Oceľové konštrukcie sú neoddeliteľnou súčasťou moderného stavebníctva, zabezpečujúce stabilitu a nosnosť budov. Ich správne osadenie a predovšetkým adekvátna protipožiarna ochrana sú kľúčové pre celkovú bezpečnosť a dlhú životnosť stavby. Tento článok sa zameriava na informácie týkajúce sa osadenia oceľových nosníkov a detailné postupy pri protipožiarnom obklade oceľových prvkov.
Význam a normatívne požiadavky na požiarnu bezpečnosť oceľových konštrukcií
Na zabezpečenie statickej bezpečnosti budovy pri požiari je nevyhnutné oceľové stĺpy a nosníky chrániť pred vysokými teplotami. Následkom vysokých teplôt strácajú stavebné konštrukcie z ocele svoju únosnosť a dochádza k porušeniu ich stability. Nosníky zabezpečujú stabilitu budovy alebo jej časti, pričom ich požiarna odolnosť sa stanovuje podľa stupňa požiarnej bezpečnosti požiarneho úseku, v ktorom sú umiestnené.
V budovách s troma a viacerými nadzemnými podlažiami musia požiarne deliace a nosné konštrukcie vykazovať požiarnu odolnosť najmenej 30 minút. Normatívne požiadavky požiarnej odolnosti oceľových nosníkov alebo stĺpov možno zabezpečiť použitím vhodných materiálov a techník. Pre správnu špecifikáciu požiadaviek požiarnej bezpečnosti stavieb a následné posúdenie má zásadný význam ich presné zatriedenie podľa kategórií noriem požiarneho kódexu, ako je STN 73 0802:2010: Požiarna bezpečnosť stavieb.
Materiály a systémy pre protipožiarne obklady oceľových prvkov
Protipožiarny obklad možno realizovať cementom spájanými doskami z ľahčeného betónu, vystuženými sklenými nehorľavými vláknami alebo protipožiarnymi sadrovláknitými doskami s prídavkom nehorľavých vlákien. Obklad z protipožiarnych sadrovláknitých dosiek je vhodný do interiéru aj do vlhkého prostredia. Knauf Fireboard je sadrovláknitá doska vystužená skleným vláknom, klasifikovaná podľa STN EN 15283-1. Trieda reakcie na oheň tejto dosky je A1 (nehorľavá) podľa STN EN 13501-1.
Protipožiarne obklady nosníkov a stĺpov s doskami Knauf Fireboard dosahujú požiarnu odolnosť až do R 180 min.
Typické hrúbky protipožiarnych dosiek pre obklady:
- 10 mm
- 12,5 mm
- 15 mm
Metódy protipožiarneho obkladu oceľových stĺpov a nosníkov
Obklad oceľových prvkov sa môže vykonávať viacerými spôsobmi, v závislosti od konkrétnych požiadaviek a typu konštrukcie.
1. Obklad oceľových nosníkov pomocou spodnej konštrukcie
Pri tejto metóde sa používa nosná spodná konštrukcia, ktorá zabezpečuje stabilné upevnenie obkladových dosiek:
- Uholník 30x30x0,7 sa prostredníctvom stropného klinca (prípadne iných upevňovacích prvkov) pripevní k železobetónovej konštrukcii.
- Príchytkami Knauf, rozmiestnenými v osových vzdialenostiach 750 mm, sa na nosník upevnia CD profily 60/27.
- Dosky Knauf Fireboard sa priskrutkujú k CD profilom pomocou rýchloskrutiek TN (vzdialenosť skrutiek max. 150 mm).
- Zároveň je potrebné podložiť škáry dosiek pásikmi Fireboardu v šírke min. 180 mm (len pri jednovrstvovom opláštení).
2. Obklad oceľových stĺpov pomocou spodnej konštrukcie
Postup je podobný ako pri nosníkoch, prispôsobený pre stĺpy:
- Príchytky Knauf sa pripevnia vo vzdialenosti 1000 mm na príruby stĺpu.
- Na príchytky sa upevnia profily CD 60/27.
- Na CD profily sa priskrutkujú dosky Knauf Fireboard - vzdialenosti skrutiek 150 mm.
- Vždy je nutné podložiť priečne škáry CD profilom a dosku k nemu priskrutkovať.
3. Obklad oceľových stĺpov bez spodnej konštrukcie
Táto metóda je jednoduchšia a často sa používa pre menšie prvky alebo tam, kde je možné dosky priamo spájať:
- Spájanie dosiek sa vykonáva pomocou oceľových spôn na krajoch vo vzdialenostiach 100 mm.
- Do škáry sa vloží sklovláknitá páska.
- Tým istým tmelom sa pretmelia skrutky, príp. spony.
Celoplošné pretmelenie z hľadiska požiarneho nie je nutné, avšak pod maľbu je potrebné. Lepená škára alebo škára pri osadení dosky na tupo by mala byť ≤ 1 mm.
Podrobný postup vytvorenia protipožiarneho opláštenia v tvare U pre nosníky
Tento detailný postup popisuje vytvorenie viacvrstvového protipožiarneho opláštenia:
- Rozmery dosiek: Šírka požiarnej sadrovláknitej dosky sa pri jednovrstvovom opláštení určí pri zvislom opláštení ako súčet výšky oceľového nosníka, hrúbky dosky použitej na spodné (vodorovné) opláštenie a približne 5 mm rezervy + hrúbka druhej dosky d2. Pri vodorovnom opláštení sa šírka dosky určí ako súčet šírky nosníka a 5 mm rezervy + 2x šírka prvej dosky d1.
- Maximálna dĺžka dosky: Požiarne opláštenie môže mať dĺžku max. 1 000 mm na každý prvok. Požadovaný rozmer dosky sa odreže pomocou elektrickej okružnej píly s vodiacou lištou s britmi z tvrdokovu.
- Vzpera: Do medzipriestoru oceľového profilu sa osadí vzpera z požiarnej sadrovláknitej dosky s takou výškou, aby dosadala natesno.
- Šírka vzpery: Šírka vzpery z požiarnej sadrovláknitej dosky, do ktorej sa bude kotviť opláštenie, by mala byť 150 mm, hrúbka dosky 12,5 mm.
- Predsadenie vzpery: Vzpera z požiarnej sadrovláknitej dosky sa osadí tak, aby bola pred spodnou hranou oceľového profilu predsadená o 2 mm.
- Vzdialenosť medzi vzperami: Vzpery z požiarnej sadrovláknitej dosky sa osadia po celej dĺžke oceľového nosníka v osovej vzdialenosti ≤ 500 mm na obidve strany nosníka.
- Škárovacie lepidlo: Na hrany požiarnej sadrovláknitej dosky sa pomocou aplikačnej pištole a špeciálnej špičky nanesie škárovacie lepidlo.
- Zlepenie dosiek: Na hranu vodorovnej dosky s naneseným škárovacím lepidlom sa pritlačí zvislá doska.
- Pripevnenie sponami: Zvislá doska sa po nalepení na vodorovnú dosku na zabezpečenie vzájomnej priľnavosti pripevní sponami s rozmerom 30 × 10 × 1,5 mm.
- Rozmiestnenie spôn: Prvá spona sa umiestni 25 mm od okraja dosky. Po celej dĺžke dosky sa spony nastrieľajú vo vzájomnej osovej vzdialenosti ≤ 150 mm.
- Požiarne opláštenie: Z požiarnych sadrovláknitých dosiek sa týmto spôsobom vytvorí požiarne opláštenie v tvare písmena U. Opláštenie sa neosádza tesne na stĺp. Medzera medzi oceľovým nosníkom a prvou vrstvou opláštenia má byť 5 až 10 mm.
- Nasunutie opláštenia: Pripravené požiarne opláštenie sa nasunie na oceľový nosník.
- Pripevnenie opláštenia: Predpripravený prvok na požiarne opláštenie nosníka sa pripevní v mieste podkladových vzpier pomocou spôn s rozmermi 21 - 22 × 10 × 1,5 mm (pri hrúbke dosky 12,5 a 15 mm).
- Rozmiestnenie spôn (pripevnenie): Spony sa nastrelia 35 mm od okraja dosky a vo vzájomnej osovej vzdialenosti ≤ 100 mm.
- Ďalší prvok: Ďalší predpripravený prvok sa osadí s medzerou 1 mm.
- Prvá doska druhej vrstvy: Doska druhej vrstvy sa pripevní na prvú vrstvu sponami s rozmermi 21 - 22 × 10 × 1,5 mm (pri hrúbke dosky 12,5 a 15 mm). Spony sa nastrelia 30 mm od okraja dosky vo vzájomnej osovej vzdialenosti ≤ 150 mm. Hrany dosiek prvej vrstvy opláštenia sa vzájomne nezlepujú škárovacím lepidlom.
- Škárovacie lepidlo (druhá vrstva): Na hranu dosky, ktorá tvorí druhú vrstvu opláštenia, sa nanesie aplikačnou pištoľou škárovacie lepidlo.
- Druhá zvislá doska (druhá vrstva): K prvej vodorovnej doske druhej vrstvy sa priloží zvislá doska druhej vrstvy. Medzera medzi doskami má byť ≤ 1 mm.
- Pripevnenie dosky (druhá vrstva): Zvislá doska sa pripevní sponami v osovej vzdialenosti ≤ 200 mm (vo zvislom smere) a ≤ 150 mm (vo vodorovnom smere).
- Predsadenie dosky (druhá vrstva): Druhá vrstva opláštenia by mala byť predsadená k zvislej škáre prvej vrstvy ≥ 200 mm.
- Škárovacie lepidlo na čelnú hranu: Na čelnú hranu vodorovnej dosky druhej vrstvy sa nanesie aplikačnou pištoľou škárovacie lepidlo.
- Druhá vodorovná doska (druhá vrstva): K doske sa priloží druhá vodorovná doska druhej vrstvy opláštenia a upevní sa sponami.
- Škárovacie lepidlo na hrany (pokračovanie): Na čelnú hranu zvislej dosky druhej vrstvy opláštenia a na bočnú hranu vodorovnej dosky druhej vrstvy opláštenia sa nanesie aplikačnou pištoľou škárovacie lepidlo.
- Druhá zvislá doska (pokračovanie): Na nosník sa priloží druhá zvislá doska druhej vrstvy opláštenia a pripevní sa sponami.
- Šírka škár (druhá vrstva): Šírka škár medzi jednotlivými doskami druhej vrstvy vyplnená škárovacím lepidlom má byť menšia ako 1 mm.
- Technologická prestávka: Po osadení opláštenia sa nechá škárovacie lepidlo dôkladne zaschnúť, a to minimálne 18 hodín. Zvyšky prečnievajúceho škárovacieho lepidla sa po dôkladnom zaschnutí (≥ 18 hodín) odstránia pomocou škrabky.
- Pretmelenie škár a spôn: Jednotlivé škáry medzi doskami požiarneho opláštenia sa pretmelia škárovacím tmelom. Nanesený tmel sa zahladí hladkou hranou oceľového hladidla. Rovnako sa škárovacím tmelom pomocou oceľového hladidla pretmelia aj všetky pripevňovacie spony.
- Povrchová úprava: Na povrch požiarneho opláštenia sa nanesie vhodná povrchová úprava. Vďaka hladkému povrchu pohľadovej strany nie je pri väčšine povrchových úprav potrebné realizovať stierkovanie alkalického povrchu dosky.
Možnosti osadenia oceľového nosníka v nosnom strešnom systéme terasy
Pri riešení nosného strešného systému terasy, prekrývanej pokračujúcim väzníkovým krovom, je osadenie oceľového nosníka kľúčové pre statickú bezpečnosť. Zvažujú sa rôzne konštrukčné varianty, ktoré majú svoje výhody a riziká.
Variant 1: Ukotvenie a zaliatie nosníka do železobetónového venca
Táto možnosť zahŕňa priame zabudovanie oceľového profilu do železobetónovej konštrukcie:
Oceľový profil 2xU240 sa ukotví do nosného múru ako súčasť železobetónového venca. Ložná plocha na murive sa podbetónuje, následne sa nanesie cementová malta a osadí oceľový nosník (približne 20 cm hlboko). Uchytenie sa realizuje pomocou chemickej kotvy do betónu a celé sa to zaleje pri betonovaní venca. Na druhej strane by sa oceľový nosník voľne položil na železobetónový pilier 300x300 (prípadne priskrutkoval do oceľovej platne v pilieri). Drevený hranol na kratšej strane by sa mohol nahradiť oceľovým nosníkom s obdobným uchytením na pilieri v rohu. Celé by to vytvorilo súčasť železobetónového venca domu.
Riziká Variant 1:
- Hlavným rizikom sú tepelné prestupy cez dutý oceľový profil cez múr.
- Nutnosť vŕtania otvorov do zvareného 2xU240 situovaného na murive, čo by mohlo kolidovať s výstužou v železobetónovom venci a ohroziť jej integritu.
- Nižšia hrúbka betónu vo venci v danom mieste.
Výhody Variant 1:
- Oceľový nosník je pevne položený na murive a je konštrukčne integrovaný s vencom.
Variant 2: Ukotvenie nosníka do kotviacej platne po zabetónovaní venca
Táto alternatíva oddeľuje fázy betonáže venca a osadenia nosníka:
Najprv by sa realizoval železobetónový veniec bez konštrukčného riešenia oceľového nosníka a dreveného hranola. Do výstuže venca by sa ukotvila kotviaca platňa. Po zabetónovaní by sa nosník 2xU240 uložil na pilier a ukotvil do zabetónovanej platne v železobetónovom venci (napríklad prostredníctvom skrutiek). V mieste piliera by sa oba profily 2xU240 zvarili alebo zoskrutkovali.
Výhody Variant 2:
- Eliminácia tepelných prechodov do konštrukcie nosných stien.
Riziká Variant 2:
- Možné namáhanie kotviacej platne v železobetónovom venci, najmä z titulu hmotnosti 2xU240 (približne 100 kg na 1 meter dĺžky).
