech. Při aplikaci podlahového topení je nutné správně navrstvit podlahu, na tom závisí nejen výsledný účet za topení, ale i tepelná pohoda. V podlahovém souvrství, tvořeném nejprve vyrovnávací vrstvou, následně tepelně nebo zvukově izolační vrstvou a separační PE fólií, má litý potěr význam především pro plošný přenos užitného zatížení na tyto vrstvy. Kromě toho tvoří potřebný pevný a rovný podklad pro finální nášlapnou vrstvu.

Proč uložit podlahové vytápění do betonu?

Výhodou uložení do betonu jsou vlastnosti tohoto materiálu. Má vysokou tepelnou vodivost a dokáže obklopit důkladně tepelné hady, rohože nebo fólie.

Čtěte také: Pokládka dlažby na vyrovnávací vrstvu Liapor

Výška betonu na podlahové topení

Z hlediska pokládky betonu na podlahové vytápění budete potřebovat minimálně tloušťku betonu 35 mm. Lze použít i tlustší vrstva, ale tenčí se už z hlediska pevnosti nedoporučuje. Minimální tloušťka lité podlahy z anhydritového potěru činí 30 mm, v případě cementového potěru pak 45 mm. Nutnost vyšší tloušťky cementového potěru je dána jeho větším smršťováním a větší mírou deformace při vysychání a zrání. Maximální vhodná tloušťka litých potěrů je cca 80 mm, nad tuto tloušťku je vhodnější použít k tomu určené betony.

Vliv tloušťky potěru na vlastnosti podlahy

Čím je větší objemová hmotnost a tloušťka potěru, tím je útlum hluku výraznější. Čím větší je tloušťka vrstvy z litých potěrů, tím více vody se musí odpařit.

Výběr a vlastnosti stěrky

Stěrka na podlahové vytápění je betonová nebo anhydritová vrstva, která slouží k vyrovnání a zakrytí systému teplovodního podlahového topení před pokládkou finální podlahy. Právě stěrka umožňuje pevné a stabilní usazení instalačních trubek, které jsou hlavním prvkem systému podlahového vytápění. Stěrka také má za úkol zajistit rovnoměrné rozložení tepla po celé ploše podlahy. Betonové potěry špatně přivádějí teplo než anhydritové. Proto je důležité vybrat vhodnou tloušťku, která zajistí efektivní a rovnoměrné ohřívání podlahy. Na druhou stranu příliš tlustý potěr může vést k delšímu době nahřívání podlahy.

V případě betonového potěru minimální tloušťka činí 6-7 cm. V případě anhydritového potěru by minimální tloušťka měla být minimálně 3,5 cm. Anhydritový potěr, který je populární kvůli svým samočinným vlastnostem, by neměl překračovat maximální tloušťku 9 cm. Nad touto hodnotou hrozí nedostatečná schopnost přenosu tepla.

Izolace pod podlahové topení

Jednou z hlavních věcí, kterou byste u pokládky podlahového topení měli řešit, je výběr izolace. 15 až 20 % celkových tepelných ztrát budovy souvisí s únikem tepla od podlahy. Instalace podlahové izolace snižuje celkové provozní náklady za topení. U podlahového topení je izolace prakticky jeho součástí, i přesto odborníci doporučují použít také přídavnou izolaci - v oblibě je tvrdý polystyrén. Hodí se také vyrovnávací vrstva z pěnobetonu, ten je totiž zároveň tepelně izolačním materiálem. U podlahového topení je ideální tloušťka izolační desky 58 mm a nahoru patří alespoň 50 mm betonu.

Čtěte také: cementový potěr a jeho vlastnosti

Ultralehký beton jako inovativní řešení

Článek se zabývá návrhem podlahových konstrukcí s použitím ultralehkého betonu na bázi pěnového skla jako tepelně izolační a roznášecí vrstvy. Zabývá se návrhem receptur speciálních ultra lehkých mezerovitých betonů a stanovením mechanických a tepelněizolačních vlastností ultralehkého betonu. Při použití ultralehkého betonu do souvrství podlahové konstrukce dosahuje podlaha unikátních parametrů. Vývoj ultralehké betonové mazaniny, která dosahuje vylehčení díky kamenivu na bázi pěnového skla, naznačuje velmi dobrý poměr mechanických a tepelně izolačních vlastností a spolu s velmi dobrými tepelně izolačními vlastnostmi a provedení betonové mazaniny beze spár, přičemž dochází k eliminaci vzniku tepelných mostů skrze podlahovou konstrukci. Při použití určité vrstvy ultralehkého mezerovitého betonu z kameniva na bázi pěnového skla je možné dosáhnout dostatečného tepelného odporu bez použití dodatečného izolantu anebo lze dosáhnout výrazného snížení tloušťky tohoto izolantu. Lehký mezerovitý beton z pěnového skla může být také využit pro konstrukce, u kterých je nutné dosáhnout snížení tepelné jímavosti.

Výzkum a vlastnosti ultralehkého betonu

V rámci výzkumných prací byl vytvořen návrh jednoduché podlahové konstrukce pro případ podlahy přiléhající k terénu, který je tvořen z podkladního betonu, vrstvy ultralehkého mezerovitého betonu, roznášecí vrstvy (2× vrstva 15 mm cementotřískových desek) a finální nášlapné vrstvy. Pro výrobu ultralehkého betonu byly navrženy 3 zkušební receptury, na kterých bylo provedeno stanovení základních fyzikálních, mechanických a tepelně izolačních vlastností.

Na připravených vzorcích byly po 14 a 28 dnech stanoveny klíčové vlastnosti, které jsou důležité z hlediska využití vyvíjených materiálů do podlahových kontaktních konstrukcí. Stanovení objemové hmotnosti bylo provedeno v čerstvém stavu a dále v ztvrdlém stavu po 14 a 28 dnech. Stanovení mechanických vlastností (pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu) bylo provedeno ve ztvrdlém stavu po 14 a 28 dnech od namíchání. Měření bylo provedeno na zkušebních vzorcích ultralehkých betonů všech tří receptur a na vzorku cementotřískové desky kondiciované v laboratorním prostředí (teplota 23 °C a relativní vlhkost 50 %).

Z výsledků je patrné, že naměřené hodnoty tepelných vodivostí u ultralehkých betonů jsou ve všech případech velmi nízké a pohybují se v rozmezí 0,099-0,114 W/(m.K). Tyto hodnoty jsou nižší než hodnoty běžných lehkých betonů srovnatelné objemové hmotnosti (např. dle ČSN 73 0540-3). Dále bylo provedeno studium tepelně vlhkostního chování obou typů materiálů, aby bylo možné stanovit reálné chování materiálů po zabudování do konstrukce. Bylo provedeno kondiciování vzorků v prostředích s teplotou +23 °C a různou relativní vlhkostí (0-93 % u cementotřískové desky, 0-80 % u ultra lehkého betonu).

Tabulka 2: Tepelná vodivost ultralehkých betonů

Modelová podlahová konstrukce s ultralehkým betonem

Na základě naměřených tepelných vodivostí materiálů byl proveden návrh modelové podlahové konstrukce a byla stanovena potřebná tloušťka lehkého betonu, aby bylo dosaženo požadované hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN 73 0540-2 UN,20 = 0,45 W/(m2.K). Při návrhu nebyla započítána finální nášlapní vrstva, aby nebyl výpočet ovlivněn případným vyšším tepelným odporem přídavných vrstev (např. v případě plovoucí podlahy).

Pro dosažení požadovaných vlastností by byla nutná vrstva cca 240 mm lehkého betonu (s návrhovou tepelnou vodivostí 0,1193 W/(m.K)), což je hodnota mírně vyšší než je běžná skladba obsahující tepelný izolant a např. železobetonovou desku. Výhodou je však rychlejší a jednodušší, provádění podlahy a i skutečnost, že je použito lehké kamenivo vyráběné z recyklovaného skla. Lehký beton je možné kombinovat v podlahových konstrukcích velmi výhodně s dřevocementovými, dřevovláknitými a dalšími deskovými materiály, které budou působit na povrchu jako roznášecí vrstva a chránit ultralehký beton před účinky bodového zatížení.

Lehký keramický beton dodávaný pod obchodním názvem Liapor Mix spojuje výhody nízké objemové hmotnosti a skvělých tepelně izolačních vlastností. Při realizaci podlah spolu Liapor Mix a Liapor Mix final tvoří dokonalý systém. Liapor Mix pomůže s vyrovnáním větších nerovností a Liapor Mix final vytvoří finální povrch, který nahradí jinak potřebnou roznášecí vrstvu.

Dilatace a vlhkost v roznášecích vrstvách

Důležitým faktorem návrhu roznášecí vrstvy je i správná velikost dilatačních polí, která se přizpůsobuje tomu, z jakého materiálu je roznášecí vrstva provedena. Kromě dilatačních spár je nutné navrhnout i smršťovací spáry, které se řeší především u betonových potěrů. Spárořez lepené podlahy musí být v souladu s rozmístěním dilatačních spár podkladu. V ploše se umisťuji spáry tak, aby u roznášecích vrstev z betonových potěrů nevznikaly dilatační úseky větší jak 6×6 m. Dilatační spáry se dále vytvářejí v místech objektové dilatace, změny tloušťky roznášecí vrstvy a ve dveřních otvorech. Roznášecí vrstvu v místnostech se složitým půdorysem (např. ve tvaru L nebo U) je nutné dělit na menší pravidelné (čtvercové nebo obdélníkové dilatační úseky). Délka dilatačního úseku podlahy nemá být větší než trojnásobek kratšího rozměru tohoto úseku. Spáry musí mít stejnou šířku v celé tloušťce roznášecí betonové mazaniny. Ve styku roznášecí vrstvy se souvisejícími konstrukcemi (stěna, sloup apod.) je nutné provést průběžnou dilatační spáru vložením pásku např. z pěnového polyethylenu.

Řešení dilatačních a smršťovacích spár je u anhydritových potěrů o poznání jednodušší. V ploše se umisťuji spáry tak, aby v roznášecí vrstvě nevznikaly dilatační celky větší než 600 m2 u nevytápěných potěrů a 300 m2 u vytápěných potěrů. Toto pravidlo platí pro místnosti ve tvaru čtverce nebo obdélníku s poměrem stran max. 1 : 3. Samozřejmě každý topný okruh by měl být v samostatném dilatačním celku. Stejně jako u betonových potěrů se dilatace dále provádí v místech objektové dilatace, změny tloušťky roznášecí vrstvy a ve dveřních otvorech. Naopak dilatace je nutné vždy zvážit v případě místnosti ve tvaru „L“ nebo „U“, u dlouhých úzkých chodeb nebo rozměrných prostor s osamělými sloupy nebo vystupujícími rohy. Důležitým faktorem u roznášecích vrstev podlah je namáhání vlhkostí. Zvlášť v případě litých anhydritových potěrů může díky působení vlhkosti dojít k zásadním změnám mechanických vlastností. I přes použití ochranných hydroizolačních vrstev na anhydritovém potěru se nedoporučuje jeho uplatnění v koupelnách, prádelnách apod.

Příprava povrchu a kontrola rovinnosti

Před pokládkou nášlapné vrstvy je nezbytné ověření podmínek pro realizaci, především parametrů roznášecí vrstvy, která bude podkladem pro pokládku. Obvykle tyto podmínky uvádějí výrobci materiálů pro nášlapné vrstvy ve své dokumentaci nebo jsou stanoveny v normě. Hmotnostní vlhkost roznášecí vrstvy je zásadní parametr, který je nutné před aplikací nášlapné vrstvy ověřit. Má rozhodující vliv na vzhled, přídržnost a životnost nášlapné vrstvy. Vlhkost podkladu pod nášlapné vrstvy musí odpovídat požadavkům normy ČSN 74 4505 Podlahy - Společná ustanovení (tabulka 6) nebo technické dokumentaci výrobců materiálů pro nášlapné vrstvy. Požadavky na vlhkost je třeba ověřit v technické dokumentaci všech složek podlahových systémů (penetrací, nátěrů, stěrek, povlaků atd.). Vždy je nutné vyhledat a uplatnit nejpřísnější požadavek. Nejpřesnější metodou pro stanovení vlhkosti podkladu je hmotnostní (gravimetrická) metoda dle ČSN EN ISO 12570. Dále lze použít karbidovou metodu, kterou lze, na rozdíl od hmotnostní metody, provádět přímo na stavbě. Nedoporučuje se používat měření na principu elektrické impedance.

Příprava povrchu a teplota

Příprava povrchu zásadně ovlivňuje kvalitu soudržnosti podlahových vrstev. Povrch podkladu pro nášlapné vrstvy musí být pevný, suchý, čistý, zbavený prachu, bez mastnot, výkvětů, nesoudržných vrstev a aktivních trhlin. Nesoudržné nebo kontaminované části podkladu je nutné mechanicky odstranit a nahradit soudržnou vysprávkou hmotou určenou k tomuto použití. Teplota vzduchu, podkladu i materiálu stěrkové nebo nátěrové hmoty musí odpovídat podmínkám stanoveným výrobcem. Při pokládce stěrkových nebo nátěrových hmot, obzvláště epoxydových nebo polyuretanových, je nežádoucí vznik kondenzace vlhkosti. Proto je nezbytné před započetím aplikace nášlapné vrstvy a během ní sledovat teplotu vzduchu, teplotu podkladu a relativní vlhkost vzduchu a na základě toho určovat rosný bod. Nevhodná teplota a vlhkost musí být upraveny bezodkladnou instalací ohřívačů anebo odvlhčovačů. U nášlapných vrstev lepených k podkladu je nutné správně zvolit materiál lepicí vrstvy.

Rovinnost povrchu

Musí být dodržena maximální odchylka místní rovinnosti povrchu podlahy předepsaná normou ČSN 74 4505 (tabulka 8). Dále musí být dodrženy mezní rozdíly ve výškové úrovni nášlapné vrstvy v dilatační nebo smršťovací spáře (tabulka 9). Požadavky jsou stanoveny pro rovinnost výsledného povrchu podlahy, tedy povrchu nášlapné vrstvy, ale neexistuje žádný normou stanovený parametr rovinnosti roznášecí vrstvy jako podkladu pro pokládku nášlapné vrstvy. Pro splnění požadavků na místní rovinnost povrchu podlahy doporučujeme pro většinu systémů nášlapné vrstvy, aby roznášecí vrstva měla nerovnosti max. ± 2 mm/m.

Odchylka místní rovinnosti se stanovuje dle ČSN 74 4505 pomocí dvoumetrové latě, na jejíchž koncích jsou podložky o výšce 20 mm a půdorysné ploše 10×10 mm. Pomocí měrného klínu se změří maximální a minimální vzdálenost mezi povrchem vrstvy a spodní hranou latě. Měření se provede nejméně v pěti zkušebních místech na každých 100 m² podlahy. Nejmenší počet zkušebních míst v jedné místnosti je pět. Zkušební místa se rovnoměrně rozmístí po ploše podlahy. Měřicí body musí být umístěny alespoň 1 m od rohů a 0,5 m od okrajů. Měření rozdílů ve výškové úrovni v místech smršťovacích a dilatačních spár se provádí pomocí krátkého pravítka položeného kolmo na spáru a měrného klínu. Provedou se nejméně tři měření na 10 m spáry. U kratších spár se provedou nejméně dvě měření.

Akustické a požární vlastnosti

Akustické vlastnosti

Akustické vlastnosti podlahy na stropě (vzduchová neprůzvučnost a kročejový útlum zvuku dle ČSN 73 0532) jsou důležité. Správná zvuková izolace je klíčovým faktorem pro pohodlné a klidné bydlení nebo práci v jakémkoli prostoru. Existují dva hlavní parametry, které je třeba zvážit: vzduchová neprůzvučnost a kročejová neprůzvučnost. Vzduchová neprůzvučnost se týká přenosu zvuku mezi místnostmi prostřednictvím vzduchu. Tuto vlastnost označujeme Rw [dB]. Kročejová neprůzvučnost se týká přímého kontaktu stavební konstrukce se zdrojem hluku, například při chůzi nebo manipulaci s nábytkem. Zvuková energie se přenáší ve formě vibrací a má charakter impulsů. Ukazatelem je hladina kročejového zvuku Lnw [dB]. Plovoucí podlaha řeší problémy vzduchové i kročejové neprůzvučnosti. Tento systém je oddělen od ostatních konstrukcí pružným materiálem, takže „plave“ v jakési vaně z tohoto materiálu. Obvodové stěny je nutné po celém obvodě akusticky oddělit pružným dilatačním páskem.

Požární vlastnosti

Požární vlastnosti nášlapné vrstvy (třída reakce na oheň dle ČSN 73 0810) jsou dalším důležitým aspektem.

tags: #roznasecí #betonová #vrstva #tepelná #vodivost

Oblíbené příspěvky:

• Vlastnosti dlažby Modern Line White Satin
• Jak zajistit bezpečnost a efektivitu parotěsných prostupů v hořlavých konstrukcích
• Jádrové vrtáky a vrtání do betonu
• Ideální dlažba pro zahradní plochy
• Efektivní řešení prasklin v příčkách z Ytongu