STAVEBNÉ KONŠTRUKCIE A SYSTÉMY

TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE

STAVEBNÉ KONŠTRUKCIE A SYSTÉMY Skriptá

Táto publikácia vznikla vďaka grantovej podpore Kultúrnej a edukačnej grantovej agentúry

Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky ako jeden z výstupov riešenia projektu KEGA 001TU Z-4/2020 „Implementácia progresívnych technológií, metód a foriem do vzdelávania v študijnom odbore Bezpečnostné vedy“.

Autori:

Ing. Dominik ŠPILÁK, PhD. Katedra protipožiarnej ochrany

Drevárska fakulta

Technická univerzita vo Zvolene

T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen

Ing. Ľudmila TEREŇOVÁ, PhD. Katedra protipožiarnej ochrany

Drevárska fakulta

Technická univerzita vo Zvolene

T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen

Recenzenti:

doc. Ing. Martin ZACHAR, PhD. Technická univerzita vo Zvolene

prof. Ing. Jozef ŠTEFKO, CSc Technická univerzita vo Zvolene

I. 2022, online PDF súbor, 74 s. (4,69 AH)

Forma dokumentu: elektronická (online)

Vydavateľstvo: Technická univerzita vo Zvolene

© Technická univerzita vo Zvolene

© Ing. Dominik Špilák, PhD.

Ing. Ľudmila Tereňová, PhD.

Za odbornú a jazykovú úroveň tejto publikácie zodpovedajú autor a recenzenti.

ISBN 978-80-228-3350-9

Všetky práva sú vyhradené. Nijaká časť textu ani ilustrácie nemôžu byť použité na ďalšie

šírenie akoukoľvek formou bez predchádzajúceho súhlasu autorov alebo vydavateľstva.

Predkladaná publikácia približuje problematiku stavebných konštrukcií

v zjednodušenej forme s využitím prvkov multimediálnych technológií (hyperlinky, zvukové záznamy, videozáznam). Rozdelená je do 11 hlavných kapitol, ktoré postupne prevedú čitateľa základmi stavebných konštrukcií, konštrukčnými systémami a ich konštrukčnými prvkami, vrátane aspektov protipožiarnej bezpečnosti niektorých konštrukcií.

Publikácia je určená najmä študentom študijného programu Protipožiarna ochrana a bezpečnosť na Technickej univerzite vo Zvolene a vysokých školách vyučujúcich príbuznú problematiku, ako aj ostatnej odbornej a laickej verejnosti zaujímajúcej sa o predmetnú problematiku.

1 Legislatíva v oblasti stavebných konštrukcií

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa so základnými definíciami a s legislatívou v oblasti stavieb a stavebných konštrukcií na Slovensku a v Európskej Únii.

Legislatíva v oblasti stavieb a stavebných konštrukcií je na území Slovenskej republiky (SR) rozsiahla, pozostávajúca z veľkého množstva zákonov, vyhlášok a technických noriem. Základným právnym predpisom v rámci SR je Zákon č. 50/1976

Z. z. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (Stavebný zákon), v znení neskorších predpisov V tomto zákone sú uvedené základné nariadenia ohľadom územného plánovania, stavebného poriadku, stavebných úradov, sankcií, a pod.

V tomto zákone je presne zadefinovaný pojem stavba, ktorú nám definuje ako stavebnú konštrukciu postavenú stavebnými prácami zo stavebných výrobkov, ktorá je pevne spojená so zemou, alebo ktorej osadenie si vyžaduje úpravu podkladu. Zákon taktiežrozdeľuje stavby podľa stavebno-technického vyhotoveniaa účelu na pozemné stavby a inžinierske stavby. Pozemné stavby sú v zmysle tohto zákona priestorovo sústredené zastrešené budovy vrátane podzemných priestorov, ktoré sú stavebnotechnicky vhodné a určené na ochranu ľudí, zvierat alebo vecí, ktoré nemusia mať steny, ale musia mať strechu. Pozemné stavby rozdeľuje zákon na bytové budovy a nebytové budovy.

Presné definovanie typov stavieb je kľúčové, pretože sa od toho odrážajú vykonávacie vyhlášky, zamerané napríklad na protipožiarnu bezpečnosť stavieb, kde je základnou vykonávacou vyhláškou Vyhláška MV SR č. 94/2004, ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a pri užívaní stavieb.

Zákony a vyhlášky neslúžia priamo na projektovanie stavieb, keďže obsahujú skôr všeobecné nariadenia a definície. V tomto smere sa vyhlášky odkazujú na technické normy, ktoré obsahujú podrobné postupy a podmienky, ktoré sa musia pri projektovaní stavieb dodržiavať.

Aby sa zjednotili odlišné pravidlá členských štátov Európskej únie (EU) pri navrhovaní stavieb, boli zavedené Eurokódy, ktoré vytvárajú sústavu technických noriem pre navrhovanie pozemných a inžinierskych stavieb. Rovnaké pravidlá uľahčujú komunikáciu medzi projektantami v rámci EU, prispievajú k lepšej konkurencieschopnosti trhu, zaviedli pravidlá pre navrhovanie a overovanie konštrukcií z hľadiska mechanickej odolnosti, stability a požiarnej bezpečnosti, zjednotili výskum, a pod.

Poznáme celkovo 10 Eurokódov, pričom každý Eurokód nepredstavuje samostatnú technickú normu, ale skupinu technických noriem zameranú – napríklad na navrhovanie drevených konštrukcií je to Eurokód 5, ktorý obsahuje normy zamerané na všeobecné pravidlá navrhovania drevených konštrukcií a navrhovanie konštrukcií na účinky požiaru.

Zoznam všetkých noriem, ktoré obsahujú Eurokódy je zdĺhavý. Základné rozdelenie Eurokódov je nasledovné:

STN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhovania konštrukcií,

STN EN 1991 Eurokód 1: Zaťaženie konštrukcií,

STN EN 1992 Eurokód 2: Navrhovanie betónových konštrukcií,

– STN EN 1993 Eurokód 3: Navrhovanie oceľových konštrukcií,

– STN EN 1994 Eurokód 4: Navrhovanie spriahnutých oceľobetónových

konštrukcií,

– STN EN 1995 Eurokód 5: Navrhovanie drevených konštrukcií,

STN EN 1996 Eurokód 6: Navrhovanie murovaných konštrukcií,

STN EN 1997 Eurokód 7: Navrhovanie geotechnických konštrukcií,

STN EN 1998 Eurokód 8: Navrhovanie konštrukcií na seizmickú odolnosť,

STN EN 1999 Eurokód 9: Navrhovanie hliníkových konštrukcií.

Kontrolné otázky

1. Čo je základným zákonom ohľadom stavieb na území SR?

2. Koľko poznáme Eurokódov?

Použitá literatúra

[1.]STN EN 1995-1-1+A1: 2008, Eurokód 5. Navrhovanie drevených konštrukcií. Časť

1-1. Všeobecne. Všeobecné pravidlá a pravidlá pre budovy (73 1701). Bratislava: Slovenská technická univerzita Bratislava, 2008, 114 s.

[2.]STN EN 1995-1-2: 2008, Eurokód 5. Navrhovanie drevených konštrukcií .Časť 1-2, Všeobecné pravidlá. Navrhovanie konštrukcií na účinky požiaru (73 1701).

Bratislava: Úrad pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo Slovenskej republiky, 2008, 72 s.

[3.]Vyhláška MV SR č. 94/2004 Z. z. ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a pri užívaní stavieb, v znení neskorších predpisov.

[4.]Zákon NR SR č. 50/1976 Z. z. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (stavebný zákon), v znení neskorších predpisov.

2 Stavebné konštrukcie z pohľadu zaťaženia požiarom

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa so základmi v oblasti stavebných konštrukcií, účinkami zaťažení na stavbu, ich významom z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti.

Základnou stavebnou jednotkou každej stavby je stavebný výrobok, ktorými sú napr. tehly, tvárnice, drevené hranoly, keramické obklady, stavebný polystyrén, minerálna vlna a pod. Zo stavebných výrobkov sú zhotovené konštrukčné prvky, ako napr. steny, stĺpy, stropy, strechy, podlahy. Z konštrukčných prvkov sú zhotovené konštrukčné systémy, ktoré predstavujú celú stavbu (obr 1)

Obr. 1 Stavebné konštrukcie a ich komponenty (Zdroj: Autori)

Úlohou konštrukčného systému je vymedzenie a rozdelenie priestoru stavby a prenášanie zaťaženia do jej základov. Zaťaženie stavby vzniká v dôsledku pôsobenia vlastnej hmotnosti konštrukcií, od ľudí, nábytku, skladovaného materiálu, od vonkajších vplyvov akými sú sneh, vietor a pod Účinky zaťaženia môžu byť silové alebo pretvárne Silové účinky zaťaženia (vonkajšie sily) vyvolávajú v konštrukčnom systéme vnútorné sily, ktoré musia byť s nimi v rovnováhe. Pretvárne účinky zaťaženia vyvolávajú v stavbe priehyb, posun, pootočenie, prípadne pri dynamickom zaťažení kmitanie konštrukcie.

Zaťaženie podľa dĺžky pôsobenia môže byť stále - vyvolané vplyvom vlastnej tiaže konštrukcie, tlaku zeminy, tlaku vody, účinkov predpätia konštrukcií, a pod. –a náhodné, vyvolané vplyvom vetra, vody v podobe dažďa, snehu, zemetrasenia a pod Podľa spôsobu pôsobenia rozlišujeme zaťaženie na statické, charakteristické sústavným pôsobením zaťaženia bez zmeny jeho veľkosti a dynamické, charakteristické tým, že sa veľkosť zaťaženia s časom mení. Vyvolávané býva najčastejšie pôsobením vetra, vody, áut na vozovke, pohybom osôb v stavbe a pod.

Stabilita konštrukčného systému je dosiahnutá v prípade, kedy schopnosť konštrukčného systému vzdorovať účinkom zaťaženia je zabezpečená bez toho, aby došlo k náhlej podstatnej zmene stavby, napr. k náhlemu poklesu únosnosti stavby, straty tvarovej stability v dôsledku posunu, pootočeniu, zaboreniu a straty polohovej stability v dôsledku prevrátenia stavby.

2.1 Stavebné výrobky

Stavebný výrobok je každý výrobok alebo každá zostava, ktoré sú vyrobené a uvedené na trh na trvalé zabudovanie v stavbách alebo ich častiach a ktorých parametre vplývajú na parametre stavieb, pokiaľ ide o základné požiadavky na stavby. Zostava je stavebný výrobok uvedený na trh jedným výrobcom ako súbor aspoň dvoch oddelených zložiek, ktoré sa musia zložiť, aby sa mohli zabudovať do stavby. Tento termín je definovaný v rámci európskej legislatívy o stavebných výrobkoch (Čl. 2ods. 1a 2 Nariadenia Európskeho parlamentua Rady (EÚ)č. 305/2011 z 9. marca 2011).

2.1.1 Stavebné výrobky vo vzťahu k protipožiarnej bezpečnosti

Stavebné výrobky sa podľa triedy reakcie na oheň rozdeľujú do tried A1, A2, B, C, D, E a F. Pre triedy A2-E je dôležitá doplnková klasifikácia s1, s2, s3 (tvorba dymu) a d0, d1, d2 (odpadávajúce častice). Za nehorľavé stavebné výrobky sa považujú len výrobky s triedou reakcie na oheň A1 a A2 (STN EN 13501-1: 2019).

Pri uvádzaní stavebných výrobkov na trh je povinnosťou výrobcu dať stavebný výrobok na posúdenie triedy reakcie na oheň. Bez certifikátu nie je možné uviesť stavebný výrobok na trh. V prípade nevykonania skúšky na zistenie triedy reakcie na oheň, je možné stavebnému výrobku priradiť triedu reakcie na oheň F. Zisťovanie triedy reakcie naoheň môže vykonávať len právnická osoba s príslušným oprávnením (autorizáciou). Znalosť tried reakcie stavebných výrobkov je základným predpokladom pre stanovenie horľavosti konštrukčných prvkov.

2.2 Konštrukčné prvky

Konštrukčné prvky podľa spôsobu používania rozdeľujeme na horizontálne, ktorými sú napr. strop, podlaha, strecha, a pod. a vertikálne, ktorými sú napr. stena, stĺp, schodisko, a pod.

V zmysle STN 92 0201-2: 2017 sú konštrukčné prvky stavebné konštrukcie s požadovanými vlastnosťami v podmienkach požiaru Podľa triedy reakcie na oheň stavebných materiálov, z ktorých sú zhotovené a ktoré zabezpečujú ich požiarnu odolnosť alebo nosnosť, sa podľa ich vplyvu na intenzitu požiaru triedia na konštrukčné prvky druhu D1, D2 a D3.

Konštrukčné prvky druhu D1 (obr. 2) počas požadovanej doby požiarnej odolnosti

nezvyšujú intenzitu požiaru. Stavebné materiály a komponenty, z ktorých sú zhotovené, majú triedu reakcie na oheň A1 alebo A2. Stavebné materiály alebo komponenty, ktoré nezabezpečujú nosnosť a stabilitu konštrukčného prvku s triedou reakcie na oheň inou ako A1 alebo A2, sú uzavreté stavebnými materiálmi alebo komponentami s triedou reakcie naoheňA1alebo A2. V požadovanom čase požiarnej odolnosti sa tieto materiály nesmú zapáliť a ani uvoľňovať teplo (STN 92 0201-2: 2017)

Obr. 2 Konštrukčný prvok druhu D1 (Zdroj: STN 92 0201-2: 2017)

Konštrukčné prvky druhu D2 (obr. 3), počas požadovanej doby požiarnej odolnosti nezvyšujú intenzitu požiaru. Stavebné materiály alebo komponenty, s triedou reakcie na oheň inou ako A1 alebo A2, sú uzavreté stavebnými materiálmi alebo komponentami s triedou reakcie na oheň A1 alebo A2. V požadovanom čase požiarnej odolnosti sa tieto materiály nesmú zapáliť a ani uvoľňovať teplo (STN 92 0201-2).

Obr. 3 Konštrukčný prvok druhu D2

(Zdroj: STN 92 0201-2: 2017)

Horľavé materiály a komponenty uzavreté vo vnútri konštrukčných prvkov D1 a D2 nesmú počas požadovanej doby požiarnej odolnosti dosiahnuť teplotu vzplanutia. Ak teplota vzplanutia nie je určená, uvažuje sa s teplotou vzplanutia 180 °C (STN 92 0201-2). Čas potrebný na dosiahnutie teploty vzplanutia je možné preukázať experimentálne alebo výpočtom.

Konštrukčné prvky druhu D3 (obr. 4) sa počas požadovanej požiarnej odolnosti

môžu zapáliť a zvyšovať intenzitu požiaru. Nemožno ich zaradiť ako konštrukčné prvky druhu D1 a D2 (STN 92 0201-2).

Obr. 4 Konštrukčný prvok druhu D3 (Zdroj: STN 92 0201-2: 2017)

Konštrukčný prvok druhuD2 možno nahradiť konštrukčnýmprvkomdruhuD1. Tak isto môžeme konštrukčný prvok druhu D3 nahradiť konštrukčným prvkom druhu D2 alebo D1.

2.3 Konštrukčný systém

Z hľadiska horľavosti sa konštrukčné systémy (konštrukčné celky) z pohľadu požiarnej bezpečnosti podľa druhu použitých konštrukčných prvkov v požiarne deliacich konštrukciách a nosných konštrukciách, ktoré zabezpečujú stabilitu stavby alebo jej časti, triedia na nehorľavé, zmiešané a horľavé.

2.3.1 Nehorľavý konštrukčný systém

Nehorľavý konštrukčný celok (obr. 5) je v zmysle STN 92 0201-2 konštrukčný systém, v ktorom sú všetky požiarne deliace a nosné konštrukcie zabezpečujúce stabilitu stavby alebo jej časti druhu D1.

Obr. 5 Príklad nehorľavého konštrukčného celku (Zdroj: autori)

2.3.2 Zmiešaný konštrukčný systém

Zmiešaný konštrukčný celok (obr. 6) je v zmysle STN 92 00201-2 konštrukčný systém, v ktorom sú zvislé požiarne deliace konštrukcie a zvislé nosné konštrukcie len druhu D1. Ostatné (horizontálne konštrukcie) požiarne deliace konštrukcie a nosné konštrukcie môžu byť druhu D2

Obr. 6 Príklad zmiešaného konštrukčného celku typ a) (Zdroj: autori)

Za zmiešaný konštrukčný celok sa v zmysle STN 92 0201-2 taktiež považuje konštrukčný celok, v ktorom všetky požiarne deliace konštrukcie a nosné konštrukcie zabezpečujúce stabilitu stavby alebo jej časti sú len druhu D2 (obr. 7). Podmienkou je aby nosné komponenty všetkých zohľadňovaných konštrukčných prvkov druhu D2 mali triedu reakcie na oheň nie horšiu ako D-s2, d0 a všetky dutiny boli celkom vyplnené komponentami triedy reakcie na oheň A1 alebo A2 s teplotou tavenia, resp. tepelnej degradácie 1000 °C alebo vyššie. Tento typ zmiešaného konštrukčného celku je určený pre projektovanie viacpodlažných drevostavieb.

Obr. 7 Príklad zmiešaného konštrukčného celku typ b) (Zdroj: autori)

2.3.3 Horľavý konštrukčný systém

Horľavý konštrukčný celok (obr. 8) je v zmysle STN 92 0201-2 konštrukčný systém v ktorom sú požiarne deliace konštrukcie a nosné konštrukcie zabezpečujúce stabilitu stavby alebo jej časti len druhu D2, avšak nejedná sa o zmiešaný konštrukčný celok typ b)

Obr. 8 Príklad horľavého konštrukčného celku typ a) (Zdroj: autori)

Za horľavý konštrukčný celok v zmysle STN 92 0201-2: 2017 sa taktiež považuje konštrukčný systém v ktorom sú požiarne deliace konštrukcie a nosné konštrukcie zabezpečujúce stabilitu stavby alebo jej časti druhu D1, druhu D2 alebo druhu D3 a zároveň tento konštrukčný celok nespĺňa požiadavky na nehorľavý konštrukčný celok a zmiešaný konštrukčný celok (obr. 9).

Obr. 9 Príklad horľavého konštrukčného celku typ b)

(Zdroj: autori)

Pri určovaní konštrukčného celku sa nezohľadňuje konštrukčný prvok ktorý sa nachádza nad požiarnym stropom posledného požiarneho nadzemného podlažia, ak požiarny strop nie je staticky závislí od týchto konštrukčných prvkov. Ďalej sa neprihliada na konštrukčný prvok v poslednom požiarnom nadzemnom podlaží v

stavbe s nehorľavým alebo zmiešaným konštrukčným celkom, ktorá má viac ako dve nadzemné podlažia a požiarnu výšku najviac 22,5 m.

V zmysle STN 92 0201-2 je na území SR možné stavať drevostavby so zmiešaným konštrukčným celkom typu b) s počtom 5 nadzemných podlaží a pre horľavý konštrukčný systém typ a) s počtom podlaží 3.

Kontrolné otázky

1. Čo je základnou stavebnou jednotkou každej stavby?

2. Čo je úlohou konštrukčného systému?

3. Do akých tried reakcie na oheň rozdeľujeme stavebné výrobky a ktoré z nich zaraďujeme medzi nehorľavé?

4. Ako rozdeľujeme konštrukčné prvky podľa horľavosti?

5. Ako rozdeľujeme konštrukčné celky podľa druhu konštrukčných prvkov?

Úlohy

1. Aký konštrukčný celok z hľadiska horľavosti tvorí hlavná budova TUZVO?

2. Do akého druhu z hľadiska horľavosti by ste zaradili konštrukčný prvok železobetónový panel na ktorý je z jednej strany prilepený polystyrén hrúbky

150 mm a prečo?

Odporúčané videá

Pád mosta Tacoma Narrows – vo videu sa dozviete viac o špecifickom type zaťaženia stavby, ktorý zapríčinil pád mosta.

https://www.youtube.com/watch?v=KqqyAZDpV6c

Zemetrasenie v Japonsku – vo videu uvidíte, ako pružnosť konštrukcie pomohla stavbe odolať účinkom zemetrasenia.

https://www.youtube.com/watch?v=2t2xxKMN-Ic&t=75s

Použitá literatúra

[1.]Nariadenia Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) č. 305/2011 z 9. marca 2011.

[2.]STN EN 13501-1: 2019. Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Časť 1, Klasifikácia využívajúca údaje zo skúšok reakcie na oheň.

Bratislava: Úrad pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo Slovenskej republiky, 2019.

[3.]STN 92 0201-2: 2017 Požiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia. Časť 2: Stavebné konštrukcie. Bratislava: Úrad pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo Slovenskej republiky, 2017, 36 s.

3 Konštrukčné systémy pozemných stavieb

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s rôznymi typmi konštrukčných systémov stavieb, so spôsobom ich výstavby, ich výhodami a nevýhodami.

Základným predpokladom pre úspešné zatriedenie konštrukčného celku, je poznanie nosných prvkov stavieb. Základné nosné prvky konštrukčných systémov sú steny a stĺpy Steny sú oproti stĺpom lepšie prispôsobené na prenášanie vnútorných síl, pretože majú väčšiu ohybovú tuhosť než stĺpy (obr. 10) Ich nevýhodou je nemožnosť vytvorenia priestrannej otvorenej plochy.

Obr. 10 Porovnanie ohybových tuhostí

(Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

Stĺpy sa často využívajú v kombinácii so stenami, pričom sa musí zabezpečiť ich spriahnutie s inými konštrukčnými prvkami (trámy, prievlaky) Základom je vytvorenie stužujúceho prostredia na zaistenie ich vzájomného spolupôsobenia (obrázok 11).

1 - doska, 2 - trám, 3 - prievlak, 4 - stĺp Obr. 11 Stužujúce prostredie, (Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

Konštrukčné systémy sa podľa druhu použitých nosných prvkov delia na stenové, stĺpové, kombinované kde časť zaťaženia prenášajú steny, časť stĺpy, priehradové vytvorené spojením stĺpov s priehradovými väzníkmi a rámové vytvorené spojením stĺpov s rámovými priečľami.

3.1 Stenové a stĺpové konštrukčné systémy

Hlavnú nosnú funkciu v stenových konštrukčných systémoch (obr. 12a) plnia samotné steny. Výhodou tohto konštrukčného systému je priestorová tuhosť stavby.

V stavbe nie sú potrebné dodatočné stužujúce prvky. Ich nevýhodou je nemožnosť vytvorenia veľkých otvorených priestorov.

V stĺpových konštrukčných systémoch (obr. 12b) majú hlavnú nosnú funkciu stĺpy. Výhodou takéhoto typu stavby je jej pružnosť a možnosť vytvorenia otvorených priestorov v stavbe. Nevýhodou je často nutnosť použitia dodatočných stužujúcich prvkov, ktoré bránia horizontálnemu posunutiu častí stavby.

a) b) c)

Obr. 12 Konštrukčné systémy pozdĺžne: a) stenový, b) stĺpový c) kombinovaný (Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

Stenové a stĺpové konštrukčné systémy sa podľa usporiadania stien a stĺpov delia na pozdĺžne, priečne, a obojsmerné stenové alebo stĺpové konštrukčné systémy (obr. 13)

a) b) c)

Obr. 13 Konštrukčné systémy priečne: a) stenový, b) kombinovaný, c) stĺpový (Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

3.2 Priehradové konštrukčné systémy

Priehradové konštrukčné systémy (obr. 14) využívajú systém prútov, usporiadaných tak, aby prenášali len normálové sily (ťahové a tlakové). To umožňuje vytvoriť úspornú, ľahkú a pevnú konštrukciu. Prúty sú spojené v styčníkoch do zostavy priehradovej konštrukcie (väzníka), ktorá je najdôležitejšou časťou priehradového konštrukčného systému.

Obr. 14 Priehradový konštrukčný systém (Zdroj: Autori)

Výhodou tohto systému je možnosť efektívneho zastrešenia veľkého voľného priestoru a preto našiel využitie hlavne pre výrobné stavby alebo športové haly.

3.3 Rámové a oblúkové konštrukčné systémy

Rámový konštrukčný systém (obr. 15) je podobný priehradovému, kde namiesto priehradových väzníkov využíva sústavu rámov, alebo oblúkov. Ich usporiadaním do určitých osových vzdialeností vzniknú ľubovoľne dlhé voľné priestory. Kombináciou rámov, ťahadiel, stužujúcich vodorovných a diagonálnych prvkov sa vytvorí rámová konštrukcia stavby vyznačujúca sa veľmi tuhým nosným systémom.

Obr. 15 Rámový konštrukčný systém (Zdroj: Autori)

Jeho výhodou oproti priehradovému konštrukčnému systému je jeho väčšia jednoduchosť, nevýhodou je menšia variabilita.

3.4 Konštrukčné systémy podľa spôsobu vyhotovenia

Konštrukčné systémy podľa technológie vyhotovenia, akou sú zhotovené, môžeme rozdeliť na murované, monolitické a montované.

3.4.1 Murované konštrukčné systémy

Základom murovaných konštrukčných systémov (obr. 16) sú kamene, tehly, tvarovky, kvádre a pod. Steny konštrukcií podľa ich umiestnenia plnia okrem nosnej funkcie aj tepelno-izolačnú a zvukovo-izolačnú funkciu. Murované konštrukcie sa stavajú ako stenové konštrukčné systémy pozdĺžne, priečne alebo obojsmerné. Tento typ konštrukčného systému je využiteľný prejednoduché typy stavieb, ako sú rodinné domy, ale aj pre bytové domy, administratívne budovy a pod.

Obr. 16 Príklad murovaného konštrukčného systému (Zdroj: https://www.domztehly.sk)

Nevýhodou murovaného konštrukčného systému je jeho relatívne nízka variabilita, ktorá obmedzuje vytvorenie konštrukcie zložitejších tvarov. Tak isto nie je možné stavať do veľkej výšky alebo obmedzená schopnosť vytvoriť stĺpový konštrukčný systém. Výhodou je jednoduchá a rýchla stavba, nie je potrebné vytvárať zložité debnenie a podporné konštrukcie.

3.4.2 Monolitické konštrukčné systémy

Pojem monolitický je odvodený od slova monolit, čo sa dá chápať ako niečo, čo je vyhotovené z jedného kusa. Monolitické konštrukčné systémy (obr. 17) nie sú samozrejme vyhotovené z jedného kusa stavebného materiálu, hoci výsledná konštrukcia tak následne vyzerá. Najčastejšie sú vytvárané vyliatím tekutej hmoty do

debnenia a jej následným stuhnutím. Proces výstavby je náročný načas a technológiu, vyžaduje si vyhotovenie zložitej sústavy debnení a podporných konštrukcií, vrátane vytvorenia výstuže – napr. oceľovej pre betón.

Obr. 17 Príklad monolitického konštrukčného systému (Zdroj: www.pedagogie.lyon.iufm.fr)

Výhodou monolitickýchkonštrukčnýchsystémovsú predovšetkým tvarovémožnosti, ktoré ponúkajú. S ich využitím je možné postaviť stavby dosahujúce vysokých výšok a stavby rôznych tvarov. Ako monolitické konštrukčné systémy sa stavajú hlavne stĺpové konštrukčné systémy skeletové, vďaka čomu sa dajú postaviť v stavbe veľké otvorené priestory.

3.4.3 Montované konštrukčné systémy

Montované konštrukčné systémy sú zhotovované pomocou prefabrikovaných dielov vyrobených mimo staveniska, pričom na stavenisku sa zmontujú dohromady pomocou rôznej stavebnej techniky. Montované systémy sa zhotovujú ako panelové a skeletové konštrukcie. Panelové konštrukcie sa využívajú najčastejšie v rámci typizovanej výstavby pre panelové domy, priemyselné stavby, a pod. Panelové systémy sa zhotovujú ako typické stenové konštrukcie.

Základom skeletovej stavby (obr. 18) je vytvorenie nosnej kostry stavby, na ktorú sú pripevňované jej ďalšie súčasti. Nosnú funkciu plnia stĺpy a prievlaky ktoré dohromady vytvárajú skelet (kostru) stavby, ktorý môže byť postavený zmontovaním

konštrukčných prvkov alebo stavebných konštrukcií.

Nosná funkcia stavby je oddelená od jej ochrannej, tepelnoizolačnej a zvukovoizolačnej funkcie, ktorú plnia nenosné (výplňové) obvodové, prípadne vnútorné steny. Priečky a steny sa na tento typ stavby vyhotovujú ako samonosné alebo nesené (kap. 4). Výhodou montovaných konštrukcií je hlavne relatívna rýchlosť výstavby. Uplatnenie našli v priemyselnej výstavbe, ako halové stavby pre výrobné prevádzky, obchodné domy, výškové stavby a pod.

V praxi sa málo kedy nájde stavba postavená len z jedného typu materiálu alebo je konštrukčný systém možné charakterizovať len jediným pojmom. Spravidla to býva spojenie viacerých typov stavebných riešení.

Kontrolné otázky

1. Aký je rozdiel medzi priehradovým a rámovým konštrukčným systémom?

2. Ako rozdeľujeme konštrukčné systémy podľa technológie vyhotovenia?

Úlohy

1. Môže byť podľa vás monolitický konštrukčný systém postavený z dreva?

Použitá literatúra

[1.]Nariadenie Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) č. 305/2011 z 9. marca 2011

[2.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[3.]NEUMANN, D. a kol. 2006. Stavebné konštrukcie II. Bratislava: Jaga Group, s.r.o., 2006. ISBN 80-8076-035-7.

Obr. 18 Príklad skeletového konštrukčného systému (Zdroj: Autori)

4 Základy

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s významom základových pôd, rozdelením základových konštrukcií a ich využitím pre rôzne typy stavieb.

Stavební inžinieri často hovoria, že základom každého dobrého projektu stavby sú jej základy. Bez vhodne navrhnutých a vybudovaných základových konštrukcií stavby môže dôjsť už v priebehu výstavby alebo počas používania k jej poškodeniu alebo až kolapsu, a to v dôsledku napr. nerovnomerného sadania stavby, alebo posunom základov v rôznych smeroch Je preto potrebné pri návrhu stavby venovať pozornosť typu základovej pôdy, čomu sa musí prispôsobiť typ základových konštrukcií, ktoré môžu byť horizontálne alebo vertikálne.

4.1 Základové pôdy

Celkový návrh stavby býva často ovplyvnený možnosťami základov, ktoré je možné vybudovať na danej základovej pôde. STN 73 1001: 2010 rozdeľuje horniny a zeminy do 4 základných skupín a 22 tried.

Skupina A predstavuje skalné a poloskalné horniny ktoré sa považujú za najlepšie základové pôdy, pretože sú najúnosnejšie a nestlačiteľné

Skupina B obsahuje štrkovité horniny, ktoré sa vyznačujú vlastnosťami ako veľmi dobrá únosnosť, nezamŕzavosť a sú len málo stlačiteľné

V skupina C sú piesčité a nesúdržné sypké zeminy medzi ktoré patria piesky a piesčité štrky. Tieto zeminy v prípade že sú dostatočne uľahnuté sú veľmi vhodné pre zakladanie vďaka dobrej únosnosti, nenamŕzajú a ich stlačenie je krátkodobé.

Do skupiny D súzaradenésúdržnézeminy akýmisúíly, sliene, hlina, spraš, piesčité a ílovitopiesčité zeminy, a. i. Názov súdržné zeminy je dosť zavádzajúci, pretože sa tieto typy zemín považujú za najhoršie základové pôdy. Ich vlastnosti ovplyvňuje vlhkosť, štruktúra a zloženie zeminy. Nasiaknuté vodou sú dlhodobo stlačiteľné, namŕzavé a vysychaním sa zmršťujú.

4.2 Horizontálne základy

Úlohou horizontálnych základov je preniesť zaťaženie od stavby na väčšiu plochu. Je logické, že čím má základová pôda nižšiu únosnosť alebo má stavba väčšiu hmotnosť, zväčšuje sa aj plocha základov. Poznáme niekoľko druhov horizontálnych základov, ktorými sú základové pásy alebo rošty (pásy v obidvoch smeroch),

základové pätky (popr. pätky kombinované s pásmi) a základové dosky, prípadne krabicové základy.

4.2.1 Základové pásy a rošty

Základové pásy (obr 19) sa používajú pre malé individuálne stavby Materiálovo sú postavené z prostého betónu, v minulosti z ložného lomového kameňa Pre menej únosné zeminy a pri väčšom zaťažení sa musia postaviť zo železobetónu

Obr. 19 Príklad základových pásov (Zdroj: www.stavebnik.sk)

V niektorých prípadoch sa základové pásy môžu použiť aj pre zakladanie skeletových stavieb v málo únosných zeminách premenného zloženia a pre stavby s nerovnako zaťaženými stĺpmi Vybudovanie základových pásov je veľmi jednoduché, do základovej pôdy sa vyhĺbia zárezy, ktoré kopírujú tvar budúcich základových pásov. Na dne sa pripraví kamenný základ, vybuduje sa debnenie, osadí sa oceľová výstuž (ak je potrebná) a do debnenia sa naleje betón. Tvar základových pásov v jednoduchých stavbách kopíruje obvykle tvar obvodových a vnútorných nosných stien.

Základové rošty pozostávajú zo základových pásov usporiadaných do tvaru mriežky. Zväčšuje sa tak plocha prenášajúca zaťaženie. Tento typ základov je vhodný napr. pre rodinné domy s menšou pôdorysnou plochou a väčším počtom podlaží, čo vytvára väčšie zaťaženie na menšiu plochu.

4.2.2 Základové pätky

Základové pätky (obr. 20) tvoria samostatné základy pre jednotlivé prvky

najčastejšie skeletovej stavby (stĺpy). Vyžadujú dostatočne únosnú a rovnorodú

základovú pôdu v rozsahu celej stavby Nehodia sa pre viac stlačiteľnú zeminu a pre stavby s premenlivým zaťažením stĺpov, čo by mohlo viesť k deformácii stavby

v dôsledku nerovnomerného sadania stavby.

Obr.

Základové pätky sú ekonomicky výhodné vtedy, ak ich strana nie je väčšia ako polovica osovej vzdialenosti stĺpov, poprípade ak ich pôdorysný rozmer nie je väčší ako 3x3 m. Najvhodnejší je štvorcový pôdorys a obdĺžnikový s pomerom strán 3:5, max. 2:3. Materiálovo sú z prostého betónu, železobetónu, postavené ako monolitické, poprípade prefabrikované.

4.2.3 Základové dosky, krabicové základy, základové škrupiny

Základové dosky, krabicové základy (železobetónové vane) a základové škrupiny patria medzi veľmi tuhé základové konštrukcie, ktoré sú ale náročné na spotrebu betónu, ocele a technológiu výroby, vďaka čomu sa stávajú veľmi nákladnými. Volia sa v odôvodnených prípadoch, a to pri malej únosnosti alebo veľkej stlačiteľnosti

základovej pôdy, kde by pásy, rošty alebo pätky museli byť príliš veľké, pri premenlivej stlačiteľnosti pôdy v rozsahu pôdorysu stavby a pri nutnosti zmenšiť rozdielnosť sadania nerovnako ťažkých častí stavby.

Základové dosky (obr. 21) sú často používané v prípade stavby rodinných domov na nestabilných základových pôdach. V prípade, že sa predpokladá nerovnomerné sadanie stavby, musí byť doska postavená zo železobetónu.

20 Príklad základových pätiek (Zdroj: www.rieder.cz)

Obr. 21 Príklad základovej dosky (Zdroj: www.asb.sk)

Základové krabice (obr. 22) patria medzi najrobustnejšie typy základových

konštrukcií využívaných pre masívne stavby s veľkou hmotnosťou. Ich rozmery sú závislé na predpokladanej váhe plánovanej stavby.

Obr. 22 Príklad základovej krabice (Zdroj: www.wired.com)

Napredchádzajúcomobrázkuje pripravovaný obrovský železobetónovýkrabicový

základ pre výškovú budovu v New Yorku. Výhodou je jeho vysoká únosnosť aj v prípade menejstabilnejpôdy. Nevýhodouje ekonomická a stavebnánáročnosť tohto typu projektu.

Škrupinové základy (obr. 23) sú vytvorené monoliticky z tenkostenných betónových obrátených klenieb alebo lomeníc.

1 - doska v tvare obrátených plochých klenieb, 2 - škrupinová základová konštrukcia lomenicová, 3 - tiahlo klenby, 4 - stena, 5 – štrkopiesok, 6 - stĺp

Obr. 23 Škrupinové základy

(Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

Klenby sú votknuté do vystužených pätných nosníkov. Lomenice sa vytvárajú ako tenkostenné konštrukcie vytvarované z rovinných plôch (dáva sa im v odôvodnených prípadoch prednosť pred klenbami). Výhodou škrupinových základov je ekonomická

stránka, pretože s menším množstvom materiálu je možné postaviť dostatočne pevné základy. 6

4.3 Vertikálne základy

Vertikálne základové konštrukcie neprenášajú zaťaženie od stavby do plochy, ale bodovo do hĺbky, prostredníctvom vertikálnych základových prvkov, ktoré podopierajú horizontálne základové konštrukcie (pásy, pätky, dosky) Medzi vertikálne základy zaraďujeme pilóty alebo šachtové piliere, studne a kesóny

4.3.1 Kesóny a studne

Kesóny sa používajú pri zakladaní stavieb vo vode. Kesón je dutý kváder bez dna, ktorý sa používa v stavebníctve na vykonávanie prác na dne rieky, jazera alebo mora. Vďaka tomu, že tlak vzduchu v kesóne je rovnaký ako tlak okolitej vody, voda do kesónu nevstupuje a dá sa v ňom pobývať a pracovať bez potápačského výstroja. Ku kesónu je pripevnený kompresor, ktorý dopĺňa a obmieňa vydýchaný vzduch.

Kesóny (obr 24) sa využívajú napríklad pri zapúšťaní mostných pilierov alebo základov budov. Kesón vyrobený z ocele alebo betónu klesá pri vyhlbovaní podložia vlastnou váhou do stavebnej jamy. Po zapustení do dostatočnej hĺbky sa kesón vyplní betónom a slúži ako paženie alebo základy pre ďalšiu konštrukciu.

Obr. 24 Príklad železobetónového kesónu (Zdroj: www.civiltoday.com)

Kesóny sa aktívne využívali od 19. storočia na práce pod vodou. Známe je ich využitie pri stavbe základov Brooklynského mostu pod vodnou hladinou v roku 1883. Kesóny boliprvoučasťoumosta, ktorá bola postavená. Myšlienka výstavby bolaveľmi jednoduchá. Postaviť na súši krabicu, na vodnej hladine ju prevrátiť, natlakovať vzduchom, aby sa vytlačila voda a potopiť ju na dno rieky. Jednoduché riešenie ale prinášalo zdravotné komplikácie pre robotníkov pracujúcich na dne kesónu, ktoré

dovtedy neboli preskúmané. V dôsledku vtedy ešte nepoznanej dekompresnej

choroby zomieralo pravidelne množstvo robotníkov pri vychádzaní von z kesónu (Wallace, 2018). Príčinou bol vysoký tlak v kesóne v porovnaní s tlakom vzduchu na hladine mora. V súčasnosti sú už zdravotné komplikácie dobre známe a preto pri prácach v kesóne treba rovnako ako pri iných potápačských aktivitách dodržovať správny postup dekompresie

Studne ako typ základov sa používajú vtedy, ak pri hĺbení na únosnú pôdu dosiahneme hladinu podzemnej vody. Studňa má dutý hranolovitý (valcový) tvar a spúšťa sa do potrebnej hĺbky tým, že sa pod dnom vyberá zemina. Po dosiahnutí únosnej základovej vrstvy sa vnútrajšok studne izoluje a zabetónuje.

4.3.2 Pilóty

Pilóta je štíhly prvok alebo prút, ktorý prenáša zaťaženie zo stavby na základovú pôdu do väčšej hĺbky. Najmenší priečny rozmer pilóty je 150 mm a najväčší je 1500 mm Pomer dĺžky pilóty k priečnemu rozmeru je najmenej 5:1 Pilóty sa delia podľa spôsobu uloženia do základovej pôdy na vŕtané a zatĺkané.

Vŕtané pilóty sa ukladajú do vopred vyvŕtanej šachty v základovej pôde. Princípom je vyvŕtanie šachty až na úroveň skalného podkladu, čím sa zaistí stabilita stavby. Pilóty bývajú betónové alebo železobetónové, prefabrikované alebo odliate priamo na mieste do vyvŕtanej šachty.

Zatĺkané pilóty (obr. 25) sa pomocou hydraulického kladiva zatĺkajú do základovej pôdy. Využívajú sa v prípadoch kedy nie je potrebné dosiahnutie skalného podkladu alebo to v dôsledku veľkej hĺbky nie je možné.

Obr. 25 Zatĺkaná pilota (Zdroj: www.estav.cz)

Zatĺkané pilóty fungujú na rovnakom princípe ako klince v dreve, ktoré držia len s pomocou trenia. V tomto prípade bráni posunu pilóty smerom nadol trenie pôdy,

ktoré ju stabilizuje. S pomocou veľkého množstva pilót je možné postaviť robustnú stavbu aj na nestabilnej pôde.

4.3.3 Možnosti výstavby podľa druhu základovej pôdy

Základové pôdy veľmi ovplyvňujú možnosti výstavby. Aj keď je v súčasnej dobe možné postaviť takmer všetko na akejkoľvek základovej pôde, z finančného hľadiska je to veľmi nákladné, preto musia investori často prehodnotiť svoj zámer. Veľmi dobrým príkladom ako základová pôda ovplyvňuje charakter výstavby mesta je New York (obr. 26).

Obr. 26 Zástavba New Yorku (Zdroj: www.pods.com)

Na leteckom zábere mesta je veľmi dobre viditeľná rôznorodá zástavba. Výškové budovy, ktoré si vyžadujú náročné robustné základy, sú rozmiestnené na dvoch plochách kde sa nachádza kamenitý základ tesne pod povrchom. Vo zvyšku mesta sa nachádza nižšia zástavba v dôsledku menej stabilnej pôdy.

Zle zvolený typ základových konštrukcií v závislosti na druhu základovej pôdy býva častou príčinou staviteľských neúspechov. Najznámejším staviteľským neúspechom, ktorého príčinou je nerovnomerné sadanie stavby je Šikmá veža v Pizze.

Obr. 27 The Leaning Buildings of Santos (Zdroj: www.amusingplanet.com)

Nemusíme ale chodiť ďaleko do minulosti, pretože staviteľské omyly sa objavujú aj v súčasnosti. Známym prípadom sú tzv. The Leaning Buildings of Santos (obr. 27). Príčinou takto naklonených budov bolo nerovnomerné sadanie budov. Stavby sú postavené na piesčitej základovej pôde, kde sa vyžadujú hlboké základy. Projektanti ale kvôli ušetreniu nákladov postavili len základové dosky, čo sa časom ukázalo ako nedostatočné, pričom výsledok je vidieť doteraz.

Kontrolné otázky

1. Aký typ základovej pôdy je pre zakladanie stavby najlepší a aký je najhorší?

2. Ako rozdeľujeme základy?

Úlohy

1. Zistite ako sa podarilo konštruktérom zastaviť nakláňanie Šikmej veže v Pizze?

Použitá literatúra

[1.]STN 73 1001: 2010 Geotechnické konštrukcie. Zakladanie stavieb. 2010. Bratislava: Slovenský ústav technickej normalizácie, 40 s.

[2.]WALLACE, M. 2018. Greater Gotham: A History of New York City from 1898 to 1919. New York: Oxford University Press. 2018. s. 155–56

[3.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2

5 Steny, stĺpy, priečky

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s významom vertikálnych konštrukčných prvkov, ktorými sú steny, stĺpy a priečky.

Steny, stĺpy a priečky sa zaraďujú medzi zvislé typy stavebných konštrukcií. Steny a stĺpy plnia predovšetkým nosnú funkciu, zatiaľčo priečky plnia funkciu rozdelenia priestoru alebo ako protipožiarna deliaca konštrukcia. Steny a stĺpy patria medzi najdôležitejšie konštrukčné prvky nosnej konštrukcie stavby. Prenášajú zaťaženie stavby do jej základov a plnia aj ďalšie funkcie

5.1 Stĺpy

Stĺpy sú vertikálne bodové nosné prvky, hlavne pri skeletových konštrukčných systémoch. Takmer vždy prenášajú zaťaženie stavby, avšak môžu mať aj len čisto estetickú funkciu. Stĺp ako konštrukčný prvok má vysokú pevnosť v tlaku, zle však odoláva namáhaniu pôsobiacemu v horizontálnom smere.

5.2 Steny a priečky

Steny ako konštrukčné prvky stavby môžeme rozdeliť na nosné – prenášajúce zaťaženie stavby – a nenosné. Nosné steny majú aj funkciu ohraničenia budovy v prípade, že ide o obvodové steny v stenových konštrukčných systémoch a funkciu delenia vnútorných priestorov Zároveň plnia aj funkciu tepelnoizolačnú a zvukovoizolačnú.

Nenosné steny v prípade obvodovej steny sú výplňovými konštrukciami a plnia funkciu obalového plášťa budovy hlavne pre skeletových konštrukčných systémoch. Vnútorné nenosné steny alebo priečky funkčne a dispozične rozdeľujú vnútorný priestor budovy. Priečky okrem deliacej funkcie môžu napr. opticky rozdeľovať priestor, vďaka čomu bránia vizuálnej komunikácii. Ďalej poznáme aj akusticky deliace priečky, tepelnoizolačné priečky, priečky odolávajúce mechanickému namáhaniu a priečky spĺňajúce špeciálne požiadavky (napr. požiarna stena)

Priečky podľa technológie výroby delíme na murované z kusových stavív, monolitické a montované. Podľa použitých stavebných látok rozdeľujeme priečky na tehlové, z tvaroviek, betónové, sadrové, sklené, sadrokartónové, drevovláknité, drevené a z minerálnych vlákien. Typická protipožiarna priečka je zhotovená ako montovaná sadrokartónová.

Podľa zaťaženia podpernej konštrukcie delíme priečky na nesené a samonosné.

Nesené priečky zaťažujú celou svojou tiažou podpernú konštrukciu stropu (obr. 28a).

Samonosné priečky prenášajú svoju tiaž do bočných zvislých nosných konštrukcií, o ktoré sú opreté, takže nezaťažujú stropné konštrukcie (obr. 28b).

a) b)

Obr. 28 Príklad nesenej a samonosnej priečky

(Zdroj: Horniaková a kol., 1999 - upravené autormi)

Samonosné priečky môžu byť úplne samonosné alebo čiastočne samonosné. Úplne samonosné priečky nesmúmať otvory, ktoré by narúšalicelistvosť priečky a musia byť dôkladne zakotvené do bočných múrov, napr. pri murovaných priečkach na kapsy alebo do ozubov.

Kontrolné otázky

1. Vysvetlite vlastnými slovami aký je rozdiel medzi nesenými a samonosnými priečkami ?

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]PIFKO, H. 2018. NEED: Stavebné konštrukcie (steny, strechy, základy). Eurostav : odborný recenzovaný časopis o stavebníctve a architektúre, roč. 24, č. 5 + zvl. č. TOPinováciev stavebníctve(2018).Bratislava:VydavateľstvoEurostav,2018.s.7677. ISSN 1335-1249

[3.]PUŠKÁR, A., FUČILA J., ŘEHÁK I., VAVROVIČ, B. 2002 Obvodové plášte budov. Jaga group, s.r.o., 2002. 338 s. ISBN 80-88905-72-9.

6 Stropné konštrukcie a previsnuté konštrukcie

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s rôznymi typmi stropných konštrukcií, s ich výhodami a nevýhodami, a naučiť sa rozlišovať previsnuté konštrukcie.

Stropné konštrukcie a previsnuté konštrukcie sa zaraďujú medzi horizontálne nosné konštrukcie. Charakter a budúce využitie budovy rozhodujúcim spôsobom ovplyvňuje voľbu nosnej konštrukcie stropu.

Stropy súvodorovnénosnédeliace konštrukcie, ktorérozdeľujúpriestor budovy na jednotlivé podlažia a určujú celkový charakter nosnej konštrukcie budovy. Strop musí zabezpečiť vodorovné stuženie objektu, pričom musí byť čo najtenší, aby nerástla zbytočne hmotnosť a výška stavby. Do úvahy treba taktiež brať, že zväčšovaním rozpätia narastá plošná hmotnosť stropu a zväčší sa zaťaženie na vertikálne nosné konštrukcie, ktorými sú steny a stĺpy, čím sa zvýšia aj celkové náklady stavby. Základné stropné konštrukcie rozdeľujeme podľa použitého materiálu na drevené, keramické, železobetónové, sklobetónové, oceľové a kombinované.

6.1 Stropné konštrukcie

Stropná konštrukcia pozostáva z nosnej časti stropu, podlahy a podhľadu. Konštrukcia stropu je základom pre konštrukciu podlahy. Podlaha tvorí povrchovú úpravu vodorovnej deliacej nosnej konštrukcie a dotvára tak vnútorné prostredie budovy.

Stropy musia byť dlhodobo trvanlivé, musia vyhovovať požiadavkám statického a dynamického zaťaženia, tepelnej a zvukovej izolácie a predpisom požiarnej bezpečnosti, keďže stropy často predstavujú požiarne deliacu konštrukciu. Na zabezpečení týchto požiadaviek sa podieľa nielen vlastná nosná konštrukcia stropu, ale celá jej skladba, vrátane konštrukcie podlahy a podhľadu

6.1.1 Požiadavky na stropné konštrukcie

Hlavnou požiadavkouna strop je jeho nosnosť a stabilita. Stropná konštrukcia musí byť schopná bezpečne prenášať stále a dynamické zaťaženia prenášané zvislými nosnými konštrukciami budovy. Prevažné zaťaženie stropu tvorí jeho vlastná tiaž, ktorá predstavuje rozhodujúcu zložku zaťaženia ovplyvňujúcu dimenzovanie nielen samotného stropu, ale aj zvislých nosných konštrukcií a základov

Stropná konštrukcia musí mať dostatočnú tuhosť, ktorú je schopná preniesť aj na ostatné nosné konštrukcie (napríklad zvislé nosné steny a stĺpy). Tuhosť stavby ako celku je predovšetkým pri viacpodlažných výškových objektoch kľúčová. Stropná konštrukcia musí mať minimálne priehyby, pretože nadmerná deformácia stropu môže spôsobiť poruchy podlahy alebo podhľadu a tiež nepriaznivo pôsobiť na vnútorné deliace konštrukcie

Strop predstavuje z požiarneho hľadiska jednu z najdôležitejších častí konštrukcie objektu. Rozdeľuje objekt po výške na podlažia, ktoré sú často totožné s požiarnymi úsekmi. Požiarna odolnosť deliacich stropných konštrukcií je limitovaná časom, počas ktorého konštrukcia odolá pôsobeniu ohňa, pričom požiarny strop nesmie stratiť nosnosť, celistvosť a vo väčšine prípadov aj kritérium tepelnej izolácie.

6.1.2 Drevené stropy

Drevené stropy sa zhotovujú najčastejšie z mäkkého dreva pre jeho malú plošnú hmotnosť. Vďaka nenáročnej montáži sa v súčasnosti používajú predovšetkým pri menších stavbách, ako sú rodinné domy alebo chaty. Ich nevýhodou je malá požiarna odolnosť, podliehajú pôsobeniu rôznych škodcov a nie sú dostatočne tuhé, vďaka čomu majú značné priehyby. Správnym nadimenzovaním nosných prvkov na účinky požiaru a ďalšími protipožiarnymi prvkami vieme zabezpečiť dostatočnú požiarnu odolnosť drevených stropov.

Výhodami drevených stropov sú dobré tepelnoizolačné, zvukovoizolačné vlastnosti a estetické pôsobenie Drevené stropy rozdeľujeme podľa konštrukcie na povalové, trámové a fošňové. Trámové poznáme s nerovným podhľadom, s rovným podhľadom a so zapusteným záklopom.

Povalové stropy (obr. 29) sú tvorené drevenými trámami (povalami) ukladanými a spájanými skobami vedľa seba tak, že vznikne rovná plocha. Na povalách sa umiestni násyp alebo izolácia, na ktorú sa položí podlaha.

Obr. 29 Povalový strop (Zdroj: www.mojdom.zoznam.sk)

Hlavnou nosnou časťou trámových stropov sú drevené profily (trámy) väčších rozmerov, umiestnené vo vzájomnej vzdialenosti od 0,9 do 1,2 m. Na trámy sa zhora pribíjajúdosky,ktorévytvárajútzv.záklop.Zákloptvorípodkladpodtepelnoizolačnú (zvukovoizolačnú) vrstvu podlahy. Poznáme trámové stropy s nerovným podhľadom (obr. 30) a s rovným podhľadom.

Trámové stropy s rovným podhľadom sa od predchádzajúcich líšia len pridaným podhľadom, najčastejšie vyhotoveným z drevených dosiek, ktorý zakrýva stropnú konštrukciu zo spodnej strany.

Fošňové stropy (obr. 31) sú podobnej konštrukcie ako trámové, kde nosnú časť tvoriadrevenéhranoly(fošne)menšíchrozmerov,ukladanévovzájomnejvzdialenosti približne 60 cm.

www.asb-portal.cz)

Z hľadiska protipožiarnej ochrany ide o stropy s najmenšou požiarnou odolnosťou.

Obr. 30 Trámový strop s nerovným podhľadom (Zdroj: www.asb.sk)

Obr. 31 Fošňové stropy (Zdroj:

6.1.3 Keramické stropy

Montované keramické stropy sú určené pre malé a stredné rozpätia do 8 m. Z tohto dôvodu sú vhodné predovšetkým pre rodinné domy a menšie stavby. Montované stropy sa skladajú prevažne z nosníkov a vložiek. Výhodou keramických stropov je dobrá požiarnaodolnosť, dobré tepelnoizolačnéa zvukovoizolačnévlastnosti a taktiež jednoduchá montáž, ktorá sa zaobíde aj bez zdvíhacích mechanizmov.

Keramické stropy môžu byť vyhotovené ako keramické dosky uložené na valcované oceľové nosníky alebo ako celokeramické z keramických nosníkov a dutých keramických tvaroviek (vložiek) (obr. 32).

Obr. 32 Celokeramický strop (Zdroj: www.urobsisam.zoznam.sk)

Postavenie keramického stropu nie je náročné a je možné ho realizovcať aj svojpomocne. Najprv sa položia na vertikálne nosné konštrukcie vystužené keramické nosníky v určitej osovej vzdialenosti od seba, v závislosti od veľkosti keramických tvaroviek. Celá konštrukcia sa následne zaleje konštrukčným betónom do požadovanej hrúbky stropu.

6.1.4 Železobetónové stropy

Železobetónové stropy sú v súčasnosti najviac používané stropné konštrukcie. Výhodou týchto stropov je vysoká únosnosť, mechanická odolnosť, trvanlivosť, tuhosť v horizontálnej rovine, ľubovoľné tvarovanie a taktiež dobrá požiarna odolnosť.

Nevýhodou je veľká hmotnosť, ktorá zaťažuje nosné prvky stavby a základy. V snahe o zjednodušenie, zefektívnenie a urýchlenie výstavby sa z pôvodných monolitických trámových a doskových konštrukcií vyvinuli prefabrikované konštrukcie

železobetónových stropov.

Monolitické železobetónové stropy sú vybetónované do debnenia priamo na stavbe. Nevýhodou týchto stropov je veľká stavebná prácnosť, náročné vystužovanie,

obmedzenie výstavby v zimnom období, nutnosť technologických prestávok, zvýšené náklady na debnenie, výrobu a dopravu betónovej zmesi. Tieto stropy delíme na doskové a trámové (rebrové, roštové).

Doskové monolitické železobetónové stropy (obr. 33) predstavujú dosku uloženú na dvoch protiľahlých podperách alebo po celom obvode. Prednosťou doskových monolitických železobetónových stropov je jednoduchosť debnenia a vystužovania a najmä rovný podhľad.Primenšíchrozpätiach sú z hľadiska spotreby betónua výstuže hrúbky dosiek hospodárne. Pri väčších rozpätiach, v porovnaní s trámovými a rebrovými stropmi, spotreba neúmerne rastie.

Preskeletové stavby s väčšímzaťaženímajrozpätímniejepretohospodárnespraviť hrubšie stropné konštrukcie. Riešením môžu byť napr. tzv hríbové stropy (obr 34). Sú to doskové stropy zosilnené nad stĺpmi hríbovými viditeľnými hlavicami v tvare zrezaného ihlana alebo kužeľa. Úlohou kužeľa je znížiť nebezpečenstvo prepichnutia veľmi nepriaznivo namáhanej dosky v okolí stĺpa. Hríbové monolitické železobetónové stropy sa využívajú pre veľké sústredené zaťaženia.

Obr. 33 Doskové monolitické železobetónové stropy (Zdroj: www.stropyzbetonu.cz)

Obr. 34 Hríbové stropy (Zdroj: www.narks.sk)

Pre väčšie rozpätia sú vhodné monolitické železobetónové trámové (obr. 35) a rebrové stropy (obr. 36) Trámová konštrukcia stropu má menšiu plošnú hmotnosť ako dosková. Nosné trámy sú monoliticky spojené s doskou a tvoria tak staticky výhodný T prierez, ktorý umožňuje hospodárne rozloženie materiálu.

Obr. 35 Monolitický trámový železobetónový strop (Zdroj: www.kadal-8ddc6.web)

Rebrové monolitické železobetónové stropy (obr. 36) sú vytvorené pomocou nosných rebier v osovej vzdialenosti 600 až 1200 mm, prevýšenie rebierka je napr. 100/300 mm.

Obr. 36 Monolitický rebrový železobetónový strop (Zdroj: www.lushome.com)

Roštové (kazetové) monolitické železobetónové stropy (obr. 37) predstavujú navzájom sa križujúce oceľobetónové trámy v kolmom smere. Medzi nimi sa vytvárajú kazety prekryté tenkou doskou. Využívajú sa pre stropné konštrukcie stredných a veľkých rozponov najmä vtedy, ak sa stropná konštrukcia môže uložiť po

celom obvode

Monolitické železobetónové stropy sú náročné na výstavbu. Pri výstavbe je potrebné najprv postaviť debnenie v tvare budúceho stropu, do ktorého sa uloží výstuž a ktorá sa neskôr zaleje betónom. Nevýhodou je preto veľká prácnosť, vyššie náklady a dlhá doba tuhnutia a tvrdnutia betónu. Výhodou je možnosť prekrytia akéhokoľvek pôdorysu a malý priehyb konštrukcie.

Výhodami polomontovaných železobetónových stropov (obr 38) sú zníženie prácnosti a urýchlenie výstavby Nevýhodou je možnosť použitia iba na obmedzené druhy rozponov a stanovené zaťaženia Využitie našli najmä v individuálnej bytovej výstavbe a pri menších občianskych stavbách. Montáž sa vykonáva väčšinou bez použitia mechanizmov avšak vyžaduje si často podopretie konštrukcie.

Obr. 37 Monolitický roštový železobetónový strop (Zdroj: www.indiamart.com)

Obr. 38 Montovaný železobetónový strop (Zdroj: www.asb.sk)

Pre väčšie občianske stavby a priemyselné budovy sa používajú železobetónové stropné panely so skladobnou dĺžkou 6 až 18 m a skladobnou šírkou 1,2 a 1,5 m, ako aj predpäté stropné panely (napr. Spiroll) – pri potrebe zabezpečenia vyššej únosnosti konštrukcie.

6.1.5 Oceľové stropy

Oceľové stropné konštrukcie patria medzi bežne používané typy v halových stavbách, ale aj vo výškových budovách. Zhotovujú sa ako nosníkové, tvorené oceľovými nosníkmi (stropnicami) a stropnými doskami (tvarovkami) alebo ako doskové – nosnú konštrukciu tvorí oceľový profilovaný plech, ktorý prenáša celkové zaťaženie alebo spolupôsobí s nadbetónovanou doskou (oceľobetónové spriahnuté stropy) (obr. 39). Vyznačujú sa veľkou únosnosťou a malou hmotnosťou vlastnej oceľovej konštrukcie a je možné ich použiť pre veľké rozpätia a zaťaženia. Nevýhodou oceľových stropov je malá požiarna odolnosť (pri teplote vyššej ako 350 °C sa pevnosť ocele rýchlo znižuje a pri dosiahnutí teploty nad 500 °C dochádza k strate pevnosti a zrúteniukonštrukcie),pretosúnutnéprotipožiarnenástreky,obklady,obetónovanie a iné.

Obr. 39 Spriahnutý nosníkový oceľobetónový strop (Zdroj: https://eluc.ikap.cz/verejne/lekce/2211)

6.2 Previsnuté konštrukcie

Previsnuté konštrukcie sú stavebné konštrukcie, ktorých jedna časť je dokonale zakotvená v nosnej konštrukcii a druhá časť vyčnieva z líca budovy do voľného priestoru. Previsnuté konštrukcie rozdeľujeme podľa veľkosti konštrukcie na malé a veľké previsnuté konštrukcie. Malé sú balkóny, loggie, pavlače, terasy, arkiere a rímsy. Veľké previsnuté konštrukcie sú galérie, kryté halové stavby a športové tribúny

Balkón (obr. 40)je typexterného priestorubudovy, ktorý je voľný zovšetkýchstrán.

Jeho plocha býva malá a je ohraničený zábradlím.

Loggia alebo lodžia (obr. 41) je v podstate väčší, chránený balkón. Hlavné rozdiely od balkóna sú hlavne v rozmeroch a umiestnení. Loggie sú postavené buď zarovno s fasádou budovy alebo vystupujú z fasády bytového domu, avšak musia byť ohraničené bočnými stenami.

Pavlač (obr. 42) je možné definovať ako otvorenú pozdĺžnu horizontálnu domovú komunikáciu, vysunutú pred priečelím bytového domu. Tým sú z nej prístupné buď to samostatné priestory alebo celé byty. Nadväzuje na jedno alebo viac schodísk,

Obr. 40 Balkón (Zdroj: https://kaczer.sk/)

Obr. 41 Loggia (Zdroj: www.realitnymaklerkosice.sk)

pričom znižuje ich potrebný počet v bytovom dome a v prípade požiaru slúži ako úniková cesta.

Obr. 42 Pavlač (Zdroj: www.stavebnik.sk)

Terasy môžu mať charakter vyloženej konzoly alebo charakter jedného zo vstupných priestorov budovy spojeného s predloženými schodmi (obr. 43) alebo charakter podmurovanej terasy, pod ktorou sa nachádza využívaný priestor budovy.

Obr. 43 Terasa (Zdroj: www.stavebnik.sk)

Arkier (obr 44) je druh previsnutej nosnej konštrukcie podobnej nosnej konštrukcii balkóna. Vystupuje na priečelí budovy a je zhotovený ako uzavretá časť budovy, ktorá rozširuje jeho vnútorný priestor.

Rímsa je druh previsnutej horizontálnej konštrukcie, ktorá dotvára a ukončuje strechu a je ochranným prvkom fasády budovy. Môže mať zároveň dekoratívny účel (obr. 45) a slúži ako ochrana proti zatekaniu vody.

Kontrolné otázky

1. Ako rozdeľujeme stropné konštrukcie?

2. Ktorý typ stropnej konštrukcie je z hľadiska požiarnej bezpečnosti najhorší?

3. Aký je rozdiel medzi balkónom a loggiou?

1. Budovy svetového obchodného centra ,,dvojičky,, spadli v dôsledku zlyhania stropnej konštrukcie zasiahnutých podlaží. Zistite o aký typ stropnej konštrukcie išlo a prečo došlo k jej zlyhaniu?

Obr. 44 Arkier (Zdroj: autori)

Obr. 45 Rímsa (Zdroj: www.stavebnik.sk)

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]VŠETKO O HRUBEJ STAVBE. 2007. Edícia: Renovujeme, staviame, zariaďujeme. Vydanie 2007/05. Bratislava: Vydavateľstvo Jaga group, s.r.o. 2007. 168 s. EAN/ISBN 9771335914126.

[3.]KOVOVÉ STROPY – elektronická učebnice ELUC online [cit. 2022-12-08]. Dostupné na internete: https://www.eluc.icap.cz

7 Strechy

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s rôznymi typmi strešných konštrukcií, s ich výhodami a nevýhodami.

Konštrukcie zastrešenia patria medzi hlavné konštrukčné časti budovy. Strecha ukončuje budovu, chráni ju pred vplyvmi poveternosti a dotvára architektúru budovy. Jej návrh sa prispôsobuje prevádzkovým potrebám budovy a klimatickým podmienkam prostredia. Musí byť prevádzkovo a staticky bezpečná, trvanlivá a hospodárna

Strechy sa podľa sklonu rozdeľujú na ploché so sklonom od 0 do 10°, šikmé strechy so sklonom od 10° do 45°, strmé so sklonom nad 45°, zalomené strechy, kde je ich plocha vytvorená viacerými rovinnými plochami rôznych sklonov a zakrivené vytvorené zakrivenými plochami.

Podľa tvaru rozdeľujeme strechy na pultové, sedlové, oblúkové, valbové, manzardové, pilové a konoidické. Podľa rozpätia rozdeľujeme strechy na strechy s malým rozpätím do 12 m, so stredným rozpätím od 12 do 36 m a na strechy s veľkým rozpätím nad 36 m Podľa použitého konštrukčného materiálu rozdeľujeme strechy na strechy s drevenou nosnou konštrukciou, kombinované z dreva a ocele, železobetónové, kde je nosná konštrukcia zo železobetónu alebo z predpätého betónu, oceľové príp. hliníkové a na strechy z plastických hmôt.

7.1 Strechy s drevenou nosnou konštrukciou

Strechy s drevenou nosnou konštrukciou sú v súčasnosti stále veľmi populárne. Známe stavby v regióne, využívajúce drevenú nosnú konštrukciu strechy, sú obchodné domy Lidl, zimný štadión vo Zvolene, Banskej Bystrici, Brezne a Lučenci, Využívané sú na zastrešenia bytových domov, rodinných domov ale aj halových budov rôzneho účelu

7.1.1 Krovy väznicovej sústavy

Plná väzba krovu sedlovej strechy väznicovej sústavy so stojatou stolicou sa využíva pre rozpony okolo 10 m. Jej hlavné nosné časti sú krokvy a väznice (obr. 46).

Pri väčších rozponoch (10 – 13 m) sa pridáva vrcholová väznica, ktorá musí byť taktiež podopretá zvislými stĺpikmi.

Obr. 46 Väznicová sústava (Zdroj: autori)

7.1.2 Zastrešenie priestorov drevenými väzníkmi

Tento typ nosnej konštrukcie strechy sa využíva na zastrešenie uzavretých alebo otvorených halových stavieb – výrobných, dopravných a skladovacích priestorov. Sú vhodné pre menšie aj väčšie rozpätia, pre strechy s rôznym spádom (najmenej 10°).

Zhotovujú sa pre pultové a sedlové strechy.

Tradičnou konštrukciou sú drevené väzníky plnostenné alebo priehradové. V minulosti sa používali drevené zbíjané väzníky plnostenné tvaru prierezu „I“, pozostávajúce zo zvislej stojiny, z obojstrannej hornej a dolnej pásnice a zo zvislých výstužných príložiek. V súčasnosti sa v praxi častejšie využívajú plnostenné drevené

väzníky lepené (obr. 47), ktoré sa zhotovujú lepením z dosák na ležato alebo na stojato a upravia sa do požadovaného tvaru.

Obr. 47 Drevený lepený väzník plnostenný (Zdroj: www.venetatetti.com)

Drevené väzníky priehradové sa skladajú z hornej a dolnej pásnice a z rôzne upravenej priehradoviny (diagonál). Používajú sa pre rozpätia okolo 12 m a viac

V minulosti sa zbíjali z dosák, ktoré zaisťovali celkovú tuhosť väzníka V súčasnosti

sa na spájanie jednotlivých prvkov najčastejšie používajú styčníkové spoje s prelisovanými hrotmi (tzv. gang-nail) (obr. 48).

7.1.3 Strechy veľkých rozponov s drevenými priehradovými alebo plnostennými väzníkmi

Plnostenná sústavaväzníkov (obr. 49),ktorénarozdielodpriehradovýchmajú plný prierez, sa využívajú v rámových konštrukciách alebo oblúkoch. Plnia nosnú funkciu strechy a zároveň nosných prvkov stien

Väzníky môžu byť rôznych tvarov a rozmerov. Najčastejšie sa vytvárajú vrstvením lepených dosák (na stojato alebo na ležato), čím sa vytvorí masívny prútový prvok alebo monolitický oblúk. Oblúkové plnostenné väzníky (obr. 50) môžu dosahovať

Obr. 48 Drevený zbíjaný väzník priehradový (Zdroj: www.krovystrechy.sk)

Obr. 49 Plnostenný väzník rámový na rozpätie 25 m (Zdroj: www.shutterstock.com)

veľké rozpätia, príkladom ich využitia sú už skôr spomínané zimné štadióny Banská bystrica a Lučenec.

Obr. 50 Oblúkový plnostenný väzník lepený pre rozpätia 36 až 50 m (Zdroj: www.spool.sk)

7.2

Oceľové strešné konštrukcie

Oceľové strešné konštrukcie (obr. 51) sa využívajú pre veľké i stredné rozpony.

Využitie našli pre priemyselné a športové halové stavby s rozpätím viac ako 36 m.

Obr. 51 Oceľové strešné konštrukcie (rámové, priehradové) (Zdroj: www.havitsteelstructure.com)

Tvar a prierezy oceľových strešných väzníkov podľa rozmerov zastrešovaného priestoru a prevádzkových potrieb je rovnaký ako v drevených konštrukciách. Rozdeľujeme ich na rámové či oblúkové oceľové konštrukcie zastrešenia a priehradové oceľové konštrukcie zastrešenia. Tieto konštrukcie sú základným konštrukčným prvkom oceľových a rámových konštrukčných systémov.

7.3 Ploché strechy

Nie vždy je potrebné postaviť strechu s väčším sklonom. Konštrukcia plochej strechy je menej náročná na výstavbu, avšak vyžaduje vykonanie úprav na zabezpečenie správneho odvodnenia strechy. Plochá strecha sa skladá z nosnej strešnej konštrukcie a zo strešného plášťa, ktorý okrem ochrany pred vonkajšími vplyvmi zabezpečuje požadovaný stav vnútorného prostredia stavby. Ploché strechy rozdeľujeme podľa konštrukcie na jednoplášťové, dvojplášťové a viacplášťové. Podľa povrchovej úpravy rozdeľujeme ploché strechy na pochôdzne a nepochôdzne.

Jednoplášťové ploché strechy oddeľujú vnútorný priestor od vonkajšieho jedným

plášťom. Vetranie skladby plochej strechy sa zabezpečuje systémom vetracích kanálikov, ktoré sú napojené na vonkajšie ovzdušie. Na nosnú strešnú konštrukciu (železobetónovú, drevenú, oceľovú) sa kladie parotesná vrstva, ktorá bráni prieniku vodnej pary do nasledujúcej vrstvy tepelnej izolácie. Vrstva tepelnej izolácie sa môže vyhotoviť v potrebnom spáde za účelom účinného odvodnenia. Potom nasleduje vodotesná krytina vyhotovená z hydroizolačných povlakov a nakoniec ochranná vrstva, ktorá chráni krytinu pred nepriaznivými vplyvmi (obr. 52).

Obr. 52 Plochá strecha (Zdroj: www.Mojdom.sk)

Dvojplášťové ploché strechy oddeľujú vnútorný priestor od vonkajšieho dvomi plášťami, medzi ktorými je vzduchová vrstva, umiestnená nad vrstvou tepelnej

izolácie. Dvojplášťové ploché strechy sa navrhujú nad priestormi s vysokourelatívnou

vlhkosťou vzduchu alebo kde je to funkčne a konštrukčne výhodné alebo nevyhnutné. Vzduchová vrstva musí byť dostatočne odvetraná systémom privádzacích a odvádzacích otvorov.

7.4 Krytiny

Krytiny súdôležitá časť strešnejkonštrukcie. Strešný plášť zabraňuje vnikaniuvody do priestorov stavby a čiastočne stavbu izoluje. Základné krytiny sa delia na povlakové, kde vodotesná krytina je vytvorená z hydroizolačných povlakov a skladané kde je krytina vytvorená z rovinných alebo tvarovaných plošných dielcov, spojovaných s presahom, drážkou alebo na lištách (škridlová keramická, betónová, plechová). Krytina sa ukladá a pripevňuje na laty o rozmeroch 60/50–50/30 podľa hmotnosti krytiny a osovej vzdialenosti krokiev (obr. 53). Prvá lata je na krokvy pripevnená nastojato, ostatnénaležato. Vzdialenosť medzilatami sa volí podľa druhu škridly.

Obr. 53 Ukladanie strešnej krytiny (Zdroj: www.urobsisam.zoznam.sk)

Krytina sa volí na základe sklonu strechy, nadmorskej výšky, klimatických pomerov, nosnej konštrukcie strechy (strešného plášťa) a architektonických požiadaviek. Podľa horľavosti rozdeľujeme krytiny na horľavé z organických látok, obtiažne horľavé (povlakové) a nehorľavé keramické, betónové alebo plechové krytiny.

Kontrolné otázky

1. Aké poznáme základné tvary striech?

2. Ktorý typ strechy je z hľadiska horľavosti najhorší?

Úlohy

1. Zistite aký je rekord v najväčšom rozpätí dreveného väzníka a kde sa stavba, ktorá ho v konštrukčnom systéme má nachádza?

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]NEUMANN, D. a kol. 2006. Stavebné konštrukcie II. Bratislava: Jaga Group, s.r.o., 2006. 500+4 s. ISBN 80-8076-035-7.

[3.]OLÁH, J., MIKULÁŠ, M. 2001. Krytiny a doplnkové konštrukcie striech. Bratislava: Jaga group, v.o.s., 2001 216 s. ISBN 8088905540

[4.]OLÁH,J.,ČERNÍK, P. 1986. Navrhovanie a opravy plochých striech. Bratislava : ALFA, 1986. 200 s.

8 Schodiská

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s rôznymi typmi schodiskových konštrukcií, s ich výhodami a nevýhodami.

Schodisko je komunikačný priestor, ktorý vertikálne spája jednotlivé podlažia budovy tak, že umožňuje pohodlný a bezpečný výstup aj zostup osobám do ktoréhokoľvek podlažia Z hľadiska evakuácie sa jedná o najdôležitejšiu časť budovy naktorúsúz hľadiskaprotipožiarnejbezpečnosti stavby kladenézvýšenépožiadavky.

Pri návrhu schodiska sa musia dodržiavať určité pravidlá, tak aby bolo schodisko počas bežnej prevádzky ale aj v prípade potreby náhlej evakuácie bezpečné a umožnilo účinnú a rýchlu evakuáciu.

8.1 Terminológia schodiska

Schodiskové rameno je konštrukcia spájajúca dve rôzne výškové úrovne, pričom musí mať najmenej 3 stupne. Schodnica je šikmá nosná konštrukcia schodiskového ramena, ktorá podopiera schodiskové stupne alebo do ktorej sú tieto stupne votknuté.

Schodisková stena je konštrukcia, ktorá ohraničuje schodisko a môže byť nosná alebo nenosná Vretenová stena je nosná konštrukcia, ktorá podopiera stupne schodiskového ramena, alebo do ktorej sú tieto stupne votknuté (u točitých schodísk je to vreteno) Podesta alebo odpočívadlo je plošná vodorovná konštrukcia, ktorá prepojuje priľahlé ramená. Schodiskový stupeň (schod) slúži na stupňovité prekonávanie dvoch výškových úrovní. Nástupnica je horná plocha schodiskového stupňa. Podstupnica je predná plocha schodiskového stupňa. Čelo je bočná plôška schodiskového stupňa. Výstupná čiara je myslenáčiara v pozdĺžnejosischodiskových ramien (pri krivočiarych ramenách nemusí prechádzať osou ramena).

8.2 Rozdelenie schodísk

Z hľadiska funkcie môžeme schodiská rozdeliť na hlavné, ktoré slúži ako hlavné komunikačné spojenie, vedľajšie ktoré slúži ako ďalšie schodisko z prevádzkových, bezpečnostných a iných dôvodov, často využívané aj ako evakuačné požiarne schodisko a vyrovnávajúce, ktoré vyrovnáva rôzne výškové úrovne toho istého podlažia. Podľa umiestnenia vzhľadom na budovu rozdeľujeme schodiská na vnútorné, vonkajšie a terénne. Podľa pôdorysného tvaru rozdeľujeme schodiská na priamočiare kde sú rovné stupne so stálou šírkou nástupnice, krivočiare kde sú ramená po celej dĺžke zostavené z kosých stupňov s premennou šírkou nástupnice a

zmiešanočiare kde sú rovné aj kosé stupne. Podľa počtu ramien rozdeľujeme schodiská na jednoramenné, dvojramenné, viacramenné a združené alebo rozvetvené kde sa dve výškové úrovne v tom istom schodisku prekonávajú viacerými schodiskovými ramenami. Podľa zmyslu výstupu rozdeľujeme schodiská na priame, pravotočivé, kde pri výstupe z podlažia na vyššie podlažie sa zatáča doprava a ľavotočivé, kde sa pri výstupe z podlažia na vyššie podlažie zatáča doľava Podľa materiálnej skladby poznáme schodiská drevené, kamenné, tehlové, betónové, oceľobetónové, kovové a kombinované

Podľa konštrukcie schodísk, kde je rozhodujúci spôsob podopretia schodiskových ramien, môžeme schodiská rozdeliť na vretenové (obr. 54) kde ramená sú obojstranne podopierané vretenom a schodiskovou stenou, môžu byť aj jednostranne votknuté do vretenovej steny, prípadne vretena; schodnicové (obr. 55) kde ramená sú podopierané schodnicami po oboch stranách alebo osovo; visuté (samonosné) (obr. 56), kde ramená sú zostavené zo schodiskových stupňov, konzolovite votknutých do nosných schodiskových stien; doskové (obr. 57), kde ramená tvoria šikmé dosky nesené odpočívadlovými nosníkmi alebo spojené s odpočívadlami v zalomenej doske; zavesené (obr. 58), kde ramenáalebo stupne, prípadne aj s odpočívadlamisú zavesené na ťahadlách, ktoré sú upevnené na stropnej konštrukcii, závesná konštrukcia tvorí súčasne zábradlie; pilierové (obr. 59), kde odpočívadlové nosníky alebo schodnice, prípadne samotné odpočívadlá sú podopierané piliermi. Schodiská môžu byť aj kombinované.

www.designexpts.com)

Obr. 54 Vretenové schodisko (Zdroj:

Obr. 55 Schodnicové schodisko (Zdroj www.mujdum.cz)

8.3 Dimenzovanie schodiska

Schodisko sa musí navrhnúť podľa určitých štandardov, aby bola zaručená jeho bezpečnosť a bezproblémové užívanie. Dôležité je navrhnúť optimálny sklon výstupu a zostupu, pomocou veľkosti schodiskových stupňov. Návrhy rozmerov schodiskových stupňov sa riadia optimálnou šírkou schodiskového stupňa b = 250 mm (230 mm), pričomnajmenšia dovolenáskladobná šírka stupňa

Obr. 56 Visuté schodisko (Zdroj: www.domo.glass/sk)

Obr. 57 Doskové schodisko (Zdroj: www.novodrevis.sk)

Obr. 58 Zavesené schodisko (Zdroj: www.schody-redecha.cz)

Obr. 59 Pilierové schodisko (Zdroj: autori)

môže byť b = 210 mm. Kosé stupne musia mať na ich užšom konci šírku

minimálne b  130 mm . Vzťah medzi skladobnou výškou a šírkou stupňa je:

2 h + b = 630 mm (1)

kde:

h - skladobná výška stupňa (mm),

b - skladobná šírka stupňa (mm)

Tento vzťah vychádza z priemernej dĺžky ľudského kroku pri výstupe

a zostupe a efektívneho pomeru vynaloženej energie k prekonanému výškovému rozdielu. Povolená je tolerancia od 590 do 650 mm.

Výška schodiskového stupňa je závislá od toho, kde je schodisko postavené. Platí jednoduché pravidlo, čím viacej ľudí s rôznym vekovým rozsahom môže schodisko používať, tým nižší sa musí navrhnúť schodiskový stupeň.

Odporúčanémax.výškyschodiskovýchstupňov sú pre vonkajšieterénneschody h = 150 mm, v občianskych budovách h = 160 mm, vo výrobných prevádzkach, administratívnych budovách, bytových domoch a domoch s bývaním kolektívneho charakteru h = 180 mm, v rodinných domoch h = 200 mm

8.3.1 Schodiskové ramená

Schodiskové rameno musí mať najmenej 3 stupne a maximálne 16 stupňov.

Pomocné schodiská, rodinné domy a bytové domy môžu mať až 18 stupňov. Výstupná čiara sa u priamočiarych schodísk nachádza v osi ramena. Pri zakrivených schodiskách je trasa výstupu umiestnená približne v 1/3 šírky ramena (300 - 400 mm od vonkajšieho okraja zakrivenia), u viac-prúdových schodísk je výstupná čiara uprostred. Min. šírka stupňov vo vzdialenosti 300 mm od vnútorného okraja zakrivenia musí byť b  230 mm. Šírka schodiskového ramena je násobkomšírkyúnikovéhopruhu,t.j. n x 550 mm. Najmenšiadovolená priechodná šírka schodiskového ramena je 600 mm pre pomocné schodisko, 900 mm pre vedľajšie schodisko a hlavné schodisko v rodinných domoch a pri ostatných hlavných schodiskách je to 1100 mm. Dodržanie uvedených rozmerových zásad je dôležité pre bezpečnú evakuáciu osôb.

8.3.2 Schodiskové odpočívadlo

Schodiskové odpočívadlo je často používaný prepájací prvok medzi schodiskovými ramenami, keď sa prekročí maximálne dovolený počet schodiskových stupňov na jedno rameno. Podľa polohy rozdeľujeme schodiskové odpočívadlá na podlažné (hlavné) a medzipodlažné (vedľajšie).

Požiadavky na stavebné riešenie odpočívadla sú, aby min. hĺbka vedľajších

odpočívadiel bola zhodná so šírkou priliehajúcich schodiskových ramien

(výnimku tvoria podesty združených ramien - ich hĺbka môže byť zmenšená na

0,7-násobok šírky stredného ramena). Hĺbka hlavných podest musí byť väčšia ako šírka schodiskového ramena a vedľajšej podesty. Podesty na ktorých sa otvárajú dvere výťahu musia mať minimálnu hĺbku 1600 mm. Otváranie dverí nesmie zužovať priechodný priestor podesty (obr. 60).

Obr. 60 Otváranie dverí na podeste (Zdroj: autori)

Ďalším dôležitým faktorom, na ktorý sa nesmie zabudnúť pri návrhu je podchodná výška schodiska, ktorá sa mení so sklonom ramena. Je daná výpočtom, pričom najmenšia dovolená podchodná výška pri pomocnom schodisku, v rodinných domoch a v bytových domoch je 2100 mm.

Kontrolné otázky

1. Ako rozdeľujeme schodiská podľa konštrukcie?

2. Aký je vzťah medzi skladobnou výškou a šírkou schodiskového stupňa?

3. Čo je schodiskové odpočívadlo a aké požiadavky sú naň kladené?

Úlohy

1. Popíšte aké má hlavná budova TUZVO schodiská (aký typ z hľadiska funkcie, konštrukcie, počtu ramien ....)?

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]ŽILINSKÝ, J., GECIOVÁ, M. 2018. Konštrukcie pozemných stavieb. Schody. Bratislava: Vydavateľstvo Spektrum STU, 2018. 93 s. ISBN 978-80-227-4867-4.

9 Otvorové výplne stavieb

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s funkciou otvorových výplní a ich významom ako požiarne uzávery.

Otvorové výplne sa radia medzi vertikálne a zároveň aj medzi horizontálne konštrukcie. V stavbe plnia dôležitú funkciu, presvetľujú priestor, zabezpečujú bezpečný vstup do stavby a sú dôležitými vetracími prvkami.

9.1 Okná

Primárna funkcia okien je prirodzené denné osvetlenie a prirodzené vetranie, nemenej dôležitá je ochrana proti požiaru alebo pred iným nebezpečenstvom Ďalšie funkcie sú tepelnoizolačná funkcia, vodotesnosť a ochrana proti hluku

9.1.1 Prirodzené vetranie

Fyzikálna podstata prirodzeného vetrania je tlakový rozdiel vzduchu medzi dvoma prostrediami. Spôsoby prirodzeného vetrania sú aerácia pomocou otvárania okenných krídel, otvorov, vetracích štrbín a infiltrácia, ktorá závisí od podmienok vonkajšej klímy. Nadmerná infiltrácia má vplyv na tepelnotechnické vlastnosti okna. Ovplyvňuje nežiadúci pohyb dažďovej vody konštrukciou okna a penetráciu vody. Optimálna infiltrácia sa zabezpečí správnym umiestnením vhodného tesniaceho profilu v detaile styku okenného krídla a rámu, a v detaile zasklenia.

Tepelno-technické vlastnosti okna sú určené vlastnosťami priehľadných plôch (sklených systémov), nepriehľadných plôch (vlysov krídla a rámu zhotovených z dreva, ocele, hliníka, plastu) a konštrukciami stykov (druhov tesnení).

Pre zabezpečenie dobrých tepelno-technických vlastností sú rozhodujúce dve veličiny, vnútorná povrchová teplota a súčiniteľ prechodu tepla. Súčiniteľ prechodu tepla definuje množstvo tepla, ktoré je schopné preniknúť cez bariéru Čím je nižší, tým je okno kvalitnejšie

9.1.2 Materiál rámov okna a sklenej výplne

Výber materiálu okna je dôležitý pre zabezpečenie čo najlepšej tepelnej izolácie ale aj z hľadiska protipožiarnej ochrany. Rozoznávame okná nehorľavé a horľavé. Nehorľavé okná môžu byť vyhotovené z hliníka, kde sa dá dosiahnuť požiarna odolnosť do 45 min a z ocele, vďaka čomu sa dá dosiahnuť požiarna odolnosť 90 až 120 min Horľavé okná môžu byť vyhotovené ako drevené

(požiarna odolnosť najmenej 30 min) alebo plastové, ktoré sú bez požiarnej odolnosti a pri ich horení sa uvoľňujú nebezpečné škodlivé splodiny.

V praxi sa málokedy stáva, že okno musí plniť aj funkciu požiarneho uzáveru. V takomto prípade musí mať okno účinne izolované špeciálne rámy, ktoré sú mohutnejšie ako bežne používané a zároveň klasické sklo musí byť nahradené protipožiarnym sklom, ktoré musí byť správne osadené do rámov a správne utesnené. Materiály takéhoto skleného systému sú priehľadné alebo priesvitné sklá s drôtenou vložkou, borosilikátové teplu odolávajúce sklo alebo viacvrstvové požiarne odolné sklo s vloženými požiarne ochrannými a tepelne aktívnymi vrstvami na sklené systémy typu EW, EI a E (obr. 61).

Obr. 61 Protipožiarne sklo a jeho princíp (Zdroj: www.vetrotech.com)

Takéto sklo je zhotovované ako kompozit skladajúci sa z tvrdených platní skla, medzi ktoré je nanesená vrstva chemicky stálej a transparentnej látky, napríklad alkalické kremičitany, ktoré reagujú v prípade požiaru. Táto napeňujúca medzivrstva sa rozpína ako nepriehľadná pena, ktorá poskytuje tepelnoizolačné vlastnosti a chráni vrstvu skla za ňou. Čím viacej vrstiev: sklo, napeňujúca látka a sklo je uložených za sebou, tým väčšiu požiarnu odolnosť má finálny kompozit, pretože napeňujúca vrstva vie odolávať účinkom požiaru len po určitú dobu.

9.1.3 Rozdelenie okien

Z konštrukčného hľadiska sa okná delia na jednoduché, jednoduché s izolačnou jednotkou dvojskla alebo trojskla, zdvojené a dvojité. Podľa materiálu sa okná delia na drevené, kovové, plastové a kombinované Ďalej

rozdeľujeme okná podľa spôsobu otvárania, tvaru členenia, druhu a spôsobu zasklenia.

9.2 Dvere

Základnou funkciou dverí je spájanie a rozdeľovanie priestorov. Vedľajšie funkcie dverí sú mechanická a statická funkcia, tepelnotechnická a vzduchovoizolačná funkcia, akustická a svetlotechnická funkcia, požiarna odolnosť, vlastnosti z hľadiska násilného vniknutia, vlastnosti z hľadiska užívania a údržby, a rôzne ďalšie špeciálne požiadavky

9.2.1 Tepelno-technické požiadavky

Podobne ako u okien sú dôležité tepelno-technické požiadavky normovej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla. Tepelno-technické vlastnosti dverí sú určené vlastnosťami, ktorými sú vnútorná povrchová teplota, difúzny odpor a tesnenie dverí Veľký dôraz je kladený hlavne na zárubňu vonkajších dverí, kedy je vhodná drevená zárubeň alebo zárubeň z plastov, v závislosti od materiálového riešenia dverí.

9.2.2 Dvere ako požiarne uzávery

Pokiaľ sa v stavbe nachádzajú dvere, ktoré prepájajú dva požiarne úseky, musia mať požiarne deliacu funkciu. V závislosti od potrieb zabránenia šíreniu požiaru medzi požiarnymi úsekmi rozoznávame dvere brániace šíreniu tepla (EI), obmedzujúce šírenie tepla (EW), brániace prenosu plameňa (E), tesné proti prieniku dymu (S). Požiarne dvere musia byť zároveň vybavené automatickým uzatváracím mechanizmom (C). Skratky v zátvorkách znamenajú príslušné kritériá požiarnej odolnosti dverí, to znamená vlastnosti, ktoré musí požiarny uzáver počas požadovaného času požiarnej odolnosti spĺňať.

Najčastejšou kombináciou jednotlivých kritérií bývajú EI-C a EW-C. Práve samo-zatváranie dverí býva častým znakom, že sa jedná o požiarne dvere.

Výnimkou sú vonkajšie vchodové dvere, ktoré nemusia byť riešené ako požiarne uzávery.

9.2.3 Určovanie rozmerov dverí

Základná rozmerová jednotka na určovanie rozmerov dverí (šírok) je priechodná šírka (typologicky určená šírkou ramien človeka), t.j. 600 mm, ktorá sa rovná najmenšej svetlej šírke dverí. Šírka dverí sa navrhuje aj v závislosti od prenášaných predmetov, napr. pre byty sú bežné šírky jednokrídlových dverí

700, 800 a 900 mm

V závislosti od dopravy, napr. v nemocniciach je bežná šírka jednokrídlových

dverí 1100 mm. Výška dverí sa volí na základe fyziologických rozmerov človeka, t.j. 1970 mm, v závislosti od prevádzkových a technologických požiadaviek priestorov budovy.

9.2.4 Rozdelenie dverí

Z konštrukčného hľadiska rozdeľujeme dvere na jednoduché, zdvojené a dvojité. Podľa umiestnenia a funkcie rozdeľujeme dvere na vonkajšie a vnútorné. Podľa spôsobu otvárania a ovládania poznáme otočné, posuvné, skladacie, kývavé, turniketové, teleskopické a roletové dvere. Ďalej poznáme ručne, mechanicky a automaticky ovládané dvere. Podľa polohy závesov rozlišujeme dvere na pravé a ľavé. Podľa počtu krídel rozlišujeme jednokrídlové, dvojkrídlové a viackrídlové dvere a podľa použitého materiálu poznáme drevené, kovové, z plastov, celosklené a kombinované dvere.

Otázky

1. Aká je funkcia okien?

2. Aká je funkcia dverí?

3. Čo je častým znakom požiarnych dverí?

Odporúčané videá

Požiarne sklo – vo videu sa dozviete rozdiel medzi sklom s kritériami požiarnej odolnosti

E a EI:

https://www.youtube.com/watch?v=hnHIbzl3bJI&t=1s

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]PUŠKÁR, A., SZOMOLÁNYIOVÁ, K., FUČILA, J.: Okná, dvere, zasklené steny. Bratislava : Jaga group, v.o.s., 2000. ISBN 80-88905-62-1.

[3.]Vyhláška MVSR č. 478/2008 Z. z. o vlastnostiach, konkrétnych podmienkach prevádzkovania a zabezpečenia pravidelnej kontroly požiarneho uzáveru.

[4.]Vyhláška MVSR č. 94/2004, Z. z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a pri užívaní stavieb, v znení neskorších predpisov.

10 Komíny a vetracie prieduchy

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s funkciou vetracích prieduchov a komínov a so základnými pravidlami ich riešenia z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti.

Komíny a vetracie prieduchy patria medzi vertikálne konštrukčné prvky. Ich úlohou je odvod spalín zo spotrebičov a prívod čerstvého vzduchu do budovy.

10.1 Vetracie prieduchy

Funkciou vetracích prieduchov je odvedenie vzduchu znehodnoteného pobytomľudíalebo pracovnýmipostupmiv uzavretýchpriestoroch a odvedenie nadbytočného tepla znižujúceho pohodu prostredia. Vetranie v obytných priestoroch môže byť občasné (oknami a dverami), trvalé (vetracími šachtami, prieduchmi, filtráciou vzduchu materiálom a konštrukciami); samočinné – bez použitia strojového zariadenia a nútené vyžadujúce si použitie strojového zariadenia

Podstata samočinnej výmeny vzduchu spočíva v tlakovom rozdiely vnútorného a vonkajšieho vzduchu, ktorý spôsobuje prirodzený pohyb a výmenu vzduchu v dôsledku teplotného rozdielu vonkajšieho a vnútorného vzduchu a ich nerovnakých hustôt. Na tomto princípe funguje prirodzené vetranie vetracími prieduchmi, kedy vzniká tlakový rozdiel vo vstupnom a výstupnom otvore.

10.2 Komíny

Funkciou komína je zabezpečenie odvádzania spalín z vykurovacích zariadení, pecí a sporákov Komín býva často súčasťou budovy, avšak môže byť postavený ako samostatne stojaci. Niektoré samostatne stojace komíny dosahujú obrovských výšok, pričom ich účel je zabezpečiť dostatočný rozptyl splodín z výroby do okolia nad oblasť kde pôsobí teplotná inverzia.

10.2.1 Terminológia komínov

Hlavnéčasti jednoduchých komínov používanýchnapr. pre rodinné domy sú: komínový prieduch , komínová hlava, sopúch, vyberací a vymetací otvor (obr. 60). Komínový prieduch slúži na vedenie splodín horenia. Komínová hlava ukončuje komínové teleso nad strechou, musí dostatočne presahovať úroveň geometrie tvarukonštrukcie zastrešenia. Sopúch je otvor, ktorýmsavykurovacie

zariadenie pripája k prieduchu. Minimálna vzdialenosť medzi sopúchmi

ústiacimi do jedného prieduchu je 300 mm. Vyberací otvor slúži na vyberanie sadzí z najspodnejšej časti prieduchu. Naproti tomu vymetací otvor je umiestnený čo najvyššie, slúži na vymetanie prieduchu (obr. 62).

Obr. 62 Časti komína

1) Kónické vyústenie, 2) Krycia doska, 3) Komínová hlava, 4) Oplechovanie komína, 5) Kotviaci prvok do krovu (v úrovni krokiev), 6) Sopúch, 7) Komínová tvárnica s komínovým prieduchom, 8) Vymetací otvor, 9) Odvod vlhkosti z komínového prieduchu, 10) Vyberací otvor, 11) Konštrukcia šikmej strechy (Zdroj: www.asb.sk)

Komínové prieduchy rozdeľujeme podľa prierezu na úzke s plochou prierezu maximálne 40 000 mm2 , stredné s plochou väčšou ako 40 000 mm2 a prielezné s plochou väčšou ako 202 500 mm2 . Podľa priebehu rozdeľujeme komínové prieduchy na priame, ktoré v celej stavebnej výške prebiehajú kolmo a uhýbané, ktoré v stavebnej výške uhýbajú od vertikálnej priamky. Podľa tvaru prierezu rozlišujeme štvorcové, obdĺžnikové a kruhové komínové prieduchy. Za

najvýhodnejšie sa považujú kruhové prierezy, pretože vo štvorcových a obdĺžnikových dochádza v rohoch k vyššej kumulácii sadzí v dôsledku spomalenia toku plynov.

Podľa spôsobu výstavby môžeme komíny rozdeliť na murované, monolitické a montované. Na základe typu paliva, ktoré sa v stavbe používajú a ktorých splodiny horenia je potrebné odviesť, sa komíny rozdeľujú na komíny využívajúce tuhé, kvapalné alebo plynné palivo. Podľa usporiadania komínových prieduchov rozdeľujeme komíny na priebežné, kde všetky komínové prieduchy súzaloženév najnižšompodlaží, poschodové, kde stavebná výška komínových prieduchov je rôzna a každý komínový prieduch je založený v inom podlaží, prepažené so spoločným zberačom v najnižšom podlaží, z ktorého jednostranne alebo obojstranne odbočujú komínové prieduchy jednotlivých podlaží a od zberača sú oddelené výsuvnými uzávermi a spoločné, kde komínové prieduchy odvádzajú spaliny z viacerých spotrebičov v rôznych podlažiach.

10.2.2 Zásady konštrukčného riešenia komínových prieduchov

Pre zabezpečenie správneho fungovania komína je nevyhnutné dodržiavať niektoré zásady. Vždy je potrebné zabrániť nežiadúcej kondenzácii spalín v komínovom prieduchu a to správnym nadimenzovaním prierezu, aby bol zabezpečený správny ťah komína. Kondenzáty pôsobia deštrukčne na konštrukciu komínov, narušujú ich funkčnosť, požiarnu bezpečnosť a skracujú ich životnosť. Tradičný murovaný komín nevyhovuje dostatočne pri využívaní plynných a kvapalných palív v dôsledku pôsobenia agresívnych kondenzátov Moderné technológie spaľovania vyžadujú dokonalú funkčnosť celej vykurovacej sústavy Týmto požiadavkám vyhovujú komíny s trojvrstvovými stenami. Vnútorná vrstva (komínová vložka) je odolná voči chemickým a mechanickým účinkom spalín, stredná vrstva má tepelno-izolačnú funkciu a vonkajšia vrstva (obvodový plášť) chráni vnútorné vrstvy, zvyšuje tepelnoizolačnú schopnosť, plní statickú a estetickú funkciu.

Komín predstavuje vysoké riziko z hľadiska protipožiarnej ochrany, preto sa musí dodržiavať množstvo pravidiel. Napríklad do jedného komínového prieduchu nesmieme zaúsťovať otvorený kozub a uzavretý spotrebič paliva (napr. sporák, spotrebiče s rôznymi funkčnými vlastnosťami, napr. lokálny spotrebič a ústredný zdroj tepla (nízkotlakový kotol) alebo dve vykurovacie zariadenia, z ktorých jedno je na tuhé, druhé na plynné alebo kvapalné palivo. Sopúch sa nesmie zaúsťovať do úhybu alebo tesne pod úhyb. Vyberacie otvory a ich výška dna musí byť minimálne 300 mm nad ohňovzdornou podlahou, ktorá musí byť nehorľavá minimálne do vzdialenosti 600 mm, pričomvyberacie otvory musiabyť uzavretédvojitýmitesniacimibetónovýmialebokovovýmidvierkami.

Vymetacie otvory sa umiestňujú v povalových priestoroch, dno sa musí

nachádzať 800 až 1200 mm nad podlahou. V okolí vymetacích otvorov do vzdialenosti 300 mm nesmie byť nijaká horľavá konštrukcia, pričom podlaha do vzdialenosti 600 mm musí byť nehorľavá.

Vymetacím otvorom môže byť aj vyústenie komínového prieduchu v komínovej hlave, ak je tento otvor prístupný. Komínová hlava musí byť ukončená nehorľavou krycou oceľobetónovou monolitickou alebo prefabrikovanou doskou, odolnou proti klimatickým a teplotným účinkom

Otázky

1. Aké sú hlavné časti komínov?

2. Aké sú najdôležitejšie zásady pre navrhovanie komínov z pohľadu požiarnej bezpečnosti?

Úlohy

1. Prečo je potrebné pravidelné čistenie komínov?

Použitá literatúra

[1.]HORNIAKOVÁ, L. a kol. 1999. Konštrukcie pozemných stavieb. Bratislava: Jaga Group, v.o.s., 1995-1999. 355 s. ISBN 80-967095-4-2.

[2.]Vyhláška MV SR č. 401/2007 Z. z. o technických podmienkach a požiadavkách na protipožiarnu bezpečnosť pri inštalácii a prevádzkovaní palivového spotrebiča, elektrotepelného spotrebiča a zariadenia ústredného vykurovania a pri výstavbe a používaní komína a dymovodu a o lehotách ich čistenia a vykonávania kontrol.

[3.] STN EN 15 287-1: 2016 Komíny. Navrhovanie, montáž a prevádzkovanie komínov. Časť 1: Komíny pre otvorené spotrebiče palív (Konsolidovaný text).

[4.]STN EN 15 287-2: 2009 Komíny. Navrhovanie, montáž a prevádzkovanie komínov. Časť 2: Komíny pre uzavreté spotrebiče palív.

11 Konštrukčné systémy drevostavieb

Cieľ kapitoly

• Oboznámiť čitateľa s konštrukčnými systémami drevodomov, spôsobom ich výstavby a s výhodami a nevýhodami ktoré poskytujú.

Drevo je dobre známy a často používaný stavebný materiál hlavne vďaka svojim konštrukčným a mechanickým vlastnostiam a vhodnosťou na stavby. Je vhodným materiálom pre použitie v bytovej a aj priemyselnej výstavbe. Drevo je jediná obnoviteľná surovina, ktorú je možné využiť v stavebníctve. Využitie dreva v stavbe výrazne znižuje uhlíkovú stopu, vďaka čomu je výstavba šetrnejšia k životnému prostrediu. V drevostavbách na základe konštrukcie stien poznáme niekoľko druhov konštrukčných systémov. Sú to hlavne zrubové, panelové, stĺpikové, skeletové, hrázdené konštrukcie

11.1 Zrubové konštrukcie

Zrubový konštrukčný systém bol v minulosti veľmi populárny na území Slovenska. Na ich výstavbu sa používalo hlavne drevo z ihličnatých stromov vo forme guľatiny alebo ako hranené trámy. V súčasnosti môžeme zrubové konštrukcie rozdeliť z hľadiska technológie na pravú zrubovú konštrukciu a falošnú zrubovú konštrukciu. Pravé zrubové konštrukcie môžu byť vyhotovené ako tradičné zruby z masívneho dreva alebo ako novodobé zruby z masívneho alebo lepeného dreva.

11.1.1 Pravé zrubové konštrukcie

Základným konštrukčným prvkom pravých zrubových konštrukcií (obr. 63) sú remeselne opracované kmene stromov.

Obr. 63 Pravý zrub (Zdroj: www.mojdom.zoznam.sk)

Jednotlivé trámy sú najčastejšie spájané pomocou preplátovania. Postupným ukladaním trámov na seba vzniká základná nosná zrubová obvodová alebo priečnastena.Hrúbkastien zrubuje volenátak, aby bolasplnenátepelnoizolačná funkcia stavby. Škáry medzi konštrukčnými prvkami sa utesňujú pomocou rôznych izolačných materiálov.

11.1.2 Novodobé zrubové konštrukcie Hlavné nosné konštrukcie novodobých zrubových konštrukcií sú zhotovené z masívneho alebo lepeného dreva. Tesnenie vodorovných škár zrubových konštrukcií z masívneho dreva je riešené vytvorením špecifického profilu drevených prvkov (obr. 64), čím sa zabezpečí čo najlepšia tepelnoizolačná funkcia.

www.asb.sk)

Novodobé zrubové konštrukcie z lepeného dreva sú zhotovované z prefabrikovaných dielov vyrobených zlepením viacerých častí dreva vo všetkých troch smeroch. Zrubové lepené prvky majú rozličné rozmery a tvar prierezu (obr. 65) Môžu mať štvorcový, obdĺžnikový alebo okrúhly tvar.

Obr. 65 Zrubové lepené prvky (Zdroj: http://www.rosik.sk)

Výhodou lepených zrubových konštrukčných prvkov je dostupnosť, rozmerová stabilita, minimum trhlín a chýb dreva, lepšia tepelná izolácia a pod. Nevýhodou sú vyššie náklady ako zrubové konštrukčné prvky z masívu.

Obr. 64 Novodobé zrubové konštrukcie (Zdroj:

11.1.3 Falošné zrubové konštrukcie

Falošné zrubové konštrukcie v rôznej miere imitujú pravé zruby predovšetkým z vonkajšej strany stavby. Dôvodom, prečo sa stavajú falošné zrubové konštrukcie môžu byť rozmanité. Hlavným dôvodom je predovšetkým estetické hľadisko, túžba po zrubovej stavbe a zároveň možno aj nedôvera k drevu ako hlavného konštrukčného materiálu napr. z hľadiska protipožiarnej ochrany. Falošná zrubová konštrukcia pozostáva z troch základných častí, a to z exteriérovej falošnej zrubovej konštrukcie imitujúcej pravý zrub, tepelnoizolačnej vrstvy a staticky nosnej konštrukcie vyhotovenej rôznymi postupmi (obr. 66).

Obr. 66 Falošná zrubová konštrukcia (Zdroj: www.zrubovy-obklad.sk)

11.1.4 Panelové drevodomy

Medzi najrozšírenejšie konštrukčné systémy drevodomov patria panelové konštrukčné systémy. Základom konštrukcie panelov je drevený rám opláštený pomocou rôznych veľkoplošných materiálov. Na opláštenie sa používa napr. drevovláknitá doska, drevotriesková doska, sadrokartónová doska, OSB doska, a pod. Drevený rám má často nosnú funkciu v rámci panelu a je prispôsobený vzhľadom na funkciu, ktorú plní, či už sa jedná o obvodový, priečkový, stropný, strešný alebo podlahový panel. Priestor medzi rebrami rámu je vyplnený

tepelno-zvukovou izoláciou

Hlavnou výhodou panelového konštrukčného systému je možnosť prípravy konštrukčných prvkov stavby vo výrobe a následná rýchla montáž a dokončenie stavby na stavenisku (obr. 67).

Obr. 67 Montáž dreveného panela (Zdroj: www.drevostavitel.cz)

Panely môžu byť tiež rozličnej veľkosti a hmotnosti. Pri montáži je dôležité správne spojenie panelov a ich ukotvenie do základov.

11.1.5 Panelové domy z masívneho dreva

Na výstavbu panelových domov sa najčastejšie využíva krížom lepené drevo CLT (angl. Cross Laminated Timber), ktoré vytvára celistvý jednoliaty materiál s vysokou pevnosťou (obr. 68) Lepené laminované drevo sa vyrába naskladaním hobľovaných vysušených drevených lamiel hr. 19-40 mm krížom na seba, ktoré sú plošne zlepené PUR lepidlom.

Obr. 68 Krížom laminované drevo (Zdroj: www.stavebnik.sk)

V súčasnosti sa CLT dostáva do popredia ako materiál vhodný pre udržateľnú, efektívnu a rýchlu výstavbu drevených budov. CLT panely majú lepšie konštrukčné a statické vlastnosti ako masívne drevo. Výhodou CLT konštrukciíje ich nižšia hmotnosť, ľahšia manipulácia, tvarová stálosť, a pevnosť.

CLTpanely neobsahujúžiadne ďalšie materiály a súzhotovené lenz dreva. Majú výborné protipožiarne vlastnosti, preto sú vhodné na výstavbu aj

viacpodlažných drevostavieb, pre ktoré sa vyžaduje požiarna odolnosť nosných a požiarne deliacich konštrukcií 60 až 90 minút.

11.2 Hrázdený konštrukčný systém

Hrázdené konštrukcie sú typickým príkladom konštrukčného systému využívaného v minulosti v západnej Európe. Hrázdenú konštrukciu tvorí drevená kostra, ktorej jednotlivé polia sú vystavané tehlovým murivom. Zvislé zaťaženia sú prenášané pomocou stĺpikov. Priečnu tuhosť zaisťuje spolupôsobenie kostry a muriva. Hrázdená drevená konštrukcia plní zároveň aj estetickú funkciu danej konštrukcie, čo kladie zvýšené nároky na jej opracovanie a povrchovú úpravu (obr. 69).

Obr. 69 Hrazdený konštrukčný systém drevostavieb (Zdroj: www.drevoastavby.cz)

11.3 Stĺpikový konštrukčný systém

Stĺpikový konštrukčný systém drevostavieb patrí medzi veľmi obľúbený konštrukčný systém predovšetkým v USA a v Kanade. Nosnú funkciu v tomto type konštrukcie plnia stĺpiky s prierezom 50 až 60 mm × 120 až 160 mm a vodorovné preklady, stropnice a krokvy (obr. 70). Rozmer je odvodený z pôvodnej americkej miery 2 x 4 palce (z toho je doposiaľ zaužívaný názov twoby-four). Stĺpiky sa umiestňujú v osovej vzdialenosti 400 až 600 mm. Priestorovú stabilitu stavby zaisťujú steny, oplášťované veľkoplošnými materiálmi, ktorými môžu byť napr. preglejka alebo OSB doska, prípadne sa využívajú diagonálne zapustené výstuže Stavba stĺpikovej konštrukcie prebieha priamo na stavenisku bez potreby zložitých stavebných mechanizmov. Výsledná stavba spotrebuje menšie množstvo materiálu ako iné typy drevostavieb, je jednoduchá na

výstavbu. V prípade potreby zvýšenia protipožiarnej bezpečnosti je možné steny prekryť sadrokartónovými doskami.

11.4 Skeletový konštrukčný systém

Základom skeletovej stavby je priestorová konštrukcia tvorená zvislými stĺpmi a vodorovnými prievlakmi. Na rozdiel od stĺpikového systému sa využívajú drevené profily väčších rozmerov (obr. 71) Výplne stien sú nenosné a niekedy môžu zabezpečovať aj priestorovú tuhosť konštrukcie. Výhodou tohto systému je možnosť použitia aj pri väčších rozpätiach a variabilita umiestnenia priečok, keďže sa dajú zhotoviť ako nenosné priečky, čo uľahčuje ich demontáž.

Obr. 70 Stĺpikový konštrukčný systém drevostavieb (Zdroj: http://www.drevostavby-zsdsr.sk)

Obr. 71 Skeletový konštrukčný systém drevostavieb (Zdroj: www.estav.cz)

Skeletové konštrukcie možno použiť aj na výstavbu nízkoenergetických

budov, pretože z konštrukčných systémov drevostavieb umožňujú

najjednoduchšie vytváranie veľkých zasklených plôch.

11.5 Požiarna bezpečnosť drevostavieb

Požiarna bezpečnosť drevostavieb býva často terčom predsudkov a je hlavným dôvodom ľudí, prečo si nepostaviť drevostavbu. Tento predsudok vychádza hlavne z faktu, že drevo je horľavý materiál. Avšak, čím je drevený konštrukčný prvok masívnejší, tým vyššiu aktivačnú energiu musíme drevu dodať, aby sa zapálilo. Inými slovami, čím robustnejšie drevo, tým je ťažšie ho zapáliť a udržať horenie. Použitie masívnejšieho dreva alebo konštrukčných prvkov s väčším prierezom je základným postupom pre zvýšenie ich požiarnej odolnosti. Okrem toho v súčasnosti existuje už množstvo postupov, ktoré zvyšujú požiarnu odolnosť drevených prvkov až na úroveň, ktorá je porovnateľná s inými konštrukčnými systémami nezaložených na báze dreva.

Otázky

1. Aké typy drevostavieb poznáme?

2. Aký je rozdiel medzi pravou a falošnou zrubovou konštrukciou?

3. Aký je rozdiel medzi stĺpikovým a skeletovým konštrukčným systémom drevostavieb?

Odporúčané videá

CLT panely – vo videu sa dozviete viac o CLT paneloch, procese ich výroby a benefitmi ktoré ponúkajú:

https://www.youtube.com/watch?v=YuAya0hRjwU&t=82s

Najvyššia drevostavba – vo videu sa dozviete zaujímavé informácie o najvyššej drevostavbe vo svete a ako môžu drevostavby prispieť k zníženiu uhlíkovej stopy:

https://www.youtube.com/watch?v=GvHx_NS9wWw&t=2s

Použitá literatúra

[1.] VODIČKOVÁ, E. 2008. Všetko o dreve v interiéri a exteriéri. Bratislava: JAGA GROUP, 2008. 167 s. EAN/ISBN 9771335914157

[2.] ŠTEFKO, J. – REINPRECHT, L. – KUKLÍK, P. 2006. Dřevěné stavby. Konstrukce, ochrana a údržba. II. vydanie. Bratislava: Jaga group, 2006. 204 s. ISBN 80-8076-043-8.

aerácia · 57

arkier · 42

balkón · 40

brániace prenosu plameňa · 59

brániace šíreniu tepla · 59

C

CLT · 68

diagonálne zapustené výstuže · 69

dolná pásnica · 46

doskové monolitické železobetónové stropy · 37

doskové schodisko · 53

drevené stropy · 34

drevené väzníky · 46

drevené zbíjané väzníky priehradové · 46

drevený rám · 67

drevo · 65

drevostavby · 65

drevotriesková doska · 67

dvere · 59

dynamické zaťaženie · 10

Eurokódy · 8, 9

horľavé okná · 57

horľavý konštrukčný celok · 15

horná pásnica · 46

hrazdené konštrukcie · 69

hríbové stropy · 37

infiltrácia · 57

inžinierske stavby · 8 K

kazety · 38

keramické stropy · 36

kesóny · 27

komínová hlava · 61

komínová vložka · 63

komínový prieduch · 61, 63

komíny · 61, 63

konoidické strechy · 45

konštrukcie zastrešenia · 45

konštrukčné prvky druhu D1 · 12

konštrukčné prvky druhu D2 · 12

konštrukčné prvky druhu D3 · 13

konštrukčný celok · 13

konštrukčný prvok · 10, 11

konštrukčný systém · 10, 18

kritériá požiarnej odolnosti · 59

krokva · 45, 69

krov · 45

krytiny · 50

latky · 50

lepené prvky · 66

loggia · 41

falošné zrubové konštrukcie · 67

fošňové stropy · 35

hĺbka podesty · 56

horizontálne konštrukcie · 33, 57

horizontálne základy · 23

manzardové strechy · 45

masívne drevo · 66

monolitické priečky · 31

monolitické železobetónové rebrové stropy · 38

monolitické železobetónové stropy · 36

monolitické železobetónové trámové stropy · 38

monolitický konštrukčný systém · 20

montované priečky · 31

montované železobetónové stropy · 39

montovaný konštrukčný systém · 21

murovaný konštrukčný systém · 20

N

náhodné zaťaženie · 10

napeňujúca medzivrstva · 58

nástupnica · 52

nehorľavá podlaha · 64

nehorľavý konštrukčný celok · 13

nenosné steny · 31

New York · 29

nosné prvky stavby · 17

novodobé zrubové konštrukcie · 66

O

oblúkové strechy · 45

obmedzujúce šírenie tepla · 59

obojsmerný konštrukčný systém · 18

obvodový plášť · 63

oceľové strešné konštrukcie · 48

oceľové stropné konštrukcie · 40

okná · 57

OSB doska · 67

otvorové výplne · 57

P

panelová konštrukcia · 21

panelové konštrukčné systémy · 67

pásnice · Pozri dolná a horná pásnica

pavlač · 41

piesčité a nesúdržné sypké zeminy · 23

piloty · 28

pilové strechy · 45

Pizza · 29

plnostenná sústava väzníkov · 47

ploché strechy · 45, 49

podesta · 52

podchodná výška schodiska · 56

podstupnica · 52

povalové stropy · 34

pozdĺžny konštrukčný systém · 18

pozemné stavby · 8

požiarna bezpečnosť · 34

požiarne deliace dvere · 59

požiarne úseky · 59

pravé zrubové konštrukcie · 65

pretvárne účinky · 10

previsnuté konštrukcie · 33, 40

priečky · 31

priečky murované · 31

priečky nesené · 32

priečky samonosné · 32

priečky z kusových stavív · 31

priečna tuhosť · 69

priečny konštrukčný systém · 18

priehradový konštrukčný systém · 19

priechodná šírka · 59

priestorová stabilita · 69

prirodzené vetranie · 57

protipožiarna bezpečnosť · 52, 70, 71

pultové strechy · 45

rámový konštrukčný systém · 19

rebrá · 67

rímsa · 43

sádrokartónová doska · 67

sedlové strechy · 45

schodisko · 52

schodisková stena · 52

schodiskové odpočívadlo · 55

schodiskové rameno · 52, 55

schodiskový stupeň · 52

schodnica · 52

schodnicové schodisko · 53

silové účinky · 10

skalné a poloskalné horniny · 23

skeletová stavba · 21, 70

skladobná šírka stupňa · 55

skladobná výška stupňa · 55

sklon výstupu · 54

sopúch · 61, 63

spaliny · 61

stále zaťaženie · 10

statické zaťaženie · 10

staticky výhodný prierez · 38

stavba · 8

stavebný výrobok · 10, 11

Stavebný zákon · 8

staviteľské neúspechy · 29

stenový konštrukčný systém · 18

steny · 17, 31

stĺpikový konštrukčný systém · 69

stĺpiky · 69

stĺpový konštrukčný systém · 18

stĺpy · 17, 31

strmé strechy · 45

stropné konštrukcie · 33

súčiniteľ prechodu tepla · 57

súdržné zeminy · 23

šikmé strechy · 45

šírka schodiskového ramena · 55

škrupinové základy · 26

štrkovité horniny · 23

tepelne aktívne vrstvy · 58

Terasa · 42

tesné proti prieniku dymu · 59

The Leaning Buildings of Santos · 30

tlakový rozdiel vzduchu · 57

trámové stropy · 35

trámy · 66

triedy reakcie na oheň · 11

tvrdené platne · 58

úhyb · 63

valbové strechy · 45

väznica · 45

väznicová sústava · 45

veľkoplošné materiály · 67

vertikálne konštrukcie · 31, 57, 61

vertikálne základové konštrukcie · 27

vetracie prieduchy · 61

visuté schodisko · 53

vretenová stena · 52

vretenové schodisko · 53

vŕtané piloty · 28

vybavenie automatickým uzatváracím mechanizmom · 59

vyberací otvor · 62, 63

vymetací otvor · 62, 64

výstupná čiara · 52

základové dosky · 25

základové krabice · 26

základové pásy · 24

základové pätky · 24

základové pôdy · 23, 29

základové rošty · 24

základy · 23

zaťaženie · 10

zatĺkané piloty · 28

zmiešaný konštrukčný celok · 14

zrubový konštrukčný systém · 65

železobetónové stropy · 36

ISBN 978-80-228-3350-9