Konstrukce z broušených akustických cihel Porotherm AKU Profi – Akustické vlastnosti zdiva

V dnešní době se pro stavby typu rodinných domů stále častěji používá technologie zdění z broušených cihel na maltu pro tenké spáry nebo na zdicí pěnu Porotherm Dryfix. Tento způsob provádění postupně nahrazuje tradiční technologii zdění z nebroušených cihel P+D na klasickou zdicí maltu, a to zejména u obvodových a nosných stěn nebo příček. Výjimku donedávna tvořila skupina cihel akustických, pro něž byla tradiční technologie zdění z nebroušených cihel typická.

Broušené akustické cihly
Hlavním impulzem pro uvedení broušených akustických cihel AKU Profi na trh byla snaha o zlepšení a zjednodušení výstavby meziobjektových stěn řadových rodinných domů a dvojdomů. Na tuto společnou konstrukci jsou kladeny poměrně vysoké normové akustické nároky – stavební hodnota vážené vzduchové neprůzvučnosti R‘_w  musí být větší nebo rovna hodnotě 57 dB (tab. 1). K provádění těchto dvojitých stěn se proto ve většině případů používají akustické cihly. A protože nebyly broušené, docházelo tak na stavbách ke kombinaci různých technologií zdění. Ne, že by to byl nepřekonatelný problém, celá řada takových staveb byla postavena (obr. 1), ale sjednocení technologie výrazně usnadňuje navazování jednotlivých konstrukcí na sebe a zrychluje výstavbu zděných konstrukcí (obr. 2). 

Tabulka 1: Přehled vybraných  normových požadavků ČSN 73 0532:2010 Akustika – Ochrana hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky, chráněný prostor jsou obytné místnosti bytu

Tabulka 2: Porovnání výsledků laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti variant zdiva AKU a AKU Profi, včetně doporučeného použití

Pozn.: Naměřené laboratorní hodnoty s oboustrannou vápenocementovou omítkou tl. 15 mm

Vzduchová neprůzvučnost stěn z akustických cihel
Aby nabídka broušených akustických cihel byla kompletní, bylo nutné připravit i další tloušťky těchto cihel pro ostatní konstrukce (příčky, obvodové stěny pod ETICS apod.). V současné době je tedy nabídka broušených akustických cihel AKU Profi na maltu pro tenké spáry kompletní – je tvořena cihlami Porotherm 30 AKU Z Profi, 25 AKU Z Profi, 19 AKU Profi a 11,5 AKU Profi. Pro všechny tyto cihly bylo provedeno laboratorní měření a v tabulce 2 je uvedeno porovnání výsledků laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti R_w variant zdiva AKU na tradiční vápenocementovou zdicí maltu a broušeného zdiva AKU Profi na maltu pro tenké spáry. Zároveň je zde uvedeno doporučené použití jednotlivých tlouštěk akustických cihel.

Z uvedeného srovnání hodnot je zřejmé, že po „zabroušení“ dojde ke snížení laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti R_w o cca 1–2 dB podle tloušťky konstrukce. V čem tedy ovlivňuje technologie zdění hodnotu vzduchové neprůzvučnosti? Důležitým parametrem je plošná hmotnost stěny. Ta je tvořena jednak hmotností vlastních cihel, ale také hmotností spojovacího prostředku a použitých omítek. V případě tradičního zdění na klasickou maltu je plošná hmotnost tvořena také objemovou hmotností zdicí malty (doporučená objemová hmotnost min. 1750 kg/m³) v ložných spárách tl. cca 12 mm. U systému zdění broušených cihel Profi je plošná hmotnost zdiva o něco nižší, protože ložné spáry jsou tenké pouze 1 mm a pro spojování cihel se nepoužívá klasická zdicí malta, ale jen malta pro tenké spáry. Dalším faktorem je také tuhost konstrukce, která se u zdiva vyzdívaného různými technologiemi liší.

Z výše uvedeného mimo jiné vyplývá, že broušené akustické cihly Porotherm AKU Profi nejsou vhodné jako řešení jednovrstvé konstrukce mezibytových stěn bytových domů. V současné době se dokončují laboratorní zkoušky stěn AKU Profi vyzdívané na zdicí pěnu Dryfix. V roce 2018 bude tedy kompletní řada broušených akustických cihel doplněna i o možnost vyzdívání na pěnu technologií Dryfix.

Bez ohledu na technologii vyzdívání má na výslednou plošnou hmotnost stěny, a tedy i na hodnotu vzduchové neprůzvučnosti, vliv také materiál omítek. Použitím sádrových omítek (objemová hmotnost cca 900–1000 kg/m³, obvyklá tloušťka cca 10 mm) může dojít ke zhoršení vzduchové neprůzvučnosti stěny o cca 1 dB oproti použití vápenocementových omítek (objemová hmotnost cca 1450 kg/m³, obvyklá tloušťka cca 15 mm).

Prozatím jsme uváděli hodnoty laboratorní vzduchové neprůzvučnosti. To, co ale rozhoduje o úspěchu, je stavební hodnota vážené vzduchové neprůzvučnosti. Vztah mezi tzv. laboratorní hodnotou vážené vzduchové neprůzvučnosti R_w (R_w udává výrobce ve svých technických listech a jedná se o hodnotu naměřenou ve státní akreditované zkušebně, případně stanovenou výpočtem) a tzv. stavební hodnotou vážené vzduchové neprůzvučnosti R‘_w je následující:

R‘_w,N ≤ R‘_w = R_w – k₁ [dB].

V tomto vztahu je:
R‘_w,N … normový požadavek na stavební vzduchovou neprůzvučnost,
R‘_w … stavební hodnota vážené vzduchové neprůzvučnosti,
R_w … laboratorní hodnota vážené vzduchové neprůzvučnosti,
k₁ … korekce vyjadřující zhoršení stavební neprůzvučnosti oproti laboratorní hodnotě vlivem vedlejších cest šíření zvuku.

Korekce k₁ je pak ovlivněna řadou okrajových podmínek, které v laboratoři nelze zjistit, nejvíce tzv. přenosem vedlejšími cestami šíření zvuku. Na základě mnohaletých zkušenosti jsme si na stavbách ověřili, že se korekce k₁ pohybuje kolem 2 až 4 dB, u meziobjektové dvojité stěny řadových domů s dobře vyřešenými detaily může být tato korekce v rozmezí 1–2 dB.

V další části se postupně podíváme na řešení některých konstrukcí blíže, včetně ukázky detailů a návazností ovlivňující výslednou stavební hodnotu vzduchové neprůzvučnosti R‘_w.

Meziobjektové stěny řadových domů a dvojdomů
Akustické parametry této konstrukce ovlivňuje kromě vlastní plochy akusticky dělicí konstrukce také řešení některých detailů a návazností. Typickým detailem u této stěny je provedení základu. Ponechme nyní stranou právní, legislativní, statické a jiné požadavky a věnujme se jen vlivu konstrukčního provedení z hlediska akustiky. Základ pod touto stěnou může být proveden jako společný (obr. 5), nebo jako oddilatovaný (obr. 6, 7). Vliv provedení základu na hodnotu vzduchové neprůzvučnosti je uveden v tabulce 3.

Tabulka 3: Porovnání vlivu provedení základu na hodnotu vzduchové neprůzvučnosti

Skladba dělicí stěny: sádrová omítka (tl. 10 mm; 10 kg/m²); zdivo Porotherm AKU Profi na zdicí pěnu Porotherm Dryfix (180,2 kg/m²); vzduchová mezera 40 mm s vloženou minerální vatou tl. 40 mm (ρ ≥ 100 kg/m³); zdivo Porotherm AKU Profi na zdicí pěnu Porotherm Dryfix (180,2 kg/m²); sádrová omítka (tl. 10 mm; 10 kg/m²)

Tabulka 4: Porovnání laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti dvojitých konstrukcí z cihel Porotherm AKU a AKU Profi

Z uvedených hodnot je patrné, že na rozdíl od jednovrstvých konstrukcí, u kterých došlo u broušených akustických cihel AKU Profi ke snížení hodnoty R_w oproti klasickým AKU o 1–2 dB, jsou u dvojitých konstrukcí hodnoty pro stejné tloušťky konstrukcí shodné pro broušené i nebroušené zdivo. Negativní vliv zabroušení cihly popsaný výše se tedy u dvojitých konstrukcí neprojevuje. 

Toto poměrně důležité zjištění laboratorního měření bylo ale nutné ověřit přímo na stavbách. Předpoklad, že dvojitá konstrukce z broušených akustických cihel bude vykazovat srovnatelné výsledky jako z cihel nebroušených, jsme ověřovali měřením parametrů meziobjektových stěn staveb řadových domů a dvojdomů.

Příklad 1 – řadový dům Praha 9 (meziobjektová stěna z nebroušených AKU cihel, obr. 11)
● Základy oddilatované,
● obvodové zdivo z broušených cihel s ETICS,
● meziobjektová dvojitá stěna z nebroušených akustických cihel,
● obvodová konstrukce z části přerušena akustickou stěnou,
● skladba konstrukce meziobjektové stěny:
   – sádrová omítka,
   – Porotherm 25 AKU SYM,
   – polystryren XPS tl. 20 mm,
   – Porotherm 25 AKU SYM,
   – sádrová omítka;

● naměřená hodnota R‘_w = 64 dB (požadavek normy R‘_w,N = 57 dB).

Příklad 2 – řadový dům Praha 4 (meziobjektová stěna z nebroušených AKU cihel, obr. 12)
● Základy společné,
● jednovrstvé obvodové zdivo z nebroušených cihel,
● meziobjektová dvojitá stěna z nebroušených akustických cihel,
● akustická stěna ukončena na vnitřním líci obvodové konstrukce,
● skladba konstrukce meziobjektové stěny:
   – vápenocementová omítka,
   – Porotherm 25 AKU P+D,
   – polystyren EPS tl. 20 mm,
   – Porotherm 25 AKU P+D,
   – vápenocementová omítka,

● naměřená hodnota R‘_w = 60 dB (požadavek normy R‘_w,N = 57 dB).

Příklad 3 – řadový dům Pitkovice (meziobjektová stěna z broušených cihel AKU Profi, obr. 13)
● Základy společné,
● jednovrstvé obvodové zdivo z broušených cihel,
● meziobjektová dvojitá stěna z broušených akustických cihel AKU Profi,
● akustická stěna ukončena na vnitřním líci obvodové konstrukce, z jedné strany přerušena,
● skladba konstrukce meziobjektové stěny:
   – vápenocementová omítka,
   – Porotherm 25 AKU Z Profi Dryfix,
   – polystyren EPS tl. 20 mm,
   – Porotherm 25 AKU Z Profi Dryfix,
   – vápenocementová omítka,

● naměřená hodnota R‘_w = 61,7 dB (požadavek normy R‘_w,N = 57 dB).

Příklad 4 – řadový dům Praha 10 (meziobjektová stěna z broušených cihel AKU Profi, obr. 14)
● Základy společné,
● jednovrstvé obvodové zdivo z broušených cihel T Profi,
● meziobjektová dvojitá stěna z broušených akustických cihel AKU Profi,
● akustická stěna ukončena na vnějším líci obvodové konstrukce,
● skladba konstrukce meziobjektové stěny:
   – sádrová omítka,
   – Porotherm 19 AKU Profi,
   – vzduchová mezera tl. 60 mm (bez výplně),
   – Porotherm 19 AKU Profi,
   – sádrová omítka,

● naměřená hodnota R‘_w = 62,6 dB (požadavek normy R‘_w,N = 57 dB).

Z výše uvedených příkladů řešení konkrétních staveb je patrné, že naměřené výsledky meziobjektových stěn z broušených akustických cihel Porotherm AKU Profi potvrdily předpoklady, že dvojité konstrukce z broušených a nebroušených akustických cihel budou minimálně srovnatelné. Výsledné hodnoty jsou ovlivněny tloušťkou a výplní mezery dvojité konstrukce a také řešením detailů v základech a napojení zejména na obvodové konstrukce.

Dosažené výborné výsledné hodnoty stavební vzduchové neprůzvučnosti oproti požadavkům normy by mohly vést k úvahám, že není nutné používat tak kvalitní materiál, protože i s horší cihlou by požadavek mohl být splněn. Proč ale nevyužít dostupné kvalitní akustické materiály, které budoucím uživatelům a investorům nabídnou lepší akustický komfort než to minimum, které požaduje norma?

Vnitřní příčky
Typickým případem konstrukce, kde se také řeší požadavek na akustický útlum, jsou vnitrobytové příčky. V normě ČSN 73 0532:2010 Akustika – Ochrana hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky je stanovena pro svislou konstrukci oddělující alespoň jednu obytnou místnost bytu (v rodinném nebo bytovém domě) od ostatních obytných místností téhož bytu minimální hodnota vzduchové neprůzvučnosti R‘_w,N = 42 dB.

Dle výše uvedené závislosti stavební a laboratorní hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti je třeba pro splnění uvedeného normového požadavku pro konstrukci vnitrobytové příčky hledat materiál s hodnotou laboratorní vzduchové neprůzvučnosti, která je deklarována výrobcem, minimálně R_w = 44 dB. Vždy je ale nutné brát ohled nejen na samotnou stěnu a případná oslabení v ní, ale také na okolní konstrukce včetně řešení jejich návazností a napojení a vyhodnotit, zda je minimální korekce k₁ na vedlejší cesty 2 dB dostatečná.

V tabulce 5 je uvedeno srovnání laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti stěn z cihel Porotherm 11,5 AKU ve variantách zdění na klasickou maltu a maltu pro tenké spáry Profi a s použitím různých typů omítek. Z uvedených hodnot je patrné, že pro použití jsou vhodné všechny kombinace technologií zdění a použitých omítek.

V některých případech se může stát, že z nějakého důvodu nelze provést na jedné straně příčky omítku (např. v instalačních šachtách apod.). V tabulce 6 jsou uvedeny výsledky z laboratorního měření stěny z cihel Porotherm 11,5 AKU Profi s jednostrannou a s oboustrannou omítkou. Z těchto výsledků vyplývá, že vynechání omítky na jedné straně znamená zhoršení vzduchové neprůzvučnosti o přibližně 2 dB. Nicméně jedná se pouze o přibližnou hodnotu, která záleží na konkrétním konstrukčním řešení.

Tabulka 5: Srovnání laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti u stěn z cihel Porothem 11,5 AKU a 11,5 AKU Profi (broušené)

Tabulka 6: Srovnání laboratorních hodnot vzduchové neprůzvučnosti u stěn z cihel Porothem 11,5 AKU Profi z jednostrannou a oboustrannou omítkou

Obvodové konstrukce
Z hlediska technologie provádění jsou dnes obvodové konstrukce zejména u rodinných domů z velké části prováděny technologií broušeného zdiva na maltu pro tenké spáry Profi nebo na zdicí pěnu Profi Dryfix. Vyhodnocení obvodové konstrukce z hlediska požadavků na akustiku není tak jednoduché jako u vnitřních konstrukcí. Obvodová konstrukce se skládá nejenom z neprůsvitné zděné části, ale také z oken a dveří, které výslednou hodnotu neprůzvučnosti celé stěny ovlivňují, v některých případech velmi výrazně. Také požadavek, který obvodové stěny musí splnit, není pevně daný, ale závisí na hodnotě ekvivalentní hladiny akustického tlaku dva metry před fasádou (tabulka 7).

Tabulka 7: Minimální požadavky na stavební hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti R’_w obvodových plášťů budov podle článku 6.1 v ČSN 730532:2010

Požadavky na komfort z hlediska akustiky stále stoupají, a to i vzhledem k hluku zvenčí. V případech, kdy se obvodová konstrukce navrhuje ve variantě s ETICS, tzn. nosná část zdiva se nejčastěji provádí z cihel Porotherm Profi v tloušťkách 240, příp. 300 mm, je velmi jednoduchým řešením, jak zvýšit kvalitu neprůsvitné části obvodové konstrukce z hlediska akustiky, záměna cihel Porotherm Profi za Porotherm AKU Profi. Výsledkem takové záměny je zvýšení hodnoty vzduchové neprůzvučnosti této části konstrukce o 5 až 7 dB (v závislosti na tloušťce konstrukce) – tabulka 8.

Tabulka 8: Porovnání laboratorních hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti R_w u vybraných cihel Porotherm Profi a Porotherm AKU Profi

V případě provádění ETICS se velmi často řeší, zda je či není nutné provádět na zdivo pod ETICS omítku. Z hlediska akustiky činí rozdíl u zdiva s provedenou a neprovedenou omítkou  minimálně 2 dB. Také z tohoto důvodu je provedení omítky pod ETICS jednoznačně doporučováno.

Splnění požadavků na obvodovou stěnu doporučujeme vzhledem ke složitosti posouzení a stanovení základních požadavků svěřit specialistovi v oboru akustika.

Závěr
Jednou z priorit při rozhodování o našem bydlení se stává ochrana před hlukem, a to jak v případě nového, tak i v případě změn a úprav stávajícího bydlení. Akustické cihly Porotherm AKU Profi doplňují technologicky velmi rozšířenou a oblíbenou řadu broušených cihel Profi. Umožňují rychlou a snadnou výstavbu jako klasické broušené cihly, ale zároveň byly vyvinuty pro zajištění akustického komfortu jak proti hluku z okolí (vnějšího i např. ze sousedního domu), tak v rámci jednoho bytu v rodinném či bytovém domě.

ROBERT BLECHA
foto archiv autora

Literatura:
1) Podklad pro navrhování systému Porotherm, 15. vydání (06/2017).
2) ČSN 73 0540:2010 Akustika – Ochrana hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky.
3) Akustické zkoušky konstrukcí ze systému Porotherm (archiv firmy Wienerberger).

Ing. Robert Blecha (*1975)
absolvoval Stavební fakultu ČVUT v Praze, od roku 2002 pracoval v expertní a projekční kanceláři A.W.A.L., s. r. o., specializující se na stavební fyziku a stavební izolace. Od roku 2009 pracuje ve firmě Wienerberger cihlářský průmysl, a. s., v současné době v oddělení product managementu