Jsou současné zdicí systémy prvkem pro nosné konstrukce?

V uplynulých třiceti letech došlo k výraznému rozvoji zdiva jako stavebního materiálu či zdicích prvků a k posunu v technologii výstavby zděných pozemních staveb. Jako nové technologie vyzdívání jsou používány zdicí prvky s významně většími rozměry a účelovými otvory. Spojují se často jen mechanickými zámky. Používají se nové druhy malt, včetně tenkovrstvých, nahrazených i zdicí pěnou a lepidlem, pokud je tedy možno tyto posledně jmenované materiály ještě považovat za maltu ve smyslu platných standardů.

Výrobci pálených cihel zavedli do svých katalogů řadu doporučených „vzorových“ detailů a technických řešení zděných konstrukcí pro používání jimi dodávaných systémů. Tato řešení jsou dnes běžně používána v projekci i na stavbě. Nákresy jsou obecně považovány za vzorová a vhodná řešení, velmi často proto nahrazují detaily v projektové dokumentaci. Důraz je kladen především na tepelněizolační a akustické požadavky, ale bohužel v některých případech na úkor statického řešení, tedy reálného mechanického působení zdiva, spolehlivosti a následně i řádného chování celé nosné konstrukce.

ČKAIT vyvolala jednání o problematické spolehlivosti zdicích prvků

Ve stávajících katalozích výrobků jsou často prezentovány zmíněné detaily a řešení, které jsou z pohledu spolehlivosti značně problematické. Toto je důvod, proč Komora (ČKAIT) z podnětu profesního aktivu oborů Statika a dynamika staveb, Mosty a inženýrské konstrukce a Zkoušení a diagnostika staveb (dále jen „PA Statika“) inicializovala jednání s výrobci pálených děrovaných cihelných bloků typu THERM.

Úvodní setkání se konalo v Praze 26. dubna 2023. V Brně se pak 29. června 2023 konalo druhé setkání členů PA Statika s významnými výrobci právě pálených děrovaných zdicích systémů, firmami Wienerberger a HELUZ. Za PA Statika se příprav a jednání zúčastnili Ing. Luděk Vejvara, Ph.D., Ing. Daniel Lemák, Ph.D. a Ing. Václav Honzík. Kromě členů aktivu a výrobců se jednání zúčastnili za ČKAIT prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA a prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., člen autorizační rady za obor Statika a dynamika staveb, a především doc. Ing. Jaromír Klouda, CSc., předseda technické normalizační komise TNK 37 Zděné konstrukce.

Diskuze o limitech používání zdiva s výrobci se obecně ubírala dvěma základními směry:

• První směr diskuze se zaměřil na zjednodušené, místy až zneužívané metody navrhování zdiva, které jsou prezentovány v katalozích výrobců. Byly projednávány především limity použití těchto zjednodušených metod.
• Druhý směr diskuze řešil místa diskontinuit, která jsou právě součástí „problematických“ detailů prezentovaných v katalozích výrobců. Oblastmi diskontinuit je myšleno například uložení zdiva na sokl, uložení stropu na zdivo, ale i provázání zdiva v rozích a napojení stěn.

Výrobci konstatovali a docent Klouda potvrdil, že výrobci tyto detaily řádně ověřují. Sestavy z cihel výrobci nechávají na vlastní finanční náklady testovat ve zkušebnách, avšak výsledky těchto zkoušek nechtějí dále prezentovat, neboť jsou jejich duševním vlastnictvím.

Podle názoru docenta Kloudy není věcí výrobce dávat projektantům-statikům návod, jak nově vzniklé detaily řádně navrhovat, resp. jak je staticky posuzovat. I když výrobci ve svých katalozích vzorové příklady prezentují a stavbaři a architekti je rádi používají, jde vždy riziko z návrhu těchto detailů pouze na vrub statika stavby.

Názor přítomných členů Komory se s tímto názorem rozchází. Komora má v takto specifických případech své členy chránit. Souhlasili s tím, že sice nelze přejímat v detailech naznačené řešení, ale zároveň upozornili na to, že statik nemá dostatečné informace a podklady k „spolehlivé analýze“ těchto výrobků. Problematika nově používaných (a dále specifikovaných) detailů vzhledem k charakteru používaných skořepinových a velmi křehkých cihelných prvků je velmi náročná a není možné ji jednoduše kvantifikovat. Nejedná se o plné nebo homogenní materiály, které by byly analyzovatelné běžnými nebo zjednodušenými přístupy a nástroji bez dalších informací, které zjevně mají k dispozici jen výrobci. Vliv těchto detailů na celkové chování zdiva a případné poruchy je velmi významný a zohlednit ho při posouzení je nezbytné.

100% multifunkčnost cihelných bloků je obtížně dosažitelná

Z výsledků jednání vzešly i další důležité informace, stanoviska a závěry. Nově řešené systémy, které využívají multifunkční cihelné bloky, musí splňovat kromě základních statických nároků i významné požadavky na tepelnou prostupnost, akustiku, požární odolnost atd. Navíc se přistoupilo k významnému zjednodušení při spojování kusového zdiva akceptací lepidel a pěn, a tím i k minimalizaci vodorovných ložných spár a nemaltových spár styčných, tj. svislých. To na jedné straně zjednodušuje technologii vyzdívání, ale na druhou stranu významně snižuje únosnost zdiva, jeho přetvárné účinky a schopnost roznosu zatížení. Z toho pak plyne omezená využitelnost těchto „nových“ systémů ze „statického“ hlediska a je nutné na ně nahlížet jako na prvky s nižším namáháním.

Z hlediska výrobců je však obtížné plnit všechna vyžádaná kritéria. To ostatně naznačují i dostupné statické charakteristiky. Zřejmou je omezená využitelnost nových multifunkčních zdicích systémů pro všechny zděné nosné konstrukce. Užití je vhodné například u jednoduchých budov, zejména rodinných domů a obdobných nesložitých anebo drobných staveb. V tomto směru zavládl mezi zúčastněnými konsensus.

Katalogy výrobců budou doplněny informacemi o vhodném užití

Bylo dohodnuto, že o tuto informaci budou rozšířeny na příslušných místech i nové katalogy výrobců, které upozorní projektanty na doporučenou použitelnost daného systému. Tím je míněno, že určité druhy cihel budou přednostně určeny pro málo namáhané (nízkopodlažní) objekty, jako jsou jednoduché rodinné domy, stavby pro rekreaci nebo malé bytové či ubytovací objekty.

Všichni přítomní se shodli na tom, že by bylo vhodné mít k dispozici publikaci, která by ukazovala řešení určitých typů zděných staveb a použití vhodných zdicích prvků. Zástupci PA Statika poukázali na to, že je třeba rozlišovat mezi návrhy pro jednopodlažní domy s netuhou střešní konstrukcí, nízkopodlažní zástavbou s druhým nebo třetím podlažím, většinou řešeným jako podkroví, a vyššími nebo vícepodlažními objekty. Zároveň jsou zde stále nejméně dva základní typy obvodových stěn, a to jednovrstvé z tepelněizolačních cihel a sendvičové s nosným zdivem doplněným vnější izolací. Cihly jsou spojovány jen v ložné, tj. vodorovné spáře, a to z hlediska normy Eurokód 6 tenkovrstvou maltou nebo maltou obyčejnou, popř. tepelněizolační. Hodnoty charakteristické pevnosti zdiva v tlaku jsou vypočteny podle normy nebo převzaty z normativní tabulky. Pro jiný spojovací prostředek, například pěnu, musí projektant vycházet z údajů výrobců. Podle jejich sdělení existuje velké množství zkoušek s různými typy malt a spojovacích materiálů. Na základě výsledků těchto zkoušek byly udány hodnoty charakteristické pevnosti zdiva v tlaku pro jednotlivé typy zdicích prvků a spojení ve spáře.

Výrobci často neuvádí významné charakteristiky zdiva pro globální analýzu

Výrobci byli upozorněni, že přes výše uvedené chybí v katalozích některé významné charakteristiky zdiva pro globální analýzu. Globální analýza je trend současnosti i vzhledem k prosazovanému BIMu ve stavebnictví. Z podstatných charakteristik chybí například modul pružnosti ve smyku. Ten je potřeba i například v případě posouzení chování objektu při seismickém zatížení. Dalšími požadovanými charakteristikami, které by výrobce měl ke každému novému typu zdiva dodat, jsou maximální deformace (přetvoření) konstrukcí vynášejících zděné konstrukce (stropy, základy apod.). Důležité jsou i maximální přípustné délky dilatačních celků, a to především kvůli využití lepidel a pěn, které normy v tomto směru neřeší.

Problém prohloubí širší překrývaní oborů autorizací

Je třeba si uvědomit, že dle změny autorizačního zákona se „statické části projektů“ budou moci věnovat i inženýři s oborem autorizace Pozemní stavby, u kterých nelze vždy očekávat odpovídající erudici. Všechny prezentované problémy pak mohou vést k nesprávnému nebo nedůslednému uvažování o statickém působení zdiva při jeho použití. Proto je zapotřebí jasné úpravy a metodiky pro navrhování zděných konstrukcí, podpořené správně fungujícími detaily, včetně styku stěna-strop, stěna-sokl atd. Docent Klouda uvedl, že s tímto systémovým detailem má problémy celá evropská komise CEN TC 250/ SC 6. Před několika dny to při souhrnné prezentaci všech druhů Eurokódů na DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) uvedl v Berlíně i jeho předseda. Ani vydáním 2. generace Eurokódu 6 se problém neuzavírá, ale pokračuje dále.

Diskuze bude pokračovat i nadále

Závěrem jednání byla dohoda mezi členy PA Statika a výrobci, že budou pokračovat v nastolené diskuzi, jejímž cílem by ze strany výrobců mělo být stanovení limitů využitelnosti jednotlivých nových materiálů a prezentovaných detailů a upozornění na omezení v použití v nově připravovaných katalozích. Ze strany PA Statika byly výrobcům předány problematické detaily i s popisem. Dále byl dohodnut systém následné edukační činnosti, a to jak k připravované 2. generaci norem na zdivo, tak i k výše popsaným problematickým specifikům. Problematická specifika výrobci upřesnili na konferenci Statika staveb 2023 v Plzni, která se konala 6. a 7. září 2023.

Ing. Daniel Lemák, Ph.D.oblast ČKAIT Olomouc, místopředseda PA Statika
Ing. Luděk Vejvara, Ph.D.předseda oblasti ČKAIT Plzeň, člen PA Statika a TNK 37

zdroj: https://zpravy.ckait.cz/nove/jsou-soucasne-zdici-systemy-prvkem-pro-nosne-konstrukce/