späť na obsah časopisu

V súčasnosti sme svedkami intenzívnej výstavby výškových budov s obvodovými stenami vo forme montovaných ľahkých obvodových plášťov či transparentných fasád. S výškou budovy rastie aj rýchlosť vetra, a teda i zaťaženie obvodových stien komplexnými účinkami dažďa hnaného vetrom.

 

prof. Ing. Boris Bielek, PhD.

Mgr. Daniel Szabó

Stavebná fakulta STU v Bratislave

Ing. Milan Lavrinčík, INGSTEEL

 

Foto: archív autorov

 

 

Ak je obvodová stena zaťažená na vonkajšom povrchu vodou (napr. od dažďa hnaného vetrom) a ak je súčasne zaťažená silou spôsobujúcou pohyb vody smerom k suchému – interiérovému povrchu, vytvárajú sa podmienky na penetráciu vody v obvodovej stene. Medzi sily spôsobujúce penetráciu vody obalovými konštrukciami budov patrí (obr. č. 1):

-   kapilárne nasávanie,

-   tlakový rozdiel vzduchu,

-   gravitácia,

-   kinetická energia dažďových kvapiek,

-   vzduchové prúdy vetra.

 

 Obr. č. 1. Sily spôsobujúce penetráciu vody konštrukciou obvodovej steny

 

Ak zanedbáme prienik dažďovej vody cez narušené či defektné fragmenty obalových konštrukcií budov (trhliny v betónových či železobetónových obvodových stenách, trhliny v omietkových vrstvách pórobetónových stien a pod.), môžeme penetráciu dažďovej vody obmedziť na styky (medzi prefabrikovanými dielcami panelových stavieb, dielcami ľahkých fasád budov, nepriehľadnými a transparentnými časťami obvodových stien a pod.) či funkčné škáry (medzi okenným rámom a krídlom okna) v obalových konštrukciách budov.

V správnej, teoreticky zdôvodnenej konštrukčnej tvorbe detailu styku v obalových konštrukciách budov sa účinok dažďa a účinok vetra musia eliminovať oddelene. Táto zásada vedie k obvodovým stenám a ich stykom s dvoma štádiami tesnenia. Pri stykoch s dvoma štádiami tesnenia ich vonkajšia zóna svojím zdôvodneným tvarovaním eliminuje účinok dažďa hnaného vetrom a vytvára dažďovú prekážku styku a až za vhodne dimenzovanou dažďovou prekážkou sa v strednej zóne styku nachádza dimenzovaný a vhodne kompresovaný tesniaci profil vetrovej prekážky. Teoreticko-experimentálne zdôvodnenú konštrukčnú tvorbu stykov ľahkého obvodového plášťa koncipovaného v súlade s modernou teóriou hydrodynamiky budov v koncepcii dvoch štádií tesnenia dokumentuje obr. č. 2.

 

 Obr. č. 2. 	Styky v konštrukcii ľahkého obvodového plášťa – elementovej transparentnej zavesenej fasády systému Schüco série USC 65 koncipované v súlade s modernou teóriou hydrodynamiky budov v koncepcii dvoch štádií tesnenia 1 – prekrytie vstupu do styku, 2 – dekompresná dutina, 3 – uzáver dekompresnej dutiny, 4 – dimenzovaná vetrová prekážka, 5 – systém dažďovej prekážky

Obr. č. 2.        Styky v konštrukcii ľahkého obvodového plášťa – elementovej transparentnej zavesenej fasády systému Schüco série USC 65 koncipované v súlade s modernou teóriou hydrodynamiky budov v koncepcii dvoch štádií tesnenia

1 – prekrytie vstupu do styku, 2 – dekompresná dutina, 3 – uzáver dekompresnej dutiny, 4 – dimenzovaná vetrová prekážka, 5 – systém dažďovej prekážky

 

Za dažďovú prekážku vertikálneho styku pokladáme nielen prvok prekrývajúci styk, ale aj vnútorný priestor za ním, ktorého funkciou je:

-   v spojení so vzduchom vonkajšej klímy eliminovať tlakový rozdiel medzi vzduchom vonkajšej klímy a vnútorným priestorom dažďovej prekážky,

-   zabezpečiť transport malého množstva vody, ktorá sa inými účinkami pohybu vody dostala za prekrytie styku do vnútorného priestoru dažďovej prekážky styku a jej odvod do vonkajšieho prostredia.

Vnútorný priestor dažďovej prekážky styku v súlade s jeho funkciou nazývame dekompresným priestorom alebo dekompresnou dutinou styku.

Systém dažďovej prekážky je základným dimenzovaným konštrukčným prvkom styku. Jeho dimenzovanie je založené na modernej teórii hydrodynamiky budov, ktorá vďaka zásadám teoreticko-experimentálne zdôvodnenej konštrukčnej tvorby stykov medzi dielcami obvodových stien eliminuje silu kapilárneho nasávania, silu tlakového rozdielu vzduchu, silu gravitácie, silu kinetickej energie dažďových kvapiek a na kritickej sile vzduchových prúdov vetra rozvíja teóriu dimenzovania stykov.

Druhým základným dimenzovaným konštrukčným prvkom stykov medzi dielcami obvodových stien je vetrová prekážka (vzduchové tesnenie) styku, ktorá výraznou mierou ovplyvňuje filtráciu vzduchu stykom (z účinku vetra a tlakového rozdielu vzduchu), a tým nepriamo ovplyvňuje aj jeho vodotesnosť.

Cieľom aplikácie modernej teórie hydrodynamiky budov v konštrukčnej tvorbe stykov či škár v obalových konštrukciách budov je zabezpečiť kritérium vodnej nepriepustnosti styku. Predmetné kritérium hovorí, že dažďová voda z komplexných účinkov dažďa hnaného vetrom nesmie zasiahnuť vetrovú prekážku styku (vzduchové tesnenie) alebo musí byť vetrová prekážka styku situovaná za správne dimenzovanou dažďovou prekážkou styku.

Laboratórne experimentálne testovanie vodnej nepriepustnosti prvkov obalových konštrukcií budov a ich stykov sa realizuje v súlade s STN EN 1027:2002 v zariadeniach dažďových komôr. Na Stavebnej fakulte STU v Bratislave je situovaná nová integrovaná tlaková a dažďová komora, ktorá slúži na experimentálny výskum obecného javu filtrácie vzduchu a penetrácie vody detailmi, dielcami a sústavami obalových konštrukcií budov.

Vodotesnosť je schopnosť uzavretej skúšobnej vzorky (napr. okna) odolávať prieniku vody pri zaťažení do určitého skúšobného tlaku pmax (Pa), ktorý nazývame medza vodotesnosti. Prienik (penetrácia) vody je zvlhčenie vnútorného povrchu skúšobnej vzorky. Vodotesnosť skúšobnej vzorky sa vyhodnocuje a klasifikuje triedami vodotesnosti v súlade s STN EN 12208:2001. Pohľad na experimentálne vyšetrované okno z hľadiska vodotesnosti v integrovanej veľkej tlakovej a dažďovej komore dokumentuje obr. č. 3.

 

 

Obr. č. 3.Pohľad na merané okno osadené v maskovacom paneli veľkej tlakovej a dažďovej komory počas skúšky vodotesnosti

 

Vzhľadom na skutočnosť, že kvalitu a funkčné vlastnosti hotovej fasády výraznou mierou ovplyvňuje technológia montáže a pracovná disciplína pri jej realizácii, nemusí byť úspešné otestovanie fasády a jej komponentov v dažďovej komore zárukou vodotesnosti realizovanej fasády. Z uvedeného dôvodu môžu investori preveriť hotovú fasádu z hľadiska jej hydrodynamickej bezpečnosti a spoľahlivosti funkčnou skúškou.

Normový predpis STN EN 13051 Závesné steny. Vodotesnosť. Skúška na mieste umožňuje testovať vodnú nepriepustnosť ľahkých transparentných fasád aj na realizovanej fasáde metódou in situ. Podstatou skúšky je zaťaženie fasády konštantným a stanoveným množstvom vody, ktorá vytvorí na jej vonkajšom povrchu vodný film s cieľom stanovenia času, kedy sa zistí prienik vody na jej vnútornom povrchu. Skúšobné zariadenie na postrek fasády vodou, pozostávajúce zo sústavy dýz uložených v jednej línii vo vzájomnej vzdialenosti menšej ako 400 mm, sa umiestni vo vzdialenosti 250 mm od vonkajšieho povrchu fasády v hornej úrovni skúšanej plochy. Fasáda sa 30 minút postrekuje skúšobným zariadením konštantným prietokom vody 5 l na bežný meter postrekovacieho zariadenia pod tlakom 2 až 3 bary a pozoruje sa, či voda prenikla na jej vnútorný povrch.

Predmetná skúška sa môže ešte doplniť vytvorením tlakového rozdielu vzduchu medzi exteriérom a interiérom testovanej fasády tak, že na jej vnútornom povrchu sa pomocou vzduchonepriepustnej fólie vytvorí vzduchotesná komora, z ktorej sa ventilátorom odsáva vzduch, čím sa vytvoria požadované skúšobné tlakové rozdiely vzduchu podľa EN 12155.

Katedra konštrukcií pozemných stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave disponuje funkčným technologickým zariadením na vykonanie predmetnej skúšky vodotesnosti fasády metódou in situ.

 

Článok dočítate v aktuálnom čísle časopisu Eurostav


Autor
prof. Ing. Boris Bielek, PhD. Mgr. Daniel Szabó, Ing. Milan Lavrinčík
Digitalizované ukážky časopisov
E-shop eurostav
Archbooks
YTONG