Hmoždinky ETICS: Únosnost a správné mechanické upevnění kontaktních zateplovacích systémů

Článek shrnuje požadavky, legislativu a praktické poznatky kolem problematiky mechanického upevňování kontaktních zateplovacích systémů (ETICS). Produkce ETICS v České republice neustále roste. Zateplování vnějších stěn se v naší republice nejčastěji provádí vnějšími tepelně izolačními kontaktními (kompozitními) systémy (ETICS) s omítkou.

Význam a funkce mechanického upevnění

Upevnění hmoždinkami dnes tvoří nedílnou součást kontaktních zateplovacích systémů s omítkou. Dokonce i tam, kde by bylo možné bez problémů použít zateplovací systém lepený, se "pro jistotu" hmoždinky dávají. Nejmenší dosažená hodnota přídržnosti lepicí hmoty navíc určuje jeho minimální lepenou plochu. Výrobce ETICS musí při stanovení minimální lepené plochy vycházet z minimální hodnoty napětí dané předpisy. Na druhé straně ale často není zohledněna poloha, tvar, výška budovy a větrová oblast, ve které se budova nachází. Často potom dochází k paradoxní situaci, že na menším objektu s únosným podkladem pro lepení stojícím v husté zástavbě je použito kvalitnější mechanické upevnění než u výškové budovy stojící v otevřené krajině. Je to proto, že mechanické upevnění je prováděno na základě empirie, doporučení výrobce zateplovacího systému nebo prostě jen míře solidnosti.

Hmotnost souvrství je přenášena přes izolaci a lepicí tmel na podklad. Vlivem kolísání teplot vně kontaktního systému dochází k natahování nebo smršťování povrchové vrstvy a k vydouvání středů nebo ke zvedání okrajů izolačních desek. Pokud není použito správné lepení desek (metoda bod-okraj) nebo nedrží-li dostatečně lepicí tmel na podkladu, mohou desky vlivem hydrotermického zatížení „pracovat“. To se projeví na fasádě tzv. polštářovým efektem.

Sání větru vyvolává v zateplovacím systému axiální síly, které přes jeho souvrství působí na podklad. Rozhodující pro mechanickou stabilitu systému je přilnavost lepicí hmoty k podkladu, respektive soudržnost neúnosné vrstvy nacházející se na nosném zdivu. Všude tam, kde není stoprocentní jistota o vhodnosti podkladu pro lepení, nastupuje mechanické kotvení. Talířové hmoždinky mechanicky propojují povrch izolačních desek se zdicím materiálem a přebírají zatížení vyvolané sáním větru. Jejich použití tak umožňuje aplikaci kontaktních zateplovacích systémů i na povrchy s nátěry, nástřiky nebo starou omítkou. Tedy všude tam, kde by bylo použití pouze lepeného systému velmi nespolehlivé nebo zcela nemožné. Také pokud kotvíme izolant s malou pevností v tahu kolmo k rovině desky, je nutné mechanické kotvení. Bez zachycení desek talířem hmoždinky by mohlo dojít k narušení tepelně izolační desky a jejímu odtržení.

Evropská technická legislativa a ETA

Na evropské technické legislativě, týkající se ETICS (external thermal insulation composite systems = venkovní kontaktní zateplovací systémy) je velmi dobře patrné, jaká pozornost je na evropské úrovni věnována mechanické stabilitě (zkouška protažením a zkouška pěnovým blokem v ETAG 004 a samostatný řídící pokyn pro evropská technická schválení ETAG 014 pro plastové kotvy pro mechanické upevnění ETICS).

Čtěte také: Průvodce výběrem kotevní techniky

Pro stavební výrobky, pro které neexistuje harmonizovaná evropská technická norma, a pro které je přesto nutné stanovit určité parametry, se používá evropské technické schválení ETA. V ETA jsou pro konkrétní výrobek stanoveny na základě postupu uvedeného v řídícím pokynu pro evropské technické schválení ETAG základní parametry výrobku a jeho použití a dále stanoven systém prokázání shody.

Kategorie základních materiálů

Základním materiálem je stavební materiál, ve kterém je hmoždinka vyzkoušena a do kterého je možné hmoždinku použít. Vhodnost použití je označena kategorií použití stanovené pro každý základní materiál. Důležitá je také informace, že minimální tloušťka základního materiálu je 100 mm. V případě nového objektu s definovaným zdivem z betonu (C12/C15 až C50/C60) z plných cihel nebo z pórobetonu lze pro návrh kotvení použít charakteristické zatížení z ETA, pro základní materiály kategorií C a D je nutné provádět výtažné zkoušky. Důvodem je velké množství variant těchto materiálů.

Výtažné zkoušky je nutné, alespoň u typových objektů provést také u panelových bytových domů s třívrstvými betonovými panely, kde bývá tloušťka vnější vrstvy (monierky) pouze 50 - 70 mm. Postup výtažné zkoušky na stavbě popisuje Příloha D ETAG 014. Charakteristická únosnost NRk se stanoví jako 0,6 x N1, kde N1 je střední hodnota z pěti nejmenších mezních hodnot z celkem 15-ti měření.

Technical Reports (TR)

Řídící pokyn pro evropská schválení EOTA na základě nových poznatků může doplnit. Pro to slouží Technical Reports (TR). V červenci letošního roku vyšly k ETAG 014 TR 025 Určení bodového přestupu tepla plastových kotev pro upevnění ETICS a TR 026 Posouzení tuhosti talířku plastových kotev pro upevnění ETICS.

• TR 025: Slouží pro stanovení izolačních vlastností hmoždinky resp. kovového rozpěrného prvku. Na základě hodnoty bodového tepleného mostu lze stanovit počet hmoždinek/m2, pro který není nutné přepočítat tepelně technické vlastnosti ETICS. Limitní počty pro různé hodnoty tepelného mostu je nutné stanovit národním technickým předpisem - prováděcí normou.
• TR 026: Ověření tuhosti talířku plastové hmoždinky podle TR 026 zjednoduší její zapracování do ETA na ETICS pro více typů talířových hmoždinek.

Ověření způsobilosti montáže

V procesu schválení je také TR pro důkaz způsobilosti montáže plastové hmoždinky. Tato zkouška je v současnosti nutná v Rakousku podle ÖNORM B 6124 pro použití hmoždinek na stavbách. Účelem zkoušky je ověření, že je hmoždinka v podmínkách stavby montovatelná a současně, že je schopna plnit svoji funkci v ETICS. Tento, zdánlivě jasný a legitimní požadavek však celá řada zatloukacích talířových hmoždinek nesplňuje.

Čtěte také: Průvodce výběrem hmoždinek

Při montáži přes tepelný izolant je nezbytně nutné, aby po montáži byl talířek hmoždinky zapuštěn do izolantu, tak aby pokud možno nejvyšší bod talířku byl v rovině s povrchem izolantu. Často se můžeme setkat s případy, že talířek hmoždinky zůstane na povrchu izolantu a není možné hmoždinku zapustit. Obvykle při dalších pokusech o zapuštění praskne trn (plast) nebo se trn ohne (kov).

V některých případech, hlavně u zatloukacích hmoždinek s ocelovým trnem, se při snaze dělníka zatlouci trn do hmoždinky, posunuje celá hmoždinka do izolantu a talířek se zapouští příliš hluboko.

Provedení zkoušky způsobilosti montáže

Provedení zkoušky je velmi jednoduché. Hmoždinka se namontuje do bloku základního materiálu (beton C20/25 - kategorie A) a do dutinového stavebního materiálu (kategorie C) přes blok polystyrenu tloušťky 110 mm (odpovídá 100 mm izolace a 10 mm lepicího tmelu) sevřený v jednoduchém přípravku. Pro montáž zatloukacích hmoždinek je použito padací závaží, které je spouštěno na hlavu trnu hmoždinky s výšky 500 mm. Hmotnost závaží je volena tak, aby se počet úderů, potřebných pro zatlučení trnu a zapuštění talířku do roviny s izolantem nebo max. Po odstranění přípravku a izolantu se hmoždinka prohlédne. Dřík nesmí vykazovat lomy a trhliny. Poté se přes opěrný kroužek talířek hmoždinky upne do trhacího stroje a je vytahována konstantní rychlostí až do zatížení 1 kN. Při hodnotě výtažné síly 600 N nesmí být vytažení v místě roviny podkladu větší než 1 mm. Hodnota 600 N byla zvolena jako s dostatečnou rezervou vyšší síla než síly potřebné pro deformaci izolantu při zapuštění talířku (cca 450 N).

Na úrovni EOTA v rámci pracovní skupiny pro ETAG 014 se připravuje návrh zpracování této zkoušky jako Technical Report pro doplnění ETAG 014. V případě schválení tohoto TR, bude zkouška způsobilosti montáže nedílnou součástí zkoušek pro získání ETA pro talířové hmoždinky pro mechanické upevnění ETICS. Zkoušku pro důkaz způsobilosti montáže zapracoval Cech pro zateplování budov v rámci aktualizace Kriterií pro kvalitativní třídy ETICS (také známé jako Kvalitativní třídy A) do těchto kriterií.

Návrh a rozmístění hmoždinek

Použití kotevního prvku s odpovídajícími parametry pro zateplovací systém a stavební materiál je první podmínkou správné funkce mechanického upevnění ETICS. Druhou nezbytnou podmínkou je použití odpovídajícího počtu hmoždinek a jejich rozmístění na deskách izolace. Podle čl. 7 odstavec 7.1 ČSN 73 2901 je návrh mechanického upevnění ETICS (druh hmoždinek, poloha vůči výztuze a jejich rozmístění) součástí stavební dokumentace. Pro projektanty je určena metodika CZB Posouzení spolehlivosti připevnění vnějších tepelně izolačních kontaktních systémů.

Čtěte také: Kompletní průvodce hmoždinkami Fischer

Minimální hodnota dílčího součinitele bezpečnosti stanovená v ETAG 014 v případě absence národního ustanovení je γM = 2. Výpočtová hodnota odporu Rd je v tomto případě alespoň 333 N. Hodnota Rd se porovná s návrhovou hodnotou účinků sání větru stanovenou podle ČSN EN 1991-1-4, resp. s výpočtovou hodnotou zatížení sáním větru podle ČSN 73 0035.

Typy hmoždinek a jejich vlastnosti

Kontaktní systém zateplení ETICS se mechanicky kotví plastovými hmoždinkami, které by v principu měly poskytovat co nejlepší fixaci zateplení při co nejmenším vedení tepla hmoždinkami. Existuje však více typů hmoždinek a způsobů jejich instalace. Hmoždinky se v první řadě rozdělují na šroubovací a zatloukací. Dá se říci, že šroubovací hmoždinky jsou ve všech ohledech technicky lepší řešení. Montáž je přesnější a spolehlivější, únosnost v podkladu je většinou výrazně vyšší.

Vliv podkladu a izolantu

Jedny hmoždinky jsou vhodné do Ytongu, jiné zase do betonu. Je proto potřeba zohlednit vlastnosti podkladu, které se významně podílejí na tom, jak silně v nich bude hmoždinka po namontování držet. Do hutných a tvrdých materiálů je možné použít většinu hmoždinek. Naopak problematickými materiály jsou pórovité a dutinové stavební materiály, protože jsou méně únosné. Podklady se rozdělují do několika kategorií, kterým odpovídají určité zásady a očekávané parametry kotvení.

Důležitým faktorem při výběru kotvení jsou samotné vlastnosti izolantu. Čím je tvrdší, tím spolehlivěji jej udrží talířek hmoždinky na podkladu. Správně zvolené a provedené kotvení udrží izolant bezpečně a dlouhodobě na svém místě.

Tepelné mosty a zapuštěné hmoždinky

Čím větší je tloušťka tepelného izolantu, tím více se může projevovat efekt prostupu tepla hmoždinkou. To může mít velmi nepříjemný následek - prokreslování kotevních míst na fasádě. S tímto problémem se dá vypořádat použitím hmoždinek s nízkým vedením tepla a jejich zapuštěním pod povrch izolantu. Hlavní výhodou zapouštění hmoždinek frézkou je použitelnost pro prakticky jakékoliv talířové hmoždinky, včetně zatloukacích. Montáž pomocí systémového nástroje je technicky nejlepší a zároveň nejrozšířenější způsob zapouštění hmoždinek. Nástroj je vždy kompatibilní s příslušnými hmoždinkami určitého výrobce. Pomocí něj se hmoždinky zapouštějí rychle a přesně.

Spirální neboli spirálové hmoždinky jsou velmi zajímavou variantou zejména v případě kotvení polystyrenu větších tlouštěk. Hmoždinka se zavrtá hluboko do izolantu, je tedy překryta velkou vrstvou tepelně izolačního materiálu, který eliminuje prostup tepla hmoždinkou na povrch fasády. Tato metoda není vhodná pro materiály s nižší pevností v tahu, jako je například minerální vlna.

Součástí dnes nejpoužívanějších zateplovacích systémů ETICS jsou kotevní hmoždinky, které se stále častěji používají jako zapuštěné, což s sebou přináší nejednu výhodu, zejména zásadní snížení hodnoty bodového tepelného mostu a snížení rizika prokreslování na fasády.

Kotvení minerálních izolací s kolmým vláknem

Pro zateplovací systémy ETICS se standardně používají dva typy minerálních izolačních desek. Minerální deska pro ETICS s podélnou orientací vláken Isover TF Profi se nejčastěji kotví hmoždinkami s průměrem talíře 60 mm. Minerální desky s kolmou orientací vláken, například Isover NF 333, mají standardní rozměr 1000 x 333 mm a jednotlivá vlákna jsou orientována kolmo v povrchu desky. Povinný rozšiřovací talířek je ale problém pro zapuštěnou montáž, protože zapustit rozšiřující talíř 140 mm není jednoduše proveditelné. Některé firmy „umí“ provádět zapuštěnou montáž hmoždinek i pro minerální izolace s kolmým vláknem. Povinný plochý široký talířek průměru 140 mm je opravdu netrápí. Takové řešení je nepřípustné.

Posuzování kotvení zateplovacích systémů řeší ČSN 73 2902 Vnější tepelněizolační kompozitní systémy (ETICS) - Navrhování a použití mechanického upevnění pro spojení ETICS s podkladem. Aktuálně je připravena novelizace s platností od 1.1.2021. Tato norma kromě jiného zavádí pojmy plochý přídavný široký talířek a prostorově tvarovaný přídavný široký talířek. Právě prostorově tvarovaný široký talířek s izolační minerální zátkou se jeví jako vhodné řešení pro minerální desky s kolmým vláknem, nicméně dle uvedené normy se jedná stále o povrchovou montáž (horní účinná část talířku působí na povrch izolantu) se zapuštěnou polohou hmoždinky.

Porovnáním pracovních diagramů povrchového talířku 140 mm a prostorového VT 2G zjistíme, že u talířku 140 mm je sice dosažena větší absolutní síla při destrukci, ale u prostorového VT 2G je příznivější průběh, tj. menší deformace při posunutí. Důvodem je větší tuhost prostorového talířku.

Následující tabulka ilustruje porovnání vytažení hmoždinek u různých talířků:

Prostorově tvarovaný přídavný široký talířek EJOT VT 2G + hmoždinka EJOT STR U 2G a celá sestava osazena v minerální izolaci s kolmým vláknem Isover NF 333.

Sortiment hmoždinek pro ETICS

Rozsáhlý program nabízí následující hmoždinky pro ETICS:

• Stropní držáky: Řešení upevnění izolací stropů. Pro četnost různých izolantů a povrchů izolačních desek nabízejí držáky izolace EJOT vždy vhodné a spolehlivé řešení.
• Hmoždinky pro keramické pásky: Hmoždinka pro keramické pásky EJOT pro průmyslově zhotovované zateplovací systémy s obkladem. Keramické obklady jsou další variantou provedení ETICS. Průmyslově vyráběné systémy s obkladem musí být na základě významně vyšší plošné hmotnosti vždy upevněny hmoždinkami pro systémy s obkladem EJOT.
• Hmoždinky pro montážní profily: Pro všechny systémy montážních profilů. Systémy s montážními profily jsou vhodné v případech, kdy je třeba zohlednit větší tolerance fasády pro ETICS. Jejich montáž musí být rychlá a spolehlivá. S hmoždinkami ejotherm pro montážní profily máte jistotu. Sortiment šroubovacích a zatloukacích hmoždinek se vyznačuje mnohostranností, vysokým zatížením a posouzením pro všechny skupiny podkladu.
• Speciální upevnění: K upevnění ETICS na problematických podkladech. EJOT nabízí rovněž speciální řešení pro upevnění ETICS. Také tyto hmoždinky se dají kombinovat s dalšími výrobky, jako například s našimi hmoždinkami pro systémy s keramickými pásky a disponují také Evropským technickým posouzením (ETA).
• Talířové hmoždinky: Talířové hmoždinky ejotherm pro upevnění tepelných izolantů. Talířové hmoždinky skupiny ejotherm s Evropským technickým posouzením (ETA) řeší vše jednoduše. Hmoždinky s vysokými parametry se postarají o upevnění všech materiálů izolantů do všech podkladů. Rozpěrná zóna je delší, takže kotevní délka je 25-65 mm. Speciální konstrukce rozpěrné zóny s více segmenty, které se při instalaci rovnoměrně rozpínají, zajišťuje pevné uchycení ve všech materiálech. Díky inovativní konstrukci, kvalitnímu materiálu a širokému spektrum použití je ThermoDrive-V2 08 ideální volbou pro profesionály i domácí kutily.

Společnost LIKOV s.r.o. je předním evropským výrobcem stavebních profilů a příslušenství pro zateplovací systémy, vyvážející své výrobky do více než 40 zemí světa a lídr v oboru na českém trhu.

tags: #hmoždinka #ETICS #únosnost #0 #2

Oblíbené příspěvky:

• Veřejná zakázka na opravu střechy soudu
• Řešení izolace okenních překladů
• Jak vybrat a instalovat dlažbu kolem bazénu
• Průvodce výběrem umyvadlových desek
• Návod na lepení obkladů Incana