Issuu

Miloš Rehberger, Ondřej Vápeník

Provětrávané fasády Konstrukční detaily v kontextu informačního modelování KONZOLOVÁ NOSNÁ KOTVA PRO ULOŽENÍ VELKOFORMÁTOVÝCH DESEK, PŘICHYCENÍ DO NOSNÉ ZDI SYSTÉMOVOU HMOŽDINKOU HILTI, ROZTEČE A ÚNOSNOSTI ZHOTOVIT DLE TECHNICKÝCH LISTŮ VÝROBCE TERMOSTOP, SYSTÉMOVÝ PRYŽOVÝ PRVEK POD NOSNÝ ROŠT FASÁDY SYSTÉM SVISLÝCH TYČOVÝCH PODKONSTRUKCÍ DIFUZNÍ FOLIE

PŘEDSAZENÁ MONTÁŽ, L ÚHELNÍK TL. 2 MM, POZINKOVANÁ OCEL

OMÍTKA - VNITŘNÍ

UKONČOVACÍ APU LIŠTA UKONČOVACÍ LIŠTA ŠROUBOVANÁ DO RÁMU OKNA

OSTĚNÍ Z VELKOFORMÁTOVÝCH DESEK, KOTVENO PŘES L ÚHELNÍK NA NÁROŽÍ

Provětrávané fasády Konstrukční detaily v kontextu informačního modelování

Grada Publishing

Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Miloš Rehberger, Ondřej Vápeník

Provětrávané fasády Konstrukční detaily v kontextu informačního modelování Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 obchod@grada.cz, www.grada.cz tel.: +420 234 264 401 jako svou 8632. publikaci Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová Sazba a jazyková korektura Martina Mojzesová Počet stran 176 První vydání, Praha 2023 Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s. © Grada Publishing, a.s., 2023 Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2023 Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků. ISBN 978–80–271–7002–9 (pdf ) ISBN 978–80–247–5151–1 (print)

Obsah Úvod

Obvodový plášť budovy jako pojem a zařazení konstrukce obvodového pláště do aktuálního kontextu doby

Historie vývoje, cesta k provětrávaným fasádám Základní dělení konstrukcí obvodových plášťů Jednovrstvá homogenní konstrukce obvodového pláště Vývojová větev oddělení plášťů jednovrstvé homogenní konstrukce Kontaktní zateplovací systémy ETICS Kompaktní vícevrstvé konstrukce obvodových plášťů s tepelnou izolací vloženou mezi vnitřním a vnějším pláštěm Dvouplášťové konstrukce obvodových plášťů s provětrávanou mezerou jako difuzně otevřené konstrukce obvodových plášťů Typická skladba dvouplášťové konstrukce obvodového pláště s provětrávanou mezerou Výhody dvouplášťové konstrukce obvodového pláště s provětrávanou mezerou Nevýhody dvouplášťové konstrukce obvodového pláště s provětrávanou mezerou

15 16 17 19 20 23 24 25 39 42

Legislativní požadavky na konstrukce obvodových plášťů s provětrávanou mezerou 43 Existence tuzemských technických norem pro konstrukce obvodových plášťů s provětrávanou mezerou 44 ČSN 74 7251 Skládané pláště, obklady a pláště z panelů – Požadavky na přesnost osazení, kvalitu a vzhled – březen 2018 44 Příklady zahraničních regulativů pro konstrukci obvodových plášťů s větranou mezerou 45 FVHF – Fachverbandes Vorgehängte Hinterlüftete Fassaden 45 EOTA – European Organisation For Technical Approvals – ETAG 034 Guideline For European Technical Approval of Kits For External Wall Claddings – Part I: Ventilated Cladding Kits Comprising Cladding Components And Associated Fixings 45 Základní kategorie požadavků z hlediska základní řady tepelnětechnických norem řady ČSN 73 0540 46 Aerodynamické požadavky na konstrukci obvodových plášťů 49 Hydrodynamické požadavky na konstrukci obvodových plášťů 50 Požadavky z hlediska požární bezpečnosti 51 Obecně 51 Materiálové a konstrukční požadavky z hlediska požární bezpečnosti 53 Požární bezpečnost provětrávaných obvodových plášťů dle DIN 54 Akustické požadavky na konstrukci obvodových plášťů 55 Statické požadavky na konstrukci obvodových plášťů 57 Kategorizace okrajových podmínek pro návrh obvodových plášťů s provětrávanou mezerou Vnější podmínky expozice z hlediska tepelné techniky Návrhová teplota venkovního vzduchu v zimním období Návrhová teplota venkovního vzduchu v letním období Návrhová rychlost a směr větru v zimním období

59 60 61 61 62

Návrhová střední intenzita globálního slunečního záření v letním období Návrhová relativní vlhkost venkovního vzduchu Referenční klimatický rok Tepelný tok mezi fasádou a oblohou jako důležitý parametr hodnocení konstrukce provětrávané fasády v zimním období Závěr pro stanovení vnějších podmínek expozice z hlediska tepelné techniky Vnitřní podmínky expozice z hlediska tepelné techniky Návrhová vnitřní teplota v zimním období Návrhová relativní vlhkost vnitřního vzduchu Standardní postup posouzení a možná metodika podrobnějšího posouzení provětrávané fasády Zásady standardního postupu posouzení provětrávané fasády Nabídka možné metodiky podrobnější analýzy provětrávané fasády

62 67 67 68 69 69 69 70 70 70 77

Úloha BIM v projekčním procesu, výhody a nevýhody návrhu pomocí BIM Používané zkratky a jejich vysvětlení Současné legislativní prostředí BIM ČSN EN ISO 19650 Část 1–4 Soukromá a veřejná sféra CDE – společné datové prostředí Klasifikace a její význam BEP BIM a obvodové pláště Simulace a analýzy, které ovlivňují návrh obvodového pláště Návod ke čtení katalogové části Závěr

103 106 107 108 108 108 111 112 112 113 114 114

Závěr textové části Doporučení z hlediska konstrukčních charakteristik provětrávané fasády Doporučení z hlediska materiálových charakteristik provětrávané fasády Poznámky k tvorbě projektové dokumentace obvodových plášťů Závěr

115 116 119 120 123

Katalogová část Provětrávaný obvodový plášť s obkladem z režného zdiva Provětrávaný obvodový plášť s obkladem z kusových keramických tvarovek Provětrávaný obvodový plášť s obkladem z přírodního kamene Provětrávaný obvodový plášť z velkoplošných obkladových desek Provětrávaný obvodový plášť z bezesparého systému Sto Ventec Provětrávaný obvodový plášť z velkoformátových keramických desek

125 126 134 142 150 158 166

O autorech

174

Úvod Předkládaná publikace se věnuje problematice dvouplášťových konstrukcí fasád s provětrávanou mezerou, zjednodušeně řečeno provětrávaných fasád, které jsou v praxi po boku vícevrstvých kompaktních konstrukcí obvodových plášťů a lehkých obvodových plášťů jedním ze tří nejběžnějších typů fasádních konstrukcí. Konstrukce provětrávané fasády poskytuje architektovi volnost materiálového, tvarového a estetického řešení. Tento typ konstrukce obvodového pláště si s sebou nese mnoho zjednodušujících faktů, jež jsou v běžné stavební praxi chápány téměř axiomaticky. Objevuje se ale také řada odborných prací a analýz, které konstrukce provětrávaných fasád hodnotí z řady hledisek: z hlediska čistě architektonického, nebo stavebnětechnického, konstrukčního a materiálového, nebo také z hlediska energetického. Publikace je určena nejen odborné veřejnosti, architektům, projektantům, investorům a výrobcům materiálových a systémových řešení v konstrukcích obvodových plášťů s provětrávanou mezerou běžně užívaných, ale také laické veřejnosti, majitelům a uživatelům staveb, jejichž převážnou část obvodového pláště tvoří dvouplášťová konstrukce obvodového pláště s provětrávanou mezerou. Publikace by také měla čtenáře uvést do problematiky informačního modelování, které se již hojně využívá ve větších soukromých zakázkách a ve veřejném sektoru vrcholí příprava standardizace a uzákonění informačního modelování. BIM (Building Information Modeling/Management) je inovativní metodou digitálního modelování budov a jako taková získává celosvětově na popularitě. Tato metoda umožňuje navzájem lépe spolupracovat všem účastníkům stavebního procesu, včetně provozovatelů a uživatelů již hotových staveb. BIM umožňuje efektivnější a přesnější plánování, návrh, výstavbu a správu budov, což výrazně snižuje náklady a zvyšuje kvalitu práce. Informace zde uvedené budou rozděleny do dvou samostatných celků. Prvním bude letmý úvod do tematiky informačního modelování. Porovnáme současný stav ve světě a ČR, uvedeme jednotlivé nástroje, které se běžně používají, a jejich účel, zásady, principy, výhody a nevýhody jednotlivých systémových řešení. Druhým celkem bude následně podrobné vysvětlení aplikace této metody na problematiku obvodových plášťů s provětrávanou mezerou v katalogové části.

Obvodový plášť budovy jako pojem a zařazení konstrukce obvodového pláště do aktuálního kontextu doby

Technický termín „obvodový plášť budovy“ obecně zahrnuje všechny materiály a konstrukce, které člověk použil při stavbě nejjednodušších, čistě utilitárních druhů staveb, až po nejnáročnější architektonická díla. Architektura a stavitelství patří mezi druhy lidské činnosti, se kterými přicházíme do každodenního styku. Jsou potřebami, které zabezpečovaly a zabezpečují jeden ze základních požadavků přežití a existence člověka vůbec: vytvářejí prostory, ve kterých se člověk ukrývá před nepříznivými vlivy okolního prostředí.1 Nejobecnější definici obvodového pláště lze shrnout takto: obvodové pláště se definují jako stavební konstrukce tvořící vnější obálku budovy, chránící vnitřní prostředí před nepříznivými vlivy prostředí vnějšího. Pojmy „vnitřní“ a „vnější“ však vždy závisejí na volbě kritérií, jež je popisují. Architektura, jako subjekt vnějšího prostoru, má i své prostory vnitřní a tyto prostory se od prostoru vnějšího liší pouze svým ohraničením. Toto ohraničení je vytvořeno fyzickými prvky různého charakteru, v různé poloze vůči sobě i vůči takto utvářenému prostoru. Tyto prvky, které utvářejí vnitřní prostor, pak lze podle jejich pozice vůči člověku v prostoru se nacházejícímu klasifikovat jako ty, které jsou v horizontální poloze nad a pod vnitřním prostorem, a na ty, které se nacházejí v poloze vertikální, jež vytvářejí materializované ohraničení, které jsme zvyklí obecně nazývat obvodovým pláštěm nebo fasádou.2 Nejdůležitějšími faktory spolupůsobícími navzájem a podílejícími se na tvorbě obvodového pláště jsou: • funkční požadavky, které bychom v dnešní době obecně definovali základními legislativními požadavky shrnutými ve stavebním zákoně (mechanická odolnost a stabilita, požární bezpečnost, hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí, bezpečnost při užívání stavby a úspora energie a tepelná ochrana), přičemž se dají zobecnit do hledisek staticko-mechanických, stavebněfyzikálních, bezpečnostních a architektonicko-estetických; • ekonomicko-společenské požadavky, v dnešní době odrážející požadavky investora a budoucího uživatele na ekonomii a standard projektu a zájmy zhotovitele na celkové ekonomii realizace díla za účelem generování zisku a dosažení dostatečné reference vedoucí k dalšímu vzestupu podnikatelské činnosti; • fyzikální vlastnosti materiálů a úroveň technického rozvoje stavební techniky, přičemž toto hledisko dále zohledňuje nejen funkčnost a ekonomizaci uvedenou výše, ale také hledisko realizační. Obvodový plášť prioritně vyjadřuje architektonické ztvárnění stavby, ale musí přitom být konstrukčně jednoduchý, zhotovitelný ze snadno dostupných materiálů, snadno montovatelný i demontovatelný, ideálně nezávisle na hlavní nosné konstrukci stavby.3 Obvodový plášť také tvoří dominantní výrazový prostředek ve struktuře architektonického díla. Spolu s konstrukcemi výplní otvorů se výraznou mírou podílí na tvorbě vnitřního prostředí tím, že chrání budovu a její vnitřní prostor před účinky vnějšího prostředí. Obvodový plášť rozhodující mírou ovlivňuje svým estetickým působením architektonický výraz budovy. Tektonika uspořádání jednotlivých částí konstrukce jako celku a konstrukční možnosti materiálů, z nichž je obvodový plášť složen, významně ovlivňují jeho výraz a vzhled. Obvodový plášť, jako vyjádření statických vlastností hmoty a konstrukce, souvisí z hlediska estetiky s konstrukčním uspořádáním a volbou skladby jednotlivých konstrukčních prvků mezi sebou. Období, ve kterém se nacházíme, umožňuje aplikaci aktuálního stavu vývoje stavební techniky pro návrhy a realizaci konstrukcí obvodových plášťů splňujících nejnáročnější požadavky z hlediska stavební fyziky obecně, především pak z hlediska tepelné techniky a efektivní aplikace požadavků energetické soběstačnosti staveb, ale také aktivní přístup v oblasti údržby a rekonstrukce staveb. Vývoj jednoznačně směřuje k trvalé udržitelnosti vývoje architektury a stavitelství, jehož základem by mělo být odstranění zdánlivého paradoxu, že jím není myšlen pouhý růst kvantity, který je neudržitelný

PUŠKÁR, Anton. Obvodové pláště budov – fasády. Bratislava: Jaga, 2002. ISBN 80-88905-72-9, s. 11

Tamtéž, s. 1.

Tamtéž, s. 37–100.

řízené větrání s rekuprací tepla

průvzdušnost obálky

10. zdroj a distribuce tepla

výplně otvorů

orientace ke světovým stranám

desatero

vyloučení tepelných mostů

tepelné zónování dispozicce

6. návrh obvodového pláště

1. situace a souvislosti v území

Deset hlavních tezí vedoucích k nízké spotřebě energie. Zdroj: TLUSTÝ 2021, 7 tezí ČKA k udržitelnosti, s. 2, https://www.cka.cz/cs/cka/kontakty/ pracovni-skupiny/ps-udrzitelnost

3. optimalizace tvaru

v prostředí konečných zdrojů, ale především rozvoj kvality lidského života, jeho nároků a technologických řešení. Udržitelností v architektuře je myšlena dlouhodobá udržitelnost, přínosnost a návratnost investic do proměny prostředí a minimalizace negativních dopadů na okolí s plným vědomím omezování energetické náročnosti staveb, využívání obnovitelných zdrojů, šetření vodou, zajištění zdravého a uživatelsky příjemného životního prostředí a efektivní nakládání s existujícím stavebním fondem. Na udržitelnost ve výstavbě lze jistě nahlížet z mnoha úhlů pohledu. Jedním z nich je např. hledisko energetické náročnosti. Hodnoticí analýzy a nástroje jsou u odborné veřejnosti poměrně rozšířené. Jedním z nich je např. návrhový program PHPP (Passivhaus Projektierungspaket) Passivhaus Institutu v Darm stadtu, který předkládá jakési desatero – deset hlavních tezí vedoucích k nízké potřebě energie (obr. 1). Vedle klasických architektonických disciplín, týkajících se osazení navrhované stavby do daného území, se v tomto desateru objevují teze týkající se obecně návrhu a technického řešení obvodových plášťů. Tyto teze jsou úzce svázány jak se zájmovým územím výstavby, tak s technologiemi zajišťujícími kvalitu vnitřního prostředí stavby. Obvodový plášť se tak stává hlavním činitelem nesoucím zodpovědnost za kvalitu vnitřního prostředí stavby, energetickou náročnost jejího provozu a v konečném důsledku spokojenosti uživatele s výsledkem realizace stavby. Účelem však není pouhá koncentrace na hlavní problém energetické náročnosti budov a dodržení základních hygienických požadavků na kvalitu vnitřního prostředí, odrážejících se i v problematice návrhu obvodových plášťů budov. Z hlediska dlouhodobé ekonomie je třeba konstrukce obvodových plášťů ošetřit ve smyslu prodloužení jejich životnosti v kombinaci s dosažením jejich dlouhodobé estetiky bez rizika rychlého stárnutí stavebních materiálů a stavebních konstrukcí z těchto materiálů realizovaných, což může v dlouhodobém horizontu vést ke zlepšení estetiky vnějšího prostředí a zvýšení společenské úrovně místa. Pro návrh a realizaci takových konstrukcí obvodových plášťů je ovšem nutné jít pod jejich povrch a snažit se pochopit procesy, které v těchto konstrukcích probíhají. Tato publikace jde pod povrch úzkého segmentu jedné z konstrukcí obvodových plášťů a snaží se pochopit a specifikovat stavebněfyzikální procesy, jež mají vliv na její správnou funkci a trvanlivost v čase. Konstrukce provětrávaných fasád se v běžné projekční praxi navrhují převážně na základě empirických zkušeností projektanta, samozřejmě při respektování aktuálních legislativních požadavků tepelnětechnických, akustických, požadavků požární bezpečnosti a požadavků mechanické odolnosti a stability, ale také s přihlédnutím k maximálnímu možnému snížení investičních nákladů na realizaci navržené konstrukce. 13

Tento způsob návrhu je ve velké většině úspěšný, navržená konstrukce splňuje legislativní požadavky a je realizována s optimalizovanými investičními náklady. Mezi návrhem projektanta a vlastní realizací stojí zhotovitel konstrukce, který konstrukci přizpůsobí svým zvyklostem a komponentům, jež zamýšlí zabudovat. Zhotovitel předkládá k odsouhlasení dílenskou dokumentaci (je-li tato požadována), nebo pouze vytyčí zásady realizace konstrukce v technologickém postupu, který většinou doplní jednoduchými schématy typových detailů. Na hlubší zkoumání navrhované konstrukce většinou není čas a téměř nikdo jej v běžné projekční praxi neprovádí. Řešení případných následných reklamačních případů je pak problematické, dochází při něm k přenosu zodpovědnosti mezi jednotlivými subjekty projekčního procesu a většina reklamačních kauz nakonec skončí vzájemnou dohodou všech účastníků a opravou konstrukce ze strany zhotovitele.

01 Historie vývoje, cesta k provětrávaným fasádám