Lai izvēlētos Latvijas klimatiskajiem apstākļiem piemērotus ārējo norobežojošo konstrukciju risinājumus, kuros tiek izmantoti lielgabarīta elementi, tika veikta publiskajos informācijas avotos pieejamo piedāvājumu atlase un analīze, kuras mērķis bija izvēlēties tādus (galvenokārt no vietējām izejvielām izgatavotus elementus), kuri ir perspektīvi padziļinātai izpētei un optimālu risinājumu izstrādei, izmantojot matemātiskās modelēšanas pieeju. Sekojošajā tabulā 1.1. tādējādi atspoguļoti tipiskie šādu lielgabarīta elementu varianti, īsi raksturojot gan to īpašības (tai skaitā arī siltuma vadītspējas un siltuma caurlaidības īpašības), gan arī to potenciālās priekšrocības un trūkumus praktiskajā izmantošanā.

Ārējo norobežojošo konstrukciju lielgabarīta būvelementu raksturojums:

Produkta nosaukums	Fibo	Poroton-T7-42,5-P
Informācija internetā	www.fibo.lv	www.wienerberger.de
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,195 / 0,498 / 0,42	0,249 / 0,248 / 0,425
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,055	0,070
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,13	0,165
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	7,69	6,07
Svars (kg)	16,90	15,80
Tilpummasa (kg/m3)	414	602
Spiedes izturība (MPa)	3	5
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,02	0,16
Komentāri	Putuplastam ļoti maza tvaiku caurlaidība - tas darbojas kā tvaika barjera (ārējais bloks 9 cm, putuplasts 20 cm, iekšējais bloks 13 cm).	Bloku dobumi pildīti ar perlītu.
Priekšrocības	Mitruma un sala izturīgi, ugunsizturīgi, salīdzinoši viegli. Mūrim nav nepieciešama papildu siltināšana, nodrošina lielu siltumpretestību un novērš aukstuma tiltus.	Ekoloģisks materiāls ar minerālmateriāla pildījumu, neliels svars, lieli izmēri, iespējama izmēru dažādība un to saskaņošana, vertikāla bloku savienošana, neizmantojot javu. Efektīva siltumizolācija un akumulācija - liela siltuma inerce.
Trūkumi	Putu polistirolam ir zema tvaiku caurlaidība - mājā jāveido sarežģīta vēdināšanas sistēma. Maza mehāniska izturība.	Zema mehāniskā izturība, apgrūtināta standarta dībeļu iestiprināšana sienā.
Produkta nosaukums	Poroton-T7-42,5-MW	Poroton-Plan-T8-42,5
Informācija internetā	www.wienerberger.de	www.wienerberger.de
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,249 / 0,248 / 0,425	0,249 / 0,248 / 0,425
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,070	0,080
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,165	0,188
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	6,07	5,31
Svars (kg)	15,90	15,70
Tilpummasa (kg/m3)	606	598
Spiedes izturība (MPa)	7	5
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,16	0,16
Komentāri	Dobumi pildīti ar akmens vati.	Nav pildīts - ļoti liela dobumu daļa un plānas keramikas sieniņas.
Priekšrocības	Ekoloģisks materiāls ar minerālo pildījumu, neliels svars, lieli izmēri, iespējama izmēru dažādība un to saskaņošana, vertikāla bloku savienošana, neizmantojot javu. Efektīva siltumizolācija un akumulācija.	Neliels svars, lieli izmēri, izmēru dažādība un to saskaņošanas iespējas, vertikāla bloku savienošana, neizmantojot javu. Efektīva siltumizolācija un akumulācija.
Trūkumi	Zema mehāniskā izturība, apgrūtināta standarta dībeļu iestiprināšana sienā.	Maza mehāniskā izturība, apgrūtināta standarta dībeļu iestiprināšana sienā.
Produkta nosaukums	ThermoPlan® MZ10	AEROC EcoTerm Plus 500
Informācija internetā	www.ziegelwerk-bellenberg.de	www.aeroc.lv
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,249 / 0,248 / 0,425	0,2 / 0,6 / 0,5
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,100	0,085
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,235	0,70
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	4,25	5,88
Svars (kg)	19,70	19,80
Tilpummasa (kg/m3)	751	350
Spiedes izturība (MPa)	15	1,8
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,16	0,26
Komentāri	Pildīts ar akmens vati, bet ir biezas ārsienas, kas palielina spiedes izturību.	Monolīts, bet ļoti porains produkts.
Priekšrocības	Ekoloģisks materiāls ar minerālo pildījumu, lieli izmēri, izmēru dažādība un to saskaņošanas iespējas, vertikāla bloku savienošana, neizmantojot javu. Efektīva siltumizolācija un akumulācija.	Lieli izmēri, izmēru dažādība un to saskaņošanas iespējas, efektīva siltumizolācija un akumulācija, viegli mehāniski apstrādājams materiāls.
Trūkumi	Sarežģīta mehāniskā apstrāde.	Maza mehāniskā izturība, apgrūtināta standarta dībeļu iestiprināšana sienā, liels līdzsvara mitruma saturs.
Produkta nosaukums	texoBLOCK Grand	Thermiblock - S Super 38/19
Informācija internetā	www.texoblock.com	www.thermibloc.fr
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,25 / 0,6 / 0,4	0,25 / 1 / 0,38
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,104	0,068
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,260	0,180
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	3,85	5,56
Svars (kg)	24,00	21,00
Tilpummasa (kg/m3)	400	221
Spiedes izturība (MPa)	2,5	atkarībā no betona markas
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,26	0,02 polistirols / 0,11 fibrolīts
Komentāri	Monolīts, bet ļoti porains produkts.	Pildīts ar putu polistirolu un tukšumi tiek iepildīti ar betonu (skaidu betona sieniņu biezums 6,4 cm + putupolistirola slāņa biezums 19,4 cm + betona tukšumu biezums 12 cm).
Priekšrocības	Lieli izmēri, iespējama izmēru dažādība un to savstarpēja saskaņošana, efektīva siltumizolācija un liela termiskā inerce, viegli mehāniski apstrādājams materiāls.	Celtniecības ātrums, efektīva siltuma izolācija un akumulācija - liela siltuma inerce.
Trūkumi	Maza mehāniskā izturība, apgrūtināta standarta dībeļu iestiprināšana sienā, augsts līdzsvara mitruma saturs.	Samazināta tvaiku caurlaidība, grūti veidot sarežģītas konstrukcijas.
Produkta nosaukums	Celtniecības bloki DURISOL - DSs 37.5/12	Tenapor veidņu sistēmas
Informācija internetā	www.durisolnami.lv	www.tenapors.com
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,25 / 0,498 / 0,375	0,3 / 1,2 / 0,45
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,073	0,072
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,194	0,160
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	5,15	6,25
Svars (kg)	15,00
Tilpummasa (kg/m3)	321
Spiedes izturība (MPa)	atkarībā no betona markas	atkarībā no betona markas
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,02 polistirols / 0,11 fibrolīts	0,02
Komentāri	Karkass - 90% skujkoku skaidas, 8% minerālvielas, 2% cements. Pildīts ar putu polistirolu un tukšumi tiek piepildīti ar betonu (skaidu betona sieniņu biezums 8cm + putupolistirola slāņa biezums 17,5 cm + tukšumu biezums betonam 12cm).	Iespējams izgatavot dažāda izmēra putu polistirola veidņus, kuri objektā tiek piepildīti ar betonu (piem. ārēja putu polistirola slāņa biezums 15 cm + betona kārta 25cm + iekšēja putu polistirola slāņa biezums 5 cm ).
Priekšrocības	Celtniecības ātrums, efektīva siltuma izolācija un akumulācija.	Elementu nelielā masa dod iespēju būvēt dzelzsbetona karkasa ēkas bez smagās tehnikas, maza darbietilpība, siltumizolācijas īpašības dod iespēju betonēšanas darbus arī negatīvā temperatūrā veikt bez betona sildīšanas, konstruktīvos elementus var izgatavot dažādas formas un garuma, līdz ar to tiek nodrošinātas plašas arhitektoniskās iespējas.
Trūkumi	Samazināta tvaiku caurlaidība, grūti veidot sarežģītas konstrukcijas.	Maza ūdens tvaiku caurlaidība, grūti veidot sarežģītas konstrukcijas, uguns nedrošs materiāls.
Produkta nosaukums	Frēzbaļķi	Vieglas konstrukcijas (ar putu polistirolu)
Informācija internetā	www.dores.lv	www.corners.lv
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,192 / 3 / 0,24	1,25 / 2,5 / 0,227
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,090	0,040
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,375	0,176
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	2,67	5,68
Svars (kg)	65,00	60,00
Tilpummasa (kg/m3)	470	85
Spiedes izturība (MPa)	4,45
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,06
Priekšrocības	Koka šūnu struktūra regulē ēku mitrumu un pozitīvi ietekmē mikroklimatu, var ātri būvēt.	Ātrums, precizitāte, efektīva siltuma pretestība, būvniecība nav ierobežota ar laika apstākļiem.
Trūkumi	Nepieciešama papildus siltināšana, lai atbilstu Latvijas Būvnormatīvam LBN 002-01, uguns nedrošs materiāls.	Uguns nedrošs materiāls, maza siltuma ietilpība, nav ūdens tvaiku caurlaidības - jāveido sarežģīta ventilācijas sistēma.
Produkta nosaukums	Vieglas konstrukcijas (ar akmens vati)
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	1 / 1 / 0,227
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,050
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,220
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	4,54
Priekšrocības	Liels būvniecības ātrums un precizitāte, var sasniegt mazu siltuma caurlaidību, būvniecību neierobežo laika apstākļi.
Trūkumi	Uguns nedrošs materiāls, maza siltuma ietilpība, maza ūdens tvaiku caurlaidība, kas jāņem vērā arī veidojot ventilācijas sistēmu.

Veiktā priekšizpēte, tai sekojošā padziļinātā analīze un skaitliskās modelēšanas aprēķini parādīja, ka Latvijas apstākļiem optimāls ir keramisku lielgabarīta bloku ar divām atšķirīgām zonām risinājums.

Lielgabarīta keramiskais mūra elements ar divām atšķirīgām zonām:

Produkta nosaukums	Kermiskais bloks ar siltuma akumulācijas slāni un siltuma izolējošo pildījumu
Attēls
Augstums/garums/platums (m)	0,249 / 0,245 / 0,510
Sausā elementa ekvivalentā siltuma vadītspēja, λ0 (W/m·K)	0,090
Siltuma caurlaidība, U (W/m2·K)	0,176
Siltumpretestība, R (m2·K/W)	5,67
Svars (kg)	22,00
Tilpummasa (kg/m3)	707
Spiedes izturība (MPa)	15
Ūdens tvaika caurlaidības koeficients (mg/m·Pa·h)	0,16
Priekšrocības	Ekoloģisks materiāls ar minerālo pildījumu, lieli izmēri, izmēru dažādība un to saskaņošanas iespējas, vertikāla bloku savienošana, neizmantojot javu, efektīva siltumizolācija un liela siltuma inerce.
Trūkumi	Sarežģīta mehāniskā apstrāde.

Izstrādājot un projektējot doto bloku, tika ņemtas vērā vairākas esošo keramisko materiālu nepilnības:

• Liels tehnoloģisko tukšumu skaits sadārdzināja un sarežģīja ražošanas procesu.
• Plānas ārējās un iekšējās sieniņas padarīja bloku trauslu un sarežģīja celtniecības darbus un pasliktināja sienu ekspluatācijas apstākļus praksē.
• Vienmērīgs sieniņu sadalījums neņēma vērā siltuma enerģijas akumulācijas priekšrocības, ēkas ekspluatācijas laikā mainīgos āra temperatūras apstākļos.

Paredzēts, ka piedāvātās konstrukcijas blokiem dobumi tiks aizpildīti ar siltuma izolējošo materiālu (akmens vates pulveri, perlītu, putuplasta granulām vai tml.). Iepildīšanu var nodrošināt gan bloku ražotājs, veicot to industriāli, gan celtnieki ēkas celtniecības laikā būvlaukumā. Bloka ārējais rievojums shematiskajā attēlā nav parādīts.

Pateicoties bloka konstrukcijai, tas būs spējīgs nodrošināt gan ēkas mehāniskās stiprības un energoefektivitātes prasības, gan sekmēt optimāla mikroklimata uzturēšanu:

• 440 mm biezs slānis ir vieglas konstrukcijas slānis (tukšumu saturs 55-60%), kas, pēc dobumu piepildīšanas, nodrošinās labas siltuma izolācijas īpašības – nebūs nepieciešama papildus siltuma izolācija.
• 70 mm biezs iekšējais slānis ir ar palielinātu keramikas saturu (tukšumu saturs 35%), nodrošinās siltuma enerģijas akumulāciju un (pateicoties keramikas poru struktūrai) gaisa mitruma satura regulēšanu.

Blīvāks iekšējais slānis atrisina arī ēkas ekspluatācijas problēmu – slānim ar biezākām sieniņam ir augstāka mehāniska izturība - tādā sienā būs vienkāršāk iestrādāt visus nepieciešamos stiprinājumus. Iekšējā slāņa dobumos var potenciāli iestrādāt gan siltuma izolācijas materiālu, gan arī fāzu maiņas materiālu, kas pateicoties fāzu pārejas procesiem sekmēs papildus temperatūras stabilizāciju telpā.

Paredzēts, ka piedāvātās konstrukcijas blokiem dobumi tiks aizpildīti ar siltuma izolējošo materiālu (akmens vates pulveri, perlītu, putuplasta granulām vai tml.). Iepildīšanu var nodrošināt gan bloku ražotājs, veicot to industriāli, gan celtnieki ēkas celtniecības laikā būvlaukumā. Bloka ārējais rievojums shematiskajā attēlā nav parādīts.

Bloka ārējā sieniņa ir biezāka nekā sieniņas starp kerniem jeb tehnoloģiskajiem tukšumiem. Tik bieza sieniņa ir vajadzīga bloka kopējās mehāniskas stiprības nodrošināšanai, bet plānas iekšējas sieniņas un to izvietojums samazina bloka siltuma caurlaidību, jo būtiski mazina siltuma tiltu ietekmi.

Izstrādnes rezultātā rekomendējamie šāda bloka parametri ir sekojoši:

• bloka izmēri 245×510×248 mm,
• keramikas blīvums 1460 kg/m³,
• bloka svars 21,6 kg,
• bloka tilpummasa 707 kg/m³.