Výber stavebného materiálu na hrubú stavbu patrí k jednému z najdôležitejších krokov, ktoré ovplyvnia užívateľské vlastnosti stavby i jej životnosť. V rámci celosvetového zvyšovania cien energií sa stále väčšia pozornosť obracia na znižovanie ich spotreby. Jednou z najefektívnejších ciest je používanie tepelných izolácií. Bolo preukázané, že zatepľovaním budov je možné znížiť spotrebu energie na vykurovanie až o 60 %, u nízkoenergetických rodinných domov a pasívnych rodinných domov až o 90 % oproti existujúcej výstavbe.
Dôležitý parameter projektovania budovy je pre energetické úspory rozhodujúci moment. Ide o výber stavebného materiálu na strechu, podlahy, stropy a vonkajšie múry. Práve cez ne môže preniknúť najviac tepla von a ak nedostatočne izolujú, prepúšťajú zároveň chlad dovnútra. Murovacie materiály majú schopnosť týmto únikom zabrániť. Vyjadruje ju tzv. tepelný odpor označený ako R. Hrubšia konštrukcia má tepelný odpor vyšší. Preto sa vývoj zameriava na zlepšenie tepelnoizolačných vlastností použitých materiálov. V období tridsiatych rokov minulého storočia sa začína na stavebnom trhu objavovať nový stavebný materiál - pórobetón, ktorý sa dnes teší čoraz väčšej obľube. Jeho unikátne vlastnosti, ako sú nízka hmotnosť a výborné izolačné schopnosti, ho robia ideálnym pre rôzne aplikácie.
História a vývoj pórobetónových tvárnic Hebel a Ytong
Pórobetón je prírodný materiál, ktorého história siaha do prvej polovice 20. storočia. V čase nedostatku materiálu i energií medzi dvoma svetovými vojnami vyvinuli vo Švédsku pórobetón. Autoklávový pórobetón bol v polovici 20. rokov minulého storočia významne zdokonalený švédskym architektom a inovátorom Dr. Johanom Axelom Erikssonom v spolupráci s profesorom Henrikom Kreügerom v Kráľovskom Inštitúte Technológie v Stockholme. Eriksson na jeho výrobu sformuloval recept už v roku 1923. Vlastný proces výroby bol potom patentovaný v roku 1924 a v roku 1929 bola v meste Yxhult vo Švédsku zahájená výroba pod skratkou Y-Tong, odvodenou z pôvodného názvu "Yxhults Ånghärdade Gasbetong" (parou tvrdený plynobetón).
Pôvodný pórobetón Ytong bol vo Švédsku vyrábaný s obsahom kamencovej bridlice, ktorej spáliteľný obsah uhlíka sa vtedy ukázal ako prospešný vo výrobnom procese. Neskôr sa ale ukázalo, že bridlica obsahovala stopový obsah prírodného uránu, a preto Ytong v roku 1975 receptúru pozmenil. Nová formulácia obsahovala iba kremenný piesok, sadru, vápno, cement, vodu a hliníkový prášok, vďaka čomu bol nový Ytong čisto biely.
Ďalšia významná značka, Hebel, získala technológiu na výrobu autoklávovaného pórobetónu v roku 1943, keď Josef Hebel kúpil továreň na vápennopieskové tehly v Emmeringu, neďaleko Mníchova, a okamžite začal výrobu pórobetónu. Y-Tong a Hebel boli celú druhú polovicu dvadsiateho storočia hlavnými výrobcami pórobetónu a ich pôsobenie sa rozšírilo po celom svete. V roku 2000 sa Y-Tong a Hebel spojili a v roku 2002 boli obe kúpené spoločnosťou Haniel Bau Industrie a ďalej existujú pod názvom Xella.
Dnes sú Hebel, Ytong a Xella tri názvy jednej firmy. Po fúzii spoločností Hebel a Ytong sa začalo intenzívne pracovať na výbere jedného zastrešujúceho názvu novovznikajúcej firmy. Víťazom sa stal názov Xella, čo v preklade zo starogréčtiny znamená vnútro chrámu. Je to slovo vyjadrujúce priestor, dostatočný na to, aby v ňom mohli vedľa seba pôsobiť produktové značky Ytong a Hebel, ale aj Ytong Multipor, Silka, Aestuverl, Fermacell a Fels. Nosnou značkou, pokiaľ ide o prezentáciu na verejnosti, zostala značka Ytong, ktorá v roku 2009 v Nemecku získala ocenenie značka storočia.
Výroba a zloženie pórobetónu
Pórobetón je vlastne odľahčený betón s makropórmi v jemnozrnnej malte. Ide o nakyprenú a autoklávovanú zmes piesku, cementu a vápna, obsahujúcu pravidelne rozdelené vzduchové makropóry, vďaka ktorým sa dosahujú optimálne tepelnoizolačné vlastnosti a pevnosť. Základnými surovinami je kremenný piesok, cement a vápno; v minulosti u nás býval aj popolček.
Výrobný proces začína dôkladným zmiešaním všetkých surovín s vodou v presne stanovených pomeroch. Následne sa do zmesi pridáva poroformujúce činidlo, napríklad hliníkový prášok, ktorý reaguje s alkalickými zložkami a vytvára plyny. Ľahké bublinky vodíka, ktoré v hojnej miere pritom vznikajú, majú síce tendenciu stúpať nahor, ale vysoká hustota a väzkosť prostredia to neumožňujú. Zotrvávajú preto na mieste, prípadne sa združujú do väčších bublín a materiál tak pórovatie a zároveň kysne. Po naliatí do formy dôjde vďaka produkcii bublín do 15 minút k zväčšeniu objemu materiálu až štvornásobne a k vzniku vysoko porézneho materiálu.
Potrebnú tvrdosť a pevnosť dostane pórobetón až v autokláve. Zmyslom autoklávovania je odštartovať a nechať prebehnúť hydratačné reakcie, vďaka ktorým sa tvoria chemické väzby medzi prítomnými zložkami za vzniku nových minerálov, špeciálne tobermoritu (5CaO • 6 SiO2• 5H2O). Deje v autokláve teda pripomínajú proces tvrdnutia a zrenia pri klasickom betóne, ktorý je však urýchlený extrémnymi podmienkami. Autokláva je vlastne veľký tlakový hrniec, v ktorom sa nastavuje teplota a tlak tak, aby vznikal tobermorit.
Rozlišujeme dva hlavné typy pórobetónu podľa zloženia. Pri výrobe bieleho pórobetónu, ako sú tvárnice YTONG (predtým známe aj ako HEBEL), ju tvorí výhradne kremičitý piesok, vďaka ktorému majú bielu farbu. Pri výrobe sivého pórobetónu, ako sú tvárnice YPOR, sa pracuje s popolčekom, ktorý sfarbuje výsledné tvarovky došeda. K obom východiskovým surovinám sa pridáva voda, spojivom je cement a vápno, čo zvyšuje pevnosť výrobkov.
Izolačné vlastnosti a výhody pórobetónu Hebel (Ytong)
Jednou z najvýznamnejších vlastností pórobetónu Hebel (Ytong) je jeho výborná tepelná izolácia. Vzduch - najlepší a najlacnejší izolant - je v pórobetóne uzavretý v makropóroch, čo výrazne zlepšuje tepelnoizolačné vlastnosti tvarovky. Okrem toho vzduch až päťnásobne zväčšuje objem stavebných prvkov v pomere k spotrebovanej surovine, vďaka čomu sú veľmi ľahké. Prítomnosť veľkého obsahu pórov dodáva pórobetónu jeho výborné tepelnoizolačné vlastnosti.
Murovací materiál je z rovnakého dôvodu aj veľmi ľahký, takže sa s ním jednoducho a dobre manipuluje. Proces autoklávovania dodáva tomuto materiálu dostatočnú finálnu pevnosť a robí ho vhodným na murovanie obvodových múrov aj priečok. S ohľadom na to, do akej miery je pórobetón odľahčený - objemová hmotnosť tepelnoizolačných a zároveň nosných murovacích tvárnic dosahuje výnimočnej hodnoty necelých 300 kg/m3 - dobre plní aj nosnú funkciu v triede P2, čo zodpovedá pevnosti min. 2 MPa a možnosti postaviť z nich obvodovú stenu pozostávajúcu až z niekoľkých podlaží.
Pórobetón je možné napeniť tak, že sa správa ako tepelná izolácia. To je prípad pórobetónovej izolácie Multipor so súčiniteľom tepelnej vodivosti λ = 0,045 W/(m.K) a objemovou hmotnosťou 115 kg/m3. Ani murovacie tvárnice s nosnou funkciou nie sú pozadu. Termoizolačné tvárnice Lambda Q s objemovou hmotnosťou 300 kg/m3 majú súčiniteľ λ = 0,077 W/(m.K) pri zachovaní pevnosti v triede P2. Táto vlastnosť obvodového aj vnútorného muriva ponúka stabilnú interiérovú teplotu na príjemnej úrovni bez vĺn tepla alebo chladu.
Kto sa chystá stavať v našich tuzemských podmienkach pasívny dom (a nielen ten), zvládne to pri použití pórobetónových tvárnic (Lambda YQ) aj jednovrstvovou technológiou. Jednovrstvová pórobetónová stena nielen izoluje a akumuluje teplo, ona je navyše dokonale vzduchotesná aj bez vzduchotesných fólií a lepiacich pások s obmedzenou životnosťou. Pórobetón spontánne neabsorbuje vzdušnú vlhkosť. Je však difúzne veľmi otvorený, takže pri veľkom poklese vonkajšej teploty vlhne v miestach vzniku rosného bodu.
Proces autoklávovania, ktorým sa urýchľuje proces tvrdnutia pórobetónu a sprievodnej chemickej reakcie, vedie k mimoriadne vysokej pevnosti a stabilite, tzn. trvanlivosti pevnej fázy materiálu. Aj keď je materiál veľmi riedky, je tvarovo stabilný a v čase stály, teda tvarovo trvanlivý. S tým je úzko spätá vysoká odolnosť pórobetónu voči atmosférickým, chemickým, tepelným a biologickým vplyvom.
Vysvetlenie NAJLEPŠÍCH tepelnoizolačných materiálov
Porovnanie pórobetónu s inými stavebnými materiálmi
Pred výstavbou rodinného domu sa pri výbere muriva veľmi často rozhodujeme medzi tehlou a pórobetónovými tvárnicami (najčastejšie Ytong a Porfix). Dve základné skupiny murovacích materiálov, ktoré spĺňajú či prekračujú požiadavky na tepelnoizolačné vlastnosti, predstavujú pálené tehly a pórobetónové tvárnice.
Pórobetónové tvárnice (Ytong / Hebel)
- Pórobetónové tvárnice sú ľahšie, a teda aj ľahšie sa s nimi manipuluje.
- Pórobetón je pomerne mäkký materiál - ľahko sa na stavbe reže na požadované rozmery a tiež sa jednoduchšie vysekávajú drážky na vedenie rozvodov.
- Tvárnice z pórobetónu vďaka svojej nízkej hmotnosti a pevnosti sú vhodné pre stavebníkov, ktorý stavbu budú realizovať svojpomocne.
- Slúži aj ako dobrý zvukový izolant.
- Na Slovensku sa vyrába kompletný sortiment pórobetónu určený na výstavbu od pivnice až po strechu.
- Obvodové steny z pórobetónu Ytong s hrúbkou 375 milimetrov dosahujú tepelný odpor R na úrovni 4,31 m²K/W.
Pálená tehla
- Pálená tehla má už po stáročia medzi stavebnými materiálmi dominantné postavenie. Tehla je vyrábaná z prírodných materiálov.
- Tehly ako stavebný materiál majú viacero pozitív. Sú pevné, majú vysokú nosnosť, sú tvarovo stále a slúžia aj ako tepelná izolácia.
- Moderné tehly sú porézne, to znamená, že majú uspokojivé zvukovo izolačné a akumulačné vlastnosti. Vyrábajú sa ako plné alebo ľahčené dutinové.
- Tehlové bloky, používané na obvodové konštrukcie, sa vyznačujú veľmi dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami, za čo môže najmä dvojaké vyľahčenie.
- Tehly na obvodové steny Porotherm 44 Si s hrúbkou 440 milimetrov môže spolu s tepelnoizolačnou maltou a omietkou dosiahnuť tepelný odpor R na úrovni 4,25 m²K/W.
- Investičné náklady na murivo z kvalitných tepelnoizolačných tehál, napr. tehly Heluz Family sú o niečo vyššie, avšak majú výrazne lepšie tepelnoizolačné vlastnosti (R=7,1 m²K/W pre Heluz Family 50).
Nová norma STN 730540-2:2013 požaduje minimálnu hodnotu tepelného odporu muriva R = 4,4 m²K/W. Po 1.1.2020 bude požadované R = 6,5 m²K/W. Nasledujúca tabuľka porovnáva tepelnoizolačné parametre vybraných murovacích materiálov, ktoré spĺňajú alebo prekonávajú aktuálne normy, spolu s orientačnými nákladmi na obvodové murivo o ploche 150 m², čo zodpovedá priemernému domu.
| Typ materiálu | Orientačná hrúbka steny (mm) | Tepelný odpor R (m²K/W) | Zhoda s normou (od 1.1.2020 R ≥ 6,5) | Orientačné investičné náklady (pre 150 m² steny) |
|---|---|---|---|---|
| Pórobetón Ytong/Hebel (štandardná tvárnica) | 375 | 4,31 | Nespĺňa (potreba zateplenia) | Stredné |
| Pórobetón Ytong Lambda YQ (jednovrstvová technológia) | (typicky >400) | >6,5 | Spĺňa | Vyššie (ale bez zateplenia) |
| Pálená tehla Porotherm 44 Si (s termo maltou) | 440 | 4,25 | Nespĺňa (potreba zateplenia) | Stredné |
| Pálená tehla Heluz Family 50 | 500 | 7,1 | Spĺňa a prekonáva | Vyššie (ale bez zateplenia) |
| Pórobetón Multipor (izolačné dosky) | (ako dodatočná izolácia) | (λ = 0,045 W/(m.K)) | Izolácia, nie nosná tvárnica | Špecifické pre zateplenie |
Ekonomickému hľadisku by sme nemali venovať prehnanú pozornosť, pretože rozdiely v cenách predstavujú cca 1-2 % z celkovej ceny domu, čo nie je veľký rozdiel. Navyše si musíme uvedomiť, že murivo je jedna z najdôležitejších konštrukcií domu, ktorá sa navyše od väčšiny konštrukcií domu nedá vymeniť. Preto je kľúčové investovať do kvalitných materiálov s výbornými tepelnoizolačnými vlastnosťami, ktoré zabezpečia dlhodobé úspory na prevádzkových nákladoch.
tags: #izolacne #vlastnosti #hebel