Vzdělávací materiály - Dřevěné konstrukce a dřevostavby

Transkript

Vzdělávací materiály
Materiály
pro dřevostavby
Ing. Josef MYNÁŘ | Ing. Jiří TESLÍK | Jiří PROVÁZEK
Martin GLOS | Ing. Petr VACEK | Ing. Zoja SKOPALOVÁ
Obsah
1 NOSNÉ PRVKY DŘEVOSTAVEB
4
1.1 Těžký dřevěný skelet - TDS
5
1.2 Lehký dřevěný skelet - LDS
7
1.2.1 Systém „Two by Four“
7
1.2.2 Dřevěné I-nosníky
8
1.2.3 Žebříkové nosníky
10
1.3 Lepené dřevo (LD) a lepené lamelové dřevo (LLD) – základní rozdělení
1.3.1 Výrobci CLT a obdobných systémů
12
15
1.3.2 Novatop – stavební systém z masivního lepeného dřeva (výrobce Agrop Nova a.s.)
16
1.3.3 Specifika zabudování do konstrukce systému Novatop, oblasti použití
23
1.4 Porovnání jednotlivých materiálů/prvků, možností využití v konstrukcích
včetně jejich výhod a nevýhod
2 DESKOVÉ MATERIÁLY V DŘEVOSTAVBÁCH
2.1 Základní sádrokartonové desky na nenosné konstrukce
24
27
27
2.1.1 Sortiment sádrokartonových desek
27
2.1.2 Rozměry sádrokartonových desek
28
2.2 Konstrukční sádrokartonové desky
2.2.1 Sortiment konstrukčních desek RigiStabil
2.3 Sádrovláknité desky
29
30
31
2.3.1 Vlastnosti sádrovláknitých a konstrukčních sádrokartonových desek
32
2.3.2 Sortiment sádrovláknitých desek Rigidur firmy Rigips
34
2.4 Speciální sádrové desky
35
2.4.1 Speciální sádrová deska Glasroc H
35
2.4.2 Speciální sádrové desky Glasroc F Riflex a Ridurit
35
2.4.3 Stavební deska RB(A) ActivÁir
35
2.4.4 Sádrové desky s vysokým difuzním odporem
36
2.5 Desky pojené cementem
2.5.1 Cementotřískové desky
36
2.5.2 Vláknocementové desky
36
36
2.6 Cementotřískové desky v dřevostavbách
37
2.7 CETRIS® - podlahové aplikace
38
2.7.1 Podlahové desky CETRIS® PD (podlahy na nosnících)
38
2.7.2 Podlahové souvrství desek CETRIS® 12mm (systém lehkých plovoucích podlah)
39
1
Materiály pro dřevostavby
2.7.3 CETRIS® - fasádní desky
40
3 TEPELNĚ IZOLAČNÍ MATERIÁLY
3.1 Úvod
43
3.2 Minerální izolace
43
3.2.1 Kamenná vlna
43
3.2.2 Skelná vlna
46
3.2.3 Pěnové sklo
48
3.3 Organické/přírodní izolace
49
3.3.1 Tepelná izolace ze slámy
50
3.3.2 Tepelná izolace z ovčí vlny
51
3.3.3 Konopné tepelné izolace
53
3.3.4 Dřevovláknité tepelné izolace
54
3.3.5 Energetická bilance vybraných organických tepelných izolací
56
3.4 Syntetické izolace
57
3.4.1 EPS
57
3.4.2 XPS
60
3.4.3 PUR, PIR
61
3.5 Speciální izolace
63
3.5.1 Vakuové izolační panely
63
3.5.2 Aerogel
64
3.5.3 Termonátěry
65
3.5.4 Transparentní tepelná izolace
3.6 Dělení tepelných izolací podle způsobu aplikace
2
43
66
66
3.6.1 Foukané tepelné izolace
66
3.6.2 Stříkané tepelné izolace
67
3.6.3 Sypané tepelné izolace
67
3
Úvod
Dřevostavby se za uplynulých 20. let staly nedílnou součástí moderního stavitelství. Velmi dobře zdomácněly na stavebním trhu a jejich popularita u investorů stále roste. Pestrá paleta konstrukčních systémů, výrobků a materiálů pro dřevostavby umožňuje projektantům, stavitelům a zejména investorům
plnit si své sny. Každá dřevostavba vzniká spojením nosných prvků, oplášťujících desek, tepelných,
akustických a požárních izolací. Množinu materiálů využívaných v dřevostavbách rozšiřuje také mnoho
doplňkových a systémových prvků. Jsou to například parozábrany, parobrzdy, nebo speciální těsnící pásky. Pouze správná kombinace jednotlivých „ingrediencí“ zajistí dřevostavbám bezporuchovost
a dlouhou životnost.
Materiálů pro dřevostavby je na stavebním trhu celá řada a není vždy jednoduché najít ideální řešení při
splnění požadavků norem i investorů. Autoři této brožury si dali za cíl vypsat co nejvíce materiálů pro
dřevostavby, zhodnotit jejich výhody i nevýhody a porovnat je navzájem z hlediska užitných vlastností
a vhodnosti použití. Zejména projektantům tak tato brožura dá jednoduchý nástroj, podle kterého mohou najít ideální materiál pro tu kterou část konstrukce. Pro přehlednost jsou vypsané materiály rozděleny do tří kapitol. Na nosné prvky dřevostaveb, oplášťující desky a materiály pro tepelné izolace.
1
NOSNÉ PRVKY DŘEVOSTAVEB
Ing. Josef MYNÁŘ, Ing. Jiří TESLÍK
Hlavní funkcí nosné konstrukce je přenášet a zvládat veškerá zatížení, která na ní působí. Nosná konstrukce přenáší převážně svislá zatížení, která vyvozuje vlastní váha objektu, užitné zatížení a jiná nahodilá zatížení. U všech objektů se vyskytují také zatížení vodorovná. Ty vznikají působením větru, účinky
sedání stavby, teplotní roztažností konstrukce, apod. U dřevostaveb máme několik základních typů
nosných konstrukcí. Srubové, hrázděné, sloupové, skeletové, rámové a panelové. Asi nejrozšířenějším
typem v dnešní době jsou rámové a panelové nosné konstrukce. Základním nosným prvkem u rámových konstrukcí je svislý sloupek. Svislé sloupky jsou umístěny v pravidelných roztečích a spolu s vodorovnými prvky (základový práh, pozední věnec) tvoří nosný rám. Pro stavbu si můžeme vybírat z mnoha
typů sloupků, které se dělí podle tvaru, typu, rozměrů a použitého dřeva. Panelových nosných prvků
je také několik typů. Například to mohou být sendvičové panely z OSB desek a tepelnou izolací z PPS
nebo PUR pěny. Moderní a velmi zajímavou variantou jsou celodřevěné masivní panely. V této kapitole
budou popsány a navzájem porovnány některé z nosných prvků a materiálů, které se v dřevostavbách
využívají nejčastěji.
Vzhledem k rozmanitosti nabídky materiálů a konstrukčních prvků nelze zcela jednoznačně a jednoduše
říci, který produkt je lepší či horší. Je ale potřeba vždy zohlednit oblast použití, požadavky na materiál
z hlediska statiky, stability, vlhkosti, povrchu a nerozhodovat se jen dle ceny. S čímž se bohužel v dnešní
době setkáváme nejčastěji. Přece jenom tyto materiály jsou určeny pro nosné konstrukce dřevostaveb,
které mají vydržet desítky let. Proto je rovněž velice důležité profesionální návrh, zpracování projektu
a v neposlední řadě správné zabudování do konstrukce. Každý, byť sebelepší materiál, který bude nevhodně použit či zabudován, nebude plnit účel, pro který byl původně zamýšlen.
4
Obr. 1-1: Nosná konstrukce dřevostaveb, výzva pro projektanty, architekty, statiky
a realizátory, zdroj http://www.cadwork.com
1.1 Těžký dřevěný skelet - TDS
Těžké dřevěné skelety (Heavy timber constructions) se v současnosti využívají zejména pro výstavbu
objektů většího rozsahu a vícepodlažních dřevostaveb. Konstrukce těžkých dřevěných skeletů se velmi
podobá například skeletům ocelovým. Navzájem se kombinují nosné prvky svislé (sloupy) a vodorovné
(průvlaky, trámy, vaznice). Nosná konstrukce může být vyrobena z různých materiálů. Klasickým materiálem je rostlé řezivo. Výhodou rostlého řeziva je nízká cena, jednoduchost zpracování a snadná dostupnost jak materiálu, tak tesařských firem. Nevýhodou je však omezená únosnost, dotvarování dřevěných
prvků, horší požární odolnost a možnost biologického napadení. Dalšími materiály, které se hojně využívají, jsou například KVH řezivo, lepené lamelové dřevo – LLD, lepené vrstvené lamelové dřevo – LVL,
lepené vrstvené hranoly - BSH. Výhodou uvedených materiálů je rozměrová přesnost jednotlivých prvků, malé tvarové a objemové změny, vyšší požární odolnost v porovnání s rostlým řezivem, rozměrová
variabilita prvků a možnost dimenzovat prvky na velká rozpětí. Nespornou výhodou je možnost vyrábět
i zakřivené prvky. Cena v porovnání s rostlým řezivem je však několikanásobná. Pokud budeme porovnávat pevnostní parametry rostlého řeziva s LLD, LVD zjistíme, že se výrazně neliší. Z LLD, LVL je možno
vyrábět nosné prvky velkých rozměrů a tedy výrazně zvýšit jejich nosnost. U rostlého řeziva musíme
vycházet z dimenzí prvků, které jsou obvyklé. Tabulka Tab. 1-1 uvádí charakteristické hodnoty pevnosti
a tuhosti rostlého jehličnatého řeziva a LLD třídy 24. Hodnoty jsou převzaty z normy ČSN 73 1702 (DIN
1052:2004-08).
Tab. 1-1: Charakteristické hodnoty pevnosti, tuhosti a hustoty dle ČSN 73 1702 Jehličnaté řezivo
Kombinované lepené lamelové dřevo
Třída pevnosti
C24
GL24h
GL24c
Hustota kg/m3
350
Charakteristiky pevnosti
380
350
N/mm2
Ohyb fm,k
24
24
24
Tah rovnoběžně ft,0,k
14
16,5
14
Tah kolmo ft,90,k
0,4
0,5
0,5
Tlak rovnoběžně fc,0,k
21
24
21
Tlak kolmo fc,90,k
2,5
2,7
2,4
Smyk a kroucení fv,k
2,7
3,5 (2,5)
5
Charakteristiky tuhosti
Modul pružnosti rovnoběžně E0,mean
N/mm2
11000
11600
11600
Kolmo E90,mean
370
390
320
Modul pružnosti ve smyku Gmean
690
720
590
Obr. 1-2: Použití nosníků z lepeného lamelového dřeva na zastřešení stadionu
v Richmondu (Kanada), zdroj http://arch-re-review.blogspot.cz
Obr. 1-3: Nosná konstrukce TDS
z masivního dřeva, RD Kramolna
Obr. 1-4: Přiznané nosné prvky
v interiéru objektu, RD Kramolna
Výhody těžkého dřevěného skeletu:
•
•
•
•
•
•
6
Rychlá, jednoduchá montáž nosné konstrukce, stavba je rychle „pod střechou“
Variabilita interiéru
Možnost ponechat přiznané dřevěné nosné prvky v interiéru
U přiznaných nosných prvků jednoduchá kontrola jejich stavu
Jednoduchá a rychlá montáž nosných prvků obvodového pláště
Menší statické nároky na obvodový plášť, např. větší rozteče a menší dimenze sloupků
Nevýhody těžkého dřevěného skeletu:
•
•
•
•
•
•
Montáž nosné konstrukce musí provést odborná tesařská firma
Je nutno zajistit vodorovné ztužení objektu (šikmé vzpěry)
Nosné prvky mohou narušovat vzduchotěsnou obálku budovy
Nosné prvky mohou tvořit tepelné mosty
Problematická montáž vnitřního opláštění stěn
Problematické zajištění vzduchotěsnosti (napojení oplášťujících desek na skelet)
1.2 Lehký dřevěný skelet - LDS
Lehký dřevěný skelet (anglicky „Platform Frame System”) je typický konstrukční systém využívaný pro
výstavbu rodinných domů a dřevostaveb s menšími rozpony nosných svislých konstrukcí do dvou nadzemních podlaží. Svislou nosnou konstrukci tvoří rámy složené z vodorovných prvků (základový práh,
pozední věnec) a svislých sloupků. Pro vodorovné i svislé nosné prvky se využívají nejčastěji rostlé či
KVH řezivo. Na stavebním trhu se však můžeme setkat s nosnými prvky ve tvaru I a poslední dobou
také s žebříkovými nosníky. V této kapitole je uvedeno základní dělení lehkých dřevěných skeletů dle
použitého typu svislých nosníků - sloupků.
1.2.1 Systém „Two by Four“
Jedná se o „klasický“ konstrukční systém dřevostaveb, který vznikl v USA na konci 19. století. Svislé
nosné prvky – sloupky jsou tvořeny fošnami z masivního dřeva o rozměrech 2 x 4 palce, tedy přibližně
50/100 mm. V dnešní době se nejčastěji využívají sloupky o rozměrech 160/60, 180/60, 200/60. Sloupky
se umisťují mezi vodorovné nosné prvky v rozteči 625 mm. Rám z nosných prvků se opláští konstrukční
nosnou deskou, která zajistí tuhost celé konstrukce. Systém „Two by Four“ je konstrukčně jednoduchý
a výstavba je velmi rychlá. Nicméně použití masivního rostlého řeziva má i své nevýhody. Může docházet k sesychání prvků a deformacím konstrukcí. Masivní sloupky tvoří v konstrukci tepelné mosty
a snižují účinnost tepelné izolace, která se mezi ně vkládá, až o 20 %. V případě zvýšených požadavků
na tepelně izolační schopnosti obvodové konstrukce, například v pasivní výstavbě, je nutno zateplovat
obvodový plášť kontaktním zateplovacím systémem.
Obr. 1-5: Rámová nosná konstrukce
“Two by Four”,
zdroj http://www.pk-projekt.cz
Obr. 1-6: Typická skladba obvodového
pláště “Two by Four” s kontaktním
zateplením
7
Výhody:
•
•
•
•
•
Rychlá a technologicky jednoduchá montáž nosné konstrukce
Nosné prvky jsou umístěny mimo kondenzační zónu (při použití zateplení z vnější strany)
Ekonomicky výhodné řešení při použití rostlého řeziva
Snadné opracování a spojování dřevěných prvků
Rozšířená technologie – velké zkušenosti a znalosti realizačních firem
Nevýhody:
• Nutnost provést zateplení při zvýšených požadavcích na tepelně izolační parametry
• Rozměrové omezení nosných prvků – sloupků (obvyklý rozměr 180/60 mm) a tloušťky tepelné
izolace vkládané mezi sloupky
• Sloupky tvoří systematické tepelné mosty
• Konstrukce je složena z mnoha vrstev
1.2.2 Dřevěné I-nosníky
Moderními nosnými prvky, které lze využít pro výstavbu lehkých dřevěných skeletů, jsou prefabrikované
dřevěné nosníky tvaru I. I-nosníky jsou konstruovány z pásnic a stojin. K výrobě pásnic se obvykle používá jehličnatého KVH řeziva spojovaného šípovými spoji. Umělé vysoušené řezivo strojově opracované
má vysoký stupeň jakosti a zároveň zachovává vysoké pevnostní parametry. Na stojiny pak může být
použita dřevovláknitá tvrdá deska s drážkovým spojem. Na stavebním trhu se můžeme setkat s nosníky, které mají pásnice vyrobeny z OSB desek. Jedním z největších dodavatelů konstrukčních systémů
dřevostaveb z I nosníků je firma STEICO. Výrobky STEICO Joist a STEICO Wall jsou v této brožuře použity pro představení možností využití I dřevěných nosníků.
Obr. 1-7: Dřevěný I-nosník STEICO Joist,
zdroj: steico.de
8
Tab. 1-2: Charakteristické pevnostní charakteristiky prvků STEICO Joist pro navrhování podle EC5 Tab. 1-2: Charakteristické pevnostní charakteristiky prvků STEICO Joist pro navrhování podle EC5
Obr. 1-8: Použití dřevěných I-nosníků STEICO Joist v konstrukci střechy, RD Kramolna.
Výhody:
•
•
•
•
•
•
•
Nízká hmotnost při vysoké únosnosti
Variabilita tlouštěk prvků, 160 – 400 mm
Prvky pro svislé i vodorovné konstrukce (STEICO Wall, Joist)
U vodorovných prvků lze přenést velká rozpětí, až 8 m
Eliminace tepelných mostů
Možnost zesílení nosných prvků zdvojením
Tvarová a objemová stálost
Nevýhody:
• Štíhlé a subtilní prvky jsou náchylné na působení svislých a vodorovných sil s excentricitou
• Náročnější řešení spojů, nutno spoje zesilovat příložkami, větší potřeba speciálních spojovacích prvků
• Možný akustický most v případě, kdy je nosník přes celou tloušťku konstrukce (např. obvodová stěna)
• V místě zesílení nosných prvků příložkami vznikají tepelné mosty
9
Tab. 1-3: Geometrické parametry vyráběných dřevěných I-nosníků STEICO
Tab. 1-3: Geometrické parametry vyráběných dřevěných I-nosníků STEICO
Obr. 1-9: Ukázka řešení technických detailů I-nosníky STEICO
1.2.3 Žebříkové nosníky
Alternativou k plnostěnným dřevěným I-nosníkům jsou nosníky žebříkové. Skládají se ze svislých stojin
a pásnic. Pásnice jsou obvykle z OSB desek. Pásnice nejsou plnostěnné, ale přerušené. Při výrobě
10
nosníků dochází k úspoře materiálu a eliminuje se tepelný most, který plnostěnná pásnice vytváří. Je
však nutno podotknout, že tepelný most u plnostěnných pásnic je velmi malý. Stojiny jsou pak obvykle
vyrobeny z masivního dřeva a to buď z hranolů 60x40 mm. V případě většího svislého zatížení nosníků
mohu být hranoly i v jiných rozměrech, např. 80x80 mm. Žebříkové nosníky mají výhodu ve variabilitě
rozměrů použitých prvků. Je také velmi jednoduché konstruovat nosníky pro velké tloušťky tepelné izolace (40 – 50 cm). Nosníky s přerušovanou pásnicí lze však využívat pouze pro svislé konstrukce a nikoli
jako například vodorovné stropní trámy. Propojení pásnic a stojin je zajištěno hřebíky nebo vruty. V případě, že bude konstrukce s žebříkovými nosníky zateplena foukanou izolací, doplňují se nosníky perlinkou (Obr. 1-10). Ta zajistí rozdělení konstrukce na jednotlivé komory, které jdou zafoukat tepelnou izolací.
Obr. 1-10: Ukázka skladby obvodové stěny dřevostavby
s žebříkovými LAG nosníky
Výhody:
•
•
•
•
•
•
•
Úspora řeziva (záleží jaký typ a profil nosníků využijete)
Eliminace tepelných mostů
Jednoduchá výroba nosníků
Možnost aplikace foukané izolace z boku konstrukce (přes více komor)
Variabilita průřezu sloupků nosníku (stojina z interiéru i exteriéru nemusí mít stejný profil)
Přerušovaná pásnice usnadňuje vedení rozvodů ve stěnách
Variabilita tlouštěk nosníků
11
Obr. 1-11: Žebříkový nosník LAG, stojina ze čtyř hranolů 60/40,
pásnice z OSB desky tl. 15 mm
Nevýhody:
• Dřevo na straně exteriéru může být v kondenzační zóně
• Použitím rostlého řeziva menších profilů pro stojiny může docházet ke kroucení, tvorbě trhlin,
štípání stojin při montáži opláštění (možnost použít KVH)
• Pracnost výroby u dvojitých žebříkových nosníků
• Problematické vkládání tepelné izolace v místech pásnic
• U dvojitých nosníků vychází styk oplášťujících desek mezi stojiny
• Složitější řešení detailů, např. kotvení rámů oken, dveří
• Většinou necertifikovaný systém, bez definovaných hodnot, např. REI
1.3 Lepené dřevo (LD) a lepené lamelové dřevo (LLD)
– základní rozdělení
Jednotlivé konstrukční systémy se velmi odlišují, ale jejich základním prvkem v moderních dřevostavbách jsou převážné lepené dřevěné prvky. Společným jmenovatelem je, že se jedná o sušené dřevo
v rozmezí 8-15% vlhkosti. Nejčastěji se používá dřevina smrk. Dle ČSN EN 14 080:2013 Dřevěné konstrukce – Lepené lamelové dřevo a rostlé dřevo se produkty z lepeného dřeva dělí takto:
•
•
•
•
•
Konstrukční dřevo nastavované zubovitým spojem (KVH – Konstruktionsvollholz)
Lepené lamelové dřevo, lamely tl. max. 45mm (BSH – Brettschichtholz)
Lepené dřevo mimo lamelového (DUO balken, TRIO balken)
Složené (blokově lepené) lepené lamelové dřevo (block glued glulam)
Křížem lepené řezivo – CLT (Cross laminated timber) označované též jako BSP – Brettsperrholz
Systém lepení LD, LLD:
Použitá lepidla musí zajišťovat trvanlivé lepené spoje v lepených lamelových výrobcích během doby
životnosti konstrukce pro požadovanou třídu použití podle EN 1995-1-1. Dále pak musí splňovat limity z hlediska uvolňování nebezpečných látek. Dá se říci, že nejvíce sledovanou oblastí je uvolňování
12
formaldehydu. Dle oblasti použití rozeznáváme třídy uvolňování formaldehydu dle EN 717-1 a jejich limity
jsou uvedeny v následující tabulce.
Obr. 1-12: Třídy uvolňování formaldehydu dle EN 717-1
Na následujícím obrázku je možno vidět, jakým způsobem vznikne z rostlého dřeva lepené lamelové
dřevo a v jakém principu jsou jednotlivé lamely poskládány a kde je proveden cinkovaný spoj.
Obr. 1-13: Znázornění provedení produktů lepeného
dřeva včetně principu provedení zubovitého spoje (cinku)
Popis: 1. Rostlé dřevo, 2. Možnosti použití, 3. KVH,
4. Lepené dřevo, 5. Duo balkem, 6. BSH, 7. Použití BSH
např. pro vazníky, 8. Blokově lepené lamelové dřevo,
9. CLT , 10. CLT s velkým zubovitým spojem
Povinností výrobců je provádět jak mechanické zkoušky, tak i ověřovat emise formaldehydu. V současné době jsou dovoleny tyto skupiny lepidel:
• Fenolická a aminová lepidla (například MF, MUF, PRF, UF)
• Jednosložková polyuretanová lepidla (PUR) vytvrzující vlivem vlhkosti
• Emulzní polymerová izokyanátová lepidla (EPI)
KVH, DUO, TRIO, BSH
Použití těchto prvků je základem pro rámové a skeletové konstrukce různých typů a provedení. Používají
se jak pro stěnové, tak pro stropní a střešní prvky. Výběr jejich použití je dán požadavky projektanta
resp. statika z hlediska rozměrů, tvarové stálosti a statických vlastností, které jsou charakterizovány
13
pevnostními třídami dle EN 338. Nejčastěji se setkáme s požadavky např. C16, C24 pro KVH, DUO,
TRIO. GL24h nebo GL28h se uvádí pro BSH hranoly apod. Lamely jsou vizuálně třízeny dle výskytu
povolených vad dřeva a na základě toho zatřizovány do jednotlivých pevnostních tříd. Pro větší přehlednost uvádíme tabulky, kde jsou uvedeny základní parametry dle T-tříd.
U BSH hranolů rozeznáváme kombinované lepené lamelové dřevo (např. označení GL24c), což znamená, že vnější, mezilehlé a vnitřní vrstvy mohou být z jiné třídy pevnosti lamel. Dále pak BSH z homogenního lepeného lamelového dřeva (např. označení GL24h), kde jsou všechny lamely ze stejné třídy
pevnosti lamel.
Tab. 1-4: Charakteristické vlastnosti pevnosti a tuhosti pro T-třídy v N/mm2 a hustoty v kg/m3 pro prkna nebo fošny pro lepené
lamelové dřevo, ft,0,l,k charakteristická pevnost v tahu rovnoběžně s vlákny
Tab. 1-5: Skladba nosníku z homogenního lepeného lamelového dřeva a minimální
hodnoty pro pevnost v ohybu zubovitých
spojů v lamelách v N/mm2
Systémy pro stěnové konstrukce na bázi masivního dřeva
A) CLT- křížem lepené řezivo
B) Složené (blokově lepené) lepené lamelové dřevo (block glued glulam)
C) Systémy z masivního dřeva bez lepení:
–– Spojované kolíky z jednotlivých vrstev řeziva
–– Spojované hřebíky z jednotlivých vrstev řeziva
–– Spojované kolíky – křížem poskládané lamely (např. Thoma Holz)
–– Šroubované panely – křížem poskládané lamely (např. Dekpanel)
D) Složené průřezy – příčně lepené s mezerami (např. Lignotrend)
E) Dřevěné modulové zásuvné systémy (např. Steko)
14
Systémy pro stropní a střešní konstrukce na bázi masivního dřeva
A) Tyčovité systémy: trámový strop s použitím nosníků
B) Dřevěné složené systémy
–– Žebrové stropy (např. Novatop Element, Lignatur)
–– Skříňové stropy
C) Systémy z masivního dřeva
–– CLT- křížem lepené řezivo
–– Složené (blokově lepené) lepené lamelové dřevo (block glued glulam)
D) Spřažené systémy- např. ze dřeva a betonu
Obr. 1-14: Ukázka Duo, Trio hranolů
Obr. 1-15: Ukázka BSH hranolů
Obr. 1-16: Ukázka KVH hranolů
Obr. 1-17: Ukázka CLT
1.3.1 Výrobci CLT a obdobných systémů
V následující tabulce je uveden seznam výrobců konstrukčních systémů na bázi masivního dřeva. Rozsah a oblasti použití jsou natolik široké, že je v této publikaci nelze obsáhnout, a proto je uveden i odkaz
na webové stránky, kde je možno se s těmito systémy podrobněji seznámit.
15
Tab. 1-6: Výrobci CLT a systémů na bázi masivního dřeva (AT,DE,CH,IT,CZ), zdroj: Holzkurier 10.14 výrobní kapacita
(m3)
Název
www
2013
2014
lepení
Max.formát (m)
(plán)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Agrop Nova
(Novatop)
Binder Holz
Dekpanel
Eugen Decker
Femada
Haaslacher
Norice Timber
KLH
Lignatur
Lignotrend
Mayr Melnhof
Systemholz
Merk Timber
MHM-Massiv
Holz Mauer
Moser
Holzbau
Pius Schuler
Schilliger holz
Stephan Holz
Stora Enso
Timber
Thoma Holz
W.u.J. Derix
X-lam Dolomiti
www.novatop-system.com
6000
6000
PUR,MU
2,95x12
www.binderholz.com
https://dektrade.cz
www.eugen-decker.de
http://femadatimber.com/
http://www.hasslacher.at
80000
25000
30000
95000
- 25000
30000
PUR
šroubované
PUR
_
MUF
1,25x24;3,5x22
3,5x12
3,3x16
_
3,2x20
www.klh.cc
www.lignatur.ch
www.lignotrend.de
www.mm-holz.com
78000
27000
50000
90000
27000
50000
PUR
PUR
PUR
MUF
2,95x16,5
_
0,625x18
3x16,5
www.merk.de
www.massivholzmauer.de
29000
-
29000
- MUF,PUR
_
4,8x20
_
www.moser-holzbau.ch
5000
- PUR
3,5x16
www.pius-schuler.ch
www.schilliger.ch
www.stephan-holz.de
www.storaenso.com/clt
13000
6000
95000
- 13000
6000
105000
_
PUR
PUR
PUR
3x9
3,4x13,7
4x20
2,95x16
www.thoma.at
www.derix.de
www.xlamdolomiti.it
15000
8500
- 15000
10000
- Bukové kolíky 3x8
MUF
3,5x18
PUR
3,5x13,5
1.3.2 Novatop – stavební systém z masivního lepeného dřeva
(výrobce Agrop Nova a.s.)
Pro příklad výrobků CLT a obdobných systému na bázi lepeného masivního dřeva bude použito portfolio výrobků firmy Agrop Nova a.s a stavebního systému Novatop.
NOVATOP je ucelený stavební systém z velkoformátových panelů na bázi masivního, křížem lepeného
dřeva (CLT). Jednotlivé prvky lze kombinovat s jinými konstrukcemi nejen na bázi dřeva, ale i betonu
či oceli. Systém NOVATOP je vhodný pro výstavbu rodinných a bytových domů, administrativních budov, škol, sportovišť či velkých průmyslových hal. Efektivní řešení nabízí i v přístavbách a nadstavbách.
Praxe úspěšně prověřila, že splňuje přísná kritéria pro stavění pasivních a energeticky šetrných staveb.
16
Zpracování: Všechny panely NOVATOP jsou zpracovány z lamel z masivního rostlého dřeva sušeného
na 8% vlhkost. Vlhkost při expedici činí 10 % ± 3 %. Veškeré opracování se provádí na základě odsouhlasené výrobní dokumentace na CNC strojích, které pracují podle CAD dat.
Manipulace/montáž: Vzhledem k vysokým hmotnostem jednotlivých panelů jsou k manipulaci vhodné jeřáby a speciální vozidla (vysokozdvižné vozíky). Vždy je nutné předem definovat maximální zdvihané zatížení a dosah. Opracované panely jsou expedovány přímo na místo montáže. Jednotlivé panely
se usazují s pomocí jeřábu. Panely se spojují vruty do dřeva a spojování s ostatními konstrukcemi se
provádí pomocí různých druhů stavebního kování.
Certifikace: Natureplus, Evropské technické schválení (ETA), značení CE a všeobecné stavební osvědčení Zulassung. Používané jehličnaté řezivo je držitelem certifikátu PEFC a osvědčení ISPM.
Výhody:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rychlá a přesná výstavba hrubé stavby díky velkoplošných panelům až 2,95x12m
Variabilní systém nosných konstrukcí stěn
Tvarově stálé panely s vysokou statickou únosností
Minimalizace tepelných mostů
Difúzně otevřená konstrukce bez fóliových parozábran
Jednoduché a bezpečné skladby obvodových i vnitřních konstrukcí
Vzduchotěsnost (vzduchová neprůvzdušnost) panelů je důležitá pro nízkoenergetické a pasivní stavby
Dlouhý fázový posun, zejména v kombinaci s dřevovláknitými izolacemi
Dobrá požární odolnost
Možnost přípravy tras rozvodů přímo v panelech (elektroinstalace)
Možnost přiznání panelů v interiéru (ponechání pohledového dřeva)
Nevýhody:
• Nutnost manipulace jeřábem kvůli větší hmotnosti panelů
• Nutnost zabezpečit vjezd na staveniště pro kamion
• O něco vyšší cena v porovnání s jinými konstrukčními systémy
Novatop systém se skládá z několika konstrukčních prvků:
NOVATOP SOLID - Stěnové panely na bázi vrstveného masivního dřeva.
NOVATOP ELEMENT - Duté žebrové prvky na bázi vícevrstvých masivních desek, které lze doplnit
o izolace a instalace.
NOVATOP OPEN - Panely s volitelným stupněm prefabrikace, které spojují výhody známého dimenzování hranolů a vícevrstvé desky.
NOVATOP STATIC - Pětivrstvé masivní desky, pro konstrukce se zvýšenými statickými nároky, používá se převážně pro tenké přesahy střešních konstrukcí.
17
Na následujících obrázcích je možné vidět princip skladby panelů Novatop z křížem vrstveného dřeva.
Obr. 1-18: Schéma tří a pěti-vrstvé
konstrukce
Obr. 1-19: Schéma šesti-vrstvé
konstrukce
NOVATOP SOLID
Použití: Stavební konstrukční prvek pro nosné i nenosné stěny, popř. stropy.
Popis: Panely SOLID typu CLT (cross laminated timber) se vyrábí z jehličnatého řeziva sušeného na 10
% ± 3 %. Každá vrstva panelu je tvořena z lamel z rostlého smrkového dřeva. Tloušťka vrstev může být
různá a určuje konečnou tloušťku panelu. Lamely středové vrstvy jsou lepeny podélně a délkově jsou
napojovány natupo anebo mohou být průběžné. Jejich tloušťka je maximálně 42 mm. Vnější vrstvy se
vyrábí z průběžných lamel o tloušťce 6 nebo 9 mm a šířce 93 až 143 mm. Na jedné desce je vždy stejná
šířka povrchových lamel a jsou obrácené pravou stranou k povrchu. Podélné spoje lamel v každé vrstvě jsou slepeny mezi sebou. Použité lepidlo je vodovzdorné a lepení povrchových lamel odpovídá AW
100, případně D4 dle EN 204. Kvalita broušení odpovídá zrnitosti 100 (hrubší broušení na objednávku).
Panely jsou díky podélně lepeným spárám vzduchotěsné již při tloušťce 62 mm.
Tab.1-7: Tabulka hlavních parametrů Novatop Solid Požadavky:
ETA 12/0079. Vstupní materiály jsou certifikovány Natureplus.
Dřevina:
Smrk
Vlhkost:
10 % ± 3 %
Kvality:
Pohledová (odpovídá B) / Nepohledová (odpovídá C)
Standard. formáty (mm):
6 000 x 2 500, 6 000 x 2 100, 5 000 x 2 500, 5 000 x 2 100
Max. 12 000 x 2 950 (Spojení jednotlivých panelů: podélným přeplátováním nebo s příložkou).
Rozměrové tolerance dle
Tolerance jmenovité šířky a délky: ± 2 mm
EN13353
Přímost boků: ± 1 mm/m
Pravoúhlost: ±1 mm/m
Povrch:
Broušeno – K 50, 100
Lepidlo
Melaminové lepidlo dle EN 301, PU podle EN 15425
Emisní třída formaldehydu
E1 podle EN 717-1 (max. 0,124 mg/m3)
Koeficient sesychání a bobtnání α (%/%) 0,002 – 0,012 %
Hustota
cca 490 kg/m3
Reakce na oheň
D-s2,d0 podle EN 13501-1
0,13 W/mK podle EN ISO 10456
Tepelná vodivost (λ)
Měrná tepelná kapacita cp
1.600 J/kg.K podle EN ISO 10456
18
Faktor difúzního odporu (μ)
Zvuková pohltivost
Vzduchová neprůzvučnost (dB)
200/70 (suchý/vlhký) podle EN ISO 10456
250 – 500 Hz – 0,1 1000 – 2000 Hz – 0,3
R = 13 x log (ma) + 14
ma – plošná hmotnost kg/m2
Typy panelů: Pro nosné obvodové a vnitřní stěny:
SOLID 62 mm (9p - 44q - 9p) – Tento typ panelu je vhodný pro obvodové nosné stěny u přízemních
domů, dále na vnitřní nosné i nenosné stěny.
SOLID 84 mm 2 x (9p - 24q - 9p) – Nejčastěji používaný panel pro obvodové nosné stěny 2-3 podlažních domů, nejvhodnější pro přiznání v interiéru (pohledová kvalita) při požární odolnosti REI 30.
SOLID 124 mm 2 x (9p - 44q - 9p) – Stěnový panel pro vícepodlažní domy, popř. na stěny, které
přenáší větší zatížení. Při pohledové kvalitě požární odolnost REI 45.
Pro stropní konstrukce:
SOLID 81 mm 3 x (9p - 9q - 9p)
SOLID 84 mm 2 x (9p - 24q - 9p)
SOLID 116 mm (9p - 9q - 9p/9p - 44q - 9p/9p - 9q - 9p)
Obr. 1-20: Konstrukční prvek Novatop Solid tloušťky
62, 84, 124 mm
NOVATOP ELEMENT
Použití: Stavební konstrukční prvek pro stropní a střešní konstrukce.
Popis: NOVATOP ELEMENT – jsou velkoplošné žebrové panely vyrobené z vícevrstvých masivních
smrkových desek, jedná se o stavební konstrukční prvek. Konstrukce elementu je tvořena nosnou
spodní deskou, jejíž tloušťka je závislá na požadované požární odolnosti konstrukce (REI 30,45,60). Na
19
ni jsou nalepena příčná a podélná žebra, jejichž výška je závislá na požadované nosnosti elementu. Celá
konstrukce je uzavřena horní deskou. Spojení desek a žeber se provádí lepením a lisováním za studena.
Dutiny mezi žebry lze osazovat tepelnou a zvukovou izolací nebo v nich připravovat trasy pro rozvody.
Elementy mohou být dodávány se spodní deskou v pohledové kvalitě, popř. opláštěné už ve výrobě
vícevrstvou deskou z jedle bělokoré či akustickým panelem.
Obr. 1-21: Novatop Element
Tab 1-8: Tabulka hlavních parametrů Novatop Element Požadavky
ETA-11/0310
Dřeviny
Smrk středoevropský
Kvalita povrchu
Nepohledová konstrukční (odpovídá C) Pohledová interiérová
(odpovídá B)
Velkoplošný formát
Max 12.000 x 2.450 mm
Standardní formáty (mm)
Výšky: 160, 180, 200, 220, 240, 280, 300, 320, max. 400
Šířky: 1030, 2090, 2450, max 2.450
Délky: dle projektové dokumentace, standardně 6.000, max
12.000 (prodloužení cinkovaným spojem a vnitřním vyztužením)
EN13353
Povrch
Broušeno - K 50, 100
Lepidlo
E1 podle EN 717-1 (max. 0,124 mg/m3)
Vlhkost
10 % ± 3 %
1.600 J/kg.K dle EN ISO 10456
Hustota (SWP)
cca 490 kg/m3
Reakce na oheň
Tepelná vodivost (λ) desek použi- 0,13 W/mK, při hustotě 490 kg/m3 podle EN ISO 10456
tých pro výrobu
Faktor difúzního odporu (μ pro
SWP)
20
NOVATOP OPEN
Použití: Stavební konstrukční prvek pro stropní a střešní konstrukce i stěny.
Obr. 1-22: Schéma konstrukčního prvku Novatop Open
Popis: NOVATOP OPEN je tvořen nosnou spodní vícevrstvou deskou z masivního dřeva (SWP – Solid
wood panel), na kterou jsou nalepeny hranoly plnící nosnou funkci (KVH, DUO, TRIO, BSH, I-nosníky)
v základní osové vzdálenosti 625 mm. K vyztužení po obvodu a kolem stavebních otvorů se vkládají
příčná ztužující žebra. Dimenze a rozestupy hranolů lze upravovat dle požadavků projektu. Spojení desek a žeber se provádí lepením a lisováním za studena. Dutiny mezi hranoly je možné osazovat tepelnou
izolací. OPEN element je možné uzavřít dalším plošným materiálem – difúzně otevřeným (např. sádrovláknité desky, DHF, DFP, apod.). Elementy OPEN mohou být dodávány se spodní deskou v pohledové
kvalitě, popř. opláštěné už ve výrobě vícevrstvou deskou.
Tab. 1-9: Tabulka hlavních parametrů prvku Novatop Open Dřeviny
Kvalita povrchu (SWP)
Nepohledová konstrukční (odpovídá C) Pohledová interiérová
(odpovídá B)
Stropní a střešní konstrukce: 12.000 x 2.450 mm (SWP s cinkovaným spojem)
Stěnové konstrukce: 12.000 x 2.950 mm
Tloušťka SWP : 27 mm (9/9/9), 19 mm (6/7/6).
Celková výška: 227 mm, 247 mm, 267 mm a jiné
Šířka: 1030, 2090, 2450, max. 2.450 mm
Délka: dle projektové dokumentace, standardně 6.000, max.
12.000 mm
Rozměry KVH (DUO, TRIO, BSH, I-nosníky): 200/60; 220/60;
240/60 mm a jiné
EN13353
Lepidlo
E1 podle EN 717-1 (max. 0,124 mg/m3)
Vlhkost (SWP)
10 % ± 3 %
(SWP)
21
Hustota (SWP)
Reakce na oheň (SWP)
Tepelná vodivost (SWP) λ
Faktor difúzního odporu (SWP) μ
Zvuková pohltivost (SWP)
Vzduchová neprůzvučnost (SWP)
dB
cca 490 kg/m3
0,13 W/mK, při hustotě 490 kg/m3 podle EN ISO 10456
1.600 J/kg.K dle EN ISO 10456
250 – 500 Hz – 0,1 1000 – 2000 Hz – 0,3
R = 13 x log (ma) + 14
NOVATOP STATIC
Použití: Stavební konstrukční prvek pro konstrukce se zvýšenými statickými nároky zejména pro tenké
střešní přesahy.
Popis: Panely STATIC se vyrábí z jehličnatého řeziva sušeného na 10 % ± 3 %. Každá vrstva desky je
tvořena lamelami z masivního rostlého dřeva. Pětivrstvá deska má dvě rovnoběžné povrchové vrstvy
z každé strany a jednu středovou vrstvu s kolmým průběhem vláken k průběhu vláken povrchových
vrstev. Tloušťka vrstev může být různá a určuje konečnou tloušťku desky. Lamely středové vrstvy jsou
lepeny podélně a délkově jsou napojovány natupo anebo mohou být průběžné. Jejich tloušťka je maximálně 42 mm. Vnější vrstvy se vyrábí z průběžných lamel o tloušťce 6 nebo 9 mm a šířce 93 až 143
mm. Na jedné desce je vždy stejná šířka povrchových lamel a jsou obrácené pravou stranou k povrchu.
Podélné spoje lamel v každé vrstvě jsou slepeny mezi sebou. Použité lepidlo je vodovzdorné a lepení
povrchových lamel odpovídá AW 100, případně D4 dle EN 204. Kvalita broušení odpovídá zrnitosti 100
(hrubší broušení na objednávku).
Tab. 1-10: Tabulka hlavních parametrů prvku Novatop Static Požadavky
EN13353, EN13986, CE
Provozní třídy
SWP/1, SWP/2 podle EN 13353
Dřeviny
Kvalita povrchu
Nepohledová konstrukční (odpovídá C) Pohledová interiérová (odpovídá
B)
12.000 x 2.500 (Spojení cinkovaným spojem)
NOVATOP STATIC L (podélný
NOVATOP STATIC Q (příčný směr
směr vláken)
vláken)
Délky: 2.500, 5.000, 6.000
Délky: 4.950 (s cinkovaným spojem)
Šířky: 1.040, 1.250, 2.100, 2.500
Šířky: 2.500
Tloušťky: 45, 60
Tloušťky: 45, 60
EN13353
Povrch
Lepení
Lepidlo
Vlhkost
22
Broušeno – K 50, 100
AW100 podle DIN 68705, SWP/3 podle EN 13354
Melaminové lepidlo
E1 podle EN 717-1 (max. 0,124 mg/m3)
10 % ± 3 %
Koeficient sesychání
a bobtnání
Hustota
Reakce na oheň
Tepelná vodivost (λ)
Faktor difúzního odporu (μ)
Zvuková pohltivost
Vzduchová neprůzvučnost
(dB)
α (%/%) 0,002 – 0,012 %
cca 490 kg/m3
0,13 W/mK podle EN ISO 10456
1.600 J/kg.K podle EN ISO 10456
250 – 500 Hz – 0,1 1000 – 2000 Hz – 0,3
R = 13 x log (ma) + 14
1.3.3 Specifika zabudování do konstrukce systému Novatop, oblasti použití
Celý dům je jedna velká stavebnice. Masivní velkoformátové panely NOVATOP se vyrábí na míru v přesných formátech, s vybraným opracováním spojů, s otvory pro okna a dveře a s dalšími individuálními
úpravami jako příprava tras pro rozvody či doplnění tepelné a zvukové izolace. Tyto hotové panely jsou
expedovány přímo na staveniště, kde se z nich za pomoci jeřábu sestaví během několika hodin celý
objekt. Stavět lze přímo z kamionu bez další meziskladovací manipulace anebo se balíky nejprve složí
z kamionu a až následné se provádí montáž. Konstrukce domu se staví na připravenou a odizolovanou
základovou desku, k ní se panely připevňují pomocí L profilů. Panely se spojují vruty do dřeva a spojování s ostatními konstrukcemi se provádí pomocí různých druhů stavebního kování. Hrubou stavbu
rodinného domu je možno postavit za 1-3 dny dle složitosti konstrukce.
Na obvodové stěny se z vnějšku aplikuje tepelná izolace, konečnou vnější úpravou může být libovolný
fasádní systém na bázi systémové fasádní omítky nebo provětrávané zavěšené dřevěné fasády, na střeše jakákoli střešní krytina. Výplně otvorů (okna a dveře) volíte dle požadavků a nároků stavby.
V interiéru lze panely NOVATOP ponechat v pohledové kvalitě masivního smrkového dřeva anebo opatřit vrstvou sádrovláknité či sádrokartonové desky, která se pak může libovolně upravit omítkou, obkladem či tapetou. Rozvody a instalace jsou vedeny za vnitřním opláštěním, v případě pohledové kvality
jsou již ve výrobě zafrézovány uvnitř komponentů.
23
Obr. 1-23: Ukázky z realizací staveb ze sytému NOVATOP v ČR, Itálii, Francii
Tab. 1-11: Porovnání „klasického“ CLT řeziva a systému Novatopu CLT
Novatop
Vlhkost dřeva
při sušení
12%
8%
Typ řeziva
pro vnější
vrstvy
Lepení ve
spárách
Použití na
stropy
12-45mm
dle výrobce, častější výskyt prasklin
při nízké relativní
vzdušné vlhkosti
boční
řezivo
dle výrobce,
někteří ano,
někteří ne
vhodné díky
tlustší tahové a tlakové
lamele
9-44mm
B kvalita bez
prasklin díky systému lepení a sušení
středové
řezivo
ano
pro tento typ
použití je lépe
N.Element
oproti N.Solid
Tlouštky
lamel
Pohledovost
Statická
únosnost
1.4 Porovnání jednotlivých materiálů/prvků, možností využití
v konstrukcích včetně jejich výhod a nevýhod
V tabulce Tab. 1-12 jsou uvedeny srovnávací kritéria vybraných konstrukčních prvků a materiálů využívaných v nosných konstrukcích dřevostaveb. Srovnávací tabulka by měla napomoci najít optimální konstrukční prvek pro danou stavbu či konstrukci. Porovnávací kritéria byla stanovena tak, aby bylo možno
porovnat i rozdílné konstrukční prvky či materiály. Vysvětlivky porovnávacích kritérií jsou uvedeny pod
tabulkou.
24
Tab. 1-12: Porovnání materiálů pro dřevostavby z hlediska jejich parametrů a použití1234 Vlhkost
1
Tvarová
stálost2
Pohledovost
3
Statická
únosnost
Rychlost
použití na
stavbě
Možnost
manipulace
Vzduchotěsnost vzduchová
neprůvzdušnost4
Rostlé
řezivo
_
KVH
_
Duo,Trio
_
BSH
-
_
I - nosníky
-
_
Cena
LVL
SIP panely
-
CLT
Novatop
SEZNAM POUŽITÉ Literatury
[1]
ČSN EN 301 Fenolická a aminová lepidla pro nosné dřevěné konstrukce – Klasifikace a technické požadavky.
[2]
ČSN EN 338 Konstrukční dřevo – Třídy pevnosti.
[3]
ČSN EN 408 Dřevěné konstrukce – Konstrukční dřevo a lepené lamelové dřevo – Stanovení některých fyzikálních a mechanických vlastností.
[4]
ČSN EN 1194 Dřevěné konstrukce – Lepené lamelové dřevo – Třídy pevnosti a stanovení charakteristických hodnot.
[5]
ČSN EN 14 080:2013 Dřevěné konstrukce – Lepené lamelové dřevo a rostlé dřevo.
[6]
Jiří Vaverka, Zdeňka Havířová, Miroslav Jindrák a kol., Dřevostavby pro bydlení, 2008, ISBN 97880-247-2205-4.
[7]
Josef Kolb, Dřevostavby (Systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště), 2011, ISBN 978-80247-4071-3.
[8]
Kolektiv autorů, Holzkurier 10.14, 6.3.2014.
1 2 3 4 Vlhkost dřeva (absolutní) po vysušení : bývá v rozmezí 8-15%
Tvarová stálost: stálost materiálů při změnách teplot a vlhkosti
Pohledovost: možnost ponechat materiály přiznané v interiéru bez dalších úprav
Schopnost vytvořit vzduchotěsný plášť bez dodatečných vzduchotěsných vrstev
25
[9]
EN 16351:2011 Timber structures, Cross laminated timber, Requirements, 2011.
[10]
www.novatop-system.cz.
[11]
Chybík, Josef. Přírodní Stavební Materiály 1. vyd. Praha: Grada, 2009.
[12]
www.envimat.cz
26
2
DESKOVÉ MATERIÁLY V DŘEVOSTAVBÁCH
Jiří PROVÁZEK, Martin GLOS
Požární odolnost, tuhost konstrukce, paronepropustnost, vzduchotěsnost, odolnost proti vlhkosti, to
jsou jen některé z mnoha funkcí, které v dřevostavbách plní deskové materiály. Svou funkcí doplňují
nosnou konstrukci a zajišťují ty vlastnosti, které nosná konstrukce sama plnit nemůže. Jsou tedy nedílnou součástí moderních dřevostaveb. Výrobci nabízejí mnoho různých typů deskových materiálů.
Na trhu jsou standardní materiály jako je například bílá sádrokartonová deska, nebo OSB deska. Dnes
můžeme v dřevostavbách využívat ale také celou řadu speciálních deskových materiálů. Patří sem například protipožární, akustické desky, desky s vysokým difuzním odporem a desky odolné proti vlhkosti.
Deskové materiály se také dělí podle mechanické odolnosti na nosné - konstrukční a nenosné. Materiály, ze kterých se desky vyrábějí, můžeme rozdělit na několik typů. Desky na bázi dřeva, desky na bázi
sádry a desky na bázi cementu. K deskám na bázi sádry a cementu výrobci přidávají další příměsi pro
zlepšení jednotlivých parametrů. Vznikají tak desky cementotřískové, sádrovláknité, štěpkocementové,
apod. Netradičním deskovým materiálem jsou například prvky z lisované slámy – Ekopanely. Různorodost a variabilita deskových materiálů umožňuje vytvářet konstrukce s přesně danými parametry ovšem
za cenu vyšších požadavků na znalosti těch, kteří dřevostavby navrhují a staví. Zejména od projektantů
se očekává, že budou mít v deskových materiálech přehled a budou vědět, pro jakou konstrukci zvolit
vhodný a optimální výrobek. U realizačních firem by pak mělo být samozřejmostí, že umí s daným materiálem pracovat. Vědí jak jej správně zabudovat do konstrukce, jak a čím jej kotvit. Tato kapitola se
zaměřuje na deskové materiály na bázi cementu a sádry. Jejich použití v budovách je velmi časté a obvyklé. Informovanost o tom, že existuje mnoho druhů a typů však není na příliš vysoké úrovni. Pokud ale
projektanti chtějí navrhovat konstrukce se specifickými vlastnostmi, musí vědět, kam který typ desek
použít. Už si opravdu nevystačíme se rčením, „sádroš je přece sádroš“.
2.1 Základní sádrokartonové desky na nenosné konstrukce
Sádrokartonové desky jsou základní součástí interiérových nenosných konstrukcí. Jsou vyrobeny ze
sádry a speciálního vysokopevnostního kartonu. Vyrábí se v základní kvalitě a v úpravách do vlhka nebo
za účelem dosažení vyšší požární odolnosti konstrukce. Všechny sádrokartonové desky RIGIPS jsou
hygienicky nezávadné a nehořlavé. Jejich použití v interiérech urychluje výstavbu díky absenci mokrých
procesů. Úsporu přináší i jejich nízká hmotnost. Zvyšují také kvalitu bydlení, protože regulují vlhkost
v interiéru.
Běžné sádrokartonové konstrukce nejsou určeny do nosných konstrukcí a nejsou vhodné
k používání do exteriéru!
2.1.1 Sortiment sádrokartonových desek
Sádrokartonová deska stavební – RB (A), šedý lícový karton, modrý potisk na hraně desky
• Použití ve všech interiérech (i nevytápěných)
• Maximální užitné zatížení teplem na povrchu desky 45 °C
• Pro vzdušnou vlhkost interiéru při 20 °C až 60 %
Sádrokartonová deska impregnovaná – RBI (H2), zelený lícový karton, modrý potisk na hraně desky
• Použití v interiérech s vyšší vzdušnou vlhkostí (např. koupelna)
• Maximální dlouhodobé zatížení teplem na povrchu desky 45 °C
27
Sádrokartonová deska protipožární – RF (DF), růžový lícový karton, červený potisk na hraně
desky
• Použití v interiérech za účelem dosažení vyšší požární odolnosti budovaných konstrukcí
• Maximální dlouhodobé zatížení teplem na povrchu desky zůstává 45 °C
Sádrokartonová modrá akustická protipožární deska– MA (DF), modrý lícový karton, červený potisk na hraně desky
• Použití v interiérech za účelem dosažení vyšších akustických vlastností a vyšší požární odolnosti budovaných konstrukcí
• Maximální dlouhodobé zatížení teplem na povrchu desky zůstává 45 °C
• Pro vzdušnou vlhkost interiéru při 20 °C až 60%
Obr. 2-1: Ukázka sortimentu sádrokartónových desek Rigips,
zdroj: www.rigips.cz
2.1.2 Rozměry sádrokartonových desek
Tloušťky sádrokartonových desek:
Základním kamenem sortimentu jsou SDK desky tloušťky 12,5 mm. S ohledem na docílení optimálních
skladeb požárně odolných konstrukcí je tato tloušťka doplněna deskou tloušťky 15 mm.
Tloušťky 12,5 a 15 mm se proto někdy nazývají jako systémové tloušťky desek. Vedle těchto jsou k dispozici ještě další standardní tloušťky – 6, 10, 18, 20 a 25 mm.
Plošné rozměry sádrokartonových desek:
Standardní šířka sádrokartonových desek je 1250 mm, alternativní šířka desek je 1200 mm. Doplňkový
sortiment tvoří desky poloviční šířky – 600 resp. 625 mm.
28
Základní délka desek je 2000 mm, ostatní standardní délky jsou 2500, 2600, 2750 a 3000 mm – tyto
délky jsou však k dispozici zejména u základního typu – stavební desky.
Na zakázku je možné vyrobit desky v jakékoliv délce v intervalu od 1600 do 3200 mm. (To platí pro
všechny desky vyráběné v závodě v Horních Počaplech)
Tab. 2-2: Stavebně technické vlastnosti stavebních sádrokartonových desek Rigips tl. 12,5 mm Vlastnost
Jednotka
Tloušťka
mm
12,5
Šířka
mm
1250 (1200)
2
9
Plošná hmotnost desky
kg/m
3
740
Hustota
kg/m
Reakce na oheň dle ČSN EN 13501-1
A2-s1, d0
W/mK
0,21
Tepelná vodivost λ dle ČSN EN 12664
Měrná tepelná kapacita C
kJ/(kg*K)
0,96
Tvrdost dle ( Brinell)
HB
10 - 18
Součinitel délkové roztažnosti při změně vlhkosti
na %
5-8 x 10-6
relat. vlhkosti
Součinitel délkové roztažnosti při změně teploty
na o K
1,3-2x10-6
Vyrovnaná vlhkost při 20°C a 65% RH
%
0,5
Faktor difuzního odporu μ
6-10
Ekvivalentní dufúzní tloušťka Sd
m
0,125
Charakteristické hodnoty:
Pevnost - Tah v rovině desky - podélně
MPa
1,8 – 2,5
Pevnost - Tah v rovině desky - příčně
MPa
1 – 1,2
Pevnost - Tlak v rovině desky - podélně
MPa
5,0 – 10,0
Pevnost - Tlak v rovině desky - příčně
MPa
5,0 – 10,0
Pevnost - Smyk v rovině desky - podélně
MPa
2,5 – 4,0
Pevnost - Smyk v rovině desky - příčně
MPa
3,0 – 4,5
Modul pružnosti v tahu za ohybu - podélně
MPa
2500
Modul pružnosti v tahu za ohybu - příčně
MPa
2000
2.2 Konstrukční sádrokartonové desky
Sádrokartonové konstrukční desky, které k tradičním výhodám klasického sádrokartonu přidaly
překvapivé vlastnosti. Cílené změny v receptuře přípravy sádrového jádra a speciálního kartonu přidaly
této desce vysokou pevnost, houževnatost a únosnost a zlepšily její chování ve vlhkém prostředí. Výsledná kombinace inovačních zásahů posunula využití tohoto sádrokartonu do oblasti, kam dosud dosáhly pouze homogenní materiály. Zástupcem konstrukčních SDK desek je například deska RigiStabil
firmy Rigips.
Konstrukční sádrokartonovou desku RigiStabil je tedy nyní již možné použít i na nosné
konstrukce dřevostaveb.
29
2.2.1 Sortiment konstrukčních desek RigiStabil
Sádrokartonová konstrukční deska - RigiStabil (DFRIEH2) – dle ČSN EN 520
•
•
•
•
•
•
•
Typ D = s kontrolovanou objemovou hmotností
Typ F = se zvýšenou pevností jádra při vysokých teplotách
Typ R = se zvýšenou pevností
Typ I = tvrdost povrchu
Typ E = jako plášťové desky pro vnější stěny
Typ H2 = se sníženou absorpcí vody
Nahradí růžovou protipožární sádrokartonovou desku i zelenou do vlhkých prostor
Obr. 2-2: Schéma výroby sádrokartonových desek (vč. konstrukčních
desek RigiStabil)
Složení sádrokartonových konstrukčních desek RigiStabil:
•
•
•
•
30
Sádra
Papír
Speciální skelné vlákno
Voda
Obr. 2-3: Označení konstrukční desky RigiStabil na výrobku
Konstrukční desky RigiStabil se vyrábějí ve dvou provedeních podle typu podélných hran. S hranou
PRO a hranou VK.
Hrana PRO:
•
•
•
•
•
•
Tloušťka – 12,5 mm
Šířka – 1250 mm
Délka – 2000; 2650; 2750 mm
Tloušťka – 15 mm
Šířka – 1250 mm
Délka – 2750 mm
Hrana VK:
• Tloušťka – 12,5 mm
• Šířka – 1250 mm
• Délka – 1800; 2200 mm
2.3 Sádrovláknité desky
Sádrovláknité desky (např. Rigidur, Fermacell) se vyrábí ze sádry, papírových vláken, vody a minerálních přísad. Desky jsou určeny pro univerzální použiti jako stavební, protipožární i impregnované. Výrobní sortiment sádrovláknitých desek zahrnuje ucelenou řadu desek pro suchou výstavbu konstrukci
příček, podhledů, nosných stěn dřevostaveb a difuzních konstrukci a také dílce pro suché podlahy.
Složení sádrovláknitých desek:
• sádra
• papírová vlákna (jako výztuž)
• voda
Vlastnosti sádrovláknitých desek
•
•
•
•
•
•
•
hygienická nezávadnost
výborná hladkost povrchu
nízká hmotnost a vhodné formáty desek
vysoká stabilita díky vloženým papírovým vláknům
nehořlavý materiál
vysoké požární odolnosti systémů Rigidur
jednoduché zpracování nářadím používaným i pro sádrokartony a speciálním nářadím (sponkovačka, kotoučová pila s vodící lištou)
• snadná povrchová úprava
31
2.3.1 Vlastnosti sádrovláknitých a konstrukčních sádrokartonových desek
Tab. 2-1: Stavebně technické vlastnosti desek Rigidur a RigiStabil Rigidur
12,5
15
Vlastnost
Jednotka
Tloušťka
mm
12,5
15
Šířka
mm
1249
1249
2
16
19
Plošná hmotnost desky
kg/m
3
1200
1200
Hustota
kg/m
Reakce na oheň dle ČSN EN 13501-1
A2-s1, d0
A2-s1, d0
(A1)
(A1)
W/mK
0,202
0,202
Tepelná vodivost λ dle ČSN EN 12664
Měrná tepelná kapacita C
kJ/(kg*K)
1,1
1,1
Tvrdost povrchu desky dle ČSN EN
mm
NA
NA
520
Tvrdost dle ČSN EN 13279-2
MPa
> 35
> 35
Součinitel délkové roztažnosti při
15x10-6
15x10-6
změně vlhkosti
Součinitel délkové roztažnosti při
15x10-6
15x10-6
změně teploty
Vyrovnaná vlhkost při 20oC a 65% RH
%
1
1
> 40
> 40
Ekvivalentní dufúzní tloušťka Sd
m
0,24
0,29
Absorpce vody
%
< 10
< 10
Obsah krystalicky vázané vody
%
> 15
> 15
Charakteristické hodnoty: Pevnost - Ohyb kolmo na rovinu desMPa
5,5
5,0
ky - ve směru podélném
Pevnost - Ohyb kolmo na rovinu desMPa
4,5
4,3
ky - ve směru příčném
Pevnost - Tah v rovině desky - podélMPa
2,2
2,0
ně
Pevnost - Tah v rovině desky - příčně
Pevnost - Tlak v rovině desky - poMPa
9,0
7,2
délně
Pevnost - Tlak v rovině desky - příčně
Pevnost - Smyk v rovině desky - poMPa
2,3
2,3
délně
Pevnost - Smyk v rovině desky - příč ně
Modul přetvárnosti: Ohyb - kolmo na
MPa
4500
4500
rovinu desky - podélně
Modul přetvárnosti: Ohyb - kolmo na
rovinu desky - příčně
32
RigiStabil
12,5
15
12,5
15
1250
1250
11,5
13,8
840
840
A2-s1, d0
A2-s1, d0
0,142
0,96
0,142
0,96
15
15
>6
>6
8x10-6
8x10-6
2x10-5
2x10-5
0,5
> 12
0,16
< 10
> 17
0,5
>12
0,19
< 10
> 17
7,5
9,93
4,8
4,94
4,0
2,74
1,8
0,98
9,3
9,02
8,4
7,39
2,3
2,29
2,9
2,32
3100
4260
2600
3690
Rigidur
Vlastnost
Jednotka
Modul přetvárnosti: Ohyb - v rovině
MPa
desky - podélně
Modul přetvárnosti: Ohyb - v rovině
desky - příčně
Modul přetvárnosti: Tah - v rovině
MPa
desky - podélně
Modul přetvárnosti: Tah - v rovině
desky - příčně
Modul přetvárnosti: Tlak - v rovině
MPa
desky - podélně
Modul přetvárnosti: Tlak - v rovině
desky - příčně
Modul přetvárnosti: Smyk - v rovině
MPa
desky - podélně
Modul přetvárnosti: Smyk - v rovině
MPa
desky - příčně
Smyková únosnost fvkd ocelových
sponek HAUBOLD KG 700, Ø 1,53
N
mm
Smyková únosnost fvkd ocelových
sponek HAUBOLD HD 7900, Ø 1,80
N
mm
Smyková únosnost fvkd ocelových hřeN
bíků Duo-Fast Coil Nail, Ø 2,10 mm
RigiStabil
12,5
15
12,5
15
3500
3500
-
-
-
-
-
-
4500
2500
4400
5180
-
-
3500
4260
4500
3500
4900
4920
-
-
4300
4600
1300
1300
1600
1120
-
-
1600
1110
-
-
734
836
-
-
924
938
-
-
691
-
-
-
852
988
-
-
-
1027
Využití sádrovláknitých desek ve stavebnictví:
• Konstrukce vnitřních stěn Konstrukce ze sádrovláknitých desek, využívají všechny výhody systémů suché výstavby.
Desky se používají na konstrukce, od kterých se očekává vyšší odolnost proti působení vody,
požáru nebo mechanickému poškození než od konstrukcí ze sádrokartonových desek
• Konstrukce vnějších stěn Sádrovláknité desky se s úspěchem používají jako konstrukční desky odvětraných fasád, obkladové desky vnějšího pláště dřevostaveb a v neposlední řadě jako obklad konstrukcí střechy s požadavkem na požární odolnost. U všech těchto použití se využívají výborné fyzikální
vlastnosti, jejich vysoká mechanická pevnost, impregnace a snadná zpracovatelnost.
33
2.3.2 Sortiment sádrovláknitých desek Rigidur firmy Rigips
Velkoformátové sádrovláknité desky Rigidur
• Tloušťka 10;12,5;15;18
• Šířka 1245 a 1249 mm
• Standardní délka 2000; 2500; 2750; 3000 mm
Maloformátové sádrovláknité desky Rigidur
• Tloušťka 10; 12,5; 15 mm
• Formát 1000 x 1500 mm
Sádrovláknité desky Rigidur Hsd
• Rozměry desek 1249 x 2000; 2750 mm
• Konstrukční deska pro difuzně otevřené konstrukce
Rigidur XXL až 2,5 x 6 m
• Pouze pro paneláž
Obr. 2-4: Schéma výroby sádrovláknitých desek
34
2.4 Speciální sádrové desky
2.4.1 Speciální sádrová deska Glasroc H
V případě expozice s extrémní vlhkostí (např. prostory veřejných bazénů) je k použití určena speciální
sádrová deska vyztužena skelným vláknem, jejichž povrch je potažen speciálním skelným rounem.
Barva této desky je světle modrá, barva popisu na hraně desky tmavošedá. Tato deska je vyráběna
v souladu s normou ČSN EN 15283.
• Nasákavost H1 (max. 5 %)
• Reakce na oheň je A1.
• Použití vhodné v interiérech s maximální vzdušnou vlhkostí (při teplotě do 30º C přes 90%
relativní vlhkosti), tato expozice odpovídá kategorii C dle ČSN EN 13964.
2.4.2 Speciální sádrové desky Glasroc F Riflex a Ridurit
Deska Riflex slouží k opláštění zakřivených povrchů příček, předstěn a obloukových podhledů. Tloušťka desky je 6 a 10 mm.
• Možno použít pro radius min. 600 mm – při opláštění ze strany uvnitř oblouku
• Možno použít pro radius min. 1000 mm – při opláštění ze strany vně oblouku
Deska Ridurit slouží jako opláštění požárních obkladů ocelových nosníků, resp. opláštění požárních
šachtových stěn. Výhodou těchto desek je, že lze připevňovat desky navzájem bez nutnosti jakékoliv
podkonstrukce. Sortiment tvoří desky šíře 15, 20 a 25 mm.
Obr. 2-5: Použití Glasroc F Riflex a Ridurit
2.4.3 Stavební deska RB(A) ActivÁir
Je stejné kvality jako deska stavební – typ A, barva lícového kartonu desky čistě bílá, barva popisu na hraně desky – modrá nebo tmavošedá. Tato deska je schopna díky unikátní přísadě na sebe
vázat volný formaldehyd, je schopna po dobu 50 let snížit hladinu formaldehydu až o 70% [4]. Stavební
deska RB(A) ActivÁir - unikátní technologie pro rozklad emisí formaldehydu, který je obsažen např.:
v nátěrech, nábytku, kobercích, atd. Tato patentovaná technologie dokáže snížit během několika dní
koncentraci formaldehydu v místnosti o více jak 70 % a to po dobu delší než 50 let. Zcela bezpečná
technologie nemění ostatní vlastnosti desky.
• Použití všude tam, kde jsou kladeny vyšší nároky na zdravé prostředí (provozy mateřských
škol, nemocnic,…)
• Vhodné v interiérech s vyšším výskytem formaldehydu (nábytek, koberce, některé stavební
materiály)
35
Obr. 2-6: Deska RB(A) ActivÁir a způsob fungování technoloie ActivÁir [4]
2.4.4 Sádrové desky s vysokým difuzním odporem
Zejména u difuzně otevřených obvodových konstrukcí se s výhodou dají použít parobrzdné desky (např.
Rigidur Hsd,Fermacell Vapor). Ty mají několikanásobnou hodnotu difuzního odporu μ než jiné desky
na bázi sádry. Při tloušťce 15 mm může deska dosahuje hodnotu ekvivalentní difuzní tloušťky sd > 3 m
[5]. Parobrzdné desky se ve stavbách umisťují ze strany interiéru a při zabudování bychom měli zajistit
minimalizovat perforace desek. Parobrzdnou funci mohou také plnit některé typy OSB desek, sádrové
desky jsou však výhodnější z hlediska požární odolnosti konstrukce.
2.5 Desky pojené cementem
V současné době se na stavebním trhu vyskytují „cementové“ deskové materiály několika výrobců a jejich příspěvek ke kvalitativní úrovni aplikací v dřevostavbách je nezpochybnitelný. Cement je materiálem,
který v součinnosti s různými plnivy vytváří výrobky s vysokou odolností a zatížitelností.
Nejčastěji používanými cementovými deskami, dle plniv jsou:
• cementotřískové desky
• vláknocementové desky
2.5.1 Cementotřískové desky
Cementotřískové desky se skládají z cementu, hydratačních přísad a dřevěných třísek. Desky se pro
různé aplikace vyrábějí v tloušťkách 8 až 40mm. Nejvýznamnějším zástupcem kategorie je deska CETRIS®. Nejčetnější oblasti užití desek CETRIS® jsou podlahové, protipožární a fasádní aplikace.
2.5.2 Vláknocementové desky
Vláknocementové desky jsou směsí cementu, celulózy, umělých vláken (PVA), organických vláken a plniv. Desky se vyrábějí nejčastěji v tloušťkách od 3 do 20mm. V této kategorii jsou nejznámější značky
CEMBRIT A CEMVIN. Vláknocementové desky se nejčastěji používají jako fasádní obklad, či střešní
krytina.
Na trhu krom výše uvedených druhů cementových desek ještě existují tzv. lehké betonové
desky s výstužnou mřížkou (sklovláknitá tkanina).
Všechny uvedené materiály jsou nehořlavé s vysokou pevností, mrazuvzdorností, rezistencí proti povětrnostním vlivům, vodě, plísním a houbám. Jejich multifunkčnost je patrná z tabulky Tab. 2-3.
36
Tab. 2-3: Rozsah užití cementových desek Aplikace
Podlahy
Fasády
Stěny
Podhledy
Protipožární aplikace
Střešní krytina
Ztracené bednění
Zahradní nábytek
Hobby užití
Cementotřískové
ano
ano
ano
ano
ano
ne
ano
ano
ano
Vláknocementové
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
Desky na bázi cementu jsou konstrukčním deskovým materiálem mimořádných vlastností. Jsou užívány v interiéru i exteriéru a nacházejí uplatnění při řešení zejména podlahových a stěnových systémů,
odvětraných fasád a protipožárních aplikací. Vláknocementové desky jsou používány i jako střešní krytina. Desky jsou určeny především jako konstrukční materiál v případech, kde je požadována současně
odolnost proti vlhkosti, pevnost, nehořlavost, ekologická a hygienická nezávadnost. Neobsahují žádné
zdraví nebezpečné látky a jsou odolné vůči hmyzu i plísním a houbám.
2.6 Cementotřískové desky v dřevostavbách
Cementotřísková deska je deskový materiál výjimečných vlastností určený pro podlahové systémy,
půdní vestavby, střešní nadstavby, odvětrané fasády, protipožární aplikace, podhledy, stěny a příčky,
balkónové aplikace, opláštění výtahových šachet, zahradní doplňky. Cementotřískové desky nachází
uplatnění v montovaných stavbách všeho druhu, jsou ideální pro technologie suché výstavby, stavby
v náročných klimatických podmínkách a všude tam, kde se mohou plně projevit další příznivé vlastnosti
tohoto stavebního materiálu.
Složení cementotřískových desek CETRIS® v objemových procentech
•
•
•
•
25% cement 42,5 R
63% dřevěné třísky SM
10% voda
02% hydratační přísady
Tab. 2-4: Základní fyzikálně mechanické vlastnosti desek CETRIS® Vlastnost
Objemová hmotnost dle ČSN EN 323
Pevnost v tahu za ohybu dle ČSN EN 310
Modul pružnosti dle ČSN EN 310
Pevnost v tahu kolmo na rovinu desky dle ČSN EN 319
Hmotnostní rovnovážná vlhkost při 20° a relativní vlhkosti 50 % dle EN 634-1
Lin. roztažnost při zm. vlhkosti vzduchu z 35% na 85% při 23 °C dle ČSN EN
13 009
Součinitel tepelné roztažnosti dle ČSN EN 13 471
Nasákavost desky při uložení ve vodě po dobu 24 hodin
Tloušťkové bobtnání při uložení ve vodě po dobu 24 hodin
Jednotka
1 350 kg/m3
11,5 N/mm2
6 800 N/mm2
0,63 N/mm2
9 ±3 % 9,5 %
0,122 %
10 × 10-6 K-1
max. 16 %
max. 0,28 %
37
Vlastnost
Součinitel tepelné vodivosti dle ČSN EN 12 664
Jednotka
tl. 8 mm – 0,200 W/
mK
Vzduchová neprůzvučnost dle ČSN 73 0513
tl. 8 mm – 30 dB
Faktor difuzního odporu dle ČSN EN ISO 12 572
tl. 8 mm – 52,8
Hmotnostní aktivita Ra 226 150 Bq/kg
22 Bq/kg
Index hmotnostní aktivity
I = 0,21
Rozlupčivost po cyklování ve vlhkém prostředí dle ČSN EN 321
min. 0,41 N/mm2
Tloušťkové bobtnání po cyklování ve vlhkém prostředí dle ČSN EN 321
max. 0,31 %
Mrazuvzdornost při 100 cyklech dle ČSN EN 1328
RL = 0,97
Odol. vůči oblouk. výboji vys. napětí a nízké intenzity dle EN 61 621 tl. 10 mm min. 143 sec
pH desky
12,5
Součinitel smykového tření ČSN 74 4507
statický μs = 0,73
Součinitel smykového tření ČSN 74 4507
dynamický μd = 0,76
Reakce na oheň dle EN 13 501-1
A2-s1,d0
Index šíření plamene po povrchu dle ČSN 73 0863
i = 0 mm/min
Cementotřískové desky slučují výhodné vlastnosti cementu a dřeva. Jsou lehčí než tradiční cementovláknité desky, jejich pevnost a odolnost proti povětrnostním vlivům, mrazu a plísním je řadí před štěpkocementové nebo sádrokartonové a sádrovláknité desky.
2.7 CETRIS® - podlahové aplikace
Cementotřískové desky CETRIS® se úspěšně používají jako podlahové desky při sanaci starých dřevěných podlah, jako nosná vrstva položená na nosnících nebo v systému lehkých plovoucích podlah.
Pro svou tepelnou vodivost 0,35 W.m-1.K-1 nachází uplatnění u různých systémů podlahového vytápění.
V kombinaci s tepelně izolačními materiály vytváří podlahovou konstrukci s požadovanými izolačními
vlastnostmi i ochranou proti ohni.
Použitím desek CETRIS® lze velmi rychle a levně bez použití mokrých procesů zlepšit akustické a tepelně izolační parametry stávající podlahové konstrukce nebo vytvořit novou podlahovou konstrukci.
2.7.1 Podlahové desky CETRIS® PD (podlahy na nosnících)
Podlahové desky CETRIS® PD jsou desky s perem a drážkou pro uložení na nosnících. Pro max. zatížení 4 kN.
Obr. 2-7: Desky s perem a drážkou
CETRIS® PD
38
Legenda:
1 – podlahové desky CETRIS® PD
2 – vrut CETRIS
3 – podkladní a vyrovnávací podložka
4 – stávající trám
5 – nosníky
6 – dilatační spára
Obr. 2-8: Způsob pokládání desek CETRIS® PD
2.7.2 Podlahové souvrství desek CETRIS® 12mm
(systém lehkých plovoucích podlah)
Podlahové souvrství desek CETRIS® 12mm je plovoucí podlahou pro max. zatížení 3 kN.
Obr. 2-9: Rozměry podlahových desek CETRIS® 12mm
Legenda:
01 – dilatační spára tl. 15 mm,
02 – deska CETRIS® tl. 12 mm horní –
předvrtaná,
03 – vrut 4,2 x 35 mm,
04 – deska CETRIS® tl.12 mm spodní –
nevrtaná,
05 – izolační deska (IZOPLAT,
POLYSTYREN) 2.vrstva,
06 – izolační deska (IZOPLAT,
POLYSTYREN) 1.vrstva,
07 – parozábrana, stropní konstrukce
Obr. 2-10: Způsob pokládání podlahových desek CETRIS® 12mm
39
2.7.3 CETRIS® - fasádní desky
Fasádní odvětrané systémy s cementotřískovými deskami CETRIS® jsou jednou z možností využití desek CETRIS® ve stavebnictví pro ochranu obvodových konstrukcí před účinky povětrnosti. Tyto systémy
lze použít jak pro novostavby, tak rekonstrukce rodinných i bytových domů, administrativních, občanských, průmyslových a zemědělských objektů.
Funkční a elegantní provětrávané fasády z desek CETRIS® splňují vysoké požadavky na kvalitu, estetiku, funkčnost a životnost.
Deska CETRIS® je fasádním obkladem, který chrání nosnou konstrukci a tepelnou izolaci před povětrnostními vlivy a zároveň vytváří estetický vzhled objektu.
Výhody odvětrané fasády:
• Tepelná izolace v zimě – optimální návrh tloušťky tepelné izolace ve spojení s odvětrávanou
Vzduchovou vrstvou zajistí minimální spotřebu tepelné energie na vytápění domu
• Tepelná izolace v létě – tepelný útlum fasády sníží v létě přehřívání interiéru způsobené slunečním zářením
• Zavěšená fasáda – zavěšená fasáda účinně chrání před přímými účinky povětrnosti a udrží
tak tepelnou izolaci a zeď dokonale suchou.
• Difuze vodní páry - odvětraná fasáda příznivě ovlivňuje difuzi vodních par v konstrukci a umožňuje tak optimální vlhkostní režim jak ve zdi, tak i v tepelné izolaci popř. umožňuje vysušování
zdi. Komínový efekt proudícího vzduchu mezi vnitřním pláštěm a tepelnou izolací zajišťuje
neustálý odvod vodních par.
• Zvuková izolace – tepelná izolace z minerálního vlákna působí také jako izolace zvuková a rozhodujícím způsobem přispívá k ochraně před vnějším hlukem.
• Fasádní obklad – obkladový prvek z desek CETRIS® je prvek mnoha možností, kombinace
rozměrů, tvarů, povrchů a barev zajistí dokonalé ztvárnění požadavků na architekturu fasády.
• Systém eliminuje případné nerovnosti stávající zdi.
• Je umožněna snadná výměna jednotlivých prvků fasády. Konstrukce jsou prováděny suchým
způsobem montáže, práce lze provádět po celý rok.
Obr. 2-11: Vlastnosti odvětrané fasády s deskami CETRIS®
40
Ukázky realizací odvětrávaných fasád s deskami CETRIS®
Obr. 2-12: Realizace fasády s deskami CETRIS®
Obr. 2-13: Příklady fasád s deskami CETRIS®
41
SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ
[1]
www.cetris.cz
[2]
www.cembrit.cz
[3]
www.cemvin.eu
[4]
www.rigips.cz
[5]
www.fermacell.cz
42
3
TEPELNĚ IZOLAČNÍ MATERIÁLY
Ing. Petr VACEK, Ing. Jiří TESLÍK, Ing. Zoja SKOPALOVÁ
3.1 Úvod
Před dvaceti lety se tepelné izolace používaly ve stavebnictví jen v tloušťkách několika centimetrů.
Dnes už není neobvyklé tepelně izolovat konstrukce půl metrem izolace. Tepelné izolace šetří energii
na vytápění i chlazení, zvyšují požární odolnost, zajišťují akustickou pohodu a celkově zajišťují komfort
v interiérech budov. Stejně jako u deskových materiálů v dřevostavbách existuje velké množství různých
druhů tepelných izolací. Rozdělit můžeme tepelné izolace do několika kategorií. Podle pevnosti v tlaku na tuhé desky, měkké desky a rohože. Pro rozdělení podle použitého materiálu se vžilo označení
přírodní a průmyslově vyráběné izolace. Mezi přírodní můžeme zařadit například slámu, dřevovlákno,
ovčí vlnu, konopné pazdeří, apod. Polystyren, izolace z kamenné či skelné vlny, PUR pěna pak patří
mezi průmyslově vyráběné izolace. Podle způsobu aplikace dělíme izolace na klasické, tedy vkládané
do konstrukce, foukané např. celulóza a stříkané (PUR pěny). V rámci projektové přípravy stavby musí
projektant rozhodnout, jaký typ izolace navrhne. Mezi kritéria, která musí při projektování zvážit, patří
zejména tepelně technické parametry, požární vlastnosti nebo akustické parametry. Jedním z hlavních
rozhodovacích faktorů pak je samozřejmě cena. V současné době ale stále více do výběru materiálů
vstupuje i jejich energetická náročnost a vliv na životní prostředí. Tady budou mít určitě výhodu přírodní
stavební materiály. Nicméně jejich použití může mít řadu úskalí. Většinu přírodních materiálů musíme
důsledně chránit například před vlhkostí. Je bezpodmínečně nutné, aby se tento požadavek promítnul
do projektové dokumentace. Samozřejmostí je uvažovat s různými „nebezpečími“ i v průběhu výstavby.
Dalším problémem může být stavební legislativa. Přírodní materiály nemají tak detailně certifikovány
všechny parametry jako průmyslové materiály. V rámci stavebního řízení nemusí být úplně jednoduché
přesvědčit dotčené orgány, že konstrukce obsahující nestandardní materiály, obstojí.
V této kapitole je uveden výčet klasických i netradičních materiálů, které lze v konstrukcích dřevostaveb
využít jako izolační materiály. V textu jsou uvedeny základní charakteristiky jednotlivých materiálů a jejich výhody či nevýhody. Projektantům tyto informace mohou napomoci při projektování. Autoři si také
kladou za cíl rozšířit povědomí o materiálech, které nejsou v současné době obvyklé.
3.2 Minerální izolace
Jedná se většinou o vláknité izolace, jejichž základem jsou vždy transformované těžené horniny v kombinaci s určitým procentem recyklátů a pojiva. Rozdělení je nejčastější podle druhu použitých hornin na
kamenné (čedič, diabas) a skelné (písek, sklo). Speciálním druhem jsou potom pěnová skla, která se
používají ve formě izolačního kameniva nebo vysokopevnostních desek.
3.2.1 Kamenná vlna
Patří mezi nejčastěji používané izolační materiály do konstrukcí dřevostaveb. Vyrábí se ve velkých výrobních závodech a linkách. Mezi základní vstupní suroviny k výrobě minerální vlny patří čedič, vysokopecní struska a diabas. Ke směsi horniny se dále přidávají brikety, vyrobené ze starých recyklovaných
výrobků. V kupolové peci jsou při vysokých teplotách (1600 °C) taveny vstupní suroviny, výstupem
z pece je roztavená láva, která natéká na rozvlákňovací stroje. Do tekuté hmoty se přidávají pojiva a impregnační oleje, které zajistí vyšší stabilitu a odolnost vláken proti vodě.
43
Obr. 3-1: Příklad výrobního procesu minerální kamenné vlny
Materiál je možné zpětně recyklovat. Do výroby se přidává ve formě briket z rozdrcených vláken pojených cementem. V současné době se recyklují pouze „čisté“ výrobky, nepoužité vadné desky, nebo
odřezky při výrobě. Podíl recyklované složky v celkovém výrobním složení je přibližně 25 - 35 %. Další
možností recyklace je transformace starých výrobků do formy drcené minerální izolace, která se následně „fouká“ do dřevěných dutin, případně volně do prostoru půdy. Materiál, který se nezrecykluje ve
výrobním závodě do formy nové izolace v deskách či drti, se ukládá na skládku, nebo je možná downcyklace např. na podsypové kamenivo.
Obr. 3-2: Brikety vyrobené z recyklátu
připravené na opětovnou vsázku do pece.
Obr. 3-3: Recyklované drcené desky
použité jako foukaná izolace v podkroví.
S materiálem se dobře pracuje, je stabilní, nebortí se, dá se řezat, lepit i mechanicky kotvit. Pro mechanické kotvení je třeba dbát na doporučení výrobce na velikosti hlaviček hmoždin. Standardní hmoždinky
o velikosti talířku 60 mm jsou vhodné pouze pro fasádní systému ETICS s podélným vláknem. Měkčí
desky se buďto pouze vkládají do dřevěných roštů, nebo se kotví hmoždinkami o velikosti talířku 90 –
120 mm, aby se nepromačkávali dovnitř izolace.
44
Tab. 3-1: Vlastnosti minerální izolace z kamenných vláken vycházejí převážně z její hustoty, proto lze
materiál rozdělit na 2 přirozené skupiny: Tuhé
Tuhé desky
Měkčí
Měkčí výplSnášenlivost vody
desky do
Základní vlastnosti
do podlah
výplňové
ňové desky
a vlhkosti
podlah
a fasád
desky
a fasád
600 x 1200, 600 x 1200, Faktor difuzního
Možné rozměry [mm]
1
1,5
625 x 1000
600 x 1000
odporu μ [-]
Rozpětí výrobních
Krátkodobá
1
40 - 200
30 – 300
tlouštěk [mm]
nasákavost [kg∙m-2]
Mechanické
Tepelné vlastnosti
vlastnosti
Součitel deklarované
Obvyklá hustota
0,033–0,039 0,035–0,042
25 – 60
95 – 175
tepelné vodivosti λd
[kg∙m-3]
[W∙m-1.K-1]
Pevnost v tlaku při
Měrná tepelná kapacita
800
800
0–5
20 – 70
-1 -1
10% stlačení [kPa]
[J∙kg ∙K ]
Akustické vlastnosti
Ekologické vlastnosti
Potenciál globálního
Součinitel zvukové
oteplování při
7
17
pohltivosti α pro desky tl. 0,8
0,65
výrobě typického
60 mm [-]
GWP 1 m2 [kg CO2]
Spotřeba neobnov.
primární energie PEI
Dynamická tuhost pro
22-25
90
230
při výrobě typického
desky tl. 25 mm [MN∙m-3]
1m2 [MJ]
Protipožární vlastnosti
Třída reakce na oheň [-] A1
A1
Obr. 3-4: Kotvící hmoždinky
pro mechanické kotvení
desek izolantu
Obr. 3-5: Ukázka realizace
kontaktního zateplení
Obr. 3-6:
Ukázka realizace
provětrávané
konstrukce
fasády
45
3.2.2 Skelná vlna
Podobně jako kamenná vlna se i skelná vlna vyrábí tavením hornin při vysokých teplotách, konkrétně
tedy písku a skla. Vzniklá vlna je jemnější a měkčí. Menší velikost vlákna skelné izolace umožňuje teoreticky dosáhnout lepších parametrů tepelné vodivosti, nicméně nejpoužívanější velmi měkké výplňové
skelné vlny se kamenný vlnám v tepelné účinnosti vyrovnají. Skelné vlákno má výrazně nižší teplotu
tavení (200 °C oproti 1000 °C), takže pro zvyšování požární odolnosti konstrukcí se hodí spíše výrobky
s vlákny kamennými.
Obr. 3-7: Příklad výrobního procesu minerální
skelné vlny
Při výrobě se ve velké míře používá sklo ze sběru druhotných surovin, nebo např. i sklo ze starých CRT
monitorů a televizí. Vsázka činí až 80% ze všech vstupů. Další možností recyklace, podobně jako u kamenného vlákna, je transformace starých výrobků do formy drcené minerální izolace, která se následně
„fouká“ do dřevěných dutin, případně volně do prostoru půdy.
Obr. 3-8: Při výrobě skelné vlny se používá
tříděné staré sklo zbavené nečistot
v daném poměru mezi čirým a barevným.
46
Obr. 3-9: Izolace ze skelných vláken bývají
nejčastěji ve formě rolí, do dřevostaveb
je ale možné použití i výrobky ve formě
hustých desek
Tab. 3-2: Vlastnosti minerální izolace ze skelných vláken také hodně závisí na jejich hustotě, proto lze
materiál rozdělit na 2 přirozené skupiny Tuhé
Tuhé desky
Měkčí
Měkké
Snášenlivost vody
desky do
do podlah
výplňové
a vlhkosti
podlah
výplňové role a fasád
role
a fasád
Role šíře
Faktor difuzního
1200 nebo
600 x 1200
1
1,5
odporu μ [-]
1300
Rozpětí výrobních tloušKrátkodobá nasáka1
50 - 300
30 – 140
těk [mm]
vost [kg∙m-2]
Mechanické vlastTepelné vlastnosti
nosti
Obvyklá hustota
12 - 22
67 – 99
0,032– 0,042 0,030– 0,034
[kg∙m-3]
-1 -1
[W∙m .K ]
840
840
0 - 40
-1 -1
[J∙kg ∙K ]
Potenciál globálníSoučinitel zvukové pohlho oteplování GWP
5,08
4,41
tivosti α pro desky tl. 60 0,95
při výrobě typické2
mm [-]
ho 1 m [kg CO2]
(Rd5,λ040)
Spotřeba neobnov.
primární energie PEI
91
76,8
12-24
-3
při výrobě typického
desky tl. 25 mm [MN∙m ]
1m2 [MJ] (Rd3,λ035)
Třída reakce na oheň [-] A1
A1, A2
Do střešních konstrukcí dřevostaveb je možné bez problémů používat i měkké skelné vlny, do stěn se
používají spíše hustší role, které kromě větší pevnosti mají i lepší tepelné parametry. Skelné izolace je
možné používat i ve formě desek, např. do roštových konstrukcí provětrávaných stěn, nebo akustických
plovoucích podlah.
Obr. 3-10: Aplikace izolační rohože v šikmé
střeše
Obr. 3-11: Aplikace izolační rohože do
podlahového roštu
47
3.2.3 Pěnové sklo
Základní výrobní surovinu tvoří směs skleněné moučky a jemného uhlíkového prachu. Po zahřátí takto
vzniklé, pokud možno co nejvíce homogenní, směsi na teplotu okolo 1000 °C dojde k natavení skleněného prášku a k oxidaci uhlíkových mikročástic na oxid uhličitý. Tento plyn pak v materiálu vytvoří
mikroskopické bubliny, které mnohonásobně (až dvacetkrát) zvětší původní objem rozdrceného skla. Při
výrobě se používá kombinace nového a starého skla ze sběrných dvorů. Obsah recyklátu se pohybuje
kolem 60%. Hotové výrobky jsou pak zpětně plně recyklovatelné. Nejčastější formy pěnového skla jsou
vysokopevnostní desky nebo štěrk.
Obr. 3-12: Deska pěnového skla
Obr. 3-13: Štěrk z pěnového skla
Hlavními přednostmi pěnového skla jsou vysoká pevnost v tlaku a absolutní difuzní uzavřenost čistého
materiálu (záleží ovšem na zabudování v konstrukci, spoje atd.). Ve dřevostavbách ho lze využít např.
k izolování základových konstrukcí, případně na speciální detaily, kde je nutná velmi vysoká pevnost
a voděodolnost. Pěnové sklo je odolné proti veškerým běžným biologickým vlivům a většině chemických vlivů.
Obr. 3-14: Unikátní vlastnosti pěnového skla dle [1]
48
Tab. 3-2: Vlastnosti pěnového skla samozřejmě závisí na jeho hustotě, pro jednoduché porovnání ale
uvádíme pouze parametry 2 nejčastějších forem – desky a štěrku Snášenlivost vody a vlhZákladní vlastnosti
Desky
Štěrk
Desky
Štěrk
kosti
800 x 600,
Faktor difuzního odporu
1000*
800000*
600 x 450
μ [-]
Rozpětí výrobních tloušKrátkodobá nasákavost
40 - 180
0
těk [mm]
[kg∙m-2]
Tepelné vlastnosti
Mechanické vlastnosti
Součitel deklarované teCca
120 - 190 150 - 180
Obvyklá hustota [kg∙m-3]
pelné vodivosti λd [W∙m- 0,040–0,060
0,075
-1 -1
.K ]
840
840
600 - 1500 10% stlačení [kPa]
[J∙kg-1∙K-1]
Třída reakce na oheň [-]
A1
A1
* Faktor difuzního odporu je závislý na zabudování materiálu do konstrukce. Pokud budou desky pěnového skla zataveny do asfaltového pásu, bude teoretický faktor difuzního odporu ∞ redukován o tento
asfalt (μ 70000), pokud bude pěnové sklo ve formě štěrku, celkový difuzní faktor bude redukován ještě
výrazněji, jak je uvedeno v tabulce.
Obr. 3-15: Typická ukázka použití
pěnového skla pod úroveň základové
desky, zdroj: http://babelquark.blogspot.
com/2013/10/limecrete-slab.html
Obr. 3-16: Natavování desek pěnového
skla do horkého asfaltu, zdroj:
http://lepsiebyvanie.centrum.sk/
staviame/817127/
3.3 Organické/přírodní izolace
V praxi se můžeme spíše setkat s termínem přírodní izolace. Půjdeme-li k podstatě věci, pak veškeré
materiály jsou přírodní. Rozdíl mezi přírodními a nepřírodními (průmyslovými, syntetickými) materiály je
tedy spíše v tom, jakým způsobem je upravována prvotní surovina, ze které pocházejí. Organické (přírodní) materiály zůstávají ve stejné, nebo málo upravené podobě. To je v mnoha ohledech jejich výhodou i nevýhodou. V této kapitole jsou uvedeny nejobvyklejší typy organických tepelných izolací. V textu
najdete popis jejich vlastností důležitých pro navrhování staveb, jejich výhody, nevýhody a specifika
použití. Na závěr jsou v kapitole uvedeny kritéria hodnotící energetickou bilanci uvedených organických
izolací.
49
3.3.1 Tepelná izolace ze slámy
Sláma je stále považována za netradiční a „alternativní“ stavební materiál. Postupem času však přibývá
slaměných domů a to, že lze ze slámy stavět, se dostává do povědomí veřejnosti i odborníků z praxe.
Sláma je přírodní, plně recyklovatelný materiál se zápornou bilancí produkce -2,2 kg CO2 na 1 kg. Pro
mnoho investorů je však tou nejdůležitější vlastností nízká cena slámy. Ve stavebnictví se využívají nejčastěji malé slaměné balíky. Ty je možno použít jako tepelnou izolaci vkládanou mezi sloupky lehkého
dřevěného skeletu „non - load bearing straw“. Ze slaměných balíků ale můžete stavět i svislé nosné
konstrukce „Loadbearing straw“. Slaměné stavitelství má však i svá úskalí. Problém je s dostupností
malých slaměných balíků v dobré kvalitě. Zemědělci slámu častěji balíkují do velkých balíků. Doprava materiálu na větší vzdálenosti může cenu balíků výrazně zvýšit. Zabudování slaměných balíků do
konstrukce je pracné a časově náročné. Alternativou slaměným balíkům je sláma drcená/rozvlákněná.
V současné době se ve stavebnictví nevyužívá. Výsledky výzkumu FAST VŠB zaměřeného na drcenou/
rozvlákněnou slámu však ukazují, že jí lze využít jako foukanou, či sypanou tepelnou izolaci. Sláma je
náchylná na působení vlhkosti. V rámci projektové přípravy i realizace stavby je nutno pečlivě řešit nebezpečí působení vlhkosti. S povrchovou úpravou (hliněné omítky, sdk obklad, apod.) lze u slaměných
konstrukcí dosáhnout i dobré hodnoty požární odolnosti. A nebojte se, myši slámu nejedí.
Obr. 3-17: Stavba nosné slaměné ze
slaměných balíků, Božanov
Obr. 3-18: Slaměný dům, Hradčany
u Tišnova
Výhody slaměných balíků:
• Velmi laciný místní materiál
• Snadná manipulace, rychlá stavba
• Relativně dobrá únosnost a stabilita tzn. možnost postavení nosné stěny pouze ze slaměných
balíků
• Podpora zemědělského sektoru, využití a zhodnocení často nepotřebného zemědělského
odpadu
• Na výrobu slaměných balíků se spotřebuje minimální množství fosilní energie
• Sláma je organický materiál, který lze po dožití stavby snadno zlikvidovat
50
Tab. 3-4: Vlastnosti slaměných izolací a izolací z ovčí vlny [6]56789 Slaměný balík
Sláma drcená
Rozměr cm
40 x 50 x 60
3
90
90 - 1005
Hustota kg/m
0,044 - 0,063
0,0556
Součinitel tepelné vodivosti λ W/(m.K)
Požární odolnost F
907
Třída reakce na oheň
8
54
549
Vzduchová neprůzvučnost Rw dB
Měrná tepelná kapacita C J/(kg.K)
2000
2
1-2
Cena
30 – 50 Kč/ks
250 Kč/25 kg
Ovčí vlna
Tl. 35 – 400 mm
12,5 – 25
0,038 – 0,05
B2 (DIN 4102)
1800
1
-
Nevýhody slaměných balíků:
• Horší tepelně izolační parametry
• Nutná důsledná ochrana slámy před vodou, vlhkostí a otevřeným ohněm zejména v průběhu
stavby
• Precizní ochrana proti vodě na celou životnost stavby
• Sedání slaměné stěny (změna výšky) jen pokud se používá sláma jako samonosný materiál,
slouží-li sláma jen jako izolace či je v hrázděné konstrukci, tento problém nenastává
• Reálné legislativní a sociální problémy při aplikaci slaměných balíků do stavby
3.3.2 Tepelná izolace z ovčí vlny
Léty prověřený tepelně izolační materiál, ovčí vlna. Mnoho z nás má v živé paměti kousavé svetry a čepice, které však skvěle hřály. Ovčí vlna ale není vhodná jen pro oblečení, na trhu je dnes mnoho výrobků,
které se využívají převážně pro tepelné izolace. Ovčí vlna je plně recyklovatelná a patří mezi obnovitelné
přírodní materiály. Ve stavebnictví se využívá pro své výborné tepelně izolační schopnosti. Její výhodou
je také trvalá pružnost, která se dá využít při těsnění stavebních detailů, například připojovacích spár
oken a dveří. Ovčí vlna je zdravotně nezávadná a má schopnost aktivně čistit vzduch v interiérech budov od některých škodlivin. Je schopna regulovat vzdušnou vlhkost tím, že dokáže vázat velké množství
vody a je propustná pro vodní páru. Ovčí vlna je také velmi dobrá z hlediska požární bezpečnosti budov.
Nehoří a má samozhášecí schopnost. Zápalná teplota je 560 °C a je zařazena do třídy hoření B2 (dle
DIN 4102 – část 1).
5 Objemová hmotnost drcené slámy pro aplikaci foukáním
6 Výsledky z experimentálního měření FAST VŠB
7 Slaměná stěna tl. 35 cm jako výplňový materiál s dřevěnou nosnou konstrukcí, dřevěným laťováním a oboustrannou
hliněnou omítkou
8 Slaměná stěna tl. 35 cm jako výplňový materiál s dřevěnou nosnou konstrukcí, oboustranná hliněná omítky tl. 3cm.
9 Slaměná stěna tl. 30 cm, svislá dřevěná rámová konstrukce z nosníků LAG, opláštění OSB tl. 15mm a Fermacell tl.12,5
mm, výplň stěny z drcené slámy 100 kg/m3.
51
Obr. 3-19: Tepelně izolační rohož z ovčí vlny, zdroj: www.isolena.cz
Obr. 3-20: Detail prostupu stropního trámu obvodovou stěnou
těsněnou ovčí vlnou, vlevo snímky z thermokamery pořízené při
měření vzduchotěsnosti objektu přístrojem BlowerDoor
Ve stavebnictví se můžeme obvykle setkat s vlnou která je čištěná, opatřená ochranou proti biologickému napadení nebo retardéry hoření. Ovčí rouno prochází úpravou mykáním a k propojení vláken není
použito žádných pojiv. Na trh se ovčí vlna dodává ve formě měkkých rohoží nebo desek v tloušťkách
35 – 400 mm. K těsnění stavebních detailů se využívají těsnící provazce nebo volná ovčí vlna. Zabudování ovčí vlny do konstrukcí nevyžaduje žádné speciální postupy ani ochranné pomůcky. V případě
používání nečištěné, surové ovčí vlny je při zabudování nutno odstranit velké nečistoty a materiál v konstrukci uzavřít před vnějším prostředím, například hliněnou omítkou. Důležité technické parametry ovčí
vlny jsou uvedeny v Tab. 3-4.
52
Výhody ovčí vlny:
•
•
•
•
•
•
•
•
Výborné tepelně izolační vlastnosti
Zdravotně nezávadný materiál
Aplikace ovčí vlny nevyžaduje žádné ochranné prostředky
Velmi dobré požární vlastnosti
Schopnost aktivně čistit vzduch v interiéru
Regulace vlhkosti vzduchu
Obnovitelný a plně recyklovatelný materiál
Trvale pružný materiál
Nevýhody ovčí vlny:
• Odolnost proti napadení hmyzem (molům)
• Horší dostupnost ovčí vlny, zvláště v případě přírodní vlny
• Vyšší cena v porovnání s průmyslovými izolacemi
3.3.3 Konopné tepelné izolace
Stavební materiály z technického konopí v současné době nejsou příliš rozšířené, nicméně jejich vlastnosti však nabízejí veliký potenciál využití ve stavebnictví. Z konopí se ve stavebnictví využívají vlákna
– konopné pazdeří. Asi každý se s ním setkal při práci instalatérů či topenářů, kdy bylo a je těsnění
z technického konopí nepostradatelným. Konopné pazdeří se dá využít nejen pro těsnění, ale lze jej
využít jako rozptýlenou výztuž v silikátových vrstvách (obdoba vláknobetonu), lze z něj vyrábět deskové materiály. Asi nejrozšířenějším produktem jsou tepelné izolace. Konopí velmi dobře izoluje tepelně
a akusticky, odpuzuje vodu a je schopno propouštět vodní páry. Je trvanlivé a plně recyklovatelné. Při
aplikaci do konstrukcí nedráždí a neohrožuje zdraví osob. Konopné pazdeří neobsahuje bílkoviny, není
tedy potravou pro hlodavce, je odolné proti napadení hmyzu a nepodléhá hnilobě.
Ve stavebnictví se konopí využívá ve formě tuhých, tepelně nebo zvukově izolačních desek. Lze je využít pro zateplení střech, stěn i plovoucích podlah. Izolační desky se vyrábějí v obvyklých tloušťkách
30 – 180 mm standardních rozměrů 1200/326 mm. Izolace z konopí se vyrábí i ve formě rohoží o rozměrech 625/6000, 8000, 10000 mm. Rohože jsou vhodné zejména pro zateplení vodorovných konstrukcí,
například podlah. S konopím se můžeme setkat také ve formě foukané izolace, kdy je konopné pazdeří
rozvlákněno a rozdrceno do formy, jež lze do konstrukcí aplikovat foukáním. K těsnění konstrukčních
detailů (připojovací spáry oken, apod.) se využívají volná konopná vlákna dodávaná v pytlích.
Obr. 3-21: Konopná izolace ve střešním
plášti, zdroj: dřevostavby.cz
Obr. 3-22: Izolační zásyp z konopného
pazdeří, zdroj: cannabe.cz
53
Tab. 3-5: Vlastnosti konopných a lněných izolací [6]10 Rozměr cm
Hustota kg/m3
Součinitel tepelné vodivosti λ W/(m.K)
Požární odolnost F
Třída reakce na oheň
Stupeň hořlavosti dle DIN
Vzduchová neprůzvučnost Rw dB
Měrná tepelná kapacita C J/(kg.K)
konopí
Tl. 30 – 180 mm
30 – 42
0,044
30 – 907
E
B2
37 - 5210
1600
1-2
len
Tl. 40 – 180 mm
30
0,035 - 0,045
E
54
1550
1 – 5,7
Výhody izolace z konopí:
•
•
•
•
•
•
•
Výborné tepelně izolační vlastnosti
Zdravotně nezávadný materiál
Aplikace nevyžaduje žádné ochranné prostředky
Odolnost proti napadení hmyzem a vlhkosti
Obnovitelný a plně recyklovatelný materiál
Velká pevnost v tahu
Možnost kombinovat ho se silikátovými materiály (beton, potěry, apod.)
Nevýhody izolace z konopí:
• Horší požární vlastnosti
• Horší dostupnost
• Vyšší cena v porovnání s průmyslovými izolacemi
3.3.4 Dřevovláknité tepelné izolace
Dřevovláknité desky (DVD) definuje norma ČSN EN 316 jako desky tloušťky 1,5 mm a více, vyrobené
z vláken dřeva nebo jiných lignocelulózových vláken (rozvlákněním štěpků nebo odřezků) za použití
zvýšené teploty nebo tlaku. Ke spojení vláken dochází zplstnatěním vláken a jejich přirozenou lepivostí
(díky ligninu) nebo syntetickou pryskyřicí (lepidlem), která se přidává k vláknům. Lignin má termoplastické schopnosti, tzn. zvýšenou teplotou změkne a přeskládáním vláken se opět slepí v nové formě. Pro
zvýšení pevnosti, odolnosti vůči vlhkosti, ohni, hmyzu, hnilobě nebo pro zdokonalení jiných vlastností je
možné v průběhu výroby přidávat pojiva a jiné komponenty. Podle hustoty materiálu se dřevovláknité
desky dělí na: tvrdé desky (HDF), polotvrdé desky (MDF), které se používají především v nábytkářském
průmyslu (záda skříní, záda zásuvek) a měkké desky (LDF).
Jako tepelné izolace se používají měkké dřevovláknité desky (LDF), jejichž hustota je nižší než 400 kg/m³.
Měkčí desky (např. STEICO Flex) mají objemovou hustotu 50 kg/m3, dřevní vlákna jsou v nich málo slisována a proto lze desky použít pouze jako výplňový nebo izolační materiál připevněný k nosné konstrukci, nejčastěji do stěnových konstrukcí. Tužší desky (objemová hustota 160-270 kg/m3) se používají
především do podlah, střech, stropů, na fasády. Bývají různě upravované, např. hydrofobizované.
Výroba probíhá mokrým nebo suchým procesem. Při mokrém procesu se vlákna naředí vodou a po
přidání přísad (pro zlepšení pevnosti, odolnosti proti vlhku a hmyzu) se hmota odvodňuje a lisuje. Vlákna
při výrobě mají vlhkost větší než 20 %. Při suchém procesu se vlákna s vlhkostí menší než 20 % obalují
10 Hodnota Rw jednoduché příčky s opláštěním sádrovláknitou deskou
54
práškovými lepidly, proudem vzduchu se navrství do surové matrace. Pak se matrace předlisuje a za
horka se z ní lisují jednotlivé desky.
Obr. 3-23: Dřevovláknitá izolace
STEICO Therm, zdroj: steico.com
Obr. 3-24: Ukázka skladby obvodové stěny
z materiálů STEICO, zdroj:dřevostavby.cz
Tab. 3-6: Vlastnosti dřevovláknité izolace Základní vlastnosti
Měkčí
Tužší desky
Snášenlivost vody
výplňové
do podlah,
a vlhkosti
desky
fasád a střech
575 x
1220
600 x 1350,
600 x 2500
Faktor difuzního
odporu μ [-]
Měkčí
výplňové
desky
Tuhé
desky do
podlah,
fasád
a střech
2
5
1
tlouštěk [mm]
Tepelné vlastnosti
[W∙m-1.K-1]
[J∙kg-1∙K-1]
40 - 240
40 – 160
Krátkodobá
nasákavost [kg∙m-2]
-
Některé
desky
hydrofobizované
0,038
0,039– 0,048
2100
2100
pohltivosti α pro desky tl.
60 mm [-]
-
-
-
40
Obvyklá hustota
[kg∙m-3]
oteplování při výrobě
typického 1 m2 [kg
CO2]
Spotřeba neobnov.
primární energie při
výrobě typického 1m2
[MJ]
50
160 – 270
-
50 - 200
-18
-18
25
25
55
E
Obr. 3-25: Mokrý
technologický proces
výroby dřevovláknité
izolace
E
Obr. 3-26: Suchý technologický proces
výroby dřevovláknité tepelné izolace
Dřevovláknité desky jsou přírodní materiály z plně obnovitelných surovin s krátkým vegetačním obdobím. Jsou zdravotně nezávadné a šetrné k životnímu prostředí (výroba, užití, likvidace). K výrobě se
používá dřevní hmota z lesů pěstovaných dle FSC. Desky izolují tepelně i akusticky. Jsou paropropustné a eliminují tepelné mosty. Vytváří zdravé prostředí v místnostech – certifikát Natureplus. Výborně
akumulují a regulují vlhkost a její přenos uvnitř konstrukcí (ochrana konstrukcí před kondenzací vlhkosti
a tvorbě hub a plísní). Dřevovláknité desky mají vysokou tepelnou akumulaci, v létě proto za vysokých
teplot nedochází k přehřívání interiéru, teplo se převádí s časovým fázovým posunem cca 12-16 hodin.
V zimě pak dochází k podstatnému snížení ztrát tepla (snížení emisí CO2 na vytápění). Desky lze použít
do všech částí stavebních konstrukcí i na rekonstrukci starých staveb. Desky se velmi lehce opracovávají, jednoduše montují a nedráždí pokožku.
3.3.5 Energetická bilance vybraných organických tepelných izolací
V současné době vstupuje do procesu výběru vhodných stavebních materiálů pro danou stavbu další rozhodovací kritérium. Tímto „novým“ faktorem je energetická bilance stavebních materiálů a jejich
dopad na životní prostředí. U stavebních materiálů se začalo toto téma řešit zejména v souvislosti s celosvětovou produkcí oxidu uhličitého CO2 a globálním oteplováním. V moderním a environmentálně
vyspělém stavitelství už nestačí navrhovat a stavět stavby jen na základě ceny, tepelně izolačních nebo
požárních parametrů, ale je třeba zohlednit i kritéria související s ochranou životního prostředí.
Pro hodnocení energetické bilance stavebních materiálů můžeme použít několik metodik, například
metodu LCA. LCA (Life Cycle Assesement) je metodika použitelná na jakýkoliv produkt lidské činnosti.
Z LCA vychází všechny ostatní používané metody posuzování environmentálních vlastností stavebních
produktů. Životní cyklus všech stavebních materiálů se skládá z těchto fází:
•
•
•
•
56
Těžba surovin (včetně jejich dopravy do výrobny finálního produktu)
Výroba materiálu
Doprava materiálu na stavbu
Zabudování materiálu do stavby
• Údržba materiálu během jeho životnosti
• Likvidace materiálu po dožití
• Recyklace materiálu
Mezi základní kritéria, která hodnotí energetickou bilanci stavebních materiálů patří spotřeba primární
energie PEI, potenciál globálního oteplování GWP a potenciál acidiface prostředí AP. Hodnoty PEI,
GWP, AP vybraných organických materiálů jsou uvedeny v tabulce Tab. 3-6.
Tab. 3-6: Hodnoty energetické bilance vybraných organických tepelných izolací [6]1112 Objemová hmotnost
PEI
GWP
Jednotky
Celulóza ve stěnách
Ovčí vlna
Konopná izolace
Sláma
Dřevovláknité deky tuhé12
AP
kg/m3
MJ
kg CO2, ekv
kg SO2, ekv
65
30
30
90 - 110
260
7,030
14,7
27,1
16,811
13,7
- 0,907
0,045
- 0,377
- 2,2
-0,183
0,00341
0,00266
0,00437
0,00688
3.4 Syntetické izolace
Základ těchto izolací je sice organický (ropa - vzniklá přeměnou živočišného a rostlinného materiálu
obsazeného v horninách), nicméně pro zpracování až do formy tepelné izolace, musí projít složitým
chemickým procesem. Na rozdíl od námi prezentovaných „organických“ izolací, které se můžou v přírodě velice rychle obnovovat (např. sláma, ovčí vlna apod.), „syntetické izolace“ na bázi ropy patří mezi
izolace z neobnovitelných zdrojů.
3.4.1 EPS
Jedná se o velmi rozšířený a variabilní druh izolačního materiálu. Základní výrobní surovinou je krupice
koplenu, která vodní parou expanduje a vyplňuje prostor forem, ve stavebnictví většinou do velkoformátových bloků, ze kterých se následně řežou jednotlivé desky. Je možné „pěnit“ i do složitějších tvarů,
toto se využívá pro tzv. perimetrické polystyreny, kde se „pění“ každá deska zvlášť s tím, že je možné
vytvořit např. polodrážku, profilovaný povrch apod. Toto se využívá při výrobě soklových desek, nebo
izolací základů. EPS lze vyrobit i s přídavkem grafitu, který zlepšuje tepelně izolační vlastnosti, nebo je
možná následná perforace desek pro lepší paropropustnost.
11 Hodnota pro obvodovou stěnu ze slaměných balíků a povrchovou úpravou
12 Hodnoty pro materiál HAFAFEST UD
57
Obr. 3-23: Příklad výrobního procesu expandovaného polystyrenu
Při výrobě je možné využít čistý recyklát, který se namele a přidá do výrobního procesu. Běžně se používá cca 5% recyklátu, technicky je ale možné jít až k hranici 40%, problémem ale zůstává špatná dostupnost kvalitního starého polystyrenu. Nejvhodnější je EPS z obalů bílé techniky (lednice, TV, apod.).
Obr. 3-24: Při výrobě bloků je možné
používat bílé i šedé perle zároveň.
Výsledný materiál kombinuje
vlastnosti obou materiálů.
58
Obr. 3-25: Tzv. „perimetr“ je typ
polystyrenu, který se pění do forem,
proto je možné dosáhnout i např.
drenážního povrchu desky.
Tab. 3-7: Pro porovnání budeme uvažovat rozdělení na bílé polystyreny a jejich šedou variantu. Většinu
parametrů mají stejnou, někde se ovšem ale velice liší. Grafitové
Snášenlivost vody
Grafitové
Bílé EPS
Bílé EPS
EPS
a vlhkosti
EPS
500 x
1000,
500 x 1000, Faktor difuzního odporu
20 - 100
20 - 70
2500 x
2500 x 1000 μ [-]
1000
Nasákavost při
20 - 300
20 - 300
3-5
4-5
tlouštěk [mm]
ponoření [%]
Tepelné vlastnosti
0,034–
0,031–
Obvyklá hustota [kg∙m-3] 13,5 - 32
13,5 - 28
0,039
0,032
-1 -1
[W∙m .K ]
Pevnost v tlaku při 10%
1250
1250
70 - 200
60 - 150
stlačení [kPa]
[J∙kg-1∙K-1]
5,2
5,9
pohltivosti α pro desky tl. typického 1 m2 [kg CO2]
60 mm [-]
(10cm 70F)
Spotřeba neobnov.
15
130
150
-3
desky tl. 25 mm [MN∙m ]
[MJ] (10cm GreyWall)
Třída reakce na oheň [-] E
E
Pěnový polystyren se ve dřevostavbách používá nejčastěji v podlahách a fasádách. Aplikace není obtížná, materiál je lehký, pevný, dá se snadno řezat i brousit. U použití grafitového polystyrenu na fasádách
budov bychom ale neměli zapomínat na teplotní roztažnost materiálu. Teplota povrchu tmavých desek
může být až 60 °C (oproti 10 °C u bílých), proto při aplikaci materiál stíníme a tím bráníme vzniku mezer
mezi nalepenými deskami.
Obr. 3-26, 3-27: Podlaha obytné místnosti a kontaktní
zateplovací systém z grafitových materiálů.
Obr. 3-28: Grafitový i bílý EPS
je dostupný i v děrované formě,
kde μ faktor klesá pod úroveň
10 [-].
59
3.4.2 XPS
Vstupní surovina pro výrobu XPS je shodná jako u EPS (koplenová krupice), rozdíl je ale ve způsobu pěnění a tvarování desek. Pěnový expandovaný polystyren, jak už bylo řečeno, se vyrábí pěněním krupice
vodní párou do obrovských bloků a následně je prostě řezán na desky. U XPS se krupice nejprve taví
v extrudéru, na jehož konci se pění pomocí CO2. Vzniklá hmota se částečně ochladí, vytlačí se na pás,
kde je tvarována mezi kalibračními válci. Vyrábí se tedy „nekonečný pás“ izolace určité tloušťky, který se
následně řeže na jednotlivé kusy desek, které už známe ze staveb. XPS je většinou barevný. Barevnost
nemá vliv na kvalitu výrobku, jde čistě o marketingovou záležitost výrobních firem.
Obr. 3-29: Příklad výrobního procesu extrudovaného polystyrenu.
Na rozdíl od pěnového polystyrenu je struktura extrudovaného polystyrenu nehomogenní. Místa uprostřed desky v porovnání s místy při povrchu materiálu jsou rozdílné ve velikosti a tvaru vzduchových dutin. To zapříčiňuje značnou variabilitu technických parametrů tenkých a tlustých desek. Na toto se často
zapomíná. Pokud bychom dali na sebe 2 tenké desky a vedle nich 1 tlustou desku XPS stejné tloušťky
jako 2 tenké, tlustá deska bude mít horší tepelně technické vlastnosti. Toto bude dokumentováno čísly
ve srovnávací tabulce.
Tab. 3-8: Pro porovnání budeme uvažovat stejný materiál, ovšem v různých tloušťkách, aby bylo vidět,
jaké parametry se mění u stejného výrobku vlivem nehomogenity. XPS tř.
XPS tř.
XPS tř.
XPS tř.
Snášenlivost vody
300,
300,
300,
300,
a vlhkosti
tl. 30 mm tl. 180 mm
tl. 30 mm tl. 180 mm
Faktor difuzního odporu
150
50
1265 x 615 1265 x 615
μ [-]
Nasákavost při ponoření
30
180
0,2
0,2
tlouštěk [mm]
[%]
Tepelné vlastnosti
0,031
0,040
Obvyklá hustota [kg∙m-3] 33
33
-1 -1
[W∙m .K ]
Pevnost v tlaku při 10%
2060
2060
300
300
-1 -1
stlačení [kPa]
[J∙kg ∙K ]
14,2
pohltivosti α pro desky
typického 1 m2 [kg CO2]
tl. 60 mm [-]
(10 cm XPS)
60
E
-
Spotřeba neobnov.
[MJ] (10 cm XPS)
320,5
E
XPS se v konstrukcích dřevostaveb nevyskytuje tak často. Pokud se použije, tak na izolování soklu,
případně na inverzní plochou střechu, pochozí terasu či zelenou střechu.
Obr. 3-30: Nejjednodušší
inverzní střecha s XPS,
zasypaná přitěžovacím
kačírkem.
Obr. 3-31: Detail dlaždice
terasy na rektifikovatelné
podložce.
Obr. 3-32: XPS aplikované
jako tepelná izolace střešní
terasy v kombinaci se
zelenou střechou.
3.4.3 PUR, PIR
Polyuretanové a polyisokyanurátové pěny patří mezi modernější tepelné izolace, které díky svým výborným tepelným vlastnostem nacházejí čím dál větší uplatnění ve stavebních konstrukcích (zejména PIR).
Jedná se o polymery vzniklé reakcí vícefunkčních isokyanátů s polyalkoholy. Jako izolační materiály
jsou dostupné ve formě desek, nebo volně stříkané pěny. Jejich zvýšená tepelná účinnost spočívá ve
výměně vzduchu v buňkách izolace za pentan a CO2. Na rozdíl např. od XPS se tento plyn v buňkách
izolace drží podstatně déle. Pro trvale výborné tepelněizolační vlastnosti je ale nutné plyn v deskách
chránit, např. hliníkovou folií.
Obr. 3-33: Schéma výroby deskových PUR a PIR panelů [3].
Recyklovatelnost těchto materiálů není úplně jednoduchá, nicméně teoreticky lze při výrobě nových
desek použít odřezky z výroby, nebo post-consumer produkty – staré výrobky, až do 20 % vsázky [4].
61
Z hlediska end-of-life produktu se v současné době staré výrobky a zbytky skládkují, nebo spalují
s komunálním odpadem. Vhodnější je termická recyklace, protože při běžném spalování se uvolňují do
ovzduší škodlivé látky.
Obr. 3-34: První možností použití PUR nebo PIR panelů ve
dřevostavbách je vkládání do dřevěných roštů, podobně jako
minerální izolace. Při řezání je nutné používat respirační masku. [5].
Tab. 3-9: Přímé porovnání dostupných parametrů provedeme mezi deskami z PUR a PIR tvrdé pěny. Snášenlivost vody
PUR
PIR
PUR
PIR
a vlhkosti
2500 × 1250,
Faktor difuzního odMožné rozměry [mm]
2400 x 1020
20 - 100* 20 - 100*
1000 × 600
poru μ [-]
Rozpětí výrobních tloušKrátkodobá nasáka<1
<1
80 - 240
80 - 240
těk [mm]
vost [kg∙m-2]
Mechanické vlastTepelné vlastnosti
nosti
0,021 Obvyklá hustota
0,021 - 0,028
32 - 35
32 - 35
0,028
[kg∙m-3]
-1 -1
[W∙m .K ]
1500
1500
100 - 260 120 - 150
[J∙kg-1∙K-1]
Součinitel zvukové pohloteplování při výrobě
13,4
tivosti α pro desky tl. 60 typického 1 m2 [kg
CO2] (R5 PUR + Al
mm [-]
polep)
Spotřeba neobnov.
výrobě typického
280
2
1m [MJ] (R5 PUR +
Al polep)
Třída reakce na oheň [-] E
C
*bez hliníkové folie
62
Obr. 3-35: Druhým způsobem aplikace PUR hmot do konstrukcí
dřevostaveb je stříkání do prostorů mezi krokve, případně do
stropního prostoru. Zdroj: http://www.storeboard.com/images/
member/netzerousa/
3.5 Speciální izolace
3.5.1 Vakuové izolační panely
Vakuové izolační panely vstoupily na stavební trh v České republice již v roce 2004. Zatím se však jejich
použití vzhledem k poměrně vysoké ceně příliš nerozšířilo. Jedná se o materiál, který se již delší dobu
používá k izolaci například v chladírenském průmyslu - výroba chladících boxů, mrazniček a ledniček.
Ve stavebnictví však dochází k jejich masivnějšímu používání až v posledních dvou letech.
Obr. 3-36: Ukázka desky vakuové izolace, zdroj: drevostavitel.cz
Vakuový panel se skládá z pevného pláště, který je pokovený vrstvou hliníku. Vnitřek vakuové izolace
je vyplněn shluky částic oxidu křemičitého nanometrických rozměrů. Panely se vyrábějí od tloušťky
20 mm a ve standardních rozměrech jako 600/1200 mm nebo 600/600 mm.
63
V případě použití na větší plochu je třeba okrajové panely vyrobit na míru. Proto je třeba počítat s přesným kladečským plánem a panely pečlivě očíslovat. Panely nelze na stavbě upravovat jako běžnou izolaci. Hlavním přínosem vakuové izolace je velmi nízký koeficient prostupu tepla λ, který se u kvalitních
panelů pohybuje okolo 0,004 W/mK. Ve výpočtech se však uvažuje se stárnutím materiálu (především
zhoršení kvality vakua a nárůst vlhkosti) a počítá se s hodnotou λ 0,006 – 0,008 W/mK. Oproti klasickým
izolacím jako je polystyren nebo minerální izolace se jedná o desetkrát lepší hodnotu. Proto se vakuové
panely mohou vyrábět a používat v tloušťkách od 20-80 mm. Pro lepší názornost má 20 mm vakuového izolačního panelu srovnatelný tepelný odpor jako 200 mm minerální izolace. Panely se používají
především na zateplení podlah stávajících objektů, zateplení průjezdů, izolace teras nad vytápěnými
místnostmi, součást sendviče subtilních fasád, vnitřní zateplení (pouze však jako nouzové řešení - pokud nelze zateplovat z exteriéru).
http://www.asb-portal.cz/stavebnictvi/materialy-a-vyrobky/tepelne-izolace/vakuove-izolacni-panely http://www.drevostavitel.cz/clanek/izolacni-materialy-5-dil--vakuova-izolace http://www.anhydritovepodlahy.eu/tepelna-izolace/vakuova-izolace
3.5.2 Aerogel
Se zvyšujícími se náklady na vytápění se zvyšuje zájem o zateplení. Objevují se čím dál tím kvalitnější
materiály, často vyrobené z přírodních látek. Už v roce 1931 vymyslel Samuel Stephens Kistler látku
zvanou Aerogel, která je dodnes nejlepším izolačním materiálem.
Aerogel je podle české Wikipedie “látka na křemíkové bázi, často nazývaná zmrzlý dým nebo modrý
dým”. Dým se jí říká proto, že obsahuje 99,98% vzduchu, zbytek je oxid křemičitý.
Struktura materiálu je taková, že se skládá z miniaturních nanočástic - dutých křemičitých koulí. Díky
jejich uspořádání má látka obrovský vnitřní povrch (1 g až 1000 m2).
Později začala Aerogel využívat NASA pro svá zařízení určená pro cesty do vesmíru. Aerogel se může
pochlubit nižší tepelnou vodivostí než vzduch, což z něj dělá téměř dokonalý izolační materiál.
Obr. 3-37: Mikroskopická struktura aerogelu, vzorek aerogelu, zdroj: svetvedy.cz
Pokud by se na zateplení domů použila jen několik milimetrů silná vrstva Aerogelu, prakticky by nebylo
nutné topit. Materiál má přitom vynikající prostupnost plynů i kapalin. Hlavním problémem bránícím
v rozšíření Aerogelu je jeho vysoká cena. V současné době jej pro komerční využití nabízejí společnosti
Aspen Aerogel a Thermoblok. Firma Propasiv nabízí výrobky Spaceloft a Pyrogel - speciální izolační
hmoty s lambda od 0,013 – 0,016 W/(mK), v téměř libovolných variantách přířezů a potahových vrstev.
64
Aerogelové krytiny mají ve srovnání s vakuovou izolací (stále nejlepší izolační látka) tu výhodu, že při používání běžného nářadí nedochází ke zhoršení izolačních vlastností. Podložky jsou přitom velmi flexibilní
a vejdou se výborně i do úzkých rohů.
Izolace Aerogel má tyto jedinečné vlastnosti:
•
•
•
•
•
•
•
Výjimečně nízký součinitel tepelné vodivosti λ = 0,013–0,020 W/m.K
Látka s nejnižší známou hustotou (až 99,8% tvoří vzduch)
Jediný materiál s pórovitostí přesahující 95%
Nehořlavý, tvarově stabilní (teplota tavení kolem 1200°C)
Difúzně otevřený - díky otevřeným pórům mohou plyny volně procházet
Použitelnost v teplotách rozmezí -100°C - +200°C
Propustnost slunečního záření v rozsahu τ = 0,85 až 0,95
Ve stavebnictví se používá na vnější izolace, vnitřní izolace a řešení tepelných mostů.
http://www.aero-gel.cz/html_doc/izolace.htm
http://www.4-construction.com/cz/clanek/aerogel-dokonala-tepelna-izolace?vote=no
http://www.izolace-aerogel.cz/vlastnosti.html
http://www.drevoastavby.cz/cs/drevostavby-archiv/stavba-drevostavby/izolace/2129-aerogel-je material-s-obrovskym-potencionalem
http://www.sto.cz/124108_CZ
3.5.3 Termonátěry
Termoizolační nátěr THERMOWELL
Izolačně-reflexní funkci termonátěru THERMOWELL zajišťují duté skleněné mikrokuličky. Na povrchu
stěn se po zaschnutí barvy vytvoří souvislá vrstva z těchto kuliček tvořící ucelený film – reflexní membránu, jež zabraňuje úniku tepla a výrazně tak snižuje náklady na vytápění.
Obr. 3-38: Ukázka fungování termonátěru
Výhodou termoizolačních nátěrů THERMOWELL je zvýšení povrchové teploty stěn, nedochází tak (nebo
se výrazně omezí) srážení vodních par na stěnách, což je hlavní příčinou vzniku plísní.
Výrazně zlepšují tepelnou pohodu v interiéru a umožňují dosáhnout příjemného pocitu tepla při nižší
topné teplotě, a tak opět šetří náklady za vytápění.
Termonátěry lze rovněž využít tam, kde nelze aplikovat běžné zateplovací systémy (např. historické budovy s členitou fasádou, kamenné budovy, omítky se zvýšenou vlhkostí apod.).
65
Termoizolační nátěr THERMOMAX EXTRA je zcela prodyšná, silikonová termoizolační nátěrová hmota
se zvýšenou protiplísňovou odolností. Díky svým jedinečným vlastnostem je určená nejen pro vnitřní,
ale i pro vnější omítky, na historické, kamenné budovy a omítky se zvýšenou vlhkostí. Nátěr se vyznačuje extrémně nízkou nasákavostí, mimořádnou propustností vodních par a vysokou odolností vůči
povětrnostním podmínkám a ÚV záření.
Termonátěr je možné aplikovat jak v exteriéru, tak i v interiéru.
Termoizolační malby THERMOWELL plní nejen estetickou funkci, ale zároveň i šetří náklady na vytápění
nebo naopak na chlazení vnitřních prostor. Návratnost takto vynaložených nákladů je velmi rychlá. Termoizolační nátěry se aplikuji na vnitřní nebo vnější omítku a je možné je tónovat do různých barevných
odstínů.
Standardně je nátěr dodáván v bílé barvě. Nátěr je možné individuálně tónovat běžnými přípravky pro
silikonové barvy. Termonátěr se nanáší válečkem nebo štětkou na stěny a jeho aplikaci zvládne každý
průměrný kutil.
http://www.ekovoice.cz/blog/2013/09/19/tekuta-tepelna-izolace-termo-nater/ http://www.nakoupitezde.cz/detail/termoizolacni-nater-thermomax-extra-5-kg/
3.5.4 Transparentní tepelná izolace
Transparentní tepelné izolace se v současné době teprve začínají masivněji používat. Transparentní
izolaci si lze představit jako velmi silný svazek tenkých trubiček (slámek na pití), umístěných kolmo mezi
dvě skla. Trubičky jsou velmi tenké, vyrobené z amorfního oxidu křemíku (speciální forma skla) nebo
plastu, který propouští světlo. Izolační dílec o tloušťce 30 mm propustí téměř 50 % sluneční energie,
resp. světla. V zimním dni dopadající sluneční energie ohřívá stěnu domu, v noci stěna díky izolaci nevychladne. Pro letní provoz jsou instalovány vzduchové klapky, které brání přehřívání stěny. Možnými
oblastmi použití jsou systémy získávající světelnou energii, prosklené fasády, průsvitné stavební dílce,
jakož i střešní konstrukce staveb halového typu. Materiál je obvykle nehořlavý a má dobré izolační vlastnosti (λ = 0,02 W/mK).
http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:jake_jsou_dalsi_moznosti_tepelne_izolace
3.6 Dělení tepelných izolací podle způsobu aplikace
Základem kvalitní a funkční konstrukce je kromě dobře zvoleného materiálu také správně provedená
aplikace do konstrukce. Aplikace tepelných izolací do konstrukcí vyžaduje pečlivé provedení. Jen tak
zajistíme, že v konstrukcích nebudou vznikat tepelné mosty, že účinnost izolace nebude snížena její
nadměrnou vlhkostí. Klasickým způsobem aplikace tepelných izolací v dřevostavbách je vkládání. V této
kapitole budou stručně popsány další možnosti, kterými lze tepelné izolanty do konstrukcí instalovat.
3.6.1 Foukané tepelné izolace
Aplikace foukáním se využívá pro drcené, nebo rozvlákněné izolanty. Při aplikaci je izolant vložen do
speciálního stroje, kde je rozdroben na malé části. Následně je pomocí tlaku vzduchu hadicemi dopraven do konstrukce. Aplikace se provádí do uzavřených dutin aplikačním otvorem. Izolace je ale také
možno foukat volně (podlahy, dutiny v šikmých střechách) případně kontaktně na konstrukci (izolant
smísen s vodou). Foukání je velmi rychlé a zajistí, že v konstrukci nebudou vznikat neizolované dutiny. Při aplikaci je nutno dosáhnout optimální objemové hmotnosti izolantu, při které nebude docházet
66
k jeho sesedání. Optimální objemová hmotnost se v praxi dá dosáhnout nastavením stroje (množství
transportovaného materiálu, množství vzduchu) a zkušeností obsluhy stroje.
Nejznámějším typem foukané izolace je celulóza. Vyrábí se z recyklovaných novin, na českém trhu
existuje nabídka od řady výrobců. Nevýhodou je poměrně velká objemová hmotnost, do stěnových
konstrukcí se používá až 70 kg/m3. Lehčí varianta je dřevovláknitá foukaná izolace (např. STEICO Zell).
Jedná se o přírodní materiál, dřevěná vlákna, která se foukají speciálními stroji přímo na místo určení. Dají se izolovat stěnové konstrukce, půda, strop, střecha, prakticky všechny konstrukční části na
stavbě. Musí být vytvořena ohraničená dutina, ať už z pevných desek nebo např. z folií. Existují i další
pokusy s foukanými materiály, např. drcenou slámou.
Příklady:
• Izolace z rozvlákněné celulózy, www.ciur.cz
• Foukaná dřevovláknitá izolace STEICO Zell, www.steico.com
3.6.2 Stříkané tepelné izolace
Nejznámější jsou pěnové stříkané izolace. Jejich největší výhodou je, že není třeba vytvořit dutiny. Lze
nastříkat na jednu plochu.
Příklady:
• Stříkaná pěnová izolace http://www.izolmaster.cz/
• Chytrá pěna http://www.chytrapena.cz/
3.6.3 Sypané tepelné izolace
Sypané izolace se do konstrukcí aplikují volným sypáním. Výhodou je, že není třeba použít aplikační
stroje. Konstrukce, do které se bude izolant sypat, k tomu musí být uzpůsobena. Ideálním řešením je
vytvořit dutiny, které budou v horní části otevřeny. Horním otvorem je pak možno izolant aplikovat až po
horní hranu. Důležitým krokem je také průběžné hutnění izolantu. Cílem hutnění je dosáhnout objemovou hmotnost, při které nebude docházet k sesedání izolace. Sypané izolace mohou být vhodným řešením u jednoduchých konstrukcí a malých objemů izolantů. Pro zateplení složitějších detailů a velkých
konstrukcí je ideální použít aplikaci foukáním.
Příklady:
• Sypaný polystyrén - http://www.polystyrensypany.cz/
• Korek (korková drť expandovaná) http://www.korek-jelinek.cz
• Keramické kamenivo http://www.liapor.cz/cz/
Závěr
V tabulce Tab. 3-10 jsou uvedeny základní kritéria, která je třeba zvážit při navrhování dřevostaveb. Hodnocení jednotlivých kritérií je vztaženo pro druhy tepelně izolačních materiálů. Například dřevovláknitých
izolací existuje mnoho druhů. Vyrábějí se například hydrofobizované dřevovláknité izolace, které mají
velmi dobrou odolnost proti vlhkosti. Nedá se tedy přesně říci, že odolnost dřevovlákna proti vlhkosti je
nízká. Hodnocení vybraných kritérií je tedy pouze orientační.
67
Tab. 3-10: Porovnání parametrů tepelně izolačních materiálů Požární
Tepelně izo- Odolnost
Náročnost
parametry
lační para- proti vlhaplikace do
metry
kosti
konstrukce
Ekologické
parametry
Recyklovatelnost
Minerální vlna
EPS, XPS
Ovčí vlna
Konopí
Sláma
Dřevovlákno
Celulóza foukaná
PUR, PIR
SEZNAM POUŽITÉ Literatury
[1]
FOAMGLAS, Product properties [online]. [cit. 2014-09-13]. Dostupné z: http://www.building-int.
foamglas.com/en/products/product_properties/
[2]
About STYROFOAM, Products [online]. [cit. 2014-09-27]. Dostupné z: http://building.dow.com/
eu/mdk/mk/products/about.htm
[3]
Continuous line for the manufacturing of wall and roofing sandwich panels with the PUR, PIR
filler [online]. [cit. 2014-09-27]. Dostupné z: http://profholod.ru/en/manufacture/line/
[4]
Polyurethane waste utilization is gaining increasing priority, Technical Articles & Reports on Plastic Industry [online]. [cit. 2014-09-27]. Dostupné z: http://www.plastemart.com/upload/Literature/
PUrecycling.asp
[5]
Environmental product declaration (EPD) for PU, PUR installation, [online]. [cit. 2014-09-27]. Dostupné z:
[6]
http://www.pu-europe.eu/fileadmin/documents/Factsheets_public/Factsheet_13-1_Environmental_product_declaration__EPD__for_PU__PUR-PIR__thermal_insulation_boards_and_
energy_saving_potential.pdf
[7]
CHYBÍK, Josef. Přírodní stavební materiály. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2009, 268 s.
ISBN 978-80-247-2532-1.
68
PODĚKOVÁNÍ
Práce byla realizována za finančního přispění Evropské unie v rámci projektu: CZ.1.07/3.2.07/04.0082 Tvorba vzdělávacího programu Dřevěné konstrukce a dřevostavby.
69
Poznámky
70
71
72
Název projektu
Tvorba vzdělávacího programu Dřevěné konstrukce a dřevostavby
Registrační číslo projektu
CZ.1.07/3.2.07/04.0082
Realizátor projektu
Moravskoslezský dřevařský klastr, občanské sdružení
Moravskoslezský dřevařský klastr, o.s.
Studentská 6202
708 33 Ostrava-Poruba
IČ: 27003949
www.msdk.cz
www.vzdelavaciprogramdrevo.cz
ISBN 978-80-906014-0-6

Vzdělávací materiály - Dřevěné konstrukce a dřevostavby

Transkript

Podobné dokumenty

Seznam vybraných webů v obsahové síti Sklik

DESKOVÉ MATERIÁLY V DŘEVOSTAVBÁCH Autoři: Ing. Jiří

Moderní energeticky úsporné budovy

katalog-geminox-zem-a-seradens (1 959,47 kB)

Datový list NOVATOP STATIC

MATERIÁLY PRO DŘEVOSTAVBY Autoři: Ing. Josef Mynář Ing. Jiří

Standardní řešení

duben 2016 - Skautské středisko Kruh Frýdek

desky Rigistabil

Standardní řešení - přízemní domy

Vakuová fyzika a technika

Montážní příručka sádrokartonáře

Tectonique 5.5

Navrhování a provádění dřevostaveb fermacell

PROHLÁŠENÍ O VLASTNOSTECH č. 1404 NOVATOP STATIC

všestranný stavební systém

ref. katalog layouty pro Zorana_4.cdr

Kondenzační kotle THRs

EPD DATA_pu... - Wiesner Hager

english synopsis - Časopis stavebnictví

drevo_12_09 web.indd

str. 40-56