Funkčnost a oblast použití otvorových výplní v závislosti na zatížení větrem
V současné době se setkáváme s okny a vchodovými dveřmi, které jsou označené značkou CE a doprovázeny CE štítkem. Pokud je tedy výrobek označen štítkem CE, má uživatel informace o základních deklarovaných vlastnostech a užitných třídách výrobku.
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 |
|
|
|||
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 vb,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 vb,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.
