Fasádní systémy I – Přehled systémů, normalizace, omítky a obklady, přizdívky a vrstvené zdivo

Vnější (též obvodové) stěny budov patří k těm rozhodujícím částem staveb, které výrazným způsobem a výraznou měrou ovlivňují prakticky všechny jejich rozhodující vlastnosti: estetickou a funkční kvalitu budovy, efektivnost jejího konstrukčního systému i kvalitu jejího vnitřního prostředí. V systémovém pojetí navrhování staveb pak tyto konstrukce plní nejen prakticky nejširší škálu dílčích funkcí účelových, plynoucích zejména z jejich umístění v „obálce“ budovy, ale výrazně se podílejí na míře optimalizace plnění funkce cílové, včetně její ekonomické efektivnosti v reálném čase po celou dobu její uvažované životnosti – tedy při hodnocení v intencích požadavků LCA/LCC trvale udržitelného stavění v čase i prostoru.

Vnější tvář obálky budov (často zjednodušeně nazývané fasádou objektu) je výsledkem historického vývoje architektury a stavebnictví, který probíhá prakticky nepřetržitě ruku v ruce s rozvojem materiálních i kulturních zdrojů lidské společnosti.

K základním „revolučním“ skokům v jinak evolučním vývoji tvorby obvodových plášťů budov došlo již dávno. Nejprve nastal přechod od masivních stěn s malými otvory ke konstrukcím obvodových stěn budov s nosným skeletem a nenosnou (vynášenou) či samonosnou výplní, schopnou většího otevření, prosvětlení apod. Zde se pak cesty v zásadě rozdvojily – na klasickou cestu „skelet + vyzdívka s okny“ a na novou technologii zásadně měnící charakter obvodového pláště – lehký obvodový plášť předvěšený, „smazávající“ nosnou strukturu obvodové stěny, v krajním případě vedoucí až k „celoskleněným fasádám“.

Pojem vnější či obvodové stěny zůstal nicméně i nadále jako archetyp zachován, takže v jiné souběžné vývojové větvi došlo k aplikacím tzv. těžkého sendviče – nejprve u stěnových systémů betonových (nejčastěji panelových), později (i u nás) u zdicích systémů z vrstveného zdiva. Zde – narozdíl od „první revoluce“ staticko-konstrukční – postupně nastupovala „druhá revoluce“ energetická, která vedla ke všeobecnému rozvoji vrstvených obvodových konstrukcí, často již i v podobě samostatných fasádních systémů, aplikovaných nejprve jako tzv. zateplovací systémy na stávající, nevyhovující konstrukce obvodových plášťů budov, později zcela promyšleně v podobě nových tepelněizolačních vnějších fasádních systémů, dnes již hromadně aplikovaných.

To si vyžádalo i zásadní změnu v přístupu k hodnocení: pro tyto fasádní systémy (navržené a hodnocené vždy jako konkrétní sestavy – v evropské normalizaci označované kits) začaly postupně na národních úrovních i na úrovni evropské vznikat speciální normativní předpisy v podobě technických norem či technických schválení (pro novější inovační výrobky dosud ne zcela pokryté národními či evropskými normami). Přechod k těmto „systémovým řešením“, zatím povětšinou jen na dílčí úrovni stavebních podsystémů, se odehrál prakticky v celé Evropě, a to i za naší aktivní účasti. Odrazil se i v evropské normalizaci – jak na úrovni CEN, tak na úrovni EOTA. Právě v oblasti obvodových plášťů budov, kde je nutno plnit ono již zmíněné velké množství rozmanitých funkcí a z nich vyplývajících požadavků, se potřeba systémových řešení projevila nejsilněji, o čemž svědčí např. i dnes dosud největší množství vydaných evropských technických schválení (ETA) právě pro tzv. kontaktní zateplovaní systémy (ETICS). Tento vývoj pokračuje dále, pokrývá dnes již široké spektrum fasádních systémů a vede postupně s aplikacemi nových materiálů a technologií až k tzv. hybridním řešením a k navrhování tzv. inteligentních fasád budov.

 

Fasádní systémy v podobě konkrétní normalizované a osvědčené sestavy (kits) se aplikují na podkladní nosnou obvodovou konstrukci, kterou je obvykle jednovrstvá zděná či betonová stěna (navržená a provedená dle příslušného eurokódu). Zde se – po dlouhých letech používání klasických vnějších omítek a obkladů – diferencovaně aplikují tzv. omítkové nebo obkladové kontaktní systémy, nebo při potřebě zlepšení tepelněizolačních vlastností obvodové stěny fasádní systémy tepelněizolační (zateplovací) – buď kompozitní (kontaktní) ve variantě monolitické (tzv. ETICS – ETAG 004, kotvy ETAG 014), nebo ve variantě montované (tzv. VETURES – ETAG 017), případně předvěšené provětrávané (obkladové) fasádní systémy (ETAG bude dokončen a odevzdán v tomto roce).

Obkladové systémy kontaktní mohou být lepené, maltované, příp. speciální (přizděné vynášené); v naší normalizaci vždy chyběl poslední případ a často byl chybně aplikován a vydáván za vnější přizdívku či vnější vrstvu vrstvené obvodové stěny. Vrstvené zdivo s uplatněním lícových zdicích prvků v exponované vnější vrstvě zděné stěny nebo přizdívky (veneer) se řídí samostatnými pravidly pro navrhování a provádění; v principu nejde o konstrukci předvěšené fasády, ale představené fasády (na základě, na vyložených stropech s úpravou proti tepelným mostům, na konzolách a/nebo na úložných prazích, obvykle podporované v úrovni každého podlaží, nejméně však v každém druhém podlaží).

Podkladem pro výše uvedené fasádní aplikace může být tzv. rámová stěnová sestava vytvořená na bázi dřeva, kovu nebo betonu (např. pro dřevěné rámové stěnové sestavy (timber frame building kits – TFBK) již platí ETAG 007, pro kovové a betonové varianty jsou ETAG před vydáním), příp. stěna prostorového stavebního dílce (rovněž zde je již ETAG hotov, před vydáním). U uvedených „objektových sestav“ je navíc nutno podotknout, že se zde jedná o tzv. building kits, tzn. že tyto sestavy zahrnují při vydání ETA kompletní konstrukce objektů v sestavách dle osvědčovaných systémových vlastností, což je v dosavadní normalizaci, ale zejména při certifikaci těchto sestav zásadní novum. V současnosti se řeší i provázanost těchto building kits nafaçade kits – např. použití ETICS (ETAG 004) na TFBK (ETAG 007) apod.

Pokud je přímým podkladem pro fasádní systém skeletová konstrukce, jsou také aplikovány velkorozměrové sestavné dílce fasádních sestav obvodového pláště na různé materiálově-technologické bázi, obvykle již se zabudovanými transparentními či translucentními částmi, a to diferencovaně u budov různého typu a použití (více podlažní a halové objekty). Zde je situace v evropské normalizaci fasádních systémů zatím nejméně jasná: jednak pro lehké obvodové pláště (LOP) platí harmonizovaná ČSN EN 13830 se souborem návazných norem požadavkových a zkušebních, jednak platí ETAG 016 (všeobecná část 1 a pro fasádní sestavy speciální část 3). Problematiku prosklených fasádních dílců řeší také ETAG 002 (3 části). A aby situace byla ještě komplikovanější, pro sendvičové kovové dílce s izolační výplní je právě ve stádiu dokončování prEN 14509 a pro sendvičové dílce (vč. obvodových) zhotovené na bázi dřeva platí ETAG 019. V některých konkrétních netypických případech dochází někdy v praxi k nejasnostem („překryvům“) ve věci použití toho kterého podkladu; mnohdy ještě volbu řídicího předpisu komplikuje možnost prvostupňové záměny s dále popsanými montovanými fasádními systémy kontaktními a/nebo předvěšenými na samostatné nosné konstrukci. Mělo by se však – a lze tak obvykle učinit – alespoň striktně rozlišovat mezi všemi uvedenými ETAG, takže diskutabilní je zatím jen jistý překryv mezi dvěma předpisy pro lehké závěsové stěny, který by vyžadoval jisté dopřesnění mezi CEN a EOTA.

Podívejme se tedy dále na některé vybrané zásady, souvislosti i problémy podrobněji. V této úvodní části seriálu jen upozorníme na některé novinky u tzv. „klasických“ fasádních úprav obvodových stěn a na nejnovější předpisy pro jejich navrhování, osvědčování a provádění.

 

Vnější omítky a/nebo obklady zděných konstrukcí, přizdívky a vrstvené zdivo

Začneme u masivních zděných stěn. U nás dlouhodobě tradiční jednovrstvé obvodové stěny byly v posledních letech inovovány z hlediska aktualizace požadavků tepelné ochrany budov tak, že dovolují ve třech základních u nás používaných materiálových variantách (lehčené pálené bloky podle ČSN EN 771-1, přesné tvárnice z lehkého betonu podle ČSN EN 771-3 z Liaporu s izolační výplní a přesné tvárnice z pórobetonu podle ČSN EN 771-4) své použití jen s ochrannou vnější omítkou, resp. u speciálních řešení využívajících přesných zdicích prvků a předepsané malty pro tenké spáry pouze se speciálními tenkovrstvými povrchovými úpravami předpřipravenými na bázi suchých směsí a dodávanými obvykle spolu se zdicími prvky. Zde se již oprávněně hovoří nejen o ucelených zdicích systémech, ale i o tzv. vnějších omítkových systémech, neboť využívají i několik přesně popsaných vzájemně návazných tenkých vrstev se speciální funkcí, jejichž předepsaná skladba a technologie provádění jsou závazné. K těmto omítkovým systémům pak náleží i četné systémové doplňky, jako např. omítkové lišty apod., pro které již také vstupují v platnost nové normové předpisy.

U všech výše uvedených variant zdicích prvků lze pochopitelně využít i speciální skladby vrstvených obvodových stěn (tzv. dutinové stěny) v různém provedení: s provětrávanou vzduchovou dutinou bez izolace, nebo při využití zdicích prvků vyšší pevnosti a nižšího tepelného odporu s vrstvou izolace, buď za provětrávanou vzduchovou dutinou nebo bez dutiny, v jádře průřezu dutinové stěny. Základní zásady, podmínky a pravidla pro navrhování jednovrstvých zděných stěn vycházejí z úrovně Eurokódu 6 (celkem 4 části, vydání všech v češtině bude ukončeno v příštím roce), pro všechny základní materiálové varianty (zdicí prvky pálené, vápenopískové dle ČSN EN 771-2, z betonu, lehkého betonu a z pórobetonu, stejně jako pro zdicí prvky z umělého kamene podle ČSN EN 771-5) jsou známa i dodatečná pravidla pro navrhování a provádění vrstvených obvodových stěn, byť u nás zatím nemají podobu normativních dokumentů navazujících na již zavedený systém evropských norem. Podstatné je zde rozlišení působení tzv. přizdívky, zejména k velmi tuhé (např. betonové) stěně nebo naopak k velmi měkké stěně (např. u dřevodomků). Zde je také podmínka dodržení minimální tloušťky přizdívky/vnější vrstvy dutinové stěny v hodnotě min. 90 mm a dalších návazných konstrukčních zásad a pravidel (bohužel, neuvedených dostatečně podrobně v Eurokódu 6). Speciální vynášené obklady z kusových staviv tloušťky obvykle 40 až 70 mm jsou zvláštním případem obkladu, s náročnými specifickými požadavky na zajištění trvanlivosti a kotvení; neřídí se pravidly pro přizdívky ani pro vrstvené stěny, které se od sebe rovněž drobně odlišují.

Lze konstatovat, že v případě zděných a smíšených konstrukcí je systém evropských norem pro zdicí prvky (řady ČSN EN 771 a ČSN EN 772), malty pro zdění (řady ČSN EN 998 a ČSN EN 1015), pomocné výrobky pro zděné konstrukce (řady ČSN EN 845 a ČSN EN 846), pro zdivo (řada ČSN EN 1052) a zděné konstrukce (Eurokód 6 – řada ČSN EN 1996), včetně ETAG 009 pro systémy tvarovek ztraceného bednění, prakticky dotvořen a k datu publikování tohoto textu již zcela platný. Přímé použití v oblasti tepelně-technických výpočtů reprezentuje ČSN EN 1745, ve vazbě na uvedené normy „zdicí“ a související sadu norem požadavkových, jejíž revize ve spolupráci s CEN/TC 89 t. č. probíhá, s očekávanými výstupy snad ještě v tomto roce – uvidíme, bude-li možno odvolat se v jejím znění na nové zkušební normy, které jsou dosud ve stádiu prEN.

Speciálně pro omítkové systémy byla navíc v rámci evropské normalizační komise CEN/TC 125 v rámci subkomise JWG5 (spolupráce s CEN/TC 39) zpracována celá řada předpisů pro vnější, ale i pro vnitřní omítky zděných konstrukcí, zhotovované na bázi různých materiálů: prEN 13914-1 a prEN 13914-2, CEN TR 15123, 15124 a 15125 a CEN TR 15225.

U nás se problematice zděných a smíšených konstrukcí komplexně věnuje pracoviště 0090-VVI TZÚS Praha, které dnes již zpracovává většinu normalizačních úkolů v rámci TNK 37 a zajišťuje smluvně celou mezinárodní spolupráci jak s CEN/TC 125, tak s CEN/TC 250/SC 6, jakož i vertikální spolupráci v rámci aktivního působení v NB SG 10. TZÚS Praha navíc, jako koordinační pracoviště všech notifikovaných osob ČR, zabezpečuje tuto koordinaci i při tvorbě Technických návodů pro certifikaci, provedl i praktická školení všech výrobců zdicích prvků k zahájení používání systému evropských norem s vysvětlením a předáním podkladů ke zpracování ITT a FPC.

Jsou tak synchronně propojena všechna tři „patra“ dané problematiky na evropské úrovni – od Eurokódů přes specifikace a zkoušení zdiva a jeho komponentů až do úrovně praktických činností výrobců a notifikovaných osob ve fázi certifikace a osvědčování shody výrobků – takto do jednoho, zatím neoficiálního „centra technické normalizace“, které navíc vykonává též výzkumnou, vývojovou a inovační činnost pro naše i zahraniční firmy a spolupracuje na řešení domácích i mezinárodních výzkumných a vývojových úkolů.

O výsledcích výzkumu, novinkách v oboru a o aktuálním stavu evropské normalizace je odborná veřejnost informována mj. na výročních celostátních konferencích Zděné a smíšené konstrukce pořádaných v dvouletém cyklu. Ta letošní se bude konat 19. 10. 2006, již tradičně v Brně, a bude věnována mj. také dnes obzvláště aktuální problematice zavádění jednotlivých částí Eurokódu 6 do soustavy našich norem a do stavební praxe.