Hmoždinka je malý, ale velmi důležitý pomocník, který umožňuje pevné a bezpečné kotvení vrutů a šroubů do různých typů stavebních materiálů - od sádrokartonu přes polystyren až po beton. Při zašroubování vrutu se roztáhne a vytvoří pevný úchyt. Díky tomu můžete zavěsit i těžší předměty bez rizika vytržení. Správné upevnění ETICS na podkladu je zásadním předpokladem pro zajištění zdraví a bezpečnosti lidí a dlouhodobé životnosti stavebního díla. Je tedy třeba věnovat mu vždy zvýšenou pozornost.
Vliv norem na navrhování ETICS
V roce 2009 skončila platnost soustavy českých norem pro stanovení zatížení a navrhování stavebních konstrukcí. V současné době platí už jen normy řady EN 1990 (Eurokódy). Tato změna ovlivňuje i upevňování ETICS, a to konkrétně požadavky normy ČSN EN 1991-1-4. V uvedené evropské normě je uvažováno větší zatížení větrem, a to o 50 % a více, ve srovnání s českou technickou normou (ČSN 73 0035) platnou do roku 2009. Z hlediska sání větru se také mění stanovení okrajových ploch. Mění se také určení jednotlivých větrových oblastí. V důsledku nových podmínek a požadavků se zmenšují vnitřní plochy fasády budov, kde se počítá s nižším namáháním sáním větru než v oblastech okrajových.
Cech pro zateplování budov ČR inicioval řešení nové technické normy ČSN 73 2902 Vnější tepelně izolační kompozitní systémy (ETICS) - Navrhování a použití mechanického upevňování pro spojení s podkladem, kterého se aktivně účastnil. Účinnost normy je od 1. ledna. Vydáním normy se vytváří předpoklad pro omezení destrukce zateplovacích systémů, ke kterým mnohdy dochází. Normou se stanovují požadavky pro navrhování a použití mechanického upevnění při upevňování ETICS, v nichž tepelnou izolací tvoří desky z pěnového polystyrenu (EPS) nebo z minerální vlny (MW), z hlediska jejich odolnosti proti působícímu zatížení. Normou se zohledňují nejnovější poznatky v oblasti upevňování ETICS a umožňuje navrhovat mechanické upevnění ETICS hmoždinkami jak přesným postupem podle existujících technických specifikací, tak zjednodušeným postupem podle tabulek.
Typy systémů a zatížení
Norma vychází ze základního rozdělení systémů podle funkcí lepicí hmoty a hmoždinek a jejich podílů na přenosu zatížení. Systémy se dělí na lepené a mechanicky upevňované.
- Lepené systémy: Systém je s podkladem spojen pouze vzájemnou soudržností jednotlivých vrstev, pro upevnění systému k podkladu nejsou použity žádné mechanické upevňovací prostředky (hmoždinky).
- Lepené s doplňkovým mechanickým upevněním: Systém je s podkladem spojen vzájemnou soudržností jednotlivých vrstev a doplňkovými mechanickými upevňovacími prostředky (hmoždinkami), které se v tomto systému, při dodržení stanovených podmínek pro upevnění lepením, nemusejí podílet na přenosu vnějšího zatížení.
- Mechanicky upevňované systémy: Systém je s podkladem spojen výlučně mechanickými upevňovacími prostředky bez použití lepicí hmoty.
Upevnění ETICS se navrhuje na účinky působících zatížení. Obecně se uvažují účinky nejméně vlastní hmotnosti, zatížení větrem a účinky objemových změn. V obvyklých případech postačuje posouzení mechanického upevnění na účinky zatížení sáním větru. V normě se předkládá jak podrobný postup návrhu mechanického upevnění hmoždinkami na účinky sání větru, tak zjednodušený postup. Pro návrh se použije pouze nižší hodnota Rd.
Čtěte také: Tření Mezi Betonem a Jinými Materiály
Hmoždinka se do třídy únosnosti zařazuje v závislosti na tuhosti talířku hmoždinky c a návrhové odolnosti hmoždinky vůči účinkům sání větru Rd, hm. Rd, hm = 0,68 x Rpanel / γMb, případně Rd, hm = 0,80. Kategorie terénu a větrová oblast pro konkrétní případ vyplývá z údajů ČSN EN 1991-1-4.
Navrhování počtu hmoždinek
Po určení všech vstupních parametrů (třída únosnosti hmoždinky, výška budovy, kategorie terénu, větrová oblast) umožňují tabulky v normě pro daný případ okamžité stanovení počtu hmoždinek v okrajové oblasti budovy. Budovu vyšší než 15 m lze členit na dvě výšková pásma. Pro první výškové pásmo se použijí hodnoty z tabulek pro výšku budovy do 15 m a pro druhé výškové pásmo se použijí hodnoty z tabulek platné pro celkovou výšku budovy. Při stanovení vnitřní oblasti plochy fasády se pro ni může snížit počet hmoždinek až o 25 % oproti okrajové oblasti. Hmoždinky s vysokým bodovým činitelem prostupu tepla χ mohou znatelným způsobem ovlivnit součinitel prostupu tepla U zateplované konstrukce. Z tohoto důvodu požaduje norma zohlednění vlivu hmoždinek v souladu s ČSN 73 0540-2.
Výběr hmoždinek a jejich nosnost
Nabídka hmoždinek je opravdu pestrá, a proto je důležité zvolit správný typ i kvalitu. Při výběru hmoždinky je klíčové vědět, do jakého materiálu budete vrtat. Kromě univerzálních hmoždinek totiž můžete vybírat speciální hmoždinky, které pro daný materiál nabízejí lepší vlastnosti ukotvení.
Typy hmoždinek dle materiálu:
- Hmoždinky do sádrokartonu - jsou speciálně tvarované, aby se pevně uchytily i v tenké desce. Zkráceně by se dalo říci, že jsou více široké, než dlouhé.
- Hmoždinky do polystyrenu - delší a lehké, vhodné například pro upevnění prvků na fasádu. Do polystyrenu vždy volte takovou hmoždinku, která pronikne celou její vrstvou.
- Hmoždinky do betonu - vyžadují vyšší odolnost a často se kombinují s kovovými kotvami.
- Hmoždinky do ytongu - konstruované tak, aby se v pórobetonu neroztrhly.
- Hmoždinky do duté cihly - využívají rozpěrné nebo chemické kotvy, které se v dutinách lépe roztáhnou.
- Fasádní hmoždinky - tzv. talířové hmoždinky jsou určené pro montáž zateplovacích systémů.
Hmoždinky s límcem nebo bez límce?
Některé hmoždinky mají vyšší okraj (límec), který může být buďto krátký, nebo dlouhý. Hmoždinka bez límce je vhodná především pro průvlačnou montáž. Díky své konstrukci zapadne celá do vyvrtané díry a získáte tak rovnou dosedací plochu. Z tohoto důvodu nemůže překážet při umisťování předmětů, které se na zeď upevňují. Hmoždinka s límcem oproti tomu najde uplatnění například v případě, že vrtáte do dutinových a děrovaných materiálů, jelikož oproti variantě bez límce do předvrtaného otvoru nezapadne. Čím delší bude okraj, tím lepší bude pevnost při kotvení.
Nosnost hmoždinek
Nosnost hmoždinky je vždy závislá na její velikosti a druhu stavebního materiálu, do kterého se vkládá. Zpravidla je udávaná výrobcem na obalu. Nejnižší nosnost mají zpravidla natloukací hmoždinky. Ty lze využít do plných stavebních materiálů, jako je beton, plná cihla, kámen a jiné. Jejich výhodou je jednoznačně velmi rychlá montáž. Používají se například pro upevnění profilů, uchycení lišt pro kabely apod.
Čtěte také: Hodnoty součinitele prostupu tepla u cihel
Maximální zatížení hmoždinky se odvíjí od materiálu, ve kterém je kotvena. Jako příklad si můžeme ukázat nosnost oblíbených univerzálních hmoždinek FISCHER DuoPower 10 × 50:
| Materiál | Nosnost (kg) |
|---|---|
| Beton | 219 |
| Plná cihla | 122 |
| Pórobeton | 61 |
| Sádrokartonová deska (12,5 mm) | 15 |
Je tedy vidět, že nosnost se u dané hmoždinky může lišit opravdu rapidně.
Postupy vrtání a odstraňování hmoždinek
Jak vrtat hmoždinku?
Není to žádná věda - základem jsou kvalitní hmoždinky i potřebné nářadí. Postup, jak vrtat hmoždinku, zvládne hravě každý kutil. Stačí vždy dodržovat několik pravidel:
- Vždy používejte vrták doporučený výrobcem.
- Otvor vyčistěte od prachu (např. vysavačem).
- Do polystyrenu volte delší hmoždinky, aby prošly izolací.
- V betonu použijte hmoždinky se silnějším rozepřením nebo kovové kotvy.
- Do sádrokartonu nepřetahujte vrut - mohl by hmoždinku poškodit.
Jak vyndat hmoždinku?
Nespokojíte-li se pouze se zatlačením do zdi, bude nejjednodušší vyšroubovat vrut a pomocí kleští hmoždinku opatrně vytáhnout. Pokud se vám to nepodaří, můžete ji zatlačit dovnitř a otvor poté zatmelit. Jednou z variant je naopak zašroubovat vrut nebo šroub o jeden rozměr větší a vytáhnout hmoždinku kleštěmi. Kovovou hmoždinku můžete zatlouci hlouběji do zdi nebo vyvrtat větším vrtákem.
Inovace v konstrukci hmoždinek
Známé hmoždinky mají pouzdro s předním, zářezem opatřeným, rozpěrným koncem. Síla, kterou rozpěrný prvek, resp. rozpěrný kolík působí, je rozpěrnou oblastí plošně rozložena po upevňovací oblasti, čímž dojde k silovému spojení. Plný rozpěrný účinek se přitom neprojeví hned od začátku zářezu.
Čtěte také: Vlastnosti betonu: Tepelná vodivost
Podle vynálezu je buď pouzdro hmoždinky vytvořeno s předním koncem opatřeným zářezem a nadto opatřeno další rozpěrnou, ve směru zaváděcího otvoru upravenou oblastí s výstupky, nebo je vytvořena alespoň jedna rozpěrná oblast s výstupky ve tvaru křídel, přičemž křídla jsou natočitelná podél osy natáčení probíhající vpodstatě rovnoběžně s osou hmoždinky. Rozpěrný prvek může být z plastu nebo z kovu. Ačkoliv rozpěrný prvek může být vytvořen jako zatloukací kolík, je výhodnější rozpěrný prvek se závitem.
Výhodný tvar hmoždinky má alespoň dva výstupky ve tvaru křídel, které jsou spojeny s pouzdrem otočně v axiálně probíhající oblasti natáčení a osazeny ve stejné výšce. Tato křídla vystupují v obvodovém směru a tvoří spolu s pouzdrem jeden kus. Místo zářezů mohou být v předním zakončení pouzdra upravena i křídla. V takovýchto hmoždinkách nastane při vniknutí rozpěrného prvku rozepření bez axiálního nakupení. Nedojde tak k relativnímu pohybu mezi pouzdrem hmoždinky a ukotvovací oblastí. Obzvláště výhodné je orientovat výstupky k zářezu, resp. zářezům tak, že rozpěrný účinek zářezem, resp. bude podporován.
Všeobecně se hodí hmoždinka a ukotvovací prvek podle vynálezu pro použití v materiálech, u nichž není jisté, zda bude možno vytvořit díru o rovnoměrném průměru, jakými jsou např. duté stavební hmoty, poněvadž nelze vytvořit rozpěrnou oblast pouzdra pouze v předním zakončení pouzdra. Tak je tomu např. u dutých cihel, jejichž masivní jádro se postupně zmenšuje, takže při vrtání mohou být poškozeny zbylé, relativně tenké stojiny. V tomto případě rozpěrná oblast pouzdra nacházející se v blízkosti povrchu stěny zajišťuje, že přesto dojde ke spolehlivému ukotvení v obvodových stěnách cihly. Neboť výstupky mohou být uspořádány v blízkosti zaváděcího otvoru pro tyčový rozpěrný prvek, aniž by byla ve větší míře ohrožena stabilita hmoždinky. Vzdálenost mezi výstupkem a zaváděcím otvorem pouzdra může být menší než 1/10 délky pouzdra. Přitom je obzvláště výhodné, že výstupky, resp. křídla, dokáží okamžitě vyvolat svůj maximální rozpěrný účinek. Úplného rozpěrného účinku nebude tedy dosaženo pozvolna až při dalším axiálním posunu rozpěrné oblasti, nýbrž již hned na začátku jejího působení.
Výhodná oblast použití vynálezu je u dvouvrstvého zdivá, kde je mezi nosnou stěnou a obvodovým pláštěm dutina. První rozpěrná oblast na předním konci pouzdra ukotvuje u výhodného provedení hmoždinku v nosné stěně, čímž je obvodový plášť zajištěn proti účinku větru. Druhá rozpěrná oblast, která je opatřena výstupky, bude ukotvena v obvodovém plášti, takže dojde k podepření obvodového pláště o nosnou stěnu. Výhodné přitom je, že takováto hmoždinka může být použita i dodatečně. Může tak být bez problémů provedena dodatečná stabilizace, resp. zpevnění.
Výhodně jsou křídla v axiálním směru delší než vnější průměr pouzdra. Obzvlášť výhodně je jejich délka 1,5 až 10ti násobně větší než vnější průměr pouzdra. U výhodného provedení činí rozměr bočních křídel v obvodovém směru, měřeno na čelní, k otvoru pouzdra přivrácené hraně, 1/7 až 1/3 obvodu pouzdra. Křídla mohou být opatřena profilováním. Tím je v tvrdém podkladu umožněno, při přitlačování křídel k ukotvovací oblasti materiál vypuzovat. Přitom profilování může být tvořeno četnými úzkými výstupky, které zřetelně vystupují nad povrch křídel. Tím budou křídla, při zavádění hmoždinky do díry, obzvlášť silně vtlačována do díry pouzdra.
Upevňovací prvek podle vynálezu může vykazovat rozpěrný prvek vpravovatelný do pouzdra, který vykazuje v zadní, k hlavě kolíku přivrácené oblasti větší průměr, přičemž obě oblasti jsou opatřeny závity. Tak může být při zašroubování rozpěrného prvku, např. do dvouplášťového zdivá, vyzkoušeno, zda se hmoždinka ukotvila také do nosné stěny. Při použití hmoždinky podle vynálezu společně se zatloukacím kolíkem je výhodné vytvořit na hmoždince oblasti, které dovolí vypuzení materiálu pouzdra. Zatímco u šroubovatelného rozpěrného prvku je možno se takovýchto oblastí zříci, je naopak zaražení zatloukacího kolíku velmi obtížné. Jako oblasti, které mohou být během rázového zarážení zatloukacího kolíku krátkodobě radiálně roztaženy, přicházejí v úvahu vybrání, popř. zeslabená místa. Právě tak může být v oblasti křídel podél jejich osy natáčení odstraněn materiál na vnější straně. Toto je výhodné především tehdy, když je rozpěrný, resp. zatloukací kolík vyroben z materiálu o menší pevnosti, např. z plastu. Směrem k boční hraně křídel musí být ovšem opět dosaženo plné tloušťky stěny, aby se mohlo dosáhnout plného rozpěrného účinku. Bude-li takto ušetřen materiál v oblasti osy natáčení křídel, bude výhodné, když se pevnost a stabilita křídel na pouzdře hmoždinky opět zvýší pomocí axiální stojiny.
tags: #soucinitel #bezpecnosti #upevneni #pri #spolupusobeni #hmozdinky