Sendvičové panely s OSB opláštěním: Vlastnosti, použití a výhody

Sendvičové panely s OSB pláštěm a polystyrénovým jádrem se v posledních letech výhodně využívají pro konstrukce nízkoenergetických a pasivních objektů. Tyto panely zde plní současně funkci statickou i tepelně izolační.

Charakteristika a složení sendvičových panelů

Tento příspěvek je zaměřen na popis chování sendvičových nosných panelů s polystyrénovým jádrem a ztužujícími OSB deskami, které tvoří plášť po obou stranách. Spolupůsobení jednotlivých komponent panelu je zajištěno lepeným plošným spojem.

Sendvičové stěnové panely jsou pokročilé stavební materiály, které způsobily revoluci v přístupu k průmyslové a komerční výstavbě. Skládají se ze dvou vnějších plášťů, nejčastěji vyrobených z ocelového plechu, s izolačním jádrem vloženým mezi nimi. Izolační jádro se obvykle skládá z několika plechů, které mohou být v závislosti na výrobci a použití opláštění vyrobeny z minerální vlny, polyuretanové pěny, polystyrenu a/nebo jiných materiálů.

Tato konstrukce poskytuje vynikající tepelné, akustické a pevnostní vlastnosti a zároveň umožňuje rychlou montáž stěny.

Izolační jádro sendvičových panelů

Izolační jádro je srdcem sendvičového panelu a je zodpovědné za většinu jeho vlastností. Tloušťka izolace přímo souvisí se součinitelem prostupu tepla (U). Čím nižší je hodnota U, tím lepší jsou tepelně izolační vlastnosti panelu. V závislosti na konstrukčních požadavcích a stavebních normách se volí vhodná tloušťka jádra.

Čtěte také: Jak vybrat sendvičové střešní panely

• Panely s jádrem z PIR (polyisokyanurátu): Jádra z PIR mají vynikající koeficienty prostupu tepla, díky čemuž jsou ideální pro aplikace vyžadující vysokou tepelnou izolaci. Nabízejí také dobrou požární odolnost, která je v průmyslových zařízeních klíčová.
• Panely s jádrem z minerální vlny: Minerální vlna je nehořlavý materiál, který sendvičovým panelům s tímto jádrem dodává velmi vysokou požární odolnost. To je obzvláště důležité v budovách se zvýšenými požadavky na požární bezpečnost.
• Panely s jádrem z expandovaného polystyrenu (EPS): Expandovaný polystyren je cenově výhodné řešení, které nabízí dobrou tepelnou izolaci. Panely s jádrem z expandovaného polystyrenu jsou lehčí, což usnadňuje instalaci a snižuje konstrukční zatížení.

Pokud jsou sendvičové panely namáhány ohybem, slouží polystyrenové jádro k přenosu smykových sil, a také jako distanční prvek k zajištění polohy OSB desek na vnějších lících panelu. Namáhány mohou být příčně (například stropní panely) i ve své rovině (stěnové prvky). Zatížení v rovině panelů je způsobováno jednak svislými reakcemi stropů a konstrukcí ve vyšších podlažích, jednak vodorovnými účinky větru, zemětřesení apod.

Vlastnosti a použití OSB desek

OSB (Oriented Strand Board - desky z orientovaných plochých třísek) patří mezi nejpoužívanější stavební materiály v moderním stavebnictví. OSB desky jsou vícevrstvé desky vyráběné z plochých třísek smrkového nebo borovicového dřeva, které jsou plošně lisované. Třísky jsou na povrchu orientované v jednom směru, ve středu jsou zpravidla orientované kolmo na vnější lamely nebo náhodně. Ke spojení třísek je užito umělé (melamin-formaldehydové) pryskyřice. Díky své pevnosti, trvanlivosti a příznivé ceně nacházejí uplatnění v mnoha oblastech výstavby. Jsou pevné v tlaku i tahu a jejich povrch může být broušený i nebroušený.

Desky mají širokou škálu použití jak v interiéru tak v exteriéru. Dají se dobře opracovávat, podobně jako masivní dřevo. Mají dostatečnou pevnost v obou směrech desky a považují se za nosný materiál, ale ve směru hlavní osy je pevnost 3× vyšší než ve směru vedlejší osy. OSB desky jsou vyhledávaným materiálem pro realizaci stěn, ale i podlahy nebo třeba na stavbu celého domu. Snadno se s nimi pracuje, montáž je jednoduchá a na výběr je velké množství formátů. Ve srovnání s jinými materiály jsou OSB desky také cenově výhodné. Snadno se upevňují běžným spojovacím materiálem. Mají také skvělé tepelně-izolační vlastnosti.

OSB desky se používají pro opláštění a vodorovné ztužení stěn tvořené rámovou konstrukcí z KVH hranolů nebo sušeného a impregnovaného stavebního řeziva S10. Pro zavětrování dřevostavby se používají OSB desky ostrohranné formátu 2500 x 1250 mm, které jsou použité buď jen na vnější, nebo na obou stranách stěny dřevostavby (záleží na statickém posouzení). Tyto OSB desky plní statickou funkci a jsou k dřevěnému rámu připevněny pomocí spon nebo hřebíků. OSB desce se lze v přírodním stavitelství jednoduše vyhnout, jelikož se do přírodního stavitelství moc nehodí kvůli velkému poměru lepidel a energetické náročnosti výroby OSB desek. Nicméně, pokud bychom nechali jenom jednoduchou rámovou konstrukci, tak by dům spadl. OSB deska nebo diagonální desky slouží jako zavětrování a celkově ztužují stavbu.

Doporučená minimální tloušťka desek pro konstrukce stěn je 12 mm.

Čtěte také: Inspirace pro venkovní dřevěné stěny

Typy OSB desek dle prostředí použití:

• OSB-2: Jsou určeny pro použití v suchém prostředí - interiéry. Nosné desky pro třídu vlhkosti 1, při teplotě 20°C relativní vlhkost vzduchu výrazně nepřevyšuje 65%.
• OSB-3: Jsou určeny pro použití ve vlhkém prostředí - venkovní prostředí. Nosné desky pro třídu vlhkosti 2, při teplotě 20°C relativní vlhkost vzduchu výrazně nepřevyšuje 85%.
• OSB-4: Jsou určeny pro použití ve vlhkém prostředí a se zvýšeným mechanickým namáháním - exteriér.

Dostupné formáty OSB desek:

Desky musí být skladované v uzavřené suché a dobře větrané budově. Nadměrná vlhkost by mohla způsobit prohýbání a borcení OSB desek. Při přechodném skladování, například na stavbě je třeba dbát, aby desky nebyly v přímém kontaktu se zemí, vegetací apod., kde je veliká vlhkost. Je vhodné je například vyrovnat na paletu a zakrýt plachtou. OSB/3 nejsou určeny do přímého kontaktu s vodou.

Spojení a montáž sendvičových panelů

Významným prvkem je spoj jednotlivých panelů resp. panelů s výztuhou. Při navrhování a provádění staveb je nezbytná detailní znalost způsobu chování nejen samotných nosných prvků, ale i jejich spojů. Patří sem zejména otázka tuhosti dřevěné konstrukce, která je ovlivněna jednotlivými nosnými komponentami a jejich vzájemným propojením.

Sendvičové panely je možné dle nejvíce používaných konstrukčních spojů rozdělit do tří skupin:

1. Spoj vytvořený pomocí vloženého dřevěného hraněného profilu: Toto řešení napojení panelů je vhodné použít v místech bodového zatížení konstrukce, např. uložení dřevěného průvlaku apod. Konstrukční spoj se provede tak, že se v místě probrání polystyrénového jádra nanese polyuretanová pěna a na přečnívající hrany pláště panelu se nanese polyuretanové lepidlo. Do panelu se vloží dřevěný prvek a po pečlivém uložení je lepený spoj důkladně zajištěn sponkami. Tím je vytvořen potřebný přítlak pláště panelu k dřevěnému vloženému prvku.
2. Konstrukční spoj prováděný pomocí vloženého panýlku o tloušťce jádra spojovaných panelů: Spolupůsobení je zajištěno lepeným spojem mezi plášti spojovaných panelů a pláštěm vloženého panýlku. Postup provedení spoje je obdobný jako při vložení dřevěného hranolu.
3. Využití I nosníku.

Klíčovým prvkem pro vícepodlažní budovy je ztužení konstrukce a její schopnost odolávat vodorovnému zatížení. Při srovnání jednotlivých typů konstrukčních systémů lze konstatovat, že subtilní sloupkové konstrukce jsou schopny méně vzdorovat vodorovnému zatížení než konstrukce ze sendvičových panelů.

Upevnění OSB desek

OSB desky plní statickou funkci a jsou k dřevěnému rámu připevněny pomocí spon nebo hřebíků. Spoje desek musí být vždy na stojce a jsou svisle připevněny k rámu přes celé pole. Při tloušťce desky 12 mm se používají spony délky 45 mm, které jsou stříleny minimálně 20 mm od kraje desky, po obvodu maximálně ve vzdálenosti 75 mm od sebe. Při použití hřebíků se doporučuje použít délka 2,5násobku tloušťky desky (minimálně však 50 mm), nejlépe spirálové kotevní strojní hřebíky. Vzdálenost od okraje je minimálně 10 mm. Po obvodě jsou vzdálenosti po 100-200 mm a v poli desky po 200-300 mm.

Čtěte také: Jak na rekonstrukci stěny z dřevotřísky?

U zateplování opláštění z OSB desek se lepí tepelně izolační desky lepící hmotou speciálně určenou na nanášení právě na OSB desky a dřevěné podklady. Pro tento účel se využívají desky OSB 4PD 2500 x 625 mm, které se pro vytvoření parobrzdy pokládají vodorovně a jejich spoje se vyplňují montážním lepidlem na dřevo. Svislé spáry nesmí být nad sebou, ale měly by přesahovat alespoň o jedno pole, tzn. nejméně 625 mm. Díky tomu tvoří spáry písmeno T. Délka 2500 mm je vhodná, protože svislé stojky dřevěného rámu jsou od sebe vzdálené zpravidla osově po 625 mm - jednou deskou tedy zaděláte čtyři dutiny. Veškeré spoje se ještě musí přelepit parotěsnou páskou. Když je řeč o spojích, nemáme na mysli jen spoje mezi jednotlivými OSB deskami, ale i styk podlaha x stěna, stěna x strop, stěna x šikmá střecha a prostupy. Teprve pak můžeme říct, že máme ve stěně funkční parobrzdnou vrstvu. Do parobrzdné vrstvy by se nemělo zasahovat a proto je vhodné pro vedení elektroinstalace a dalších nezbytných prostupů využít instalační předstěnu. Pokud se prostupu stěnou nevyhnete, je vhodné použít certifikované parotěsnící manžety, které otvor opět utěsní. U lepení je třeba být důsledný.

Vnější obklad OSB deskami vyžaduje speciální desky, které jsou odolné proti povětrnostním vlivům a mají zvláštní ochrannou vrstvu. Před instalací vnějších OSB desek je třeba zajistit dobrou izolaci a ochranu proti dešti a vlhkosti.

Výzkum a optimalizace sendvičových panelů na ČVUT v Praze

Na ČVUT v Praze byl před nedávnem zahájen výzkum, zabývající se tuhostí a únosností lepených spojů sendvičových panelů s polystyrénovým jádrem. Cílem výzkumu je popis chování standardních typů spojení sendvičových panelů s návrhem jejich optimalizace pro zvýšení výztužné únosnosti stěn.

Z experimentů provedených na ČVUT v Praze vyplývá, že pro všechny typy výztužných stěn je kritickým místem návrhu spoj panelů, resp. přikotvení stěnového dílce. Nedostatečné znalosti fyzikálně mechanických vlastností a tuhostních parametrů jednotlivých spojů a jejich komponent mohou vést k neefektivnímu přístupu při návrhu konstrukce. Standardní návrhový podklad neposkytuje návod k posouzení výztužné stěny ze sendvičových panelů. Výzkum, který v současné době probíhá na ČVUT, je zaměřen i na tyto konstrukce.

Při přípravě experimentu se sendvičovými panely byla využita norma [2]. Ta sice není primárně určena pro sendvičové panely, ale poskytuje vhodný zkušební postup k testování výztužných stěn.

Výztužnou stěnu tvořily dva sendvičové panely o šířce 1250 mm, spojené vloženým panýlkem („joint“). Svislé a vodorovné zatížení výztužné stěny bylo realizováno pomocí hydraulických válců. Svislé konstantní liniové zatížení o hodnotě 5 kN/m simulovalo přitížení stěny od reakce navazujících konstrukcí. Vodorovné zatížení bylo vnášeno do horního lemovacího dřevěného prvku a bylo postupně zvyšováno až do porušení stěny. Kotvení sendvičových panelů bylo upraveno tak, aby nedocházelo k zatlačení kotvících prvků základovým prahem a tím bylo zabráněno nazdvižení panelu v místě tahového namáhání.

Způsob porušení sendvičového panelu byl odlišný od předpokladu vzniku rovnoměrného smykového toku po obvodu panelů v místě jejich lemování. Kritickou oblastí je tahové namáhání lemovacího prvku panelu ve směru kolmo na vlákna.

Průběh pěti experimentů ukázal závislost vodorovného posunutí, které je dáno rozdílem posunutí horního a spodního lemovacího prvku panelu, na velikosti vodorovného zatížení stěny. Podle naměřených hodnot lze konstatovat, že do vodorovného zatížení zhruba 30 kN nedocházelo k významnému porušení (deformaci) výztužné stěny a posun rostl téměř lineárně. Naměřené hodnoty vodorovného zatížení, při kterém došlo vždy k porušení lemovacího dřevěného prvku panelu, se pohybovaly od 37 kN do 53 kN. K jinému poškození výztužné stěny nedošlo.

Modul porušení sendvičového panelu výztužné stěny je zcela odlišný od předpokladu rovnoměrného smykového toku po obvodu v místě olemování panelů. Kritickým detailem je lepený spoj pláště sendvičového panelu a spodního lemovacího prvku, který se porušil při tahovém namáhání prvku kolmo na vlákna. V průběhu zkoušky nebyly pozorovány jiné deformace pláště ani jádra panelu, nebo jakékoliv porušení svislého spojení sendvičových panelů. Lze tedy předpokládat, že zatížení spodního lemovacího prvku sendvičového panelu je lineární a výztužnou únosnost stěny lze přibližně určit z pevnosti lemovacího prvku v tahu kolmo na vlákna a momentové podmínky rovnováhy.

Jedním z cílů probíhajícího výzkumu je úprava spoje pláště panelu a spodního lemovacího prvku v místě průchodu kotevní závitové tyče takovým způsobem, aby došlo ke zvýšení výztužné únosnosti sendvičových panelů.

tags: #sendvicova #stena #osb #popis #vlastnosti #použití

Oblíbené příspěvky:

• Epoxidová lepidla: detailní průvodce
• Podrobnosti o firmě SVITAVA STAVEBNINY s.r.o.
• Více o stropním systému Ytong Klasik
• časopis Obklady, dlažba & sanita
• Technologie zdění na pěnu Dryfix