Funkčnost a oblast použití otvorových výplní v závislosti na zatížení větrem

Jak s těmito třídami nakládat? Každá země má možnost si stanovit své národní požadavky na jednotlivé vlastnosti, tak aby to vyhovovalo příslušným klimatickým podmínkám a národním zvyklostem. To platí i pro třídy odolnosti proti zatížení větrem podle ČSN EN 12211 (pro okna a dveře zkoušené v souladu s ČSN EN 12210) - viz tabulka č. 1 - 3.

Třída pro zatížení větrem	Relativní čelní průhyb
	A	B	C
1 2 3 4 5 Exxxx	A1 A2 A3 A4 A5 AExxxx	B1 B2 B3 B4 B5 BExxxx	C1 C2 C3 C4 C5 CExxxx
Poznámka: Při klasifikaci odolnosti proti zatížení větrem se vztahuje číslice na třídu zatížení větrem - viz tabulka 1 - písmeno se vztahuje na relativní čelní průhyb, viz tabulka 2.

Tabulka 1 - Odolnost proti zatížení větrem - Klasifikace

Klasifikace se musí podle výsledků zkoušky odolnosti provádět při pozitivních a negativních zkušebních tlacích. Zkušební tlaky jsou uvedeny v tabulce 2.

Třída	P1	P2a)	P3
0 1 2 3 4 5 Exxxb)	Nezkouší se
	400 800 1200 1600 2000 xxxx	200 400 600 800 1000	600 1200 1800 2400 3000
Tento tlak se opakuje 50x. Zkušební vzorky se zatížením větrem, zkoušené pro třídu vyšší než 5, se klasifikují jako Exxxx, přičemž xxxx je skutečný zkušební tlak P1 (například 2350 atd.)

Tabulka 2 - Klasifikace zatížení větrem

Relativní čelní průhyb nejvíce deformované části rámu zkušebního vzorku, měřený podle zkušebního tlaku P 1, se klasifikuje podle tabulky 3.

Třída	Relativní čelní průhyb
A B C	<1/150 <1/200 <1/300

Tabulka 3 - Klasifikace relativního čelního průhybu

V současné době nejsou v ČR stanoveny požadavky pro použití oken podle dosažené třídy odolnosti proti zatížení větrem, průvzdušnosti a vodotěsnosti. Z tohoto důvodu se nyní v rámci TNK 60 Otvorové výplně a lehké obvodové pláště připravuje návrh národní aplikační normy ČSN 74 6076 Okna a dveře - Použití ve stavebnictví - Část 1: Technické požadavky. V připravovaném znění návrhu zatím bylo stanovení požadavků pro třídy odolnosti proti zatížení větrem (také pro průvzdušnost a vodotěsnost) vztaženo jen na výšku budov. V návrhu nebyly zohledněny větrné oblasti a kategorie terénu (viz tabulka 4), jak je uvádí ČSN EN 1991-1-4 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem.

Kategorie terénů	Typický příklad terénu
0	Moře nebo pobřezní oblasti otevřené k moři
I	Jezera nebo oblasti se zanedbatelnou vegetací a bez překážek
II	Oblast s nízkou vegetací jako je tráva a izolovanými překážkami (stromy, budovy), vzdálenými od sebe nejméně 20násobek výšky překážek
III	Oblasti rovnoměrně pokryté vegetací, pozemními stavbami nebo izolovanými překážkami, jejichž vzdálenost je maximálně 20násobek výšky překážek (jako jsou vesnice, předměstský terén, souvislý les)
IV	Oblasti, ve kterých je nejméně 15 % povrchu pokryto budovami, jejichž průměrná výška je větší než 15 m.

Tabulka 4 - Kategorie terénu podle ČSN EN 1991-1-4

Součástí ČSN EN 1991-1-4 je i národní příloha. Jednou z kapitol národní přílohy je NA.4 Mapa větrných oblastí na území ČR (národní příloha ČSN EN 1991-1-4), která definuje výchozí základní rychlost větru v_b,0 ve výšce 10 m nad zemí v terénu kategorie II s roční pravděpodobností překročení p = 0,02 (střední doba návratu 50 let). Na mapě jsou vyznačeny větrné oblasti s výchozí základní rychlostí 22,5 m/s, 25 m/s, 27,5 m/s a 30 m/s. Ve vyznačených oblastech s výchozí základní rychlostí větru v_b,0 > 30 m/s nebo ve speciálních případech umístění staveb (na vrcholcích kopců, v úzkých údolích apod.) je nutné výchozí základní rychlost větru pro konkrétní lokalitu upřesnit na základě ČHMÚ.

V rámci připomínkového řízení k rozborovému úkolu k návrhu aplikační normy (ČSN 746076) bylo proto ze strany zástupců zkušeben v TNK 60 doporučeno využít ČSN EN 1991-1-4 pro stanovení požadavků jak na třídy odolnosti proti zatížení větrem, tak i na třídy průvzdušnosti a vodotěsnosti, jak je tomu v Německu nebo Rakousku. V následujícím textu jsou proto pro informaci uvedeny rakouské a německé požadavky.

Požadavky na třídy odolnosti proti zatížení větrem v Německu, Rakousku a Slovensku

V zahraničí mají takové aplikační dokumenty pro okna a vnější dveře zpracovány nejen s ohledem na výšku budov, ale i s ohledem na umístění budov podle kategorie terénů a podle větrných oblastí se zaměřením nejen na odolnost proti zatížení větrem ale také i na průvzdušnost a vodotěsnost. Například v Rakousku je to rakouská norma ÖNORM B 5330 Fenster - Anforderungen - Ergänzungen zur ÖNORM EN 14351-1 (datum vydání 01.11.2007) nebo v Německu - Richtlinie ift Rosenheim FE-05/2. Tyto dokumenty zohledňují národní mapy větrných oblastí, kategorií terénů i výšku budov.

Na Slovensku jsou požadavky stanoveny v národní příloze STN EN 14351-1. Právě ze slovenské národní přílohy si vzal autor rozborového úkolu zaměřeného na vypracování české aplikační normy. Návrh byl až na drobné výjimky stejný jako současná slovenská národní příloha. V současné době je však snaha představitelů zkušeben na Slovensku zrušit tuto národní přílohu a vytvořit dokument, který by zohledňoval geografické polohy i půdorysné tvary objektu. Za podklad pro vypracování je doporučena rakouská norma ÖNORM B 5330 a STN EN 1991-1-4.

Požadavky ÖNORM B 5330

V normě jsou stanoveny kategorie terénů (jedná se o kategorie II, III, IV) a třídy zatížení podle maximálního účinku větru podle tabulky 6 a 7 (viz tabulka 5). Podle zjištěné třídy zatížení je pak uveden požadavek pro konkrétní vlastnosti v tabulce 8.

Příklad

Pokud je výška budovy 10 m s kategorií terénu II a rychlostí větru 24 m/s, potom pro poměr výška budovy/šířka budovy ≤ 0,5 (červeně označené) je v tabulce 7 uvedena hodnota 1,10 kN/m² - odpovídá třídě zatížení 3 podle tabulky 5 a pro poměr výška/šířka = 2,0 (zeleně označené) je v tabulce 7 uvedena hodnota 1,29 kN/m² - odpovídá třídě zatížení 4 podle tabulky 5. Tyto hodnoty se následně porovnají s požadavky v tabulce 8 a zjistí se zda výrobek vyhovuje či nikoli. Pokud je poměr výšky budovy k šířce jiný, hodnota se vypočítá extrapolací.

Na příkladu vidíme, že pokud je budova vysoká 10 m a široká 5 m, potom musí okno splňovat požadavek na třídu odolnosti proti zatížení větrem B4, třídu průvzdušnosti 4 a třídu vodotěsnosti 8A.

Pokud je budova vysoká 10 m a široká 20 m, potom musí okno splňovat požadavek na třídu odolnosti proti zatížení větrem B3, třídu průvzdušnosti 3 a třídu vodotěsnosti 7A.

	Třídy zatížení
	1	2	3	4	5
Maximální účinek větru v kN/m2	≤ 0,4	0,41 až 0,8	0,81 až 1,2	1,21 až 1,6	1,61 až 2,0

Tabulka 5 - Stanovení třídy zatížení podle maximálního účinku větru podle tabulky 6 a 7

Pokud jsou budovy vyšší než 30 metrů a v případě extrémních účinků větru se řeší požadavky individuálně v návaznosti na EN 1991-1-4 a rakouské předpisy a normy.

Tabulka 6 - Extrémní hodnoty účinku větru pro základní rychlosti větru od 17 m/s do 22 m/s v závislosti na kategorii terénu,
pro maximální výšku budovy 10 m, 20 m a 30 m, jakož i poměry h/b ≤ 0,5 a h/b = 2,0

Tabulka 7 - Extrémní hodnoty účinku větru pro základní rychlosti větru od 23 m/s do 28 m/s v závislosti na kategorii terénu,
pro maximální výšku budovy 10 m, 20 m a 30 m, jakož i poměry h/b ≤ 0,5 a h/b = 2,0

Odolnost proti zatížení větrem podle ÖNORM EN 12210	Zatížení větrem P1 v kN/m2 podle ÖNORM EN 12210	Třídy zatížení
		1	2	3	4	5		XXX
	0,4	B 1
	0,8		B 2
	1,2			B 3
	1,6				B 4
	2,0					B 5
	XXX							BE XXX
Průvzdušnost podle ÖNORM EN 12207 (Referenční průvzdušnost vztažená na plochu a délku spáry)	Zatížení větrem P1 v kN/m2 podle ÖNORM EN 12210	Třídy zatížení
		1	2	3	4	5	XXX
	0,4	1
	0,8		2
	1,2			3
	≥1,6				4	4	4
Vodotěsnost podle ÖNORM EN 12208 (nechráněná poloha)	Zatížení větrem P1 v kN/m2 podle ÖNORM EN 12210	Třídy zatížení
		1	2	3	4	5		XXX
	0,4	4 A
	0,8		5 A
	1,2			7 A
	1,6				8 A
	2,0					9 A
	XXX							EXXXA
Vodotěsnost podle ÖNORM EN 12208 (částečně chráněná poloha)	Zatížení větrem P1 v kN/m2 podle ÖNORM EN 12210	Třídy zatížení
		1	2	3	4	5		XXX
	0,4	4 B
	0,8		5 B
	≥ 1,2			7 B	7 B	7 B		7 B
Vodotěsnost podle ÖNORM EN 12208 (chráněná poloha)	Žádné požadavky
Tepelné vlastnosti	Požadavky podle krajských zákonných předpisů, popřípadě ÖNORM B 8110-1
Akustické vlastnosti	Požadavky podle krajských zákonných předpisů, popřípadě ÖNORM B 8115-2

Tabulka 8 - Všeobecné požadavky pro okna a balkónové dveře podle ÖNORM 5330

Požadavky Směrnice ift Rosenheim FE-05/2 pro okna a vnější dveře

Pro informaci jsou v následující tabulce 9 shrnuty požadavky Směrnice ift Rosenheim FE-05/2 používané v Německu.

Kritéria	okna ve středové oblasti budovy s výškou 0 - 10 m				okna ve středové oblasti budovy s výškou >10 - 18 m				okna ve středové oblasti budovy s výškou >18 - 25 m
Větrná oblast	Kategorie terénu				Kategorie terénu				Kategorie terénu
	Vnitrozemí	Pobřeží a ostrovy Baltského moře	Pobřeží severního moře	Ostrovy v Severním moři	Vnitrozemí	Pobřeží a ostrovy Baltského moře	Pobřeží severního moře	Ostrovy v Severním moři	Vnitrozemí	Pobřeží a ostrovy Baltského moře	Pobřeží severního moře	Ostrovy v Severním moři
1 (22,5 m/s)	B2-4Aa-2	x	x	x	B2-4A-3	x	x	x	B2-4A-3	x	x	x
Rychlost větru v kN/m2	0,50	x	x	x	0,65	x	x	x	0,75	x	x	x
2 (25,0 m/s)	B2-4A-2	B2-4A-2	x	x	B2-4A-3	B3-7A-3	x	x	B2-4A-3	B3-7A-3	x	x
Rychlost větru v kN/m2	0,65	0,85	x	x	0,80	1,00	x	x	0,90	1,10	x	x
3 (27,5 m/s)	B2-4A-2	B3-7A-2	x	x	B3-7A-3	B3-7A-3	x	x	B3-7A-3	B3-7A-3	x	x
Rychlost větru v kN/m2	0,80	1,05	x	x	0,95	1,20	x	x	1,10	1,30	x	x
4 (30,0 m/s)	B2-4A-2	B3-7A-2	B3-7A-2	B3-7A-3	B3-7A-3	B3-7A-3	B3-7A-3	Je nutný výpočet	B3-7A-3	B4-9A-3	B4-9A-3	Je nutnývýpočet
Rychlost větru v kN/m2	0,95	1,25	1,25	1,40	1,15	1,40	1,40		1,30	1,55	1,55

Tabulka 9 - Požadavky Směrnice ift Rosenheim FE-05/2 pro okna a vnější (vchodové) dveře

Kritéria	Vnější dveře ve středové oblasti budovy s výškou 0 - 10 m	Vnější dveře ve středové oblasti budovy s výškou >10 - 18 m		Vnější dveře ve středové oblasti budovy s výškou >18 - 25 m
Větrná oblast 1 -4	B2-3Aa-2	B2-3Aa-2	Je nutné individuální stanovení		Je nutné individuální stanovení

Tabulka 9 - Požadavky Směrnice ift Rosenheim FE-05/2 pro okna a vnější (vchodové) dveře

^a Klasifikace vodotěsnosti pro okna rozlišuje pro větrnou oblast 1, v kategorii terénu "vnitrozemí" do výšky budovy 10 m chráněnou polohu (B) a nechráněnu polohou (A). Pro vnější dveře je pro větrnou oblast 1-4, v kategorii terénu "vnitrozemí" do výšky budovy 10 m a v kategorii terénu "vnitrozemí" pro budovu výšky od 10 do 18 m rozlišení pro chráněnou polohou (B) a nechráněnou polohou (A).

Hodnoty tabulce jsou uvedeny v pořadí - třída odolnosti proti zatížení větrem/třída vodotěsnosti/třída průvzdušnosti

Výše uvedené hodnoty se vztahují jen na středovou část plochy stěny (rohové a krajní plochy jsou do 1/5 šířky budovy). Pro rohové a krajní plochy se musí hodnota rychlosti větru vynásobit 1,7. Tato hodnota (1,7) byla přijata pro nejhorší případ, kdy je předpokládána krajní oblast 1 m2 a poměr výška/šířka větší nebo rovný 5.

Pro budovy vyšší než 25 m, budovy, které nemají úhelníkový půdorys a budovy umístěné v nadmořské výšce vyšší než 800 m je nutné ověření podle DIN 1055-4.Uvedené hodnoty představují orientační hodnoty.

Ve směrnici je uvedeno porovnání s klasifikací podle původní DIN 18055:

Třída A odpovídá B2-4A-1

Třída B odpovídá B3-7A-2

Třída C odpovídá B4-9A-3.

Na následujícím obrázku 1 jsou pro informaci uvedeny větrné oblasti v Německu.

Příklad 1

Okno je osazeno do budovy v Mnichově - větrná oblast 2 (25 m/s) ve výšce 12 m. Kategorie terénu je vnitrozemí. Podle tabulky 9 se stanoví, že okno musí splňovat požadavek B2-4A-3.

Příklad 2

Okno je osazeno do budovy na ostrově Sylt - větrná oblast 4 (30 m/s) ve výšce 5 m. Kategorie terénu je ostrovy v Severním moři. Podle tabulky 9 se stanoví, že okno musí splňovat požadavek B3-7A-3.

Článek byl přednesen na odborném semináři OTVOROVÉ VÝPLNĚ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ v Hradci na podzim 2008. Přišlo tam rekordních 652 osob se seznámit s novými předpisy, které výrobu a montáž především oken a dveří ovlivní.

Autor nové, aktuálně připravované ČSN 74 6076 Okna a dveře - Použití ve stavebnictví - Část 1: Technické požadavky, Část:2 Požadavky na zabudování, Doc. Ing. Václav Hájek CSc., seznámil účastníky s aktuálním stavem přípravy této normy a jejím částečným obsahem.

O Směrnici evropského parlamentu a rady číslo 2002/91 ES a její prováděcí vyhlášce č. 148/2007 Sb., O energetické náročnosti budov hovořil Ing. Jaroslav Šafránek CSc.

Akci za odborné garance Ing. Petra Kučery CSc. z CSI a.s. Praha, již potřetí uspořádala společnost Stavokonzult.

"Letošní ročník semináře byl připraven ve spolupráci s předními českými experty, ale do programu přispěli i zahraniční autoři. Stal se tak největším mezinárodním seminárním setkáním odborné veřejnosti ve střední Evropě. Vzhledem k velmi dobrému ohlasu této akce můžeme potvrdit, že již probíhají přípravy IV. ročníku, který se uskuteční 20.-21. října 2009 opět v Hradci Králové" říká Miroslav Bezouška ze Stavokonzultu.

Více informací k uskutečněnému semináři včetně fotografií je zveřejněno na serveru www.stavokonzult.cz.