Nové technické řešení pro zvukověizolační zděné konstrukce
Se vzrůstajícími požadavky na komfort bydlení vzrůstají požadavky na vlastnosti konstrukcí a stavebních materiálů z nich postavených v akceptovatelném ekonomickém rámci. Tento obecný trend na rozvinutém stavebním trhu můžeme zúžit i na požadavky zvukové izolace konstrukcí. Tento příspěvek přináší postřehy inovativního technického řešení zdicích prvků.
1 Současný stav cihelných konstrukcí s vyššími nároky na zvukovou izolaci z pohledu výrobce
V obecné rovině můžeme v České republice pozorovat vzrůstající kupní cenu za byty v bytových domech. To přináší tlak ze strany koncových zákazníků na dosažení dobré kvality, který se přenáší na investory a v hierarchii dále pak na zhotovitele staveb a projektanty a v neposlední řadě na výrobce stavebních materiálů. Dále lze pozorovat, že poměrně velké množství bytových domů s více jak 4. NP je stavěno buď ve smíšeném stavebním systému, nebo v železobetonovém systému a to jak stěnovém, tak skeletovém, který přináší investorům možnost do určité chvíle měnit dispoziční řešení s ohledem na poptávku dle typu bytů. Zděné konstrukce se v těchto typech staveb používají často jako výplňové zdivo. Kromě tohoto trendu ve „velké“ výstavbě lze pozorovat stále silný trend výstavby rodinných domů typu bungalov s velkým množstvím dělicích stěn bez nároku na statické zatížení. Bez ohledu na typ domů se stále více požaduje bezpečné splnění požadavků na zvukovou izolaci konstrukcí podle normy ČSN 73 0532 [3] při dosažení co nejmenší tloušťky zděné konstrukce a poměrně často se lze setkat s požadavky na potlačení konstrukčního hluku.
Z pohledu výrobce je nutné, v porovnání s běžně používanými konstrukčními typy zděných stěn, vyvinout úsilí ve vývoji nových zdicích prvků shrnutých v těchto bodech:
- Dosáhnout tenčí konstrukce
- Zlepšit zvukovou izolaci (vzduchovou neprůzvučnost, potlačit přenos konstrukčního hluku)
- Zlepšit tepelný odpor zdiva
- Zajistit snadnou stavbu stěny
- Snížit hmotnost (statické zatížení)
- Zajistit vysokou požární odolnost
- Zachovat bezpečnost a mechanickou odolnost konstrukce (= cihelná stěna)
Obecně jsou vlastnosti uvedené v jednotlivých bodech vzájemně závislé a protichůdné. Vyvíjet zdicí prvek tradičního formátu „těžkých“ cihel nemohlo vyhovět uvedeným požadavkům. Řešení lze hledat v konstrukci dvojitých stěn, přičemž však nelze vyhovět např. požadavku na rychlost a jednoduchost výstavby. Muselo se tedy přistoupit k vývoji hybridního řešení, jehož cílem bylo splnit výše uvedené požadavky – zejména snížit tloušťku konstrukce při odpovídající zvukové izolaci a zároveň zajištění jednoduché výstavby odpovídající jednovrstvé stěně.
2 Několik postřehů z vývoje nového zdicího prvku
Finální výrobek (obr. 1) – kompaktní cihelný blok se skládá ze dvou cihelných tvarovek spojených přes minerální vlnu bez mechanických spojů. Zdicí blok má zbroušené ložné plochy v celé ploše (obr. 2), je tedy zbroušena i minerální vlna, aby bylo umožněno používat technologii zdění na schválený typ PU pěny.
Obr. 1: Finální výrobek – HELUZ AKU KOMPAKT 21 broušená
Obr. 2: Detail ložné plochy – umožněno zdění na schválený typ PU pěny
2.1 Zvuková izolace
Při vývoji je snaha uplatnit teoretické předpoklady a ty převést do praxe. Například z pohledu zvukové izolace je však predikce dosažení hodnot neprůzvučnosti pro stěny z cihelných bloků ne zcela spolehlivá a při kombinaci více materiálů je spolehlivost dosažení výsledků poměrně malá (za předpokladu rozumného využití finančních zdrojů). Proto bylo přistoupeno k rozsáhlému testování, kdy se začínalo experimentálním ověřováním chování dvojitých konstrukcí z dostupných zdicích prvků, následně se pokračovalo vývojem a zkoušením prototypů a na závěr byly ověřeny vlastnosti finálního výrobku. Na níže uvedeném grafu jsou uvedeny hodnoty vzduchové neprůzvučnosti stěny z prototypu výrobků s různými typy minerální vlny - obr.3. Vlastnosti minerální vlny na dosažené hodnoty neprůzvučnosti jsou značné.
Obr. 3: Porovnání průběhů neprůzvučnosti s různým uspořádáním výplně dvojité stěny při stejném konstrukčním uspořádání
Finální výrobek – vlastnosti kompaktního cihelného bloku, pro který musela být vyvinuta zcela nová technologie pro sériovou výrobu, byly ověřeny v akreditované laboratoři TZÚS s.p. s dosažením změřené hodnoty Rw stěny s Rw = 59 dB. S ohledem na použití výrobků z pohledu navrhování i samotné realizace a s ohledem na novost řešení je deklarováno hodnota Rw = 57 dB. Tyto hodnoty platí při použití systémových konstrukčních detailů, kdy je potřeba zajistit, aby zděná stěna byla po celém svém obvodu pružně oddělena od přiléhajících konstrukcí. Zkoušením v laboratoři bylo zjištěno, že rozdíl mezi „natvrdo“ připojenou stěnou a „pružně“ oddělenou stěnou je rozdíl v hodnotě Rw až 4 dB. Na stavbě tento rozdíl může být ještě větší.
2.2 Požární odolnost
S ohledem na novost řešení muselo být přistoupeno i ke zkouškám požární odolnosti a to jak samotné stěny, tak i připojovacích spar (obr. 4, 5). Výsledek zkoušky požární odolnosti byl EI 90. S ohledem na národní normu ČSN 73 0810 a s požadavkem zatřídění konstrukční části je klasifikace pro stěnuEI 60 DP1. Poměrně zajímavé bylo testování požární odolnosti připojovacích spár s přihlédnutím na konstrukčně materiálové řešení vyhovující na zvukovou izolaci. V normě ČSN 73 0810 [3] lze nalézt určité typy spár včetně materiálového řešení s určením požární odolnosti, ale ty nelze použít z pohledu dosažení dobré zvukové izolace, kdy musí být zajištěno pružné oddělení po celé tloušťce stěny. Tomuto požadavku např. řešení spáry s vložením desky z minerální vlny mezi stěnu a přiléhající konstrukci s následným přeomítáním neodpovídá, protože omítky neplní funkci pružného oddělení. Navržené materiálové řešení připojovacích spár má požární odolnost EI 120. Je na místě podotknout, že nelze zaměňovat stavební materiály pro výplň spár, pokud nebyla provedena zkouška požární odolnosti odpovídající konstrukčnímu řešení detailu.
Obr. 4: Zkouška požární odolnosti stěny ve zkušebně PAVÚS a.s. s velkým množstvím osazených termočlánků.
Obr. 5: Zkouška požární odolnosti spár ve zkušebně PAVÚS a.s. s různým materiálovým řešením
Závěr
Po několikaletém vývoji byl v roce 2017 uveden na trh inovativní zdicí blok složený z cihelných tvarovek a minerální vlny jako odpověď na řečené nedostatky konstrukcí z tradičních zdicích bloků. Při návrhu konstrukce je potřeba respektovat podmínky uvedené v předpisech výrobce a přistupovat k návrhu s určitým respektem pro novost řešení. Následně se otevírají nové možnosti pro využití stěn z kompaktních zdicích bloků s dosažením lepšího komfortu bydlení při zachování jednoduchosti výstavby z těchto konstrukcí. Nově vyvinutá technologie může urychlit vývoj nových prvků, které současné technologie používané pro výrobu cihelných bloků neznají. Vývoj zdicích bloků s jednotlivými funkčními vrstvami je zatím na počátku, a proto lze s optimismem očekávat, jaké přinese inovace pro zvýšení kvality bydlení.
Reference
- Podklady výrobce
- ČSN 73 0532 (2010 + Z1, Z1, Z3) Akustika – Ochrana proti hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků - Požadavky
- ČSN 73 0810 (2016) Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení
Společnost HELUZ cihlářský průmysl v.o.s. patří mezi tři největší výrobce zdících systémů na našem trhu, jako jediná je ryze česká. Zákazníkům nabízí kompletní cihelný systém pro hrubou stavbu.