2. Obvodové pláště budov
CÍLE KAPITOLY
Obvodové pláště budov řeší celý soubor otázek styku stavby s venkovním prostředím. Stavba svou fasádou mluví o tom, pro jaký účel byla postavena, jakého měla projektanta, stavitele a kdo ji používá. Pro získání základního názoru na tuto část stavby je nutné:
- poznat všechny funkce, které má obvodový plášť plnit
- získat přehled o základních systémových řešení pláště ve vztahu k jeho skladbě
- poznat rozdílné vlastnosti obvodových plášťů složených z různých materiálů.
RYCHLÝ NÁHLED DO PROBLEMATIKY KAPITOLY
Kapitola je věnována obvodovým plášťům tak, jak se vyvíjely a rozdělily podle skladby prvků na pláště jednovrstvé, vícevrstvé zdvojené a dvojité stěny s otvorovými výplněmi. Obvodový plášť musí spolehlivě plnit své funkce bez rozdílu toho jak je orientován. Plášť, který je otevřen severu nemá žádné tepelné zisky a navíc bývá ochlazován prouděním vzduchu. Stejný plášť z jižní strany bude mít v letním období velké tepelné zisky a může být otevřen hlučnému provozu komunikace. Návrh obvodového pláště vychází z umístění i z jeho skladby. Proto se uvedená kapitola věnuje přehledu vlastností používaných plášťů
ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU
Pro studium je nutné přečíst textovou část cca 2 hodiny na každou podkapitolu a srovnat tuto část s prezentací. Celkem 12 hod pro textovou část.
KLÍČOVÁ SLOVA KAPITOLY
Obvodový plášť (OP) jednovrstvý, vícevrstvý, sendvičový, s uzavřenou vzduchovou mezerou a s větranou vzduchovou mezerou. Těžký a lehký obvodový plášť. Dvojitá fasáda s transparentní stěnou. Okenní systém a fasádní systém.
PRŮVODCE STUDIA
Kapitola je rozdělena na přehled klasických konstrukcí a výběr současných konstrukcí podle skladby a funkce vrstev i podle technologie montáže.
Jedná se o:
- jednovrstvé konstrukce a jejich možnosti
- vícevrstvé konstrukce se skladbou sendviče nebo s řazením podle vysychání kondenzátu
- zdvojené konstrukce s nosnou částí doplněnou izolaci a pancéřové vrstvy chránící odvětrávaný prostor
- dvojité stěny s ochranou průhlednou stěnou vytvářející prostor pro větrání, jímání tepelných zisků a transport tepelných zisků na druhou stranu budovy, kde tyto zisky chybí.
- Okenní systémy s montáží lehkých plášťů z interiéru
- Fasádní systémy s montáží z exteriéru.
2.1 Základní funkce obvodových plášťů
Obvodový plášť je určen pro spolehlivé plnění těchto funkcí:
- spolehlivě musí vynášet svou vlastní váhu i hmotnost stavby, která plášť zatěžuje,
- konstrukce pláště musí splňovat tepelně izolační předpoklady,
- plášť musí splňovat zvukově izolační předpoklady,
- plášť musí být podle umístění stavby požárně odolný,
- velikost otvorů v plášti musí být tak veliká, aby bylo zajištěno dostatečné osvětlení a větrání vnitřních prostor,
- vzhled stavby musí splňovat předpoklady územního plánu,
- plášť musí stavbu ochránit proti pronikání vlhkosti a deště,
- plášť musí být bezpečný pro stavbu i užívání
2.2 Druhy obvodových plášťů podle skladby
Podle skladby konstrukce ve vztahu k uvedeným funkcím můžeme rozdělit obvodové pláště na ty, které:
- jsou provedeny z jednoho materiálu a nazýváme je kompaktními plášti (někdy také jednovrstvými)
- jsou tvořeny z více jednotlivými vrstvami a nazýváme je sendvičovými plášti (někdy také vícevrstvými)
- jsou rozděleny na venkovní ochrannou část a vnitřní izolační, nazýváme je zdvojenými plášti (obvodovými plášti s větranou vzduchovou mezerou)
- mají před kompletním obvodovým pláštěm umístěnu průsvitnou plochu, nazýváme je dvojitými plášti. Uvedený prostor může sloužit k vnitřní údržbě OP a k úpravě venkovního prostředí (někdy se označuje tento plášť jako dvojitá transparentní fasáda).
2.2.1 Kompaktní (jednovrstvý) obvodový plášť
Příkladem jednovrstvého pláště mohou být zděné konstrukce z plných cihel, které ale nemohou plnit všechny požadavky na pláště vytápěných budov.
Zděné konstrukce z tvárnic Porotherm, Liapor a Ytong patří do skupiny jednovrstvých plášťů a mají odpovídající normové hodnoty součinitelů tepelného prostupu.
Jednovrstvé pláště byly také použity v dřívější panelové výstavbě u konstrukčních systémů: T 02B OS, G 57, BP 70 OS, u kterých bylo použito struskopemzobetonových prvků tl. 0,37m.
Jednovrstvé panely na bázi plynosilikátu byly použity u některých prvků T06B OS a OP1,13 tloušťky 0,24m.
Ukázky obvodových plášťů uvedených typů jsou zobrazeny na fotodokumentacích (2-1 až 2-5).
Obr. 2- 2: Blokopanely obvodového pláště ze struskopemzobetonu
Obr. 2- 4: Obvodový plášť ze struskopemzobetonu
Obr. 2- 3: Obvodový plášť ze struskopemzobetonu
Obr. 2-4: Plynosilikátový jednovrstvý OP
Obr. 2-5: Kompletizovaný spínaný plášť z plynosilikátu
2.2.2 Kompaktní vícevrstvé obvodové pláště
Vícevrstvé konstrukce byly obyčejně sestavovány jako sendvič. Na straně interiéru to byly vrstvy nosné, izolační, akumulační, reflexní. Směrem do exteriéru to byly vrstvy povrchové pancéřové, s fasádní úpravou povrchu. Ochranné venkovní vrstvy byly u panelové výstavby propojeny nebo zavěšeny na nosném panelu . Sendvičový plášť byl použit v panelové výstavbě u typu T06B a P1.11 ve skladbě betonová vrstva 0,16m polystyrén 0,08m betonová vrstva 0,06m. Vzhled pláště na obrázku (2-6)
Mezi vícevrstvé konstrukce patří i stěny, které se dodatečně zateplují kontaktním způsobem. Na panel, nebo stěnu je přilepena a talířovými hmoždinkami zajištěna vrstva izolace. Tato vrstva se chrání omítkou vyztuženou fasádní siťkou (perlinkou). Zateplení štítu blokopanelu BP 70 OS na obrázku( 2-13).
Obr. 2-6: Sendvičový panel (beton-polystyrén-beton)
2.2.3 Zdvojený obvodový plášť (odvětrávaná fasáda)
Zdvojením konstrukce dochází při rozdělení pláště na dvě části oddělené vzduchovou mezerou. Nosná vnitřní část s izolací je u tohoto systému oddělena mezerou od ochranné fasádní vrstvy. Mezera má být propojena s exteriérem tak, aby proudění venkovního vzduchu vnitřním prostorem stěny nebylo větší, jako uvnitř budovy. Ochranná fasádní vrstva brání před přímým ochlazování povrchu izolace větrem. Tak je zaručena větší spolehlivost systému, protože není třeba počítat při výpočtu se součinitelem přestupu tepla při rychlosti větru 5 až 25 m/s ale postačí redukovat tuto hodnotu podle rychlosti pohybu vzduchu v mezeře stěny.
Příkladem zdvojeného pláště může být zděná konstrukce KM BETA, nebo spárované stěny Klinker.
U panelové výstavby se tento systém používal při zateplování technologií Vinylsiding.
Elegantní odvětrané systémy současnosti používají obklady kovovými plechy (ocel, hliník, titanzinek) s kvalitní povrchovou úpravou. Stěny takových obvodových plášťů se skládají z tradiční povrchové úpravy interiéru, kryté tepelnou izolací chráněnou difuzně propustnou folií. Folie tvoří jednu stranu mezery a chrání izolaci před zanášením prachem a vlhkostí. V dutině se nachází kotevní rošt pro uchycení stavebnice z tvarovaných plechů ve formě kazet, lamel a profilů.
Obr. 2-8: Kazetová fasáda
Obr. 2-9: Skladba čela fasády
Obr. 2-10: Pohled na roh kazetové fasády
Obr. 2-11: Schéma kotevního roštu kazetové fasády
2.2.4 Dvojité obvodové pláště
Dvojitý plášť je založen na meziprostoru v místě obvodového pláště. Prostor vytvořený předsazenou průhlednou (transparentní) stěnou je možno využít několika způsoby. První je funkce kolektoru, který na osluněné straně přijímá teplo a předává přebytky teplo na druhou stranu, která nemá tak velké tepelné zisky.
Prostor mezi dvěma plášti je možno využít k údržbě a opravám obou plášťů . Dvojitá fasáda přispívá k zdokonalení klimatizace a větrání vnitřních prostor. V prostředí vysokých budov je nemyslitelné odvětrávaní do venkovního prostoru a to právě předmětná fasáda řeší přirozeným způsobem.
Zajímavé je podobné řešení při rozšíření uvedeného principu na předložené chráněné prostory různé úrovně provedené v prostoru nádražní budovy Svinov. Prostor nástupiště je pouze chráněn proti proudění větru. Prostor nádražní haly jako druhý temperovaný a třetí část vytápěný prostor pokladen. Skladba takto navazujících prostor pomocí samonosných průhledných stěn je současným trendem v konstrukcích obvodových plášťů .
Obr. 2-12: Příklad skleněné fasády
2.3 Obvodové pláště podle technologie montáže
Konstrukční řešení lehkých plášťů budov se řídí podle toho, z které strany stavby budou montovány a uzavírány. Odkud bude plášť udržován, jak bude prováděna jeho výměna a demontáž. Životnost lehkých plášťů nebývá delší než chráněná betonová konstrukce stavby, proto řešení údržby a výměna pláště nesmí chybět v žádném projektu stavby.
Pro montáž pláště z interiéru budovy se ustálilo označení „okenní systém" . Montáž uvedeného pláště se bude prováděna přes okno z příslušného podlaží. Nosná konstrukce je obvykle vysazena před fasádu a zasklívat se bude z interiéru. To znamená, že zasklívací lišty budou přístupné z vnitřního prostoru stavby.
Rozebrání takového systému se bude provádět z interiéru stavby. Z exteriéru bude obtížné a neobejde se bez přerušení vnitřního provozu budovy. Příklad uvedeného systému je zpracován v prezentaci (okenní systém)
Obr. 2-13: Detail okenního systému
Pro montáž z vnější strany je nutné používat fasádní lešení, proto se u tohoto pláště ustálil název „fasádní systém" Nosná konstrukce pláště je součástí interiéru, zasklívání bude prováděno z exteriéru a také zasklívací a přítlačné lišty budou přístupné z lešení. Při kompletaci pláště se musí počítat se zajištěním spojů proti nežádoucí demontáži a chránění spojů proti venkovnímu prostředí.
Demontáž takového systému může být prováděna z venkovní strany bez většího omezení provozu budovy.
Příklad uvedeného systému je zpracován v prezentaci (Fasádní systém)
Obr. 2-14: Detail fasádního systému
2.4 Obvodové pláště podle akumulace tepla
V tepelně technické normě se pamatuje na vztah plošné hmotnosti pláště k normovým hodnotám součinitele prostupu tepla. Předpokládá se, že materiály s větší hmotností (nad 100 kg/m2 akumulují více tepla než lehké fasády s hmotností menší než je uvedená hranice.
Lehké pláště mají mít Un = 0,30 W/(m2K) a nižší
Těžké pláště mohou mít Un = 0,38 W/(m2K) a nižší
Základním předpokladem je, že u lehkých plášťů se teplo nemůže akumulovat a po přerušení dodávky tepla není ochlazování ničím omezeno.
U těžkých konstrukcí je část tepla při vytápění akumulována do materiálu obvodového pláště a může dobu ochlazování prodloužit až do vyčerpání akumulovaného tepla.
2.5 Obvodové pláště podle světových stran
2.5.1 Návrh OP podle zatížení z exteriéru
Dům má obvykla čtyři stěny, které jsou nestejně ovlivňovány venkovním prostředím.
Při prokazování energetické účinnosti domu uvažujeme se součinitelem tvaru celé budovy, kterou srovnáváme s předepsanými hodnotami. Předpokládáme, že rozdíly mezi stěnami jsou zanedbatelné. Po zateplení některých domů se dochází k tomu, že dům je energeticky účinný ale začínáme topnou sezonu dříve, protože dokonalou izolací jsme se zbavili i tepelných zisků.
Při každém návrhu bychom se měli zabývat rozdíly v zatížení jednotlivých fasád třeba podle světových stran. Pro ochlazování fasády můžeme vzít větrnou růžici, pro zisky ze slunečního světla tabulku tepelných zisků. Výpočtem průměrného součinitele tepelného prostupu každé ze stěn získáme jejich tepelnou charakteristiku. Porovnáním ztrát pak můžeme zjistit která ze stěn má největší podíl na celkových ztrátách budovy.
Příklad rozboru jednotlivých fasád:
Severní fasáda
Ochlazování větrem ( v zimě) rychlost větru 20m/s α = 68 W/(m2 K)
Tepelné zisky žádné
Zatížení hlukem komunikace – 80dB
Okna tvoří 20 % fasády
Jižní fasáda
Ochlazování větrem ( v zimě) rychlost větru 8m/s α = 28 W/(m2 K)
Tepelné zisky viz počet slunečních dní
Zatížení hlukem park
Okna tvoří 50 % fasády
Východní fasáda
Ochlazování větrem ( v zimě) rychlost větru 15m/s α = 35W/(m2 2K)
Tepelné zisky viz počet slunečních dní sluneční žaluzie.
Zatížení hlukem park
Okna tvoří 30 % fasády
Západní fasáda
Ochlazování větrem ( v zimě) rychlost větru 5m/s α = 25W/(m2 2K)
Tepelné zisky viz počet slunečních dní
Zatížení hlukem park
Okna tvoří 40 % fasády
2.5.2 Obvodové pláště panelových staveb
Panelová výstavba byla chápána jako cesta, která osvobodí stavební profese od řemeslné práce a přinese produktivitu srovnatelnou s průmyslovou výrobou .
Vývoj panelových soustav byl doprovázen stále dokonalejšími panelárnami a na stavbách dokonalejšími technologiemi. Zkušenosti z prvních realizací se uplatňovaly při vývoji dalších panelových soustav. Stávající stavby a sídliště zaznamenávaly některé vady vlastní panelové výstavbě, které se řešily akcemi oprav panelových vad.
U obvodových plášťů byl tento postup zvlášť patrný při poslední akci PANEL, při které se za podporu státu se začala plošně řešit energetická otázka bytových staveb. Každá stavba má určitou dobu životnosti a u panelových staveb se počítalo s životností betonu chráněného pláštěm. Údržbu omítek a jiných fasádních doplňků je nutno provádět častěji. Při tom se taková údržba neobejde bez lešení. Proti morálnímu stárnutí nepomůže ani lešení. Zateplování panelových staveb vyřešilo několik problémů „zanedbané údržby" komplexně. Viz obrázek (2-13).
Obr. 2-15: Kontaktní zateplování BP 70 OS
LITERATURA
[1] HÁJEK, V., NOVÁK, L., ŠMEJCKÝ, J. Konstrukce pozemních staveb 30. Vydalo Vydavatelství ČVUT, Praha 2002, ISBN 80 01-02506-3.
[2] VAVERKA, J. a kolektiv. Stavební tepelná technika a energetika budov. Vydalo VUTIUM, Brno 2006, ISBN 80 214-2910-0.
[3] PUŠKÁR, A. a kolektiv. Obvodové pláště budov - fasády. Vydalo Jaga group, Bratislava 2002, ISBN 80 88905-72-9.
[4] PUŠKÁR, A., SZOMOLÁNYIOVÁ, K., FUČILA, J. Okná, dvere, zasklené steny. Vydalo Jaga group, Bratislava 2000, ISBN 80 88905-62-1.
[5] BRADÁČOVÁ, I. Stavby z hlediska požární bezpečnosti. Vydal ERA group, Brno 2007, ISBN 978-80-7366-090-1.
[6] RYBÁR, P., ŠESTÁK, F., JUKLOVÁ, M., HRAŠKA, J., VAVERKA, J. Denní osvětlení a oslunění budov. Vydal ERA group, Brno 2002, ISBN 80 86517-33-0.
[7] ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb. Nevýrobní objekty.
[8] ČSN 73 0580 Denní osvětlení budov.
[9] ČSN 73 0532 Akustika - Ochrana proti hluku v budovách a související akustické vlastnosti stavebních výrobků – Požadavky.
[10] ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov.
[11] Nařízení vlády č. 502 / 2000 Sb. O ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací.
Vytisknout | Nahoru ↑