В категории: 2013, Брой 7-8/2013, Звукоизолация, Икономия на енергия, Ремонти, Строителство, Топлоизолация

Керамиката – материал за зидане с хилядолетни традиции

В продължение на четири години „Направи сам“ публикува поредица от статии за керамичните блокове и тухли за зидане на Wienerberger (Винербергер) – световният лидер в производството на този основен строителен материал. Читателите на списанието са измежду най-информираните, а често и първи научаваха за технологичните новости и новите продукти, създадени от австрийската компания. Насочихме вниманието си към Wienerberger, защото компанията е измежду тези, които задават световното ниво в своята област.

От качествата на материала, с който са направени зидовете на сградите, в които прекарваме преобладаващата част от живота си, зависи здравето на хората, тяхната работоспособност. От верния избор на материала за зидане в немалка степен зависи и финансовото им здраве, като проблемът особено силно се обостря през студените, често и през горещите месеци на годината. Причина за нашето внимание е и фактът, че през 2007 г. „Винербергер“ ЕООД изгради своя първи завод в България, което направи произвежданите в него блокове за зидане още по-достъпни за нашия строителен пазар.

Австрийската компания плътно следва тенденциите за икономия на топлинна енергия в сградите и при всяка поредна промяна на нормативните изисквания, почти на часа на пазара се появяваше нов материал, който удовлетворява завишените норми, при това с аванс. Типичен пример е промяната в Наредба №7 „За енергийна ефективност, топлосъхранение и икономия на енергия в сгради“, според която от началото на 2010 г. коефициентът на топлопреминаване (U) за плътни ограждащи конструкции и елементи на сградите, граничещи с външния въздух, бе снижен до 0,35 W/m²K. Отговорът на „Винербергер“ бе незабавен – блоковете за зидане Porotherm 38 N+F Hi позволяват изграждане на неносещи външни стени, отговарящи на новите изисквания, без да е необходимо поставянето на каквато и да било допълнителна топлоизолация, т.е. зидът е изцяло монолитен. Освен подробно описание на всеки нов материал, в списанието са описани и тънкостите при зидане с блоковете Porotherm – строителни разтвори, специализирани инструменти , дори и онлайн базиран калкулатор, с който всеки лесно и най-важното професионално може да проектира външните зидове на къщата си.

За тези четири години в списанието се натрупа критична маса от специализирани статии, посветени на материалите на Wienerberger, което ни навежда на мисълта, че е назряла потребност от обзорен анализ за това, как един от най-древните, използвани от човека строителни материали – глината, се превърна в основен продукт на най-съвременните строителни технологии.

Традицията

Керамичните тухли са най-древният дълготраен строителен материал, използван от практически всички цивилизации. При разкопки в Месопотамия са открити тухли, печени преди около 6000 г., които и до ден-днешен са запазили своите строителни качества. С печени тухли е градена Вавилонската кула, Великата китайска стена, Колизеумът в Рим и безброй много други исторически сгради.

Началото на съвременното производство на керамични тухли е поставено в Германия и Австрия – през 1854 г. е създадена първата преса за тухли, а през 1858 г. – и първата рингова пещ за тяхното изпичане. Историята на съвременната тухла като основен градивен материал в строителството е неизменно свързана с биографията на австрийската Wienerberger . Компанията е основана през далечната 1819 г., когато започва работа първата тухларна, разположена в хълмистата местност Wienerberg (Виенски хълм) край Виена. От 1868 г. тя е регистрирана на Виенската фондова борса и до 1986 г. се развива успешно в рамките на своята страна. След тази година Wiеnerberger излиза първо на пазара в Германия, след което започва бързото интернационализиране на компанията, което я извежда до световните върхове в производството на керамични строителни изделия.

Екологично чист продукт

Керамичните блокове се произвеждат изцяло от природни материали – мергелна глина и вода. Чрез изпичане при висока температура (900 °С) се получава напълно чист от екологична гледна точка материал, който не само е напълно безвреден за здравето, но и ефективно спомага за поддържане на оптимален температурен и влажностен микроклимат в сградата. Това се дължи на технологията на производство на керамичните блокове. В глината, от която те се формоват, се смесва известно количество дървесни трици. В процеса на изпичане те изгарят, а отделените газове образуват фина шуплеста структура на стените (черепа), външни и вътрешни – на блоковете. Затвореният в малък обем въздух придава топлоизолационните свойства на керамичните блокове на Wienerberger.

Всеки строителен материал за зидария трябва да изпълнява задължителните изисквания: голяма механична здравина и дълготрайност на конструкцията, огнеустойчивост и пожарозащита, добри топло- и звукоизолиращи свойства, паропропускливост.

Механична здравина, пожарозащита, дълготрайност

По принцип тухлите от добре изпечена глина притежават много добри якостни свойства. Дори и блоковете с най-добри топлоизолационни свойства Porotherm 38 N+F Hi са здрав и устойчив на натиск строителен материал. Якостта им на натиск надвишава с около три и половина пъти якостта на керамичните тела с хоризонтално разположени кухини (от типа на т.нар. тухли четворки). Плътните части на блоковете Porotherm, заемащи около 55% от обема им, вертикално разположените кухини, качествената и добре изпечена глина, гарантират тяхната здравина. Излишно е да се споменава, че керамиката е неподатлив на стареене материал.

Изграденият с керамични блокове Porotherm неносещ зид има висока огнеустойчивост. Материалът е напълно негорим, защото е създаден именно от огън. Стените, изпълнени с блокове Porotherm, имат висока устойчивост на натиск, дължаща се също на механичната връзка между блоковете, съединени на нут и перо, както и на характерното за вертикално разположените кухини на блоковете частично проникване на разтвора за зидане в тях. В резултат на всичко това дори и вътрешни стени с дебелина 12 cm (Porotherm 12 N+F) издържат и не допускат разпространяване на огъня в продължение на поне 90 min (клас на защита EI 90).

Монолитно изграденият двустранно измазан неносещ зид от керамични блокове Porotherm на практика е еднороден, поради което има еднакъв коефициент на термично разширение по цялото напречно сечение. Затова в него не възникват характерните за многослойните системи (с допълнителна топлоизолация) термични напрежения, породени от различното разширяване и свиване на материалите при нагряване и охлаждане. Липсата на такива напрежения при монолитния зид елиминира и основната причина за образуване на микропукнатини, които с времето стават все по-големи и се улеснява проникването на влагата, която при замръзване причинява механично разрушаване. Ето защо монолитните сгради, изпълнени с керамични блокове (или тухли) имат и най-дълъг експлоатационен период и практически не се нуждаят от поддръжка, освен евентуално от освежаване на фасадната боя.

Топлоизолация и термостабилност

Рязко нарастващите разходи за отопление в съчетание с все по-острата необходимост от опазване на природната среда поставиха, поставят и тепърва ще налагат все по-високи изисквания към топлоизолационните свойства на строителната конструкция. Това с най-голяма сила засяга материалите за зидане, защото именно на външните стени се дължат голяма част от загубите на топлина. За класическите строителни материали е характерно непреодолимото противоречие между изискванията за механична здравина и добри топлоизолационни свойства. Това именно наложи създаването на многослойни фасадни конструктивни решения с използване на специализиран топлоизолиращ пласт с минимална дебелина 90–100 mm и повече. В този случай срещу икономията, постигната чрез намаляване на разходите за отопление, се калкулира високата цена на допълнителната топлоизолация. Освен това многослойната конструкция от разнородни материали е доста капризна по отношение на външни, атмосферни и механични въздействия, които лесно може да компрометират нейната ефективност. Затова тя изисква и значително повече разходи и грижи за поддръжка. Това решение е добро за вече съществуващи сгради и определено неподходящо при ново строителство.

Най-доброто решение при новоизграждащи се сгради е използването на материали, които съчетават механична якост и добри топлоизолационни свойства. Така става възможно изграждането на монолитни зидове, които не се нуждаят от допълнителна топлоизолация.

Именно такъв материал са керамичните блокове Porotherm 38 N+F Hi. Те имат коефициент на топлопроводност λ=0,14 W/mK, което ги прави най-добрите топлоизолиращи керамични блокове, предлагани досега в България и напълно отговарят на изискванията на Наредба №7 без нужда от поставяне на допълнителна топлоизолация.

Освен с порестата структура на изпечената глина, добрите топлоизолационни свойства на блоковете Porotherm 38 N+F Hi се дължат и на специалната конфигурация на решетката, характерна с множество вертикално разположени кухини с малко напречно сечение. Това решение има две съществени предимства от топлотехническа и от якостна гледна точка, за което вече стана дума. Понеже топлоизолиращите свойства на блоковете за зидане Porotherm 38 N+F Hi и изграждането на външни зидове с тях са подробно разгледани в НС 3-4/2010, ще насочим вниманието си към някои други предимства на монолитните еднослойни стени. Масивната стена от блокове Porotherm представлява ефективно функциониращ акумулатор на топлина и влага. Като се добави, че стените безпрепятствено пропускат преминаването на водните пари, те способстват за поддържане по естествен начин на оптимален за обитателите микроклимат в помещенията, а топлоизолиращите свойства на блоковете не се влошават поради повишената влажност.

Периодично поглъщайки и отдавайки акумулираната от слънцето топлина масивните външни зидове спомагат за изглаждане на температурните колебания, за поддържане на термостабилност на въздуха и повърхностната температура на стените във вътрешността на сградата. Известно е, че поддържането на здравословен за хората микроклимат изисква не само подходяща температура на въздуха и на повърхността на ограждащата конструкция, но и денонощните температурни колебания на въздуха в помещенията не бива да надвишават ±3 °С. Масивната строителна конструкция има способността да акумулира топлината от слънчевото греене, с което забавя затоплянето на въздуха в помещенията през деня, а нощем отдава акумулираната топлина и така поддържа по-висока температура на въздуха. Този ефект е особено силно изразен през междинните сезони. По този начин се пести енергия за отопление, както и електроенергия за климатизация (охлаждане) през горещите летни дни.

Влагообмен и паропропускливост

Зидовете от блокове Porotherm спомагат за поддържане на по-постоянен и здравословен влажностен режим на въздуха в помещенията. При повишаване на относителната влажност на въздуха в помещенията част от водните пари се стреми да излезе в околното пространство, където парциалното им налягане е по-ниско. Порьозната структура на керамичните блокове позволява преминаването им, като същевременно задържа част от влагата. При рязко изсушаване на въздуха в помещенията се наблюдава обратният процес – част от водните пари, акумулирани в стените, се връщат в помещението, с което се повишава относителна влажност на въздуха в него. По този начин се извършва процес на саморегулация и в повечето случаи не се налага взимане на допълнителни мерки за овлажнявани или изсушаване на въздуха.

Зидарията с блокове Porotherm има и още едно съществено предимство. Поради малкото количество на свързващия блоковете разтвор и тънкия слой мазилка, количеството на внесената с водата от разтвора влага в току-що иззидания зид е изключително малко. Поради това не се налага продължителното изчакване докато стените изсъхнат и помещенията станат годни за обитаване.

Звукоизолация

Преградата срещу преминаване на въздушно преносим шум през стените е друго много съществено изискване към материалите за зидане. Решението на проблема общо взето е по две линии – използване на масивни преградни стени от плътни тухли, които поради голямата си маса са способни да поглъщат звуковите трептения, или многослойни стени, при които комбинацията от тухлен зид (материал с висока плътност) с лек звукоизолиращ материал (лека минерална вата), функционира на принципа на пружиниращата конструкция „маса–пружина–маса“, която има способността ефективно да гаси трептенията и по този начин да не позволява на разпространявания по въздуха шум да преминава през стената.

Проблемът е особено силно изразен при вътрешните стени и най-вече при стените, които отделят жилището от съседите, от стълбищната клетка или други шумни помещения. За да заемат минимално място, вътрешните преградни стени са тънки – около 12 cm, а източникът на шума често е по-силен и се намира в съседната стая или жилище. Използването на тежките плътни тухли вече е почти забравено. Съществуващата доскоро майсторска практика за зидане върху тясната им страна на доскоро традиционните на пазара „тухли четворки“ е порочна от гледна точка на здравината на стената, а съседите са „на едно ухо разстояние“, т.е. кошмарно чуваеми. За решаването на този проблем „Винербергер“ предлага няколко подходящи решения. Сама по себе си стена с дебелина 12 cm, иззидана с блокове Porotherm 12 N+F , има индекс на звукоизолация срещу преминаване на въздушен шум Rw=44 dB, което удовлетворява нормираната гранична стойност за вътрешни стени в жилища – Rw= 40 dB.

Разликата от 4 dB не е просто 10 % над изискваното а почти два пъти по-добра защита от въздушен шум. Колкото до минималното изискване към стените, разделящи две жилища, към стълбищна клетка и други помещения с по-високо ниво на шума, те трябва да имат индекс на звукоизолация срещу ударен шум, не по-нисък от 53 dB. Проблемът се усложнява от необходимостта добрата звукоизолация да бъде постигната при минимална дебелина на стената. Това може да се постигне с блоковете Porotherm 8 N+F, което е описано подробно в НС 5-6/2010. Трислойна стена, изпълнена със зид от блоковете Porotherm 8 N+F, пълнеж от звукоизолираща вата с дебелина 50 mm (плътност 160 kg/m³) и блоковете Porotherm 12 N+F, има индекс на шумоизолация срещу преминаване на въздушен шум Rw=57 dB. Очевидно това е решение, подходящо също за преградни стени при сгради с редово застрояване, при учебни стаи и други помещения с високо ниво на шум.

Икономически предимства

Доколко дадена инвестиция в строителството е икономически ефективна, се определя по няколко основни показателя: цена на материалите и труда, реализираната през годините икономия от разходи за отопление, разходите за поддръжка, дълготрайността на конструкцията, запазване на висока степен на инвестиционната стойност през годините.

За да бъдат преценени правилно разходите за материали и труд при зидане с блокове Porotherm трябва да се направи съпоставка със същия обем работа (квадратен метър зид), иззидан с други материали така, че и в двата случая да бъде постигнат един и същ краен ефект – най-вече еднакво термично съпротивление на зида. Освен сумарната цена на блоковете за зидане и тухлите, необходими за иззиждане на квадратен метър зид, в сметката влизат още стойността на допълнителната топлоизолация (където е необходима), цената на разтвора за зидане и мазилката, цената на труда. Този въпрос е разглеждан неколкократно в списанието, като са използвани разработените от „Винербергер“ ценови анализи. Блоковете Porotherm отново имат съществено предимство, което се дължи на големите им размери, на напълно еднаквата им форма и размер, на странично им свързване в реда чрез сглобката, позната като „нут и перо“ (която не изисква полагане на свързващ разтвор), както и на напълно гладката им повърхност на завършения зид. Поради това зидането върви бързо, а равната повърхност на зида силно улеснява неговото измазване. Това са фактори, които все повече ще натежават в общата калкулация, защото цената на труда неминуемо ще расте с времето. Зидането с блокове Porotherm 25 N+F Light, например, се улеснява и ускорява значително, а свързващият разтвор се използва най-рационално при работа със специализирания инструмент – „шейна“ за полагане на зидарски разтвор.

Обобщеният извод от сравняване на ценовите анализи е, че в сравнение с останалите керамични материали, зидането с блоковете Porotherm неизменно е по-ефективно – и като цена, и като време за изпълнение. Освен изготвените от специалисти сравнителни анализи, всеки, без да е специалист, може лесно сам да проектира и калкулира градежа на стените с помощна на онлайн калкулатора на „Винербергер“.

Да сравним например два зида, изградени така, че да изпълняват нормативното изискване за постигане на коефициент на топлопреминаване U=0,35 W/m²K. Единият е изпълнен с блокове Porotherm 38 N+F Hi и е двустранно измазан. Вторият зид е изпълнен с керамични блокове от вида „тухли четворки“ с хоризонтално разположени кухини. Той се нуждае от допълнителна топлоизолация от плочи фасаден полистирен EPS-F с дебелина поне 10 cm. Сметките показват, че материалите за иззиждане на монолитен зид с блоковете Porotherm 38 N+F Hi излизат с около 12% по-евтино. Според нас обаче, тази разлика би била значително по-голяма, ако се включат реалните разходи за труд при поставяне на допълнителната топлоизолация – залепване и механично закрепване с дюбели на изолационните плочи, полагане на армирана шпакловка, грундиране, полагане на тънкослойна декоративна мазилка. Предимството на монолитния зид с Porotherm 38 N+F Hi става още по очевидно и то още на етап строителство. С годините предимствата ще стават все по-осезаеми, защото монолитният зид, изпълнен с качествени керамични материали, при минимално поддържане ще осигурява сигурен дом на поколения наред, далеч над стоте години, които е прието по традиция да се споменават.

За допълнителна информация вижте сайта на „Винербергер“ ЕООД