zděné a smíšené konstrukce text: Micala Hubertová, Jan Štefánik foto: Lias Vintířov, LSM k.s. Sportovně kulturní a kongresové centrum Karlovy Vary (KV Aréna) poledové zdivo Liapor R195 ukázka z probíající výstavby Navrování a realizace stavebníc konstrukcí ze zdiva LIAPOR Ing. Micala Hubertová, P.D. (*1978) Absolvovala Fakultu stavební VUT v Brně. V současné době je zaměstnána jako vedoucí střediska Vývoj a kontrola kvality ve společnosti Lias Vintířov, leký stavební materiál k.s. Současně se podílí na řešení výzkumnýc projektů na FAST VUT v Brně. E-mail: ubertova@liapor.cz Spoluautor: Jan Štefánik E-mail: stefanik@liapor.cz Zdicí tvárnice Liapor tvoří ucelený systém, který umožňuje realizovat svislé stavební konstrukce pouze s použitím lekéo betonu. Základní požadavky na tvárnice z Liaporu jsou stanoveny evropskou normou ČSN EN 771-3 Specifikace zdicíc prvků Část 3: Betonové tvárnice s utným nebo pórovitým kamenivem. Tolerance rozměrů všec tvárnic pro zdění s normálním maltovým ložem je v kategorii D1, tj. délka, šířka i výška, v toleranci -3; +5 mm. Tolerance rozměrů tvárnic pro zdění na tenké maltové lože je v kategorii D4, tj. délka a šířka, v toleranci +1; -3 mm, výška v toleranci ±1 mm. Objemová motnost tvárnic je základním parametrem pro určení stavebně fyzikálníc vlastností. Uvádí se v sucém stavu s tolerancí ± 10 %. Přeled základní řady tvárnic v kategorii D1 je uveden v tabulce 1. Tvárnice Liaterm a Liapor M jsou řazeny do skupiny 1 a tvarovky Liapor S a SL do skupiny 2a dle ČSN EN 1996-1-1. Základní zásady navrování Navrování zděnýc konstrukcí musí být provedeno na základě pravidel uvedenýc v ČSN EN 1990. Je třeba postupovat podle následujícíc ustanovení: navruje se podle mezníc stavů společně s metodou dílčíc součinitelů uvedenou v ČSN EN 1990; zatížení se uvažuje podle ČSN EN 1991; kombinační pravidla pro zatížení se uvažují podle ČSN EN 1990; dodržují se aplikační pravidla podle ČSN EN 1996-1-1. Pro zdivo Liapor jsou stanoveny odnoty návrovýc carakteristik dle soustavy evropskýc norem. Požadované spolelivosti zděné konstrukce se při navrování dosáne respektováním normy ČSN EN 1996-1-1. Zděné konstrukce by měly být navrovány tak, aby jejic trvanlivost odpovídala předpokládanému použití s uvážením podmínek působení. Modulová koordinace zajišťuje systémové propojení jednotlivýc prvků zdicío systému, ať už se jedná o konstrukce svislé nebo vodorovné. Základním rozměrem tvořícím modulovou síť systému Liapor je 125 mm a velikosti odvozenýc modulů se rovnají zvoleným násob- 35
Typová řada Dru zkrácené označení Tvar a uspořádání + základní tvar Liapor M Liapor SL M115-4-1200 M175-4-1300 M240-2-650 M240-12-1200 SL365-2-500 SL365-4-700 b l Skupina podle ČSN EN 1996-1-1, Tab 3.1 1 1 1 1 2a 2a Rozměry Délka základní tvárnice, l [mm] 372 372 247 247 247 247 Délka doplňkové tvárnice 1/2, l [mm] 372 372 372 372 372 372 Délka doplňkové tvárnice 2, l [mm] 122 122 122 122 Šířka, b [mm] 115 175 240 240 365 365 Výška, [mm] 240 240 240 240 240 240 Pevnost v tlaku, průměrná [N/mm 2 ] Objemová motnost [kg/m 3 ] Laboratorní odnota vážené neprůzvučnosti 4 4 2 12 2 4 1200 1300 650 1200 500 700 48 54 51 55 52* 53* Ekvival. odnota tepelné vodivosti l 10,dry [W/mK] 0,341 0,340 0,160 0,325 0,094 0,120 Tepelně tecnické vlastnosti varianta bez omítek Souč. tepelné vodivosti zdicí malty 0,860 0,860 0,360 0,860 0,180 0,180 Souč. tepelné vodivosti zdiva bez omítky 0,349 0,348 0,164 0,333 0,096 0,122 R (d/l) 0,329 0,502 1,467 0,720 3,794 2,993 R t (R i + R + R e ) 0,498 0,671 1,635 0,889 3,962 3,161 U (1/R t ) 2,010 1,491 0,612 1,125 0,252 0,316 Tepelně tecnické vlastnosti varianta s tepelně izolační omítkou Souč. tepelné vodivosti vnitřní omítky tl. 15 [mm] 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Souč. tepelné vodivosti vnější omítky tl. 25 [mm] 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 R t včetně omítek 0,81 0,98 1,94 1,20 4,27 3,47 U (1/R t ) včetně omítek 1,24 1,02 0,52 0,83 0,23 0,29 Tab. 1. Základní fiřada tvárnic Liapor určená pro tradiční tecnologii zdění na normální maltové lože (kategorie D1 podle ČSN EN 771-3). *Hodnoty stanovené apromaxicí. Výškové moduly pro tvárnice Liapor na normální maltové lože Bytový komplex Relaxpoint Klecany (obvodový plášť Liaterm; vnitřní stěny Liapor řady M). Nízkoenergetický rodinný dům Hájek u Ostrova se spotřebou tepla na vytápění 70 kw/m 2 za rok (kompletní zdicí systém Liapor s kontaktním zateplením polystyrenem tl. 20 cm) Výškové moduly pro tvárnice Liapor na tenké maltové lože 36
kům nebo zlomkům tooto základnío modulu. Principem systému jsou tzv. tvarovky základní modulové délky a tzv. tvarovky odvozené, které umožňují vytváření vazby zdiva při omezené spotřebě dělení tvarovek. Pokud má tvárnice délku 500 nebo 375 mm, mají odvozené tvárnice stejnou délku jako tvárnice základní. Odvozené tvárnice se vytvářejí dělením základníc tvárnic v místě vložené drážky. Pokud má tvarovka délku 250 mm, jsou na paletě odvozené tvárnice délky 375 a 125 mm. Poměr základníc a odvozenýc tvarovek odpovídá průměrné spotřebě při zdění objektů pro bytovou výstavbu. Zdicí prvky ve stěně z nevyztuženéo zdiva se musí po vrstvác převázat tak, aby se stěna covala jako nosný prvek. V rozíc a napojení stěn nesmí být přesay menší, než je šířka zdicíc prvků. Délky stěn i rozměry otvorů a pilířů je vodné přizpůsobit rozměrům zdicíc prvků, aby se zamezilo jejic nadměrnému dělení. Stropy a střecy musí mít na stěnác dostatečnou úložnou délku, aby byla zajištěna příslušná únosnost uložení na svislé zatížení i na smykové síly. Tato úložná délka musí být navržena odpovídajícím výpočtem dle ČSN EN 1996-1-1. Na styku nosnýc a nenosnýc stěn se mají uvažovat rozdílné deformace těcto stěn vlivem dotvarování a smršťování. Pokud takovéto stěny nejsou společně propojeny na vazbu, použijí se takové spojovací prostředky, které umožní jejic rozdílné přetvoření. Stěny moou být připojeny taovými pásky, které musí být navrženy tak, aby byly scopny přenášet vodorovné zatížení mezi stěnou a ztužujícím prvkem. Vzdálenost taovýc pásků (popř. kotevníc prvků) nesmí být u budov do čtyř nadzemníc podlažíc větší než 2 m, u více podlaží pak větší než 1,25 m. Spojení křížícíc se nosnýc stěn (křížení spojení L i T) musí zajišťovat vzájemný přenos příslušnýc svislýc i vodorovnýc sil. Je řešeno buď vazbou zdiva, sponami nebo výztuží probíající z jedné stěny do drué. Křížící se nosné stěny mají být vyzděny současně. Zdivo s výztužnými pruty musí být vyzděno na maltu o pevnosti nejméně M5 nebo vyšší. Zdivo vyztužené předem zotovenou výztuží do ložnýc spár musí být vyzděno na maltu pevnosti M2,5 nebo vyšší. Nejmenší tloušťka nosné stěny musí odpovídat výsledkům statickéo výpočtu dle ČSN EN 1996-1-1. V ČR platí dle Národní příloy NA.2.12 nejmenší tloušťky nosné stěny 140 mm a 90 mm pro přizdívky. Minimální ploca příčnéo řezu nosné stěny musí být alespoň 0,04 m 2 po odečtení ploc drážek a výklenků. Předem zotovená výztuž do ložnýc spár musí vyovovat ustanovení ČSN EN 845-3. Ztužující stěny mají mít délku rovnou nejméně 1/5 světlé výšky podlaží a tloušťku rovnou nejméně 0,3násobku tloušťky vyztužované stěny. Maltu je třeba volit podle podmínek prostředí a podle specifikace zdicíc prvků dle normy ČSN EN 1996-2 Příloa B. Malty pro zdění musí vyovovat ČSN EN 998-2, vodnost použitýc malt udává výrobce. Pomocné a upevňovací prvky musí být odolné vůči korozi v prostředí, kde jsou použity. ČSN EN 1996-2 Příloa C obsauje doporučení týkající se materiálů a systémů ocrany proti korozi v závislosti na třídác prostředí. Zdivo musí být navrženo tak, aby byla umožněna jeo dilatace a aby požadavky kladené na zdivo nebyly těmito dilatacemi nepříznivě ovlivněny. Spoj křižujícíc se stěn s rozdílným deformačním cováním má být scopen přizpůsobit se jakémukoliv výslednému přetvoření. Stěnové spony, které umožňují poyb, mají být použity tam, kde je požadováno přizpůsobení relativním poybům v rovině mezi vrstvami nebo mezi zdivem a ostatními konstrukcemi. Dilatační spáry se mají navrovat tak, aby se v co největší míře omezil vznik trlin, boulení nebo aby nedošlo ke zkroucení. Všecny dilatační spáry mají procázet celou tloušťkou konstrukce stěny a přes veškeré povrcové úpravy. V obvodovýc stěnác musí být navrženy dilatační spáry s oledem na bezpečný odtok vody bez poškození zdiva a jeo průsaku. Maximální vodorovná vzdálenost mezi svislými dilatačními spárami se může zvýšit vložením výztuže do ložnýc spár. Největší doporučená vodorovná vzdálenost l m mezi svislými dilatačními spárami u nevyztuženéo nosnéo zdiva je 6 m. Tepelně tecnické vlastnosti Vnější stěny se navrují s oledem na tepelně tecnické vlastnosti budov, zejména v souvislosti s úsporou energií na vytápění, dle normy ČSN 73 0540-2:2007 Tepelná ocrana budov Část 2: Požadavky. Aby vnější konstrukce těmto požadavkům vyovovaly a jako celek tvořily obálku budovy, je nutné správně navrnout jejic napojení. Popis konstrukce Stěna vnější těžká konstrukce Stěna vnější z částečně vytápěnéo prostoru k venkovnímu prostředí Stěna mezi sousedními budovami Tloušťka stěny Součinitel prostupu tepla U N,20 [W/(m 2.K)] Požadované odnoty Doporučené odnoty 0,38 0,25 0,75 0,50 1,05 0,70 Tab. 2. Normové odnoty součinitele prostupu tepla U N,20 vnějšíc stěn budov s převažující návrovou teplotou θim = 20 C podle ČSN 72 0540-2:2007 Liaterm 365 (4 MPa) Liapor 365 SL (2 MPa) Liatetrm 425 (2 MPa) λ 10,dry [W/(m.K] U [W/(m 2.K)] R [m 2.K/W] 365 0,155 0,36 2,78 365 0,094 0,23 4,27 425 0,127 0,27 3,70 Tab. 3. Tepelně tecnické vlastnosti obvodovýc stěn z tvarovek Liapor bez přidanéo kontaktnío zateplení. Vyovující normě ČSN 73 0540-2:2007. Pozn.: Výpočty jsou provedeny při vnitřní jednovrstvé omítce tloušťce 15 mm s odnotou tepelné vodivosti λ = 0,25 W/(m.K) a vnější omítce tepelně izolační o tloušťce 25 mm s odnotou tepelné vodivosti λ = 0,1 W/(m.K). Zděno na maltu Termovit. Akustické vlastnosti Ocranu před negativním účinkem luku a vibrací stanovuje nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ocraně zdraví před nepříznivými účinky luku a vibrací. V tomto nařízení jsou stanoveny nepřekročitelné ygienické imisní limity luku a vibrací na pracovištíc, stavbác pro bydlení, stavbác občanskéo vybavení a ve venkovním prostoru a dále způsob jejic měření a vyodnocení. Dle vylášky Ministerstva pro místní rozvoj ČR č. 137/1998 Sb., o obecnýc tecnickýc požadavcíc na výstavbu, musí dle 25 stavba odolávat působení vlivu luku a vibrací, přičemž musí být splněny všecny limitní 37
Č. Hlučný prostor vysílací ČSN 73 0532 R w, D nt,w R w R w A. Bytové domy (kromě rodinnýc domů) Jedna obytná místnost vícepokojovéo bytu 1 Všecny ostatní místnosti téož bytu, pokud nejsou funkční součástí cráněnéo prostoru B. Bytové domy Byt 2 Všecny místnosti druýc bytů 52 3 Veřejně používané prostory domu (scodiště, codby, terasy, ) 4 Veřejně nepoužívané prostory domu (půdy, sklep, ) 47 42 52 Stěny Poznámka Liapor 48 46 Liapor M115 50 48 Liapor R195 56 54 Liapor M300 (12 MPa) 60 57 Liapor M115 40mm vzducová dutina Liapor M115 56 54 Liapor M300 (12 MPa) 60 57 Liapor M115 40mm vzducová dutina Liapor M115 50 48 Liapor R195 Tab. 4. Požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi v budovác podle ČSN 73 0532 (vzledem k velkému rozsau jsoou odnoty uvedeny jen pro nejčastěji se vyskytující aplikace v kategorii A a B) Hudební divadlo Karlín v Praze (poledové zdivo Liapor v baletním sále) Rezidence Vylídka Karlovy Vary (obvodový plášť Liapor M 300; mezibytové stěny Liapor M 240; příčky Liapor M 115, M 175, PS 70) 38
odnoty výše uvedenéo nařízení vlády 148/2006 Sb. Dle 31 a 32 musí stěny, příčky a stropy splňovat požadavky stavební akustiky na vzducovou a kročejovou neprůzvučnost danou normovými odnotami. Neprůzvučností stavební konstrukce se rozumí scopnost konstrukce přenášet zvukovou energii v zeslabené míře. Pro snížení míry šíření luku z venkovnío prostředí do vnitřníc prostorů stavebníc konstrukcí (i naopak) a dále pro omezení šíření luku mezi vnitřními cráněnými prostorami je nutné, aby tyto konstrukce splňovaly základní zvukoizolační požadavky, které jsou stanoveny v ČSN 73 0532 Akustika Ocrana proti luku v budovác a související akustické vlastnosti stavebníc výrobků Požadavky, a to s oledem na funkci místností a lučnost sousednío prostředí. V případě svislýc zděnýc konstrukcí se jedná o požadavek minimální odnoty vážené stavební neprůzvučnosti R w (nebo váženéo normalizovanéo rozdílu ladin D nt,w ). Vážená stavební neprůzvučnost R w se dále stanoví jako rozdíl laboratorní neprůzvučnosti R w (je stanovena laboratorně na fragmentu zdiva) a korekce C (faktor přizpůsobení spektru), která je většinou rovna u jednovrstvýc omogenníc konstrukcí odnotě 2 db (u složenýc konstrukcí se přesněji stanovuje výpočtem). V tabulce 4 jsou uvedeny limitní odnoty podle normy ČSN 73 0532 a typy tvárnic Liapor, které tyto požadavky splňují. Základní zásady provádění Při provádění zdiva z tvarovek Liapor je doporučeno dodržovat zásady ČSN EN 1996-1-1, část 1-1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce, ČSN EN 1996-2, část 2: Volba materiálů, konstruování a provádění zdiva a souvisejícíc norem. Tato norma je doporučena pro veškeré druy zdicíc materiálů používanýc v ČR. Zásady pro provádění zdiva Liapor na normální i tenké maltové lože se v některýc krocíc liší. Konkrétní postupy lze vyžádat u výrobce. Provádění zdiva ze zdicíc prvků Liapor je snadné a ryclé. Použitím systému pero a drážka na většině typů tvarovek umožňuje přesné a ryclé zdění a nižší spotřebu malty. Díky doplňkovým prvkům, jako jsou věncovky, tvarovky U a překlady, je vytvářen jednotný podklad pro omítky. Při provádění veškerýc stavebníc prací je třeba dbát na to, aby nebyly překročeny povolené odcylky, a musí být kontrolovány rozměry a rovinnost povrců. Odcylky dokončenýc zděnýc prvků od jejic zamyšlené poloy nemají přesánout odnoty uvedené v projektové specifikaci. V případec, kdy projektová specifikace toto neuvádí, nemají být přesaženy odnoty uvedené v ČSN EN 1996-2. Použitá literatura [1] ČSN EN 771-3:2003/A1:2005 Specifikace zdicíc prvků Část 1: Betonové tvárnice s utným nebo pórovitým kamenivem [2] ČSN 73 1101 Navrování zděnýc konstrukcí, vč. změn a-9/1982, b-3/1987, změny 3/1996, změny 4/1998 a změny 5/1999 [3] ČSN EN 1996-1-1:2007/NA:2008 Navrování zděnýc konstrukcí Část 1 1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce; vč. [4] ČSN EN 1996-1-2:2006/NA:2007 Navrování zděnýc konstrukcí Část 1 1: Obecná pravidla Navrování konstrukcí na účinky požáru [5] ČSN EN 1996-2:2007/NA:2008 Navrování zděnýc konstrukcí. Část 2: Volba materiálů, konstruování a provádění zdiva [6] ČSN EN 1996-3:2007/NA:2008 Navrování zděnýc konstrukcí. Část 3: Zjednodušené metody výpočtu nevyztuženýc zděnýc konstrukcí [7] ČSN EN 1745:2004 Zdivo a výrobky pro zdivo Metody stanovení návrovýc tepelnýc odnot [8] ČSN EN 845-2:2003 Specifikace pro pomocné výrobky pro zděné konstrukce Část 2: Překlady [9] ČSN EN 998-1:2003/opr. 1:2006 Specifikace malt pro zdivo Část 1: Malty pro vnitřní a vnější omítky [10] ČSN EN 998-2:2003 Specifikace malt pro zdivo Část 2: Malty pro zdivo [11] ČSN EN 1015 Zkušební metody malt pro zdivo Část 1 až 21 [12] ČSN EN 13914-1:2006 Navrování, příprava a provádění vnějšíc a vnitřníc omítek - Část 1: Vnější omítky [13] ČSN 732310 Provádění zděnýc konstrukcí vč. změny Z1:2007 [14] ČSN EN 1990:2004/NA ed. A:2004/A1:2007/NA, ed. A opr. 1:2007/opr. 1:2007/opr. 2:2008 Eurokód: Zásady navrování konstrukcí [15] ČSN 730035 Zatížení stavebníc konstrukcí vč. změn a:1991; Z2:1994; Z3:2006 [16] ČSN EN 1991-1-1:2004/NA, ed. A:2004, Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíy, vlastní tía a užitná zatížení pozemníc staveb [17] ČSN EN 1991-1-2 až 1-7 Zásady navrování a zatížení konstrukcí Část 1 2 až 1 7: Zatížení konstrukcí [18] ČSN 73 0540-1:2005 Tepelná ocrana budov Část 1: Terminologie [19] ČSN 73 0540-2:2007 Tepelná ocrana budov Část 1: Požadavky [20] ČSN 73 0540-3:2005 Tepelná ocrana budov Část 1: Návrové odnoty veličin [21] ČSN 73 0540-4:2005 Tepelná ocrana budov Část 1: Výpočtové metody [22] ČSN 73 0532:2000/Opr. 1:2001/ZA:2005 Ocrana proti luku v budovác a související akustické vlastnosti stavebníc výrobků Požadavky [23] ČSN 730810:2005 Požární bezpečnost staveb Společná ustanovení [24] ČSN 730821, ed. 2:2007 Požární bezpečnost staveb Požární odolnost stavebníc konstrukcí [25] ČSN EN 845-3:2003/A1:2008 Specifikace pro pomocné výrobky pro zděné konstrukce Část 3: Výztuž do ložnýc spár z ocelové mřížoviny englis synopsis Design and Implementation of Buildings of LIAPOR Brick Te article describes te caracteristics and performance requirements specified for aggregate concrete masonry units made from ligtweigt aggregates for wic te main intended uses are common, facing or exposed masonry in loadbearing or non-loadbearing building and civil engineering applications. Tis type of masonry units as tolerance category D1 and D4 according to te standard ČSN EN 771-3 and is called Liapor. klíčová slova: norma ČSN EN 771-3; zdivo s využitím lekéo kameniva na bázi expandovanéo jílu; zdící prvky kategorie I keywords: standard ČSN EN 771-3; ligt-weigt expanded clay aggregate masonry units; category I masonry units odborné posouzení článku: doc. Ing. Jaromír K. Klouda, CSc., EUR ing, ředitel úseku VVI v TZÚS Praa s.p. Předseda Tecnické normalizační komise TNK 37 (Zděné konstrukce) 39