Článek shrnuje požadavky, legislativu a praktické poznatky kolem problematiky mechanického upevňování kontaktních zateplovacích systémů a kotvení izolací a stavebních konstrukcí.
Mechanické upevňování kontaktních zateplovacích systémů (ETICS)
Upevnění hmoždinkami dnes tvoří nedílnou součást kontaktních zateplovacích systémů s omítkou. Dokonce i tam, kde by bylo možné bez problémů použít zateplovací systém lepený, se "pro jistotu" hmoždinky dávají. Na druhé straně ale často není zohledněna poloha, tvar, výška budovy a větrová oblast, ve které se budova nachází. Často potom dochází k paradoxní situaci, že na menším objektu s únosným podkladem pro lepení stojícím v husté zástavbě je použito kvalitnější mechanické upevnění než u výškové budovy stojící v otevřené krajině. Je to proto, že mechanické upevnění je prováděno na základě empirie, doporučení výrobce zateplovacího systému nebo prostě jen míře solidnosti.
Zatížení a "polštářový efekt"
Hmotnost souvrství je přenášena přes izolaci a lepicí tmel na podklad. Vlivem kolísání teplot vně kontaktního systému dochází k natahování nebo smršťování povrchové vrstvy a k vydouvání středů nebo ke zvedání okrajů izolačních desek. Pokud není použito správné lepení desek (metoda bod-okraj) nebo nedrží-li dostatečně lepicí tmel na podkladu, mohou desky vlivem hydrotermického zatížení „pracovat“. To se projeví na fasádě tzv. polštářovým efektem.
Význam hmoždinek a sání větru
Sání větru vyvolává v zateplovacím systému axiální síly, které přes jeho souvrství působí na podklad. Rozhodující pro mechanickou stabilitu systému je přilnavost lepicí hmoty k podkladu, respektive soudržnost neúnosné vrstvy nacházející se na nosném zdivu. Všude tam, kde není stoprocentní jistota o vhodnosti podkladu pro lepení nastupuje mechanické kotvení. Talířové hmoždinky mechanicky propojují povrch izolačních desek se zdicím materiálem a přebírají zatížení vyvolané sáním větru. Jejich použití tak umožňuje aplikaci kontaktních zateplovacích systémů i na povrchy s nátěry, nástřiky nebo starou omítkou. Tedy všude tam, kde by bylo použití pouze lepeného systému velmi nespolehlivé nebo zcela nemožné.
Evropské technické schválení ETA
Na evropské technické legislativě, týkající se ETICS (external thermal insulation composite systems = venkovní kontaktní zateplovací systémy) je velmi dobře patrné, jaká pozornost je na evropské úrovni věnována mechanické stabilitě (zkouška protažením a zkouška pěnovým blokem v ETAG 004 a samostatný řídící pokyn pro evropská technická schválení ETAG 014 pro plastové kotvy pro mechanické upevnění ETICS).
Čtěte také: Použití Kotevní Patky do Betonu Typ U
Pro stavební výrobky, pro které neexistuje harmonizovaná evropská technická norma, a pro které je přesto nutné stanovit určité parametry se používá evropské technické schválení ETA. V ETA jsou pro konkrétní výrobek stanoveny na základě postupu uvedeného v řídícím pokynu pro evropské technické schválení ETAG základní parametry výrobku a jeho použití a dále stanoven systém prokázání shody.
Kategorie použití a tloušťka materiálu
Základním materiálem je stavební materiál, ve kterém je hmoždinka vyzkoušena a do kterého je možné hmoždinku použít. Vhodnost použití je označena kategorií použití stanovené pro každý základní materiál. Důležitá je také informace, že minimální tloušťka základního materiálu je 100 mm. V případě nového objektu s definovaným zdivem z betonu (C12/C15 až C50/C60) z plných cihel nebo z pórobetonu lze pro návrh kotvení použít charakteristické zatížení z ETA, pro základní materiály kategorií C a D je nutné provádět výtažné zkoušky. Důvodem je velké množství variant těchto materiálů. Výtažné zkoušky je nutné, alespoň u typových objektů provést také u panelových bytových domů s třívrstvými betonovými panely, kde bývá tloušťka vnější vrstvy (monierky) pouze 50 - 70 mm. Postup výtažné zkoušky na stavbě popisuje Příloha D ETAG 014.
Charakteristická únosnost a Technical Reports
Charakteristická únosnost NRk se stanoví jako 0,6 x N1, kde N1 je střední hodnota z pěti nejmenších mezních hodnot z celkem 15-ti měření. Řídící pokyn pro evropská schválení EOTA na základě nových poznatků může doplnit. Pro to slouží Technical Reports (TR). V červenci letošního roku vyšly k ETAG 014 TR 025 Určení bodového přestupu tepla plastových kotev pro upevnění ETICS a TR 026 Posouzení tuhosti talířku plastových kotev pro upevnění ETICS. TR 025 slouží pro stanovení izolačních vlastností hmoždinky resp. kovového rozpěrného prvku. Na základě hodnoty bodového tepleného mostu lze stanovit počet hmoždinek/m2, pro který není nutné přepočítat tepelně technické vlastnosti ETICS. Limitní počty pro různé hodnoty tepelného mostu je nutné stanovit národním technickým předpisem - prováděcí normou. Ověření tuhosti talířku plastové hmoždinky podle TR 026 zjednoduší její zapracování do ETA na ETICS pro více typů talířových hmoždinek.
Ověření způsobilosti montáže
V procesu schválení je také TR pro důkaz způsobilosti montáže plastové hmoždinky. Tato zkouška je v současnosti nutná v Rakousku podle ÖNORM B 6124 pro použití hmoždinek na stavbách. Účelem zkoušky je ověření, že je hmoždinka v podmínkách stavby montovatelná a současně, že je schopna plnit svoji funkci v ETICS. Tento, zdánlivě jasný a legitimní požadavek však celá řada zatloukacích talířových hmoždinek nesplňuje. Při montáži přes tepelný izolant je nezbytně nutné, aby po montáži byl talířek hmoždinky zapuštěn do izolantu, tak aby pokud možno nejvyšší bod talířku byl v rovině s povrchem izolantu.
Často se můžeme setkat s případy, že talířek hmoždinky zůstane na povrchu izolantu a není možné hmoždinku zapustit. Obvykle při dalších pokusech o zapuštění praskne trn (plast) nebo se trn ohne (kov). V některých případech, hlavně u zatloukacích hmoždinek s ocelovým trnem se při snaze dělníka zatlouci trn do hmoždinky, posunuje se celá hmoždinka do izolantu a talířek se zapouští příliš hluboko.
Čtěte také: Typy a použití kotevních šroubů do betonu
Provedení zkoušky způsobilosti montáže
Provedení zkoušky je velmi jednoduché. Hmoždinka se namontuje do bloku základního materiálu (beton C20/25 - kategorie A) a do dutinového stavebního materiálu (kategorie C) přes blok polystyrenu tloušťky 110 mm (odpovídá 100 mm izolace a 10 mm lepicího tmelu) sevřený v jednoduchém přípravku. Pro montáž zatloukacích hmoždinek je použito padací závaží, které je spouštěno na hlavu trnu hmoždinky z výšky 500 mm. Hmotnost závaží je volena tak, aby se počet úderů, potřebných pro zatlučení trnu a zapuštění talířku do roviny s izolantem nebo max. Po odstranění přípravku a izolantu se hmoždinka prohlédne. Dřík nesmí vykazovat lomy a trhliny. Poté se přes opěrný kroužek talířek hmoždinky upne do trhacího stroje a je vytahována konstantní rychlostí až do zatížení 1 kN. Při hodnotě výtažné síly 600 N nesmí být vytažení v místě roviny podkladu větší než 1 mm. Hodnota 600 N byla zvolena jako s dostatečnou rezervou vyšší síla než síly potřebné pro deformaci izolantu při zapuštění talířku (cca 450 N).
Na úrovni EOTA v rámci pracovní skupiny pro ETAG 014 se připravuje návrh zpracování této zkoušky jako Technical Report pro doplnění ETAG 014. V případě schválení tohoto TR, bude zkouška způsobilosti montáže nedílnou součástí zkoušek pro získání ETA pro talířové hmoždinky pro mechanické upevnění ETICS.
Materiály Cechu pro zateplování budov
Zkoušku pro důkaz způsobilosti montáže zapracoval Cech pro zateplování budov v rámci aktualizace Kriterií pro kvalitativní třídy ETICS (také známé jako Kvalitativní třídy A) do těchto kritérií. Použití kotevního prvku s odpovídajícími parametry pro zateplovací systém a stavební materiál je první podmínkou správné funkce mechanického upevnění ETICS. Druhou nezbytnou podmínkou je použití odpovídajícího počtu hmoždinek a jejich rozmístění na deskách izolace. Podle čl. 7 odstavec 7.1 ČSN 73 2901 je návrh mechanického upevnění ETICS (druh hmoždinek, poloha vůči výztuze a jejich rozmístění) součástí stavební dokumentace. Pro projektanty je určena metodika CZB Posouzení spolehlivosti připevnění vnějších tepelně izolačních kontaktních systémů. Minimální hodnota dílčího součinitele bezpečnosti stanovená v ETAG 014 v případě absence národního ustanovení je γM = 2. Výpočtová hodnota odporu Rd je v tomto případě alespoň 333 N. Hodnota Rd se porovná s návrhovou hodnotou účinků sání větru stanovenou podle ČSN EN 1991-1-4, resp. s výpočtovou hodnotou zatížení sáním větru podle ČSN 73 0035.
Navařovací a samolepící trny pro kotvení izolací
Navařovací a samolepící trny slouží k připevnění izolací na izolované zařízení s kovovým povrchem. Nejčastěji se jedná o kotvení minerální vaty na potrubí vzduchotechniky.
Navařovací trny
Navařovací trny používáme ke kotvení izolačních desek a rohoží na povrch z pozinkovaného plechu pomocí odporového svařování v místě styku trnu s plechem. Konstrukce trnu pevně spojeného se zajišťovací podložkou umožňuje připevnění trnu v jednom pracovním procesu. Díky izolované části trnu je možno svařovat i izolanty s povrchovou úpravou s AL folií nebo s drátěným pletivem. Trn je vyrobený z oceli o průměru 2,7 mm a je poměděný, podložka je z pozinkované oceli a má průměr 30mm. Trny se vyrábí v délkách 14,5-152,4 mm. Okraje trnu jsou mírně ohnuty tak, aby se zabránilo proříznutí povrchu kotvené izolace podložkou.
Čtěte také: Kotevní patky do betonu
K aplikaci trnů používáme navařovacího agregátu s navařovací pistolí. Trn v délce odpovídající tloušťce izolace se vkládá podložkou do magnetické hlavičky pistole tak, aby bylo možno po propíchnutí izolace trnem provést navaření trnu na konstrukci v místě styku. Kotvení izolace VZT potrubí navařovacími trny je používáno ve většině systémů protipožárních izolací potrubí.
Samolepící trny
Samolepící trny slouží ke kotvení izolace převážně v místech, kde není možno používat navařovací trny, například pro nedostatek místa okolo potrubí. Trn o průměru 2,7 mm a různé délce je připevněn k plechové podložce s nánosem speciálního lepidla. Po sejmutí ochranné fólie se trn přitlačením přilepí k izolované ploše. Vlastní izolační materiál se připevní napíchnutím na trny a zajistí se samosvornou příchytkou, nasunutou na vyčnívající konec trnu.
Kotevní patky pro dřevostavby
Kotevní patky - fenomén tohoto desetiletí - přišly na trh jako výrazný pomocník při ukotvování nejrůznějších stavebních konstrukcí k podkladu. Nejčastěji se s jejich využitím setkáváme při kotvení dřevěných konstrukcí (trámů, kůlů a hranolů) do betonu či země. Umožňují velmi rychle a zároveň pevně a dlouhodobě spojit váš projekt se zemí. Pomocí kotevních patek také docílíte odsazení dřevěných prvků od podkladu a zamezíte tak vlhnutí konstrukce odspodu. Při stavbě pergoly, garážového stání, altánu či terasy se bez nich neobejdete a při dodržení základních pravidel Vám budou sloužit dlouhé roky.
Kotevní patky jsou unifikované ocelové prvky, které slouží k pevnému ukotvení různých druhů stavebních konstrukcí a dřevostaveb do podkladu. Nejčastěji se používají při kotvení dřevěných konstrukcí (trámy, hranoly) do betonu nebo země.
Druhy a typy kotevních patek
Na trhu naleznete kotevní patky několika druhů a typů. Výběr kotevních patek musíme zvážit již při projektování stavby. Patky je možné do podkladu vložit již při jeho budování, nebo je lze ukotvit do již hotového podkladu. Podle toho zvolíme buď kotevní pilíře nebo patky do betonu.
Patky do betonu
Patky do betonu se do podkladu vkládají již při jeho tvorbě, tzn. nejčastěji při betonování základové desky. Součástí takové patky je nejčastěji ocelový trn (roxor, betonářská tyč), který zalijete betonem. Přibližně ¾ délky roxoru přitom musí být zabetonované a zbylá ¼ bude viditelná nad podkladem. Pokud dbáte na estetiku, je možné tuto vyčnívající část zasypat kačírkem nebo štěrkem. Kotevní patku s trnem je samozřejmě možné použít i do již vytvořeného podkladu. Montáž je však náročnější, protože je třeba do betonu vyvrtat odpovídající otvor, do kterého následně za pomoci chemické kotvy (malty) ukotvíte trn kotvy.
Patka do betonu se skládá ze dvou částí - trnu a třmenu patky. Trn je roxor nebo betonářská tyč, pomocí které je patka spolehlivě a pevně ukotvena do betonu. Třmen patky je vrchní část, do které se kotví dřevěný hranol či trám. Třmen může mít různé tvary, nejběžnější jsou patky U, L a T. Patky do betonu se nejčastěji používají pro kotvení do nevytvrzeného betonu, tedy v průběhu tvorby betonového podkladu. Tato varianta montáže je jednodušší a nevyžuje žádné speciální nářadí či pomůcky. Trn patky se pouze vtlačí do čerstvého betonu, kterým jsou vyplněny základové díry.
Kotevní pilíře
Kotevní pilíře na rozdíl od patek do betonu použijete do již připraveného podkladu. Součástí kotevního pilíře je deska, kterou k podkladu přichytíte pomocí kotevního materiálu. V závislosti na zatížení pilíře použijete buď klasické hmoždinky a vruty (v případě nízkého zatížení), nebo ocelové svorníkové kotvy odpovídající vyššímu zatížení (například o průměru 10 mm). Kotevní pilíře mohou mít buď podobu samostatné patky, patky s trubkou navařenou na kotevní desku nebo botičky.
Kotvení do země
Stavby nemusíme nutně kotvit pouze do betonu. Často stačí některé konstrukce upevnit pouze do země bez betonování. Toho docílíme pomocí zemních vrutů nebo kotvících hrotů. Tyto kotevní prvky se používají jako alternativa klasického kotvení do betonu. Šroubují se nebo zatloukají přímo do země, instalace je tedy rychlá a snadná.
Tvary vrchní části patek a uchycení dřeva
Tak jako existuje několik způsobů uchycení patek k podkladu, existují i různá uchycení kotveného dřeva. Při uchycení dřeva je dobré, aby dřevo nebylo v přímém kontaktu s vodorovnou částí kotevní patky. Docílíte tak výborné ochrany před půdní vlhkostí.
- Patky tvaru „U": Nejběžnějším tvarem vrchní části patky je tvar písmene „U". Taková kotevní patka je univerzální a nevyžaduje žádné specifické uchycení ani spojovací materiál. Speciálním případem „U" patky je patka s prolisem, díky kterému se dřevěná část nedotýká kovové patky a je tak zabráněno vlhnutí a hnití konstrukce odspodu.
- Patky tvaru „L": Po těchto patkách sáhneme, pokud potřebujeme ukotvit velmi rozměrné trámy či hranoly. Hranu patky můžete umístit zevnitř konstrukce, aby nebyla na první pohled příliš viditelná.
- Patky tvaru „T": Na trhu můžete narazit i na kotevní patku s vrchní částí ve tvaru písmene „T". Takovou patku použijeme, pokud máme vysoké nároky na estetiku. Patku „zasekáme" do trámu, takže zvenčí bude téměř neviditelná.
- Patka s deskou: Další možností, jak kotevní patku co nejvíce skrýt, je patka s deskou. Patky s deskou, která se připevňuje zespoda konstrukce, tudíž nebude vidět a zaručí vyšší estetičnost spoje.
- Kotevní „botky": Speciálním případem jsou kotevní „botky". Jsou určeny ke kotvení prvků konkrétních rozměrů a tvarů. Jsou uzavřené z boku, plášť je přivařen k desce, která se připevňuje k podkladu.
Nastavitelné kotevní patky
Některé kotevní patky mají matici, pomocí které lze nastavit jejich výšku. To je ideální, pokud potřebujeme dorovnat výškové rozdíly mezi jednotlivými patkami, které vznikly například špatným postupem při betonáži nebo rovnání terénu. To je celkem běžný problém, který při montáži nastává. Nastavitelné kotevní patky se šroubovicí mají matici, pomocí které lze nastavit jejich výšku. Matice může být volná, nebo přivařená na desku. Tyto patky či pilíře se vám budou hodit, pokud nemáte zcela rovný podklad pro vaši dřevostavbu. Pomocí matice můžete dorovnat výškové rozdíly mezi jednotlivými vstyčnými body stavby. K dostání jsou nastavitelní patky ve tvaru U nebo s deskou.
Materiál a povrchová úprava kotevních patek
Při volbě kotevní patky musíme zvážit i její materiál nebo povrchovou úpravu. Volba záleží na zamýšleném využití. Ve většině případů bude stačit pozinkovaná patka, ale v náročnějším prostředí je lepší použít patku z nerezu.
Pozinkované patky
Pozinkované patky dělíme ještě na galvanicky a žárově pozinkované. Nenechte se v obchodě zmást - galvanicky pozinkované patky vypadají sice moc pěkně a "září", ale z dlouhodobého hlediska oceníte žárově zinkované patky. Nejsou sice tak pěkné, ale vydrží Vám mnohem déle! Žárové zinkování je jedním z nejlepších způsobů, jak ochránit ocelové prvky před korozí. Má velmi dlouhou životnost a vyznačuje se stejnoměrnou ochranou v ohybech i na hranách. Galvanické zinkování probíhá jinou technologií než žárové. Povrch upravený galvanickým pozinkováním má menší odolnost vůči povětrnostním vlivům než po žárovém zinkování.
Kotevní patky jsou nejčastěji vyráběny s povrchovou úpravou galvanický nebo žárový zinek, které využijete ve většině případů. Galvanické zinkování představuje ochranu proti mechanickému poškození (abraze, otěr), ale ochrana proti korozi a povětrnostním vlivům je minimální, tudíž jde spíše o estetičnost. Žárové zinkování je velmi účinná ochrana před korozí, má dlouhou životnost a odolnost proti mechanickým i povětrnostním vlivům.
Nerezové patky
Nerezové prvky, jak již název napovídá, jsou vyrobeny z nerezavějící oceli. Nerezovou ocel dělíme do několika tříd, podle několika norem. Na trhu běžně narazíte na nerezovou ocel A1 až A4, ale nejčastěji se setkáte s prvky typu A2 nebo A4. Nejodolnější nerez A4 (AISI 316) odolává korozi i kyselinám a je možné ji použít i tam, kde je v kontaktu se slanou nebo chlorovanou vodou. Nejpoužívanější nerez A2 (AISI 304) lze použít bez jakýchkoli obav z koroze i ve venkovním prostředí. Nerezové patky jsou zpravidla velmi drahé, a proto se moc nepoužívají. Pro běžné použití rozhodně doporučujeme žárově zinkované kotevní patky. V náročnějším prostředí je vhodné použít patky z nerezové oceli.
Přestože jsou kotevní patky snadno dostupné, při stavbě větších a těžších konstrukcí doporučujeme jejich použití (hlavně s ohledem na nosnost) konzultovat s odborníkem. Kvalitu a pevnost patek udává mimo jiné tloušťka plechu. V ideálním případě by tloušťka materiálu měla být alespoň 4 mm. Spojovací materiál, který zvolíte na upevnění dřeva do kotevní patky, by měl odpovídat celému projektu. Pokud například volíme nerezové patky, kombinujeme je nejlépe s nerezovými vruty. Závitové tyče, kterými lze dřevo do patky též ukotvit, musíme v místě řezu ošetřit před korozí například zinkovým sprejem. Další možností je použití vrutů. Pro vyšší odolnost vůči vlhkosti (a hnilobě dřeva), doporučujeme dřevo ošetřit vhodným nátěrem nebo impregnací. Zároveň je vhodné použít patky s prolisem, kde nedochází ke kontaktu dřeva s vodorovnou plochou kotevní patky. Při betonování základů pro patky, lze pro usnadnění použít buď betonové ztracené bednění, nebo odpadní KGEM (KG) trubku. Betonování doporučujeme provádět do nezámrzné hloubky (80 cm a více), aby nedošlo k popraskání betonu.
| Typ povrchové úpravy | Odolnost proti korozi | Odolnost proti mechanickému poškození | Estetika | Doporučené použití |
|---|---|---|---|---|
| Galvanický zinek | Minimální | Dobrá | Vysoká (lesklý vzhled) | Většinou pro estetické účely, méně náročné prostředí |
| Žárový zinek | Velmi dobrá (dlouhá životnost) | Velmi dobrá | Nižší (méně lesklý vzhled) | Běžné venkovní použití, efektivní ochrana před korozí |
| Nerezová ocel A2 (AISI 304) | Velmi dobrá | Dobrá | Vysoká | Venkovní prostředí bez kontaktu se slanou/chlorovanou vodou |
| Nerezová ocel A4 (AISI 316) | Vynikající (odolnost i proti kyselinám a solím) | Dobrá | Vysoká | Agresivní prostředí, kontakt se slanou/chlorovanou vodou |
tags: #kotevni #trny #izolace #informace