Znalosť technológie murovania oblúka bola predtým bežnou súčasťou murárskeho remesla, pretože sa také ozdobné architektonické prvky v ľudovom staviteľstve v minulosti používali oveľa častejšie. Aj dnes možno oblúk v dome využiť, napríklad ako ozvláštňujúci prvok pri stavbe dverí či okien. Murované konštrukcie klenieb musia okrem statických požiadaviek, ako sú pevnosť, súdržnosť, deformovateľnosť a plasticita, spĺňať aj mnohé iné stavebnofyzikálne požiadavky, ktoré zásadne ovplyvňujú trvanlivosť muriva, a tým aj reálnu životnosť celej konštrukcie.
Príprava debnenia pre klenby a oblúky (Ramenáty)
Ak sa má zhotoviť bežný oblúk, tak je vopred potrebné postaviť drevené debnenie. To bude slúžiť dovtedy, kým všetka malta v klenbe nestvrdne natoľko, že konštrukcia klenby dokáže stáť sama bez podpery. Teda aj dokým sa v nej pevne neosadí záverový klenák. Tento prvok konštrukcie klenby je pre jej stabilitu kľúčový. Konštrukcia debnenia je zložená zo skruží, na ktorých sú upevnené dosky tvoriace ukladaciu plochu kameňov, alebo tehál. Ku každému debneniu pod klenby sú potrebné minimálne dve skruže, na ktoré sa priečne umiestnia podkladové debniace dosky konštrukcie. Dosky môžu byť nahradené aj latami, fošňami, polguláčmi, alebo okrajovými odrezkami kmeňov stromov.
Hlavná požiadavka na debnenie klenby, ktorú táto konštrukcia musí splniť, je jej stabilita a aj primeraná nosnosť. Skruže debnenia sa preto nesmú pri zaťažení prehnúť, ani vybočiť do strán. Stabilná skruž, ktoré znesie aj veľké zaťaženie, sa zhotoví z plných fošní ukladaných nad seba a spojených jednou, alebo aj viacerými zvislo umiestnenými doskami doplnenými diagonálne umiestnenými doskami. Hrúbka tejto konštrukcie, ako aj vzdialenosti skruží od seba závisia od hrúbky a teda váhy čerstvého muriva klenby.
Typy debnenia podľa rozsahu klenby
Ak sú rozpory klenby, ako aj jej váha väčšia, tak sa k jej realizácii musia pripraviť aj primerane veľké skruže. Vtedy nestačí vyrobiť skruž len z jedného radu dosiek, ale je potrebné to isté skopírovať dva aj tri krát. Takto pripravené skruže sa potom umiestnia tesne vedľa seba a ďalšie zostavy skruží sa umiestnia v primeranej vzdialenosti od prvej.
Ak je ale potrebné zhotoviť veľmi veľkú klenbu, aké sa zhotovujú najmä pri stavbe mostov, tak je potrebné, aby tesári pracovali obzvlášť dôsledne a všetky spoje debniacej konštrukcie zhotovili veľmi pevné. V uvedenom prípade treba pri príprave debnenia rozlíšiť dve základné možnosti osadenia debnenia. Ak je klenbovú skruž mosta možné podprieť zospodu, tak je to v každom prípade bezpečnejšie. Stojky sa v takomto prípade zatlčú do zeme a na tie sa položí rám, na ktorý sa priečne uložia trámy, ktoré sa pevne spoja s rámom a aj so stojkami. Na to sa položia spojovacie trámy, ktoré budú dlhé tak, aby to zodpovedalo rozporu pilierov mosta. Do trámov sa začapujú šikmé aj kolmé stojky, ktoré budú spojené priečne do nich upevnenými trámami. Na vrch celej konštrukcie sa uložia fošne podoprené priečnymi nosnými trámami.
Ak však ramenáty nie je možné zospodu podoprieť, tak je potrebné zhotoviť veľmi pevnú samostatnú nosnú konštrukciu siahajúcu od jednej podpery po druhú. Ramenáty sú v nej priestorovo stužené a tým pádom samonosné.
Špecifické prípady a posuvné debnenie
Malé klenby, najmä lunety, alebo niektoré zvláštne tvary klenieb sa nemusia realizovať do debnenia. Na ich zhotovenie stačia ramenáty. Klenby sa tak klenú bez podpery. Existujú ale aj také konštrukcie klenieb, na podopretie ktorých stačí pri ich murovaní použiť len samotné ramenáty. S tým súvisí aj iný spôsob ich murovanie, ktorý je založený na zhotovovaní radu samostatných uzatvorených oblúkov, ktoré stačí pri murovaní podpierať len lokálne. Takto sa môže postupovať pri stavbe kupol, krížových klenieb, českých klenieb, alebo kupol nad štvorcovými pôdorysmi.
Pre určité zjednodušenie prípravy debnenia na renovácie, či rekonštrukcie klenieb možno tam, kde sa tvar klenby opakuje v dostatočnom počte pracovných záberov, použiť aj posuvné debnenie.
Praktická výroba šablóny z polystyrénu
Špeciálnou bola stavba klenby v kozube, kde sa ako šablóna použil polystyrén. Polystyrén rozrežeme na požadovanú šírku klenby, potom ho položíme na zem a poukladáme naň tehly od odrezanej ľavej časti, tehla vedľa tehly v tvare oblúka, kým nedôjdeme tehlami až na pravú stranu. Hore uprostred oblúka vynecháme presný otvor na poslednú a prostrednú klinovú tehlu (klenák). Po presnom rozmiestnení tehál vyznačíme na polystyrén líniu fixkou podľa rozložených tehál a vyznačíme aj ich umiestnenie. Ostrým odlamovacím nožom vyrežeme klenbový tvar. Šablónu si zhotovíme z polystyrénu šírky 10 cm. Na vyplnenie celej hĺbky klenby možno použiť štyri polystyrénové platne uložené pri sebe. Takto pripravená šablóna umožňuje presné murovanie a zaručuje správny tvar oblúka.
Proces murovania klenieb a oblúkov
Základným prostriedkom k úspešnému vymurovaniu oblúka je drevená šablóna alebo iné pripravené debnenie. Oblúk aj klenba sa začína murovať vždy odspodu. Maltu nanesieme na podklad a potom do nej položíme tehlu tak, aby celou plochou dosadala na šablónu. Jednotlivé tehly nesmú byť položené nakrivo či v inom smere. Murovanie jednotlivých radov sa musí vykonávať súčasne na oboch stranách šablóny. Tým zabezpečíme rovnomerné zaťaženie šablóny.
Klenbu vždy murujeme súčasne z oboch strán, kým neostane posledné voľné miesto na stredový klenák. Vrchol klenby vždy ukončuje vrcholový klinový záverový prvok, nikdy nie škára, inak by klenba praskala a mohla by sa zrútiť. Vložením vrcholového klinového záverového „klenáka“ sa klenba uzatvára a stáva sa samonosnou. Murári stoja a pohybujú sa pri murovaní klenby priamo na drevenom debnení.
Murivo takto zhotovovanej klenby, teda zo štyroch kútov súčasne, sa musí vždy stretnúť v jej pozdĺžnej osi, ako neskôr aj priečnej osi. Tým vznikne v strede klenby štvorrohý priestor, ktorý sa postupujúcim murovaním bude stále viac zmenšovať, až sa napokon zmenší na otvor veľkosti celej, alebo čiastočnej tehly, resp. tehál. Lepší spôsob murovania valenej klenby, teda lepší spôsob kladenia tehál je v tvare lastovičieho chvosta.
Building STONE ARCH in 3 minutes DIY
Oddebňovanie a stabilizácia klenby
Debnenia klenieb sa musia zostaviť aj tak, aby sa po ukončení prác mohli ľahko, teda bez otrasov a naraz uvoľniť, čím sa zabráni vzniku trhlín pri sadnutí čerstvého muriva klenby. Na zabezpečenie ľahkého uvoľnenia je vhodné medzi podpery a ramenáty vsadiť kliny. Použité kliny musia byť vyrobené z tvrdého dreva tak, aby zniesli váhu debnenia aj čerstvého muriva klenby bez toho, aby sa deformovali. Alebo je tiež možno postaviť stojky debnenia na zvláštne odskružovacie stolice. Tie môže nahradiť aj osadenie stojok do hrncov naplnených pieskom, ktorý sa pri oddebňovaní z hrncov uvoľní. Stolice, alebo hrnce nemusia podopierať všetky stojky debnenia, stačí, aby sa umiestnili aspoň pod jednu jeho stranu.
Vlastné oddebnenie možno realizovať až po úplnom zatvrdnutí muriva, keď už je konštrukcia celistvá. Ak sa to takto nepripraví už pri stavbe debnenia, tak bude po zhotovení klenby nové murivo tlačiť na debnenie takou silou, že sa bude dať len kompletne zničiť. Pritom sa ale môže poškodiť aj samotná čerstvo zhotovená klenba. Keďže každá klenba sa po oddebnení začne stláčať, či si mierne sadne, ide o prirodzený proces. Preto má postavenie debnenia na klinoch svoj význam. Pri pomalom oddebňovaní, ktoré opatrné odstraňovanie klinov umožňuje, sa k malte použitej pri zhotovení klenby dostáva vzduch, čo zrýchľuje jej tvrdnutie. Po stvrdnutí malty (2 - 3 dni) možno vytiahnuť z klenieb polystyrénové šablóny, tzv. ramenáty. Treba to urobiť, aby murivo zaťažilo klenby skôr, než začneme škárovať. Po vybraní sa totiž klenba trochu zníži.
Pevnou sa klenba stáva uzavretím násypom (až po strop), ktorý klenbu rovnomerne zaťaží. Po uzavretí klenby sa táto konštrukcia stlačí, alebo „sadne“. Na to sa poleje vodou, nepravidelnosti jej tvaru sa osekajú, alebo doplnia odlomkami kameňov s maltou, doplnia sa prípadné podpery aj preklady a domuruje sa priťažovacie murivo v kútoch jej rubu.
Druhy klenieb: Valené klenby a ich špecifiká
Ak je medzi dvoma rovnobežne postavenými múrmi, alebo klenutými pásmi potrebné uzavrieť nejaký priestor, ktorý tvorí predĺžený štvorhran, teda obdĺžnik a ktorý je vhodné zastropiť konštrukciou polkruhového prierezu, tak sa volí tvar valenej klenby. Tieto klenby majú zvyčajne tvar dlhého valca, ktorý je v polovici po svojej dĺžke rozrezaný na dve časti, z ktorých spodná chýba. Preto je prierezom tohto druhu klenby polkruh. Predstaviť si túto konštrukciu sa dá aj tak, že sa tvar archivolty predĺži do veľkej vzdialenosti.
V minulosti sa na podpivničenie budov veľmi často používali valené klenby. V novšej dobe sa zhotovujú čoraz menej, to ale neplatí pri klenbách zhotovovaných z lomového kameňa. Ich prierez je polkruhový, čo znamená, že klenba tak zablokuje polovicu výšky miestnosti. Okrem toho nie sú pohodlné ani pre hospodárne využívanie a to preto, že vo svojom strede síce sú dostatočne vysoké, takže sa v nich dá pohodlne pohybovať, či stáť, ale to neplatí pri ich bokoch. Tam ich bočná strana tvorená klesajúcim oblúkom často siaha až k podlahe. Dôsledkom je, že sa tu nedajú umiestniť žiadne skrine, či zostavy políc, ba ani sudy.
Valené klenby sú zasa, na druhej strane, veľmi trvácne, pevné a nespalné. Nezničia ich ani pri požiari padajúce trámy stropov. Preto sa hodia na zastropenie takých priestorov, v ktorých sú uložené cenné predmety. Prierez klenby je bežne sformovaný v tvare polkruhu, alebo čiastočného kruhového oblúka, ktorý je vyšší než jedna tretina šírky klenutého priestoru, pričom vtedy je polomer tohto oblúka väčší než asi polovica hĺbky miestnosti. Tam, kde sú k dispozícii lacné lomové kamene, bridlica, alebo pieskovce, tam sa z nich v budovách pod obytnými priestormi bežne realizujú valené klenby. Používajú sa pritom tie najpravidelnejšie kamene, takzvané klenáky, ktoré sú až tridsať centimetrov dlhé aj široké a asi dvadsaťtri centimetrov hrubé. Pri nerovnako hrubých kameňoch sa tieto najprv rozdelia podľa ich veľkosti tak, aby sa v jednom pracovnom závere osadzovali hrubšie kamene. Aby to bolo možné dosiahnuť, tak si murári pomáhajú murárskymi kladivami, sekáčmi, či kladivami nosatcami. Vždy ale musia z kameňov osekať ich špicaté výbežky. Kamene, ktoré by sa len ťažko dali obrobiť do vhodného tvaru, sa podkladajú odlomkami bridlicových kameňov.
Valené klenby s nepolkruhovým prierezom
Pri rovnakom rozpätí má plochejší oblúk menšiu pevnosť, než keď je strmší. Z toho vyplýva, že valená klenba s nepolkruhovým prierezom, ktorá má rovnakú hrúbku ako valená klenba sudového tvaru (s polkruhovým prierezom), by mala byť slabšia než tá druhá spomenutá. Valená klenba s hrúbkou muriva pol tehly (asi pätnásť centimetrov) bude pri požiari menej odolná voči prerazeniu padajúcimi trámami, než sudová klenba. Bežná valená klenba s nepolkruhovým prierezom je tiež oveľa slabšia, než tá s polkruhovým. Preto ak je potrebné mať pevnejšiu klenbu, tak je treba zhotoviť jej murivo hrubšie o jednu tehlu (asi tridsať centimetrov). Preto sa v poslednom čase oveľa viac rozšírilo budovanie hrubších valených klenieb s nepolkruhovým prierezom. Klenba s nepolkruhovým prierezom potrebuje na svoje zhotovenie menej stavebného materiálu a tiež sa ňou menej zmenší vnútorný objem zaklenutého priestoru.
Zaklenutie otvorov - Lunety
Tam, kde majú byť v klenbe situované okenné a dverné otvory, musia byť zhotovené malé klenby zvané lunety. Tie sa môžu zhotoviť rôznym spôsobom. Zaklenutie okenných lunet je pri valených klenbách ťažké. Oveľa častejšie sa však lunety realizujú bez venca, len s murivom priamo zaviazaným do seba. Ak sú zaklenuté lunety ohraničené vencom, tak sa budú murovať až po dokončení a stvrdnutí hlavnej valenej klenby, jej stužujúcich pásov, ako aj vencov.
Táto tu zobrazená valená klenba je hrubá len polovicu tehly (asi pätnásť centimetrov), pretože je plánovaná na zaklenutie pivnice a v takom prípade neponesie žiadne významné zaťaženie. Tým pádom nie sú ani spevňovacie pásy v pozdĺžnom reze potrebné. Tieto pásy bývajú od seba vzdialené zvyčajne okolo jeden a štvrť metra.
Zosilňovacie pásy a podperné piliere
Ak si okolnosti vyžadujú zosilnenie klenby, tak sa rovnako ako murivo klenby musí zosilniť aj murivo stužujúcich oblúkov. A to tak, aby bolo vždy hrubé aspoň o pol tehly (asi pätnásť centimetrov) viac, než je hrúbka muriva samotnej klenby. Tieto zosilňujúce klenbové pásy sa zvyčajne majú zhotovovať výhradne len na rubovej strane klenby, tak aby na jej lícovej strane nič podobné nekazilo správny vizuálny dojem z klenbovej konštrukcie. Klenbové kúty musia byť v miestach, v ktorých sa klenba dotýka zvislých nosných múrov, vymurované na rube klenby do výšky aspoň dvoch tretín výšky tohto klenbového oblúka.
Ak má byť zaklenutá pozdĺžna miestnosť so štyrmi kútmi valenou klenbou, tak je potrebné osadiť do klenby každé dva až štyri metre zosilňovacie pásy. Pri sadnutiach veľkých valených klenieb, ktoré nemajú žiaden štítové steny, akými sú napríklad mostové oblúky, sa z temena klenby vynesie zvislá línia, ktorej dĺžka sa odmeria pri päte klenby. Podľa jej skrátenia je potom vidno koľko si klenba sadla. Okrem toho sa k takýmto klenbám každých asi jeden a štvrť metra primurujú zosilňujúce pásy muriva hrubé jednu tehlu (asi tridsať centimetrov).
Keď základy pod klenbou siahajú až po úroveň podlahy suterénu a sú aj riadne zarovnané, tak sa na nich najskôr založia pivničné dvere, ako aj múry pod pivničné okná. Na to sa potom vymurujú piliere pod klenutý oblúk klenby. Ak je šírka pivnice menšia než päť metrov a zároveň sú jej základy dostatočne silné na to, aby zamedzili bočným posunom celej konštrukcie, tak je možné bočné podperné piliere klenbových oblúkov vynechať. Ak ale základy nie sú tak pevné, tak musia byť piliere klenbových oblúkov podľa možností hrubé pol, alebo aj celú tehlu, prípadne jeden a pol tehly (asi pätnásť, tridsať, či štyridsaťpäť centimetrov).
Sanácia a opravy historických klenieb
Klenby sa rozdeľujú podľa rôznych hľadísk. Pri výbere konkrétneho spôsobu sanácie porúch murovaných konštrukcií treba zistiť ich prvotnú príčinu. Prvotná príčina porúch sa môže nachádzať v základoch alebo podzákladí. Môže byť vyvolaná teplotnou rozťažnosťou, vyplavovaním spojiva z malty dažďom a pod. Klenby musia byť vždy pevne a stabilne podopreté nosnými podpornými konštrukciami (stenami, pásmi alebo prekladmi), do ktorých sú pevne zakotvené. Pohyby podpory či podpôr patria medzi primárne poruchy klenieb a treba ich vždy odstrániť ako prvé.
Klenby sú na pohyby týchto podpôr, resp. na stratu funkcie pôvodného ťahadlového systému (kovových ťahadiel v ich pätách, drevených ťahadlových konštrukcií na ich rube a pod.) citlivé. Následkom vynúteného pretvorenia sú väčšinou deformácie, sprevádzané trhlinami, ktoré vznikajú kolmo na smer zakrivenia konštrukcií. Trhliny nachádzajúce sa na líci klenby sú príznakom jej rozostupovania, trhliny na rube zasa jej stláčania. Ich výskyt v klenbách však nemusí vždy znamenať ich havarijný stav, pretože klenby sú schopné zniesť deformácie do určitej miery aj bez straty stability.
Dôležitým faktorom poškodzovania klenieb je vplyv počasia (dážď, sneh, mráz, slnko), pretože narušuje aj spojivo (maltu), aj základný materiál klenieb (tehly, kamene). Podobne sa prejavuje aj zatekanie klenieb z poškodených inštalácií, najmä ak sú na rube klenieb zásypy, v ktorých sa vlhkosť môže dlho udržať. Okrem toho sú viaceré historické klenby postihnuté mladšími úpravami, pri ktorých sa odstránili časti ich konštrukcie alebo ktoré v nich zanechali diery a prierazy. Ak historické klenby nie sú dlhodobo vystavené poveternostným vplyvom ani pohybu podporných konštrukcií či prílišnému preťaženiu, ich životnosť je dlhá. Väčšina porúch klenieb preto nevyžaduje ich odstránenie či nahradenie novými konštrukciami, ale možno ich sanovať vhodne zvolenou technológiou.
Metódy sanácie klenieb
- Odstránenie bočných tlakov: Klenba sa môže deformovať aj tlakom na jej konštrukciu zboku. Tento tlak môžu zapríčiniť susedné klenby alebo tlak zeminy na obvodové múry v podzemných častiach stavieb. Vtedy treba pred sanáciou klenby odstrániť bočné tlaky napr. stiahnutím susedných klenieb klieštinami alebo odkopaním zeminy či násypu, ktoré tlakom pôsobia na konštrukcie.
- Stabilizácia priťažením: Klenbu možno stabilizovať tak, že sa na jej vrchnej (rubovej) strane zhotoví násyp alebo sa klenba z rubu priťaží v pätách primurovkou nového muriva. Priťaženie zaliatím rubu betónovou zmesou je v rozpore so zásadami ochrany pamiatok a prináša aj technické komplikácie (napr. zníženie paropriepustnosti konštrukcie).
- Vyklinovanie trhlín: Jednoduchú dočasnú opravu, ktorá klenby čiastočne spevní, možno dosiahnuť vyklinovaním trhlín v klenbe klinmi z tvrdého dreva (napr. dubového). Kliny sa do trhlín zatĺkajú suché a následne sa navlhčia, čím zväčšia svoj objem a takto vnesú do klenby potrebné napätie.
- Sťahovanie ťahadlami: Stiahnutie samotnej klenby možno realizovať stiahnutím päty klenby železným alebo oceľovým ťahadlom. Namiesto vkladania bežných kovových ťahadiel sa stavby môžu sťahovať aj ťahadlami z ocele alebo uhlíkových vlákien, ktoré možno predpínať a do konštrukcií tak vnášať aktívnu sťahovaciu silu. Ak nemožno umiestnením ťahadla blokovať priestor pod valenou klenbou, môžu sa ťahadlá umiestniť v čelných stenách klenby. Vhodným spôsobom opráv klenieb pamiatkových budov je nové vytvorenie takéhoto systému aj v miestach, kde pôvodne nebol a kde to situácia dovoľuje (napr. v podkroví).
- Doplnenie alebo premurovanie: Ak sa nepoškodili podporné konštrukcie a poškodená je len hmota klenby, jej porušenú časť možno doplniť, odstrániť a nanovo premurovať alebo zhotoviť kópiu klenby realizovanú tradičným spôsobom. Ak je rozsah porušenia malý, vložia sa na uvoľnené miesta nové dielce. Utesnia sa drevenými klinmi, prípadne konopným povrazcom, a zalejú maltou. Ak sa poruší rozsiahlejšia časť klenby, treba pod poškodené miesto zhotoviť debnenie, do ktorého sa klenba domuruje.
- Oprava škárovania: Pri oprave škárovania treba odstrániť popraskanú alebo uvoľnenú časť malty. Po dosiahnutí neporušenej malty treba škáry očistiť od prachu a tesne pred škárovaním navlhčiť vodou. Do pripravených škár sa potom vtlačí maltová zmes.
Building STONE ARCH in 3 minutes DIY
Nevhodné metódy sanácie
Klenby možno spevniť aj podoprením primurovanými klenutými pásmi z lícnej (spodnej) strany. Dodnes sa u nás používa sanácia porúch klenieb formou „vyvesenia“ jestvujúcej klenby do škrupiny natorkrétovanej na jej rube, prípadne podoprenia klenby škrupinou z jej líca. Obe metódy sa však zvyčajne aplikujú bez toho, aby sa najprv odstránila hlavná príčina vzniku deštrukcií. Táto technológia je v rozpore so základnými zásadami prístupu k pamiatkovej obnove historických stavieb. Jej odstránenie (reverzibilita) je zložité, do stavby sa vnáša cudzí prvok, ktorý vyraďuje pôvodné konštrukcie klenieb z funkcie a zároveň môže spôsobiť ďalšie poruchy budov (preťaženie nosných konštrukcií, prílišné stuženie objektu, zvýšenie hmotnosti a tým aj zotrvačnosti klenieb pri zemetraseniach, zamedzenie prirodzenej difúzie vodných pár).
V prípade výrazne skorodovanej hmoty dielcov muriva ich možno do určitej miery stabilizovať (petrifikovať chemickými roztokmi). Takáto stabilizácia však zvyčajne zníži paropriepustnosť, čo môže zapríčiniť zvýšenie úrovne vlhkosti v murive. Alternatívou môže byť použitie organokremičitanov bez hydrofóbneho efektu. Nevhodné je spevňovanie lakmi, neriedeným vodným sklom, epoxidmi a kolofóniou, ktoré úplne zabraňujú difúzii vodných pár.