Principy osazování a zakreslování otvorových výplní – Díl 1: Okna

1. Úvod

Příklady stavebních řešení, zobrazené v „zakreslovací“ normě ČSN 01 3420 Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů stavební části z roku 2004, byly používány v době jejího vzniku. Z dnešního pohledu stavební praxe jsou předkládané ukázky neaktuální, ať už z důvodu zvyšujících se nároků na snížení energetické náročnosti budov, nebo z důvodu využívání nových technologií či současných trendů ve stavebnictví a požadavků investorů.

Zpřísněné tepelně technické požadavky se týkají zejména obvodového pláště budovy, jako například řešení soklové oblasti, řešení atiky a osazení výplní stavebních otvorů včetně řešení nadpraží s návazností na stropní konstrukci. V současnosti používaná technologická řešení, např. provádění základových konstrukcí a použití nových typů stropních konstrukcí, je nutné promítnout do stavební části projektové dokumentace tak, aby byla dokumentace srozumitelná pro všechny zúčastněné – tedy ideálně v souladu s principy kreslení dle výše zmíněné normy.

Článek se zabývá principy osazení okenních výplní v obvodových stěnách zobrazenými dle používané „zakreslovací“ normy. V článku jsou uvedeny konkrétní příklady principů osazení okenních výplní v souladu s ČSN 74 6077 Okna a vnější pláště – Požadavky na zabudování v závislosti na typu obvodové stěny a jejich správné zobrazení v půdorysech a řezech.

2. Principy osazení otvorových výplní v obvodových stěnách

Cílem správného osazení výplně otvorů je zajištění kotvení včetně umožnění dilatace, vodotěsnosti, parotěsnosti a eliminace tepelných vazeb připojovací spáry v ostění, nadpraží a parapetu. Připojovací spára je místo styku rámu výplně se stavebním otvorem a je tvořena vnějším uzávěrem, tepelněizolační výplní a vnitřním uzávěrem (obr. 1). Hlavní funkcí vnitřního uzávěru je zabránění transportu vzdušné vlhkosti z místnosti do připojovací spáry. Tepelněizolační výplň slouží k eliminaci tepelných vazeb a je chráněna vnějším uzávěrem. Vnější uzávěr musí být vodotěsný, a zároveň paropropustný, aby umožnil prostup vodní páry z připojovací spáry do exteriéru.

Optimální poloha okna je v místě nulové izotermy. Průběh nulové izotermy závisí na skladbě obvodového pláště. Ve zděném stěnovém systému (obr. 2) je okno osazováno v závislosti na typu obvodové stěny. U jednovrstvého zdiva bývá okno většinou osazováno do speciálních tvarovek v rovině navazující na tepelněizolační vrstvu (obr. 2a). U kontaktního zateplovacího systému je okno umístěno buď na vnější líc zdiva (obr. 2b) nebo se provádí předsazená montáž (obr. 2c), případně lze obvodový plášť navrhnout jako dvouplášťovou konstrukci s provětrávanou dutinou. Tepelná izolace by měla přesahovat přes okenní rám (doporučeno min. o 40 mm). U dodatečného zateplování stávajících objektů je potřeba zateplit kromě rámu i ostění (obr. 2d).

Železobetonové kombinované (nebo stěnové) systémy nelze pro bytové domy navrhnout bez tepelné izolace obvodových stěn s ohledem na požadavky Vyhlášky o energetické náročnosti budov. Tloušťka železobetonové stěny bez tepelné izolace by musela být přes 6 m, aby hodnota součinitele prostupu tepla obvodovou stěnou splňovala hodnotu doporučenou pro pasivní domy normou ČSN 73 0540-2. Používá se proto vícevrstvá konstrukce – vnější kontaktní zateplovací systém (VKZS, anglicky ETICS) nebo konstrukce dvouplášťová s provětrávanou dutinou. Při kontaktním zateplení se umisťuje výplň okenního otvoru na vnější líc nosné konstrukce – průvlaku (obr. 3a) nebo stěny (obr. 3b). Obdobně jako u zděných systémů i u železobetonových lze provést předsazenou montáž okna. I v takovémto případě musí být tepelná izolace přetažena přes rám okna.

3. Zakreslování současných řešení stavební praxe v souladu s ČSN 01 3420 v M 1:50

Dle ČSN 01 3420 se v půdorysu obrys ostění okenního otvoru zobrazuje v řezu a kreslí se velmi tlustou plnou čarou, obrys parapetů se zobrazuje v pohledu tlustou plnou čarou, výplň otvoru se kreslí schematicky (okno včetně rámů) tlustou plnou čarou (obr. 4). Typ zasklení (dvojsklo, trojsklo) se graficky v tomto měřítku M 1:50 nerozlišuje.

Ve svislém řezu se obrys nadpraží a parapetu zobrazuje v řezu a kreslí se velmi tlustou plnou čarou. Obrys ostění se zobrazuje v pohledu a kreslí se tlustou plnou čarou.

Tvar průřezu nadokenního překladu lze do půdorysu zkreslit jako sklopený průřez orientovaný ve směru pohledu na výkres – tenkou plnou čarou bez šraf, sklopený průřez se zpravidla doplňuje výškovou kótou.

V pohledu se kreslí způsob otevírání okenních křídel pomocí značky písmene „V“ – hrot značky se orientuje směrem od osy otáčení křídla – křídla otevíratelná ven z místnosti tence plně, otevíratelné dovnitř tence čárkovaně.

Rozměry a poloha oken se v půdorysu kótují:

• koordinačními rozměry, šířka okna se uvádí nad kótovací čáru a výška pod kótovací čáru, za výšku je ještě uvedena v okrouhlých závorkách výška parapetu – od úrovně nášlapné vrstvy podlahy

Rozměry a poloha oken se v svislém řezu kótují:

• kótuje se spodní hrana nadpraží, výška otvoru a výška parapetu od čisté stavební podlahy délkovou a výškovou kótou

V půdorysu a v řezu se druh konstrukce okna, úprava parapetu (vnitřní, vnější) a konstrukce překladu označí odkazem.

4. Osazení výplně okenního otvoru v jednovrstvém zdivu

Jednovrstvé stěny se realizují v jednom technologickém kroku a mají zároveň nosnou i tepelněizolační funkci. Návrh vyžaduje dobrou znalost stavebního systému a pečlivé dodržení modulové koordinace. Použití nesystémových stavebních prvků zpravidla znamená komplikace při výstavbě, ztrátu výhod systému a jeho deklarovaných vlastností, případně i riziko vzniku tepelných vazeb.

Osazení okenní výplně v jednovrstvém zdivu je doporučeno řešit systémově – v souladu s pokyny pro navrhování (a provádění) výrobce. Umístění izolace v nadpraží okna musí být řešeno v návaznosti na hlavní tepelněizolační rovinu celého objektu, tzn. tepelná izolace v nadpraží musí navazovat na umístění tepelné izolace v rámci stropní konstrukce nebo konstrukcí předsazených obvodovému plášti.

U keramického zdiva je možné navrhnout obvodové zdivo při splnění požadavku na součinitel prostupu tepla U jako jednovrstvé, např. z dutinových tvárnic dostatečné tloušťky nebo z tvárnic, které mají dutiny vyplněné tepelněizolačním materiálem. Takovýto typ zdiva bývá zpravidla vyzdíván na tepelněizolační maltu a je z vnější strany opatřen tepelněizolační omítkou. Při dodržení všech zásad pro navrhování výrobce garantuje výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla obvodovou stěnou. V takovém případě je poloha osazení okna ovlivněna tloušťkou zdiva a typem navržených překladů. Stavební systémy mají ve svém sortimentu speciální tvarovky, které jsou určeny k osazení okna. V projektové dokumentaci je nutné specifikovat navržený systém a případně i odkazem upozornit na využití těchto speciálních tvarovek.

V případě pórobetonového zdiva dostatečné tloušťky (bez ETICS) se okno osazuje do roviny tepelné izolace, která se nachází mezi dvěma překlady nebo mezi překladem a žaluziovým kastlíkem, v návaznosti na tepelněizolační obálku budovy. Tato volba ovlivňuje finální polohu okna v jednovrstvém pórobetonovém zdivu.

Na obr. 5 je zobrazen půdorys a řez oknem osazeným v obvodovém plášti tvořeným jednovrstvým keramickým zdivem. Okno je osazeno v rovině tepelné izolace umístěné mezi překlady v návaznosti na tepelnou izolaci v místě uložení stropní konstrukce. Pokud je navrženo osazení okna do speciálních tepelněizolačních tvarovek, je vhodné tyto tvarovky ve výkresové dokumentaci naznačit, příp. opatřit odkazem a položkou. Jedná se sice zpravidla o systémové řešení, ale srozumitelně a správně vypracovaná dokumentace pomáhá předchází problémům na stavbě.

Detail osazení okna v jednovrstvém zdivu je rozhodujícím detailem při návrhu objektu a při jeho realizaci je nutné se striktně řídit pokyny výrobce. Tato místa jsou u novostaveb při nedodržení pokynů k provádění, technologických postupů a kázně často zdrojem vad a poruch. Prevencí těchto poruch obzvlášť u jednovrstvého zdiva je důsledné dodržení modulové koordinace výrobků a využití systémových řešení při dodržení zásad montáže. Dojde tak mimo jiné ke snížení časové náročnosti stavby, kdy odpadá nutnost úprav rozměrů zdících prvků na stavbě. Modulová koordinace se dále projeví ve velikosti stavebních otvorů, výšky nadpraží i parapetu.

5. Osazení výplně okenního otvoru v jednoplášťové dvouvrstvé konstrukci na líc stěny

U vícevrstvé (sendvičové) konstrukce se nosná a tepelněizolační vrstva bývá realizována postupně. Použitím ETICS dochází k eliminaci tepelných vazeb. Nevýhodou jednoplášťových dvouvrstvých konstrukcí je nutnost jejich realizace ve dvou technologických krocích a to, že povrch stěn z vnější strany není mechanicky odolný.

U jednoplášťových dvouvrstvých konstrukcí bez ohledu na materiálové řešení nosné části obvodového pláště je vhodné osazení oken na vnější líc stěny, popř. lze provést předsazenou montáž oken (viz dále). Řešení osazení okna hlouběji směrem do interiéru (a dozateplení ostění) není vhodné vzhledem k používaným tloušťkám tepelných izolací (200 mm a více), neboť poloha okenní výplně nerespektuje nulovou izotermu a navíc je třeba zateplit ostění, parapet i nadpraží. Osazení okna na líc stěny též zajišťuje dostatečné osvětlení a proslunění místností. S hlubším osazením oken za rovinu tepelné izolace a dozateplením ostění se můžeme setkat při stavebních úpravách – při dodatečném zateplování stávajících objektů. V takovýchto případech je potřeba uvážit tloušťku nově navržené tepelné izolace tak, aby byly vyváženy požadavky na snížení tepelné náročnosti objektu a zároveň na zachování přirozeného světla (v případě, že nedochází k výměně oken).

Na obr. 6 je zobrazen půdorys a řez oknem osazeným v obvodovém plášti tvořeným jednoplášťovou dvouvrstvou konstrukcí, konkrétně keramickým zdivem s ETICS. Okno se nachází na vnějším líci zdiva a tepelná izolace je přetažena přes rám okna. Přetažení je provedeno souvisle jednou deskou, nelze zde připustit vznik spáry. Doplnění proužku tepelné izolace zakrývající rám okna je častou chybou, se kterou se na stavbě lze setkat. Lze zvážit přidání tepelné izolace (cca 50–70 mm) v místě uložení stropu, pokud má stropní konstrukce horší tepelně technické vlastnosti než zdivo (což zpravidla mívá). To však závisí na tepelně technickém posouzení a požadovaném energetickém standardu navrhovaného objektu. Při tloušťkách tepelných izolací, které jsou v současné době používány, nebývá doplnění izolace v rámci stropu již nutné.

6. Osazení výplně okenního otvoru v jednoplášťové dvouvrstvé konstrukci předsazenou montáží

Na obr. 7 je uveden příklad zakreslení předsazené montáže okenní výplně. U tohoto způsobu osazení oken je možné okno do stěny uchytit pouze jediným způsobem, a to pomocí kotev umístěných na vnějším líci obvodové stěny (v podobě konzol, úhelníků, hranolů). Výhodou tohoto uchycení je, že při něm nedochází k poškození okenního rámu a není bráněno dilatačním pohybu výplně při tepelném namáhání. Způsob uchycení okenního rámu pomocí kotev je obecně vhodnější i pro okna osazena na vnější líc stěny (obr. 6). Důvodem pro volbu předsazené montáže oken je zlepšení tepelně technických vlastností objektu a eliminace tepelné vazby, dále např. větší proslunění interiéru při běžně používaných tloušťkách tepelných izolací více než 250 mm u novostaveb domů v pasivním standardu.

Statický návrh kotvení a uchycení systému kotvení do stěny musí být proveden individuálně v návaznosti na velikost, resp. hmotnost okna (až v řádech nižších stovek kilogramů) a typ materiálu obvodové stěny.

7. Dodatečné zateplení stávajících objektů při stávajících oknech (stavební úpravy)

Stavební úpravy objektu pro bydlení ve většině případů zahrnují doplnění dodatečného zateplení. Je potřeba uvážit tloušťku tepelné izolace, zpravidla se dodatečné zateplení provádí v tloušťkách min. 160 mm. Tloušťku tepelné izolace je potřeba navrhnout i s ohledem na často ustoupené parapety, které se v historických domech objevují. Vzhledem k materiálu nosné části obvodového pláště je dále potřeba uvážit materiál tepelné izolace. Kamenné domy potřebují dýchat a je nutné zvolit tepelněizolační systém, který jim to umožní. Tepelněizolačně deska musí přesahovat přes rám okna, a to o tloušťku izolace nadpraží, a ostění i parapet je dozateplen proužkem tepelné izolace – nelze připustit vznik vodorovné spáry v tepelněizolační obálce v místě rámu okna (obr. 8). Na obr. 9 je uveden příklad zakreslení v případě zachování původních (historických) oken (nebo osazení oken do původní polohy), se správně navrženým zateplením v nadpraží a parapetu.

8. Zakreslení současných řešení stavební praxe v souladu s ČSN 01 3420 v M 1:20

Zpracování detailního řezu fasádou, který zachycuje vazby mezi konstrukčním řešením budovy a stavebním detailem, je zejména vhodné při řešení složitějších architektonických detailů, jako je např. speciální fasádní obklad, atypické nadpraží okna či dveří, návrh předsazené konstrukce apod. Takovýto řez je vhodné doplnit o pohled na fasádu s vysvětlením jednotlivých částí.

Detailní řez fasádou slouží také k zobrazení modulových vazeb, zejména výškových modulů zdicích prvků v návaznosti na překlady a řešení stropní konstrukce. Promyšlené navrhování a důsledné dodržení modulové koordinace má za následek výrazné snížení časové náročnosti stavby a také její finanční náročnosti. Zjednodušení celého procesu výstavby začíná již při zpracování projektové dokumentace. Projektant může při navrhování pocítit jistá omezení vyplývající z dodržení modulové koordinace, ale výhody vyplývající z jejího dodržení ocení stavba i investor. Dodržení modulové koordinace má vliv i na stavebně konstrukční řešení stavby, dodržení modulové koordinace se promítne i do správného provázání zdiva, čímž může být ovlivněna únosnost např. meziokenních pilířů. Improvizování na stavbě se nevyplácí z časového ani finančního hlediska a může jím být ovlivněna statika objektu jako celku. Důsledné uvážení modulové koordinace zdicích (a doplňkových) systémů je jednoznačně správným přístupem při navrhování zděných objektů.

Pro řez fasádou v M 1:20 platí základní pravidla pro kreslení výkresů stavební části v M 1:20 dle ČSN 01 3420 Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů stavební části, která se liší od podrobnosti zobrazení v M 1:50. Liší se i tloušťka čáry používaná pro zakreslení konstrukcí v řezu – v M 1:20 dle ČSN 01 3420 se obrysy, hrany a rozhraní konstrukcí zobrazených v řezu kreslí tlustou čarou. V uvedených ukázkách na obr. 10 a 11 byla pro lepší čitelnost obrázku ponechána velmi tlustá čára pro obrys konstrukce v řezu stejně jako se používá v M 1:50.

Hlavní rozdíly v podrobnosti výkresu řezu v M 1:20 oproti stavebnímu řezu v M 1:50:

• zobrazení skladebných rozměrů zdiva
• zobrazení skladebných rozměrů stropních dílců (panely, vložky a nosníky, filigránové desky atd.)
• schematické zobrazení rámu i křídla u výplní otvorů
• uložení okna/dveří na zdivo (PUR, tepelněizolační tvarovka, atd.) podle materiálu (plast, dřevo, hliník)
• zobrazení hlavních vrstev podlahy včetně řešení svislé dilatace a podlahové lišty
• zobrazení větší podrobnosti nadpraží okna včetně rozkreslení jednotlivých dílů překladu
• zobrazení hlavních vrstev fasádních obkladů
• zobrazení parapetního obkladu v interiéru a oplechování či obkladu exteriéru

Na obr. 10 je zachycen detailní řez fasádou (nosnou zděnou stěnou) s okenní výplní v plastovém rámu v jednoplášťové dvouvrstvé zděné konstrukci s filigránovým stropem. Jak už bylo zmíněno výše, je nutné zakreslit v dostatečné podrobnosti nejenom nosné konstrukce, ale i konstrukce kompletační, např. zakreslit a popsat sklon klempířských prvků. Dále se v řezu a pohledu zakreslují skladebné rozměry zdicích prvků, resp. výškových modulů, a to včetně skladebných rozměrů zdicích prvků (tlustě čárkovaně), které jsou v době dokončení stavby zakryty povrchovou úpravou ostění.

Na obr. 11 je zachycen detailní řez fasádou (ztužující zděnou stěnou) s okenní výplní v dřevěném rámu v jednovrstvém zdivu s filigránovým stropem. Okno je osazeno v tepelněizolační rovině objektu a navazuje na vrstvu tepelné izolace v úrovni překladu a uložení stropu. V této podrobnosti je také u jednovrstvého zdiva nezbytné myslet na zakreslení speciální tvarovky určené pro osazení okenního rámu. Ze zobrazení připojovací spáry v této podrobnosti by mělo být patrné materiálové řešení rámu a křídla okna, resp. řešení připojovací spáry. Detailní rozkreslení připojovací spáry se objevuje v měřítku větším než M 1:20, např. v podrobném detailu v M 1:5. V úrovni stropní konstrukce je nutné u jednovrstvého zdiva osadit věncovou tvárnici, čímž je dosaženo jednotného povrchu pro vnější (tepelněizolační) omítku.

9. Shrnutí

Jedním z cílů projektové dokumentace je jasně a srozumitelně znázornit navrhovaná stavební a konstrukční řešení včetně zpracování detailů. Návrh objektu musí být proveden v souladu se souborem legislativních předpisů (zákony, vyhlášky, normy) a zakreslen v souladu s pravidly kreslení stavebních konstrukcí, jejichž dodržení přispívá ke srozumitelnosti projektové dokumentace. I ta nejlépe navržená stavba, která vyhovuje všem požadavkům (tepelně technické, statické, akustické atd.), které jsou na ní kladeny, v případě nesprávného či nejasného zakreslení může způsobit nemalé komplikace nejen při samotném zpracování projektové dokumentace, resp. návaznosti na další profese, ale i při provádění stavby.

Pravidla uvedená v ČSN 01 3420 je potřeba správně aplikovat na zakreslení stavebních řešení používaných v současné stavební praxi. Zmíněná norma zobrazuje principy kreslení a předkládá pravidla zakreslování na jednoduchých příkladech. Zobrazované příklady ale nejsou vždy zcela aktuální a neodpovídají dnes používaným řešením ve stavební praxi. Netýká se to pouze řešení výplní okenních otvorů, ale dále např. i výplní dveřních otvorů, řešení základových konstrukcí a řešení nosných konstrukcí stropů a střech. Správná aplikace „zakreslovací“ normy při zpracování projektové dokumentace objektu má za následek snazší dorozumívání mezi všemi účastníky schvalovacího a realizačního procesu.

10. Literatura

1. ČSN 01 3420 Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů stavební části, (07/2004)
2. ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky, (10/2011) + Změna Z1 (04/2012)
3. ČSN 73 0005 Modulová koordinace rozměrů ve výstavbě. Základní ustanovení, (07/1990)
4. ČSN 74 6077 Okna a vnější dveře – Požadavky na zabudování, (01/2018) + Oprava 1 (01/2019)
5. Vysokoškolské e-skriptum Konstrukce pozemních staveb, 2021, FSV, ČVUT, Ingrišová, Libecajtová, Rácová, dostupné online po přihlášení https://kps.fsv.cvut.cz/index.php?lmut=cz&part=vyuka&sub=90