Atypická řešení přerušení tepelných mostů a vazeb

Tepelné mosty a vazby jsou lokální oblasti stavebních konstrukcí, ve kterých dochází ke zvýšeným ztrátám tepla, resp. k rychlejšímu průniku tepla z prostředí vnitřního do prostředí venkovního ve srovnání s jinými místy dané stavby či konstrukce. Tepelné mosty se v konstrukci pravidelně opakují a jsou její součástí (např. krokve v šikmé zateplené střeše), zatímco tepelné vazby jsou styky rovinných konstrukcí (např. stěny a podlahy). Pro tepelné mosty a vazby jsou charakteristické nižší povrchové teploty a riziko tvorby kondenzátu a plísní. Projevují se povrchem chladnějším v interiéru, a naopak teplejším v exteriéru oproti sousedním konstrukcím, lze je tedy snadno odhalit termokamerou. Tepelné mosty a vazby se hodnotí pomocí teplotního faktoru vnitřního povrchu f_Rsi, který vychází z povrchové teploty na teplé straně konstrukce a představuje míru rizika pro tvorbu kondenzátu a plísní. Tepelné vazby se navíc hodnotí i pomocí činitelů prostupu tepla ψ a χ jako charakteristických ukazatelů energetických ztrát.

Tepelné mosty a vazby lze rozdělit do několika kategorií:

Klasickým typem železobetonové konstrukce, u které dochází ke vzniku tepelných mostů, jsou vykonzolované části objektu. Dalšími místy mohou být nevhodně řešené nadokenní překlady, železobetonové věnce či místa kotvení fasád.

Pro řešení tepelných mostů a vazeb existuje na našem trhu celá řada standardních prvků.

Na následujících případech jsou demonstrovány možné úpravy zmíněných standardních prvků pro použití v atypických konstrukcích.

V případě atypických detailů je vždy vhodné kontaktovat dodavatele prvků pro přerušení tepelných mostů a zkonzultovat s ním možná řešení. Mnohdy to pak vede k zjednodušení a zefektivnění výstavby, resp. lze se tak vyhnout zbytečnému navyšování nákladů. Stejně tak je v případě potřeby možné navrhnout zcela nový prvek, který odráží složité poměry konstrukce.

U nové budovy ČSOB v Praze-Radlicích byly vnější fasádní římsy navazující na stropní konstrukce jednotlivých pater provedeny jako prefabrikáty, jež byly následně kamenicky opracovány.

Bylo přitom potřeba vyřešit jejich dostatečně únosné napojení na stropní konstrukci tak, aby došlo k zamezení tepelných mostů. Ve snaze současně redukovat počet kotevních bodů a snížit staveništní pracnost byly navrženy speciální prvky pro vynesení konzol podkonstrukce říms. Použity byly klasické Isokorby model T s tepelnou izolací tloušťky 80 mm, s momentovou únosností cca –86,7 kNm a smykovou únosností +154,5 kN. Aby bylo možné tyto prvky integrovat do omezeného prostoru stropní konstrukce, bylo je třeba výškově i délkově upravit. Za tímto účelem byla využita poměrně běžná úprava zkroužením kotevních prutů, která umožnila provést konstrukci bez zásadního dopadu na vnitřní stavbu. Dále byly prvky kráceny na délku 0,5 m a tak tvořily krátké, velmi únosné konzoly. Velkým přínosem pro úspěšnou realizaci byla intenzivní komunikace se statikem stavby.

Jednou z hlavních architektonických myšlenek u vinařství Lahofer je motiv betonové vlny a žeber, která vycházejí z šířky vinného řádku, čímž stavba nádherně souzní se svým okolím.

Po technické stránce bylo nutné eliminovat tepelné mosty, které by vznikaly na místě průchodu betonového žebra z exteriéru do interiéru. Tento problém byl vyřešen sendvičovým sloupem, přičemž exteriérová část je zavěšena na prvku Schöck Isokorb, jenž byl speciálně upraven pro tento konkrétní detail. Prvek je zároveň navržen tak, aby pasoval do všech variant sloupů, především do těch velmi štíhlých. Vznikl tak tepelně technicky funkční spoj, který umožňuje propsat nosnou konstrukci do fasády objektu.

Spoluprací architekta, statika a zástupce dodavatele prvků pro přerušení tepelných mostů se docílilo velmi atraktivních pohledových sloupů, které negativně neovlivňují tepelné ztráty budovy.

V rámci komplexní renovace hotelu Intercontinental v Praze byly demontovány nevyhovující svislé fasádní panely, ponechány byly pouze ocelové kotevní body ve stávající stropní konstrukci. Bylo nutno navrhnout staticky a tepelně technicky funkční připojení nových prefabrikátů.

Nevýhodou konstrukce v tomto případě byl fakt, že se fasádní panely se stropní konstrukcí setkávají pouze bodově, stropní desky jsou velice subtilní, a navíc na přikotvení nové konstrukce zbývalo extrémně málo místa. Nebylo tedy možné využít stávající sortiment běžných dodatečně lepených rekonstrukčních prvků, a proto byly adaptovány elementy pro připojení ocelových konstrukcí – Isokorb typ S.

Způsob připojení bylo navíc potřeba vyřešit nejen z hlediska funkčnosti, ale také z hlediska snadné montáže na stavbě. V panelu byl proto zabudován kotevní plech s navařeným Isokorbem typ S a s našroubovaným masivním kotevním úhelníkem. Kotevní elementy byly provedeny z nerezu. Následně se na stávající kotevní plechy v objektu montážně vařily kotevní úhelníky.

Zajímavostí je, že ke dvěma stropům je kotven pouze první panel, jenž byl vybaven rektifikačním mechanismem pro usnadnění montáže, neboť stavba je prostorově velice komplikovaná a výškově rozmanitá. Další panely byly ukládány pouze na spodní straně přes smykové trny a na horní straně přes Isokorby, jejich rektifikace nebyla nutná.

Vedle projektů s atypickými detaily se lze v praxi setkat i s možností využití systémových řešení přerušení tepelných mostů a vazeb na prefabrikovaných konstrukcích a také na dílcích, které dosud pomocí prvků pro přerušení tepelných mostů a vazeb nebyly řešeny vůbec, což je typicky případ sloupů a stěn.

I zde platí, že je vždy vhodné si v rámci koncepčního návrhu objektu potvrdit navržený systém s dodavatelem. Např. u prefabrikovaných konstrukcí, podest či u sloupů se tím může výrazně zvýšit výrobní efektivita.

V rámci řešení přechodu spodní nevytápěné části objektu na vrchní obytnou část je obvykle nutné přerušit tepelnou vazbu u sloupů a stěn. Běžně se tyto dílce obalují tepelnou izolací, což je řešení funkční. Mnohdy je však esteticky nevhodné, velmi pracné a zároveň tím dochází ke zbytečnému vytápění nepoužívané části objektu.

Právě pro přerušení tepelných vazeb u stěn a sloupů byly vyvinuty prvky Schöck Sconnex, díky kterým je možné tato místa přerušit podobně, jako jsou projektanti zvyklí oddělit balkon od stropu.

Zásadní roli v tomto případě hraje snížení pracnosti, zlepšení estetiky a úplná eliminace tepelné vazby, jak je schematicky znázorněno na obr., z něhož je patrné porovnání standardního systému zateplování se systémem Sconnex. S ohledem na statické působení je vhodné tyto prvky koncepčně navrhovat již na začátku projektu.

Zateplení objektu:
standardní systém (vlevo), systém využívající prvky pro přerušení tepelných mostů a vazeb u stěn a sloupů (vpravo)

V případě potřeby navrhnout vnější fasádu z železobetonu je možné ji provést monoliticky, a to ve velkých záběrech o velikosti až 6 × 12 m s využitím kompozitních kotev Schöck Isolink. Na projektu pohledové fasády Klastru umění a designu Fakulty umění Ostravské univerzity byly tyto kotvy dodatečně vlepeny do monolitu a po provedení tepelné izolace byla následně zhotovena betonová fasáda bez tepelných mostů a s velkorysým spárořezem.

Kompozitní kotvy se pro svoji jednoduchou instalaci využívají zejména v prefabrikaci, ale v případě vysokých architektonických požadavků na fasádu je možné je používat i při realizaci monolitických fasád.

Rychlost výstavby, možnost osazení prefabrikovaných balkonů do prefabrikovaných stropů, minimální požadavky na podpůrnou konstrukci během montáže, plná nosnost po třech dnech i v zimě, elminimace záborů veřejného prostranství a úspora lidských zdrojů na stavbě. To jsou důvody, proč byl na projektu hotelu Aquapark v Praze na Barrandově použít systém Schöck Idock. Umožňuje totiž montáž balkonů pomocí patentovaných kapes osazených do stropní konstrukce, do nichž se balkón dodatečně osadí a provede se spojení vysokopevnostní zálivkou. Po jejím vytvrdnutí pak má konstrukce plnou únosnost a je možné ji využít např. jako podporu pro montáž dalšího podlaží.

V případě hotelu Aquapark byly balkony osazovány do prefabrikovaných stropů, jenž byly navrženy pro celkové urychlení stavby. Výsledná kombinace těchto parametrů zajistila montáž jednoho balkonu za 6 minut a možnost osazovat další patro za tři dny bez nutnosti mít podepřenou celou konstrukci až na zem.

První prvky pro přerušení tepelných mostů a vazeb značky Schöck se v Německu začaly vyrábět před více než padesáti lety a od té doby se značně rozšířily možnosti jejich použití. Staly se nezbytnou součástí moderních staveb, a to jak z hlediska funkčního, tak i finančního a environmentálního, neboť lze díky nim dosáhnout úspory energií. V případech, kdy je konstrukce složitá a není možné použít standardní řešení, je vhodné se spojit s dodavatelem již v rámci projektové přípravy. Ve většině případů lze společně nalézt řešení, které je efektivní a zároveň vypadá dobře.