Že se provazují rohy při zdění u zdiva je přeci jasné každému zedníkovi. Když to tak není, tak někteří říkají, že to je „proti přírodě“. V tomto článku se podíváme na to, jak to vlastně je.

Umístění většího kamene – vazáku se dělalo odjakživa, protože zajišťovalo zpevnění rohu a přenesení sil „za roh“. Takový obvykle opracovaný větší kámen zajistil, že nevypadne ze zdi, protože zdi samotné se konstruovaly obvykle z malých zdících prvků, ať již to byl malý lomový kámen, či běžné maloformátové cihly. Nejslabším článkem konstrukce zdiva nebyly zdící prvky, ale vždy spojovací materiál – malta. Ještě ve druhé polovině 20. století absentovala kvalitní stavební chemie, takže zdicí malta byla vždy tím, co limitovalo únosnost a pevnost celé konstrukce zdiva. Stejně tak se až od konce 20. století začínají používat větší a větší zdící prvky, kde najednou zdící malta se mění v tenkovrstvou, jsou stále menší spáry a větší zdící bloky.

Že se zdící prvky musí převazovat je vcelku jasné kvůli přenášení tlakových a smykových sil.

Jak je tomu ale v rohu? Je i u moderních materiálů s minimální spárou a velkými zdicími prvky žádoucí, aby se síly přenášely „za roh“?

Možná už tušíte odpověď. Záleží na konstrukci stropů, zatížení a rozložení vnitřních sil. Každá stěna musí být staticky bezpečná a samostatně ustát zatížení, které na ní působí, ne se spoléhat na tu stěnu „za rohem“ že pomůže.

Stejně jako u každého jiného materiálu, tak také u každého druhu zdiva je potřeba v projekční fázi se podívat na dotvarování. Je naprosto běžné, že se počítá s dotvarováním ocelových, dřevěných konstrukcí. Běžně se počítají průhyby ŽB stropních konstrukcí, běžně u každého mostu vidíme uložení např. na ložisko kvůli délkovému dotvarování celého mostu. U zdiva je toto nutné posoudit také.

Aby bylo zdivo bezpečné z hlediska tvorby trhlin, nesmí docházet k délkovému dotvarování většímu než 0,2 mm/m délky zdiva. Pokud je tato hodnota mezi 0,2-0,4 mm/m zdiva, pak je vznik trhlin sporný, pokud je tato hodnota nad 0,4 mm/m zdiva, pak velmi pravděpodobně dojde ke vzniku trhlin. Nutné je početní posouzení.

Typy dotvarování

U materiálů, které mají jako své dotvarování roztažnost zabraňuje provázání rohu „vyjetí“ toho rohu ven. Jinými slovy, pokud zdivo, které se v principu snaží roztáhnout v rozích neprovážeme, pak ty rohy opravdu ven „vyjedou“.

Typickým příkladem je zdivo z pálených cihel, to je to, na co jsme všichni zvyklí a historicky je to ještě podpořené zkušeností z kamenného zdiva, u kterého „rozjíždění“ je způsobeno jak jsme již psali výše měkkou zdící maltou, která je v celé konstrukci ve velkém množství.

Co když ale máme zdivo, které se smršťuje? To je opačný příklad. Pokud takové zdivo v rozích převážeme, pak se smrštění projeví nejen na dané zdi, ale také na té „za rohem“ a to tak, že popraská.  Mezi materiály, které se smršťují patří například VPC, ale také betony – železobeton, nebo lehké betony..

Z následující tabulky vidíme hodnoty smrštění jednotlivých materiálů vidíme, že největším problémem jsou potenciálně zdící prvky z lehčených betonů, kde hrozí smrštění větší, než je bezpečné pro to, aby nevznikaly ve zdivu trhliny:

Proto například výrobci pórobetonu doporučují do parapetů pod okno vkládat výztuž, aby takové smrštění bylo eliminováno. Výrobci pálených cihel doporučují zdivo provazovat v rozích, aby bylo eliminováno roztahování zdiva. No a zároveň výrobci vápenopískových cihel doporučují tzv. „Stumpfstosstechnik“ tj. techniku tupých spojů.

To totiž pomáhá eliminovat dotvarování zdiva, které je opačné než většina běžných zedníků, ale i stavebních inženýrů v České republice zná.

Vápenopískové zdivo je velmi pevné, jedná se o křehký materiál. Zároveň je to materiál velmi přesný, který se zdí výhradně na tenkovrstvou maltu cca 3 mm. Pokud takovéto zdivo spojujeme s dalšími materiály, např. s betonem, ŽB v základech, stropních konstrukcích apod. Pak spojujeme pevné tvrdé, křehké s pružným a tam mohou vznikat další problémy. Takové zdivo nemá moc míst, kde by mohlo dotvarovat, a protože konstrukce je vždy chytřejší než je statik nebo projektant, tak si praskne tam kde je potřeba, a obvykle to bude ve spárách mezi bloky buď ve vodorovných nebo svislých.

Technika svislých spar pomáhá eliminovat toto dotvarování tím, že mimo ložnou vodorovnou zakládací maltu vytváří na konci každé stěny měkký tupý spoj, který se může v rámci celé stavby smršťovat a zdivo za „rohem“ tak nepopraská. A to je účelem.

U VPC nikdy nehrozí „vyvalení“ zdiva ven, protože se neroztahuje, na rozdíl od zdiva cihelného.

Závěr

U VPC se rohy neprovazují. Důvodem jsou fyzikální vlastnosti zdiva, které má dotvarování smrštění, což je přesný opak než většinově známe zdivo z cihel pálených. Jinými slovy, když zdivo z pálených cihel neprovážu, tak může popraskat. Naopak, pokud zdivo z VPC provážu, tak může popraskat.

Samozřejmě je nutné vzít v potaz o jakou se jedná stavbu, za návrh zdiva je kompletně zodpovědný projektant, autorizovaná osoba, který určuje jak to na stavbě má být. Může provést analýzu, výpočty a stanovit jiný způsob zdění.

Abychom byli fér, VPC lze v některých případech provazovat, ale v takovém případě je dobré mít tento postup podložený výpočtem a je nutné „vědět co dělám“. Neprovazování VPC je z pohledu možného vzniku trhlin na straně bezpečnosti.

Zodpovědnost za špatné provedení těžko nese pouhý zedník, pokud si není vědom materiálových charakteristik jednotlivého druhu zdiva. Naopak zodpovědnost nese za případné poruchy ten, kdo si je materiálových vlastností vědom a buď je ignoruje („zdivo se vždycky provazovalo, tak tady to budete provazovat taky!“, což často slýcháme i od autorizovaných inženýrů na stavbě – stavbyvedoucích, nebo stavebních dozorů), nebo materiálové vlastnosti ani nezná.  Poměrně často se samozřejmě stává, že tohle nikdo neřeší, v takovém případě je možné, že se poruchy objeví.

Obrázkové přílohy:

Použité prameny a literatura

www.kalksandstein.cz
www.zapf-daigfuss.de
www.kalksandstein.de

8.6.2023
Autor: Ing. Martin Konečný
Organizace Kalksandstein CZ s.r.o., vápenopískové cihly Zapf Daigfuss

Článek Vápenopískové zdivo, tupý spoj – převazovat či nepřevazovat? se nejdříve objevil na bezstavebnin.cz.

Jedním z nejčastějších detailů, který je třeba na stavbě řešit je pata obvodové stěny, která představuje liniový tepelný most. Důležitost tohoto detailu lze prezentovat na příkladu pasivního rodinného domu. Pokud detail neřešíme, může to znamenat přibližně o 10-15% vyšší náklady na vytápění.

Způsobů jak řešit tepelný most v patě zdiva je několik. My se podíváme na dvě systémová a nesystémová řešení pro vápenopískové zdivo.

Porovnání materiálů z hlediska ceny, tepelně izolační funkce a pevnosti

Z uvedeného srovnání může být na první pohled patrné, že z hlediska cena/výkon jasně vítězí založení první řady na plynosilikát. Toto řešení opravdu patří mezi široce užívané. Z pohledu tepelné vodivosti pak vítězí pěnosklo. Touto základní úvahou spousta projektantů i investorů končí. Systémová řešení se tak na první pohled mohou zdát drahá nebo neefektivní. Avšak zdání může klamat.

Připomeňme, že z celkové ceny domu tvoří cena cihel částku přibližně 4 %. Zakládací bloky u dvoupatrového domu tvoří znovu nějaká 2–4 % z této částky (1 nebo 2 řady). Tepelná izolace v patě zdiva je opatření, které tvoří maximálně 0,2 % nákladů z celé stavby. Z toho plynou tři závěry:

• Z hlediska potenciálních úspor za vytápění se jedná o detail, který je výhodné v rámci domu řešit. Zároveň to je také detail, který si „sám na sebe vydělává“. Pokud do tohoto detailu neinvestujeme, peníze za tepelné ztráty tímto detailem vynaložíme stejně. Takže to je pouze otázka návratnosti, jestli to bude 5–10 nebo 15 let. Důležitým faktem je, že v průběhu životnosti stavby (např. 100 let) nelze tento detail nijak sanovat ani vylepšit.
• Cenová zátěž není v porovnání s cenou celého zdiva potažmo celého domu nijak zásadní. I když je tu značný cenový rozdíl mezi jednotlivými materiály, mluvíme o maximálně desítkách tisíc korun rozdílu mezi nejlevnějším a nejdražším řešením na celou stavbu.
• V tomto kontextu se může jako významnější faktor jevit pracnost, případně potenciální problémy, které se mohou objevit v průběhu životnosti stavby. Náprava problémů v založení stavby může být velmi drahá či nevratná.

Založení první řady na plynosilikát

Jak jsme zmínili výše, založení na plynosilikát je bezpochyby nejlevnější a z pohledu tepelně izolačních vlastností se jedná o řešení, které pro investora na první pohled poskytuje „spoustu muziky za málo peněz“. Avšak je tu i celá řada problémů, které nejsou na první pohled patrné. Pojďme si je popsat.

Realizační fáze domu

Tepelně izolační tvárnice leží na vrstvě zakládací malty přímo na základové desce. V průběhu realizace výstavby jsou proto tyto tvárnice nejvíce vystaveny vlivům počasí. Pokud nám naprší na desku, plynosilikát tuto vodu nasákne jako houba. Problém tkví v uzavřené porovité struktuře zakládací tvárnice. Voda, která se do porobetonové tvárnice dostane se následně velmi obtížně dostává ven. A samozřejmě čím více vody je obsaženo uvnitř zakládací tvárnice, tím horší plní tepelně izolační funkci.

Z tvárnice je položena na hydroizolaci a v kontaktu s tepelnou izolací, přičemž v této pozici se nachází i rosný bod. Vysychání je tak prakticky nemožné. Vlhkost může jít jen jedinou cestou, nahoru a skrz omítku. V novém domě se tak mohou objevit fleky jako na starém mokrém zdivu.

Z tohoto důvodu je doporučeno tvárnice v realizační fázi chránit do určité výšky hydroizolačním páskem. Což je vidět i na detailu centra pasivního domu. Pracnost a cenu tohoto opatření je nutné samozřejmě připočíst plynosilikátu k ceně.

Provozní fáze domu

Tím problémy bohužel nekončí. Bavíme se sice o detailu paty obvodové stěny, nicméně pokud projektant navrhne řešení v podobě zakládací tvárnice z plynosilikátu, většinou je kvůli výškovému modulu nutné použít stejné řešení na paty všech zdí v kontaktu se základovou deskou – tedy i vnitřní nosné zdi a příčky.

Za největší problém v provozní fázi domu považujeme vznik akustických mostů. Zakládáme na cihlu, která má stavební neprůzvučnost např. o 9 dB nižší, než vápenopískové zdivo. Vzhledem k tomu, že intenzita zvuku podléhá logaritmické stupnici, znamená rozdíl 3 dB dvojnásobný vnímaný hluk za stěnou. Rozdíl 9 dB má tedy 2³=8x horší akustické vlastnosti oproti příčce vápenopískové a to už je opravdu znát. Detaily a provední na koncích stěn mají z hlediska akustiky zcela zásadní vliv. Pokud tedy investor volil VPC z akustických důvodů, zakládací řadou z plynosilikátu tak z hlediska akustiky má příčku kvality pouze porobetonu, tj. cca 8x horší při tl. 115 mm.

Dalším problémem může být nutnost dvojího založení první řady z důvodu nedostatečné rovnosti podkladu. Zakládáme tak zakládací a následně první řadu. Případně je nutné plynosilikátové tvárnice zbrousit, což má opět zásadní vliv na pracnost a tedy i cenu výsledného řešení.

Pak je tu ještě několik podružnějších problémů, které u RD nehrají většinou zásadní roli, ale je potřeba je zmínit.

• Požární odolnost je třeba posuzovat na plynosilikát.
• Degradace pevnosti v tlaku na úroveň plynosilikátu. I přes to někteří projektanti neváhají navrhnout založení na plynosilikátovou tvárnici a následně v projektu vyžadovat maximální pevnost vápenopískového zdiva nad základovou tvárnicí. Tento nesmysl stojí investora nemalé peníze.
• Plynosilikát může být širší než vápenopískové zdivo nad ním. V takovém případě vzniká v napojení roh a dva kouty. Případně nutnost dalšího broušení nebo řezání na stejnou šířku, problémy jsou s napojením podlahových konstrukcí. U pasivních domů dochází ke zhoršení vzduchotěsné vrstvy jejím dvojitým zalomením, což je trvalý náklad v průběhu provozu domu navíc, stejně tak je navýšená pracnost i materiálová náročnost pro bezpečné a vzduchotěsné napojování hydroizolace atd..

Z našeho pohledu je zakládací tvárnice z plynosilikátu řešením, které vypadá dobře na papíře. Je levné a má při své ceně velmi dobré tepelně technické parametry. 

V praxi však může přinést celou řadu problémů, zejména v podobě vlhkosti zdiva a zhoršené akustiky. O těchto problémech však investor, který řeší v prvé řadě cenu většinou nepřemýšlí. V praxi roste cena vlivem pracnosti a s vyšší vlhkostí dochází ke ztrátě tepelně izolační funkce.

Založení první řady na pěnosklo

O něco dražším nesystémovým řešením je založení na desky z pěnoskla vyztužené bitumenovou vrstvou, které jsou na rozdíl od plynosilikátu nenasákavé a dobře tepelně izolují, mají však poměrně nízkou únosnost a proto je nutné je staticky posoudit. Pěnosklo by nemělo být namáháno bodově ani na smyk. Obvykle je možné realizovat takto pouze přízemní RD, zatížení druhým nadzemním podlažím již většinou nevyhoví únosnosti pěnoskla.

Pěnosklo je na rozdíl od plynosilikátu nenasákavé a požárně odolné. Avšak I zde platí, že je nutné posoudit rovinatost pro založení první řady vápenopískového zdiva (zejména v oblasti pilířů) a stejně tak je nutné počítat se ztrátou akustického komfortu. 

Tepelně izolační funkce je v přímém rozporu s funkcí statickou/akustickou. Každá stavba je o kompromisech i o požadavcích investora. Pěnosklo je však jistě vhodné do míst, kde je prioritním požadavkem investora tepelně izolační funkce.

Založení první řady na KS-ISO-Kimmsteine®

KS-ISO-Kimmsteine je speciální vápenopískový blok s příměsí lehčeného kameniva, u kterého jsou zachovány všechny vlastnosti vápenopískového zdiva a na minimální možnou míru je stlačená tepelná vodivost.

Zakládací tvárnice KS-ISO-Kimmsteine je řešení, které je především na straně bezpečnosti z hlediska statiky, požární odolnosti a akustiky, přičemž tepelně izolační vlastnosti jsou stlačené na minimum toho, co umožňují fyzikální zákony. Na druhou stranu, lze škrtnout v zásadě všechny problémy na straně plynosilikátu/pěnoskla, zejména ty v podobě akustiky, vlhkosti a únosnosti v tlaku. Materiál je nenasákavý a zároveň je vhodný i pro založení bytového domu nad 4 podlaží. Samozřejmě je tu i nízká pracnost, přesnost bloků a odpovídající modulové rozměry.

Při založení lze volit v závislosti na konstrukční výšce a požadavcích jednu nebo dvě řady. Rozdíl je pak pouze v době finanční návratnosti tohoto opatření.

Založení první řady na Schöck Novomur

Jedná se o tvarovku, která je kombinací tepelné izolace a betonového nosného jádra. Tvarovka je nenasákavá a podobně jako u KS-ISO-Kimmsteine se nemění její vlastnosti vlivem vlhkosti. Lze se setkat i s provedením Novomur Light, kde je únosnost v tlaku snížena na 6Mpa a lambda je na úrovni 0,189, tedy téměř dvakrát nižší.

Nevýhodou tohoto řešení je poměrně vysoká cena, v podstatě na úrovni desek z pěnoskla.

Závěr – vyhodnocení

V úvodní kalkulaci jsme zkusili napodobit myšlení investora a zabývali se jen prvními třemi řádky tabulky. Materiály je však nutné vidět v širším kontextu. Z našeho pohledu má každá varianta své opodstatnění, mimo založení na porobeton, který kromě ceny nepřináší žádné další výhody.

Při řešení tohoto detailu není možné vycházet pouze z ceny materiálu, případně jen tepelné vodivosti, ale je nutné zhodnotit celý komplex vlastností jak materiálu, tak způsobu provádění detailu, protože jde o celkový výsledek. 

Jednotlivé vlastnosti jsou bohužel z principu fyzikálních zákonů protichůdné a ukazuje se, že systémové řešení je ve finále lepší vždy než řešení nesystémové, nebo na stavbě vytvářené. Takové nesystémové řešení nemusí zaručit bezproblémovou životnost a všechny ostatní Stavebním zákonem požadované vlastnosti. Za návrh konstrukcí je vždy zodpovědný projektant a je potřeba mít na paměti, že se jedná o detail – místo stavby, které nelze v průběhu životnosti domu nijak sanovat, nebo vylepšit a kvalita řešení tohoto detailu je od projektu do konce životnosti dána.

Použité prameny a literatura

www.kalksandstein.cz
www.zapf-daigfuss.de
www.ks-iso-kimmstein.de
www.kalksandstein.de

28.10.2021
Autor: Ing. arch. Lukáš Dudek
Organizace Kalksandstein CZ s.r.o., vápenopískové cihly Zapf Daigfuss

Článek Pata vápenopískového zdiva – systémové a nesystémové řešení se nejdříve objevil na bezstavebnin.cz.