Fasáda moderních budov plní nejen architektonickou a estetickou funkci, ale také vytváří obálku budovy, která zajišťuje kvalitu vnitřního prostředí. Opláštění chrání interiér před povětrnostními vlivy a zároveň musí splňovat vysoké nároky na tepelněizolační vlastnosti. Důležitým kritériem je i pevnost a bezpečnost kotvícího systému fasády k nosné konstrukci stavby. Pokud tento systém není dostatečně tuhý, může dojít k roztvírání spojů, což naruší vodotěsnost a vzduchotěsnost fasády. Při selhání systému může dokonce dojít k vypadnutí celého fasádního elementu.
Typy kotvení a materiály
Viditelné a skryté kotvení
Fasádního obložení lze kotvit k podkladu buď s využitím viditelných spojovacích materiálů, nebo pomocí skrytých spojů, které nenarušují vzhled fasády. Mezi viditelné kotvící prvky patří nejčastěji hřebíky a vruty. Tyto spojovací materiály musí být odolné vůči povětrnostním podmínkám, aby nedocházelo ke korozi, která by mohla způsobit nežádoucí zbarvení fasádního obkladu. Hloubka zapuštění hřebíků nebo vrutů se odvíjí od tloušťky připojované palubky. Obecně platí pravidlo, že délka hřebíku by měla být minimálně trojnásobkem tloušťky připevňované dřevěné palubky.
Pro neviditelné kotvení se doporučuje použití sponek nebo speciálních úchytů. Skryté kotvení fasádního obložení zahrnuje nejen hřebíky a vruty, ale také sponky a pomocné kovové plíšky. Tyto prvky se využívají zejména u tenčích profilů, kde není dostatek materiálu pro pevné přichycení. Při kotvení palubek se řídí tesařským pravidlem, podle kterého se v interiéru přibíjí palubka do drážky, zatímco na fasádě se kotví obvykle do péra.
Kotvení do specifických materiálů
- Sádrokarton: Specifické je také kotvení do sádrokartonu. Je to měkký materiál, a tak je problematické nejen připevňování těžkých poliček, ale i menších obrazů. Proto je při práci se sádrokartonem nutné sáhnout po speciálních hmoždinkách. Některé, jako například Mungo MFJ, použijete i bez předvrtávání. Pro ukotvení těžších předmětů sáhněte raději po hmoždinkách Fischer HM, se kterými se nemusíte bát ani upevnění poliček nebo zrcadlových skříní. K montáži Fischer HM sice potřebujete speciální kleště, ale nemusíte si je kupovat.
- Pórobeton: Pórobeton je lehký, má výborné izolační vlastnosti, ale zároveň není tak pevný jako třeba klasické cihly. Musíte u něj proto počítat s nižší pevností v tlaku. Proto hledejte kotvicí systémy, které zaručují větší spolehlivost v měkkých materiálech.
Chemická malta a univerzální řešení
Pokud potřebujete dokonale pevný spoj, máte drolivé zdivo nebo jste prostě jen fanoušek moderních postupů, zvolte chemickou maltu. Je to tuba s dvěma složkami, které se při vytlačování mísí a rychle se spojí s kotveným materiálem. Při kotvení je vždy potřeba, aby zvolený systém v materiálu pevně držel. Pro menší práce se hodí například chemická kotva Fischer FIS VL 300 T, na kterou vám stačí běžná pistole na silikon. Velmi účinná je také Fischer FIS VL 410 C. Obě nabízejí i variantu pro kotvení v mrazu.
Jako univerzální řešení pro všechny drobné domácí montáže se doporučují uzlovací hmoždinky, například TOX Deco. Jsou měkké a v otvoru se roztáhnou snadno a bez zbytečného pnutí.
Čtěte také: Použití kotevních prvků v betonu
Kotvení do zateplených fasád a prevence tepelných mostů
Při připevňování do fasády myslete hlavně na to, aby nevznikaly tepelné mosty. Oblíbeným řešením pro kotvení do zateplených fasád je systém Fischer Thermax. Poradí si i s větším zatížením, a proto se hodí například pro připevňování satelitů, světel nebo rolet.
Nejdůležitějším materiálem ve fasádních systémech jsou fasádní talířové hmoždinky, které kotví, zpevňují a drží na podkladě. Tyto hmoždinky se na fasádu kotví buď zatlučením plastového nebo kovového trnu. Kovový trn může mít na konci plastovou tzv. čepičku, která omezuje tepelné mosty.
Základní rozdělení těchto prvků je podle přenášených zatížení a také podle toho, zda jsou na fasádu montovány před nebo po zhotovení ETICS (vnější tepelně izolační kompozitní systém).
Dodatečná montáž a tepelné mosty
V případě následné montáže je porušeno vnější souvrství ETICS (základní vrstva a vnější povrchová úprava), zabezpečující ochranu systému před působením vnější vlhkosti. Dodatečně montované systémy upevnění proto musí spolehlivě zajistit těsnost mezi vnějším souvrstvím a samotným systémem upevnění. Při teplotním namáhání (den - noc, slunce - stín, léto-zima) povrchové souvrství dilatuje a dochází k pohybům vůči upevňovacímu prvku, kotvenému do obvodové konstrukce. Systém musí být dostatečně elastický, aby kopíroval pohyb souvrství nebo pohyb souvrství musí vyrovnávat těsnění mezi systémem a fasádou.
Kotevní systémy bez tepelného izolantu pro řešení tepelného mostu ve stavebních konstrukcích podléhají typickým problémům, jako jsou např.: riziko růstu plísní, riziko nepříznivého ovlivnění zdraví obyvatel (alergie atd.), nebezpečí povrchové kondenzace vodní páry, zvýšená tepelná ztráta ochlazovanou konstrukcí. Kovové části kotvících systémů mohou při nedostatečné údržbě podléhat korozi a postupně tak ztrácet svoji statickou funkci.
Čtěte také: Průvodce kotvením patek
Řešení pro různé zatížení
Prvků, které se upevňují na zateplené fasády, je celá řada. Od lehkých, jako jsou různé cedulky a cedule (domovní čísla, názvy ulic, informační cedule, menší vývěsní štíty, lehké osvětlení apod.), přes středně těžké (těžší osvětlení, vývěsní štíty větších rozměrů, dopisní schránky, okenice a jejich aretace, svislé okapové svody atd.) po těžké a zatěžované prvky (např. markýzy, vchodové stříšky, konzole pro klimatizační jednotky, zábradlí, okenice, mříže na oknech). Volba vhodného systému upevnění je velmi důležitá.
Některé příklady řešení pro kotvení do zateplených fasád:
- Lehké předměty: Nejjednodušší variantou je celoplastová Iso-spirální hmoždinka. Upevňuje se v základní vrstvě a v izolantu ETICS většinou bez nutnosti vrtání. Protože je celoplastová a neprochází do zdiva, nevytváří bodový tepelný most.
- CELO hmoždinky: Upevňovací prvky CELO do tepelně izolačních systémů zajišťují pevné ukotvení při montáži těžkých markýz, svodů dešťové vody, připojovacích profilů na stěnu, poštovních schránek a mnoha dalších dodatečně instalovaných předmětů do fasád s tepelnou izolací.
- ZOFITHERM: Řada řešení pro kotvení bez tepelných mostů, včetně ZOFITHERM HTI45 pro lehké předměty, ZOFITHERM HP-PRO a HP-PRO T pro nerezové držáky hromosvodů a trubky, a ZOFITHERM HP pro hromosvody.
Inovativní kotevní systémy s termickým přerušením
Vzhledem ke zvyšování požadavků na energetickou úsporu staveb jsou dnes časté aplikace kontaktních zateplovacích systému na venkovních fasádách. Konstrukce, které vystupují před fasádu a plní nosnou funkci, je nutné dostatečně kotvit k obvodovým nosným konstrukcím. Vedle únosnosti je důležitým faktorem optimální řešení tepelných mostů v kotvícím sytému.
Kotevní systémy je možné použít pro uchycení konstrukcí, které plní nosnou funkci, například balkony, venkovní schodiště, pergoly a jiné externí prutové konstrukce. Kotvení je také možné aplikovat pro doplňkové nenosné prvky.
Příklady inovativních řešení
- Kotevní prvek se samořezným kuželem: Upevňuje jak předsazenou konstrukci, tak samotnou tepelnou izolaci. Základem tohoto řešení je samořezný kužel z vysokopevnostního plastu vyztužený skelnými vlákny, který vhodně řeší problematiku tepelných mostů. Kužel se při montáži zafrézuje přímo do izolační vrstvy. Kotevní tyč se vlepí pomocí injektážního systému do dutých nebo plných cihel, pórobetonu a betonu. Výhodou těchto kotev je geometrická variabilita připojovaných bodů.
- Nosné prvky pro termické přerušení materiálových přechodů: Oddělují termicky od budovy různé stavební konstrukce, jako jsou např. balkóny, atiky nebo markýzy, a zároveň plní statickou funkci. Tepelný izolant tvoří tvrzený pěnový polystyren. Kovová část kotevního systému je průběžná, což nezajišťuje dokonalé termické přerušení. Nicméně plocha nerezových částí je poměrně malá a řešení tepelných mostů je tedy vhodné.
- Speciální nosná konstrukce zalitá do tuhé polyuretanové pěny: Kotevní systém obsahuje hliníkovou desku pro připevnění kotveného prvky a desku z fenolové pryskyřice (HPL), která zajišťuje optimální rozložení tlaku na povrchu prvku. Mezi ocelovou konstrukcí a hliníkovou deskou jsou upevněny polyamidové tyče, které jsou dostatečné únosné a zároveň vhodné pro termické přerušení. Tento systém vhodně řeší problematiku tepelných mostů a je dostatečně únosný pro kotvení nosných předsazených konstrukcí.
- Kotevní systém s termoplastickou pěnou na bázi polymeru styrenu: Využívá velmi dobrých mechanických i tepelně-izolačních vlastností inovativní termoplastické pěny na bázi polymeru styrenu. Dále kotevní prvek obsahuje nerezové závitové tyče, které se na jedné straně připevní pomocí chemických kotev k nosné konstrukci. Na druhou stranu závitových tyčí je připojena polyamidová deska. Do této desky se poté vytvoří otvory se závity pro kotvení předsazené konstrukce např. prostřednictvím čelní desky. Otvory se mohou umístit libovolně v ploše polyamidové desky a umožňují tak variabilitu kotevních bodů. Tento systém je díky konstrukci ze závitových tyčí, které spolupůsobí s pevnou izolační hmotou a polyamidovou deskou velmi únosný.
- Kotevní systém s nerezovou příhradovinou zapěněnou polyuretanovou hmotou: Nerezová příhradovina je jádrem kotevního prvku. Stejně jako v předchozím případě se konce příhradoviny na jedné straně připevní pomocí chemických kotev k nosné konstrukci a na druhé straně je připojena polyamidová deska. Výhody tohoto systému jsou shodné s předchozí variantou kotvení.
Experimentální ověřování a únosnost
Základní rozměry testovaných kotevních prvků (s příhradovou částí a se čtyřmi závitovými tyčemi) jsou totožné: šířka a výška 200 mm, délka 300 mm. Nerezové závitové tyče jsou s metrickým závitem M12 a jejich rozmístění je symetrické, tzn. 50 mm od okrajů a roztečí 100 mm mezi dvojicí tyčí. Tloušťka polyamidové desky je 50 mm.
Čtěte také: Vše o kotvách a šroubech do betonu
Při experimentech byly kotevní prvky zatěžovány posouvající silou a ohybovým momentem. Z grafů svislých posunů na působící síle je patrná očekávaná vyšší únosnost vzorků s označením R, tedy kotevní prvek s příhradovou konstrukcí.
Ověřená nesystémová kotva (svařenec) lehkého obvodového přesazeného pláště byla laboratorně ověřována ve dvou konfiguracích - častejší a hraniční poloze L-profilu. Obě polohy byly cyklicky zatíženy silou 5-6 kN a ani při jedné zkoušce nebyla závitová tyč M12 porušena nebo plasticky zdeformována. Konzola byla v hraniční poloze L-profilu zatížena silou 8 kN a při této zkoušce zůstala na závitových tyčích M12 plastická deformace - vyhnutí tyčí o 2 mm. Ohnutí je viditelné ve volné části tyče, nikoliv ve svaru, který nadále i po realizaci experimentu působí bez porušení jako votknutí. Předpokládaná maximální charakteristická síla uvedená ve statickém posudku pro kotvu K03 v nárožních oblastech obvodu objektu je 1,58 kN (návrhová 1,58 * 1,5 = 2,37 kN). Zkouška potvrdila odolnost kotvícího prvku, vysokopevnostních tyčí M12 a připojení L-profilu k prvku.
Na základě zkoušek je možné konstatovat, že kotvící element je dostatečně únosný a pevný. Plastická deformace, která vznikla při působení extrémního zatížení, nemá vliv na bezpečnost konstrukce. Částečně by mohla být narušena jen těsnost obvodového pláště. Uvedený postup vhodně ilustruje možnosti ověřování nesystémových nosných prvků jinak než numerickými výpočtovými metodami, které vždy nemusí správně vystihnout reálné působení konstrukce.
Přehled kotevních systémů a jejich vlastností
Následující tabulka shrnuje klíčové vlastnosti a doporučené použití různých typů kotevních systémů zmíněných v článku.
| Typ kotvení | Materiály | Vlastnosti | Doporučené použití | Prevence tepelných mostů |
|---|---|---|---|---|
| Viditelné (hřebíky, vruty) | Dřevěné palubky | Odolnost vůči povětrnostním podmínkám, min. 3x tloušťka palubky | Kotvení fasádního obložení (viditelné) | Neřeší (kovové prvky) |
| Skryté (sponky, úchyty) | Tenčí profily palubek | Estetický vzhled, pevné uchycení | Kotvení fasádního obložení (skryté) | Neřeší (kovové prvky) |
| Chemická malta | Drolivé zdivo, plné i duté cihly, pórobeton, beton | Vysoká pevnost spoje, dvousložková směs | Pevné spoje, vyšší zatížení (satelity, rolety) | Volitelné (dle typu chemické kotvy a přerušení) |
| Hmoždinky (speciální pro sádrokarton) | Sádrokarton | Přizpůsobené měkkému materiálu, možnost bez předvrtání | Upevňování obrazů, poliček, zrcadlových skříní | Neřeší |
| Uzlovací hmoždinky (univerzální) | Různé materiály | Měkké, snadné roztahování v otvoru | Drobné domácí montáže | Neřeší |
| Fischer Thermax (pro zateplené fasády) | Zateplené fasády | Odolnost vůči většímu zatížení, tepelné přerušení | Satelity, světla, rolety | Ano (systémové řešení) |
| Fasádní talířové hmoždinky | ETICS izolace | Kotví, zpevňují a drží izolaci, možnost kovového trnu s čepičkou | Upevnění izolačních desek | Ano (plastová čepička trnu) |
| Celoplastová Iso-spirální hmoždinka | ETICS izolace (základní vrstva a izolant) | Bez nutnosti vrtání do zdiva, celoplastová konstrukce | Lehké předměty (domovní čísla, cedulky, lehké osvětlení) | Ano (neprochází do zdiva) |
| Inovativní systémy s termickým přerušením | Různé nosné konstrukce, ETICS | Vysoká únosnost, geometrická variabilita, kompletní tepelné přerušení | Balkony, schodiště, pergoly, markýzy, konzole pro klimatizace | Ano (díky speciálním materiálům a konstrukci) |
tags: #kotvici #prvky #fasada #informace