Inženýr: Stavební materiály

Věda a technika v pozadí

Ve stavebnictví se používá řada materiálů s různými vlastnostmi. Projektant vybírá ten materiál, který je pro daný druh stavby nejlepší. Nejčastěji se používá dřevo, beton, pórobeton, ocel, vápenopísková cihla nebo obyčejná cihla. Přesně tyto materiály jsou i v exponátu Stavební materiály. Podívejme se na jednotlivé vlastnosti materiálů podrobněji.

Tepelná vodivost je rychlost, se kterou se šíří teplo z teplejší části do chladnější části. Pro porovnání různých materiálů se používá součinitel tepelné vodivosti. Tepelná vodivost pórobetonu je 0,045 Wm^-1K^-1, měkkého dřeva 0,18 Wm^-1K^-1, cihly 0,8 Wm^-1K^-1, betonu 1,2 Wm^-1K^-1, oproti tomu ocel má součinitel tepelné vodivosti okolo 46 Wm^-1K^-1. Proto se nám kovové povrchy zdají studené – dobře odvedou teplo z naší ruky. Ve stavebnictví se tepelné úniky zjišťují pomocí termokamery.

Pohled termokamerou na tradiční dům v pozadí a pasivní dům v popředí. Autor: Passivhaus Institut – Copied to Commons from http://en.wikipedia.org. Original source Passivhaus Institut, Germany – http://www.passiv.de, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1256683

Pevnost materiálu určuje, jak materiál odolává působení vnějších sil v různých směrech. Ve stavebnictví jsou nejčastěji jednotlivé díly namáhány v tlaku, tahu nebo ohybu. Pevnost materiálu se pak liší právě podle způsobu namáhání a podle tvaru namáhaného dílu. Při návrhu stavby je vždy nutné propočítat působení všech sil, ať už je to dřevěný krov na rodinném domě nebo ocelová konstrukce obřího mostu.

Název další vlastnosti je neprůzvučnost. Pod tímto technickým názvem se skrývá schopnost materiálu zamezit přenosu zvuku třeba z venku do místnosti nebo z jedné místnosti do druhé. Dupou vám sousedi nad hlavou? To bude tím, že betonová podlaha má nedostatečnou neprůzvučnost vůči krokům a vaši sousedi asi nemají koberec, který by tyto zvuky dostatečně utlumil.

Poslední vlastností, kterou zkoumá náš exponát je teplotní roztažnost. Při zahřívání nebo ochlazování tělesa z pevné nebo kapalné látky dochází ke změně jeho rozměrů. Závislost prodloužení na druhu materiálu vyjadřujeme součinitelem teplotní délkové roztažnosti. Velkou hodnotu součinitele teplotní délkové roztažnosti mají kovy, z naší nabídky materiálů mají kovy. Na to je třeba myslet při návrhu staveb z železobetonu nebo u ocelových mostů a do konstrukce je třeba zařadit tzv. dilatační spáry.

A teď už bude jednoduché odpovědět na všechny otázky v exponátu.

Zajímavost ze stavebnictví:
Stále nejpoužívanějším stavebním materiálem je cihla. Jde o prastarý stavební materiál, který se používal už před 10 tisíci lety. I když tehdy se cihly plácaly z hlíny, pilin a slámy a sušily na slunci. V Čechách se jim říkalo vepřovice a používaly se až do 19. a 20. století. Dnešní cihly a střešní tašky se vyrábí z cihlářské hlíny a vypalují se v peci. Z cihel lze postavit maximálně 8 patrový dům, protože větší počet pater by už nebezpečně tlačil svou tíhou na ty spodní a porušila by se pevnost cihel.