Lehké ohnivzdorné sendvičové fasádní panely

Použití ohnivzdorných sendvičových fasádních panelů se stalo v posledních letech běžným řešením fasádních systémů. Tento stavební prvek je vhodný jak k realizaci vnějšího opláštění objektů, tak na vnitřní dělicí konstrukce, požární stěny či stropy v průmyslové, občanské a komerční výstavbě.

Fasády jsou tvořeny uceleným systémem opláštění. Ten se skládá z ohnivzdorných sendvičových panelů a systému jejich kotvení, které spolu s ostatními fasádními prvky - jako jsou nárožní tvarovky, oplechování, lemování, dekorativní, krycí a ukončující profily - vytvářejí celkovou strukturu fasády objektu. Panely je možno na fasádu klást vodorovně i svisle, dále je možné volit mezi profilovaným a hladkým plechem nebo viditelným či skrytým spojem.

Složení panelů

Ohnivzdorné sendvičové fasádní panely jsou složeny ze dvou plášťů - vnitřního a vnějšího. Pláště jsou tvořeny dvěma mělce profilovanými ocelovými, oboustranně žárově zinkovanými plechy. Jádra panelů jsou tvořena tvrzenou minerální vlnou řezanou na lamely a lepenou k oběma plášťům vždy tak, aby vlákna minerální vlny byla kolmo na oba pláště a spáry mezi jednotlivými lamelami byly posunuty tak, aby nevytvářely kontinuální linku přes celou šířku panelu. To by mohlo mít negativní dopad na tuhost panelu. I proto se pro jádra ohnivzdorných panelů používají minerální vlny velkých objemových hmotností. Ty kromě tuhosti zajišťují i dobré tepelně- a zvukověizolační vlastnosti. Povrch minerální vlny je navíc hydrofobizován, tj. chráněn proti případnému nasáknutí vodou. Profilace plechových plášťů jsou různého typu - například profilace hloubky 0,4 až 1,4 mm ve tvaru jemné vlnky (mikroprofilace), V-profilu či prolisů ve tvarů pásků širokých 50 mm. Profilace napomáhá statické funkci panelů. Díky ní panely dobře odolávají tepelné zátěži fasády a vnější plechy nemají tendence deformovat se nezávisle na minerálním jádru.

Ocelové plechy plášťů panelů jsou kromě žárového zinkování chráněny ještě vrstvou barevného ochranného laku na povrchu panelu. Standardní je v tomto směru ochrana na bázi polyesteru (PE) používaná pro dílce v běžných klimatických podmínkách i požadavcích na objekt. V případě specifických podmínek prostředí (zvýšené agresivity vnějšího prostředí, zatížení chemickou výrobou nebo zvýšené vlhkosti prostředí) je možné použít ochranu na bázi polyvinyldifluoridu (PVDF). Další povrchovou úpravou může být např. poplastování povrchu panelu vrstvou Plastizolu v tloušťce 150 až 200 mm (běžné například v potravinářském průmyslu s možností výskytu kyselin).

Z hlediska barevnosti připadají v úvahu prakticky všechny barevné odstíny řady RAL nebo i speciální barvy dle přání zákazníků.

Spojování a kotvení panelů

Panely se spojují pomocí zámků, které jsou profilovány na obou koncích panelů po celé jejich délce. Panely tak hladce dosedají jeden do druhého pouhým zacvaknutím panelu do zámku sousedního panelu. Do nosné ocelové či betonové konstrukce jsou kotveny pomocí ocelových šroubů buď z nerezové nebo uhlíkové žárově zinkované oceli. Mohou být kotveny přímo do hlavní nosné konstrukce, popřípadě do pomocných vyrovnávacích ocelových profilů. Způsob kotvení se volí podle druhu konstrukce. U ocelových konstrukcí se může panel kotvit buď přímo do pásnice hlavní nosné konstrukce (není-li tato silnější než 12 mm) anebo je možné přivařit k hlavní nosné konstrukci distanční profil, který bude sloužit ke kotvení.

U betonových konstrukcí se rovněž používá více způsobů kotvení (většinou s ohledem na tloušťku panelu) - přímo do železobetonového sloupu pomocí narážecích kotevních hřebů nebo rovněž pomocí distančních a vyrovnávacích profilů.

Ze statického hlediska mohou být panely na fasádě jako prosté nosníky (jednopolové - pouze s krajními podporami) nebo jako spojité nosníky (přes dvě až tři pole). K podporám by měly být kotveny minimálně dvěma šrouby vždy ve spodní a horní poloze cca 30 až 50 mm od okraje panelu. Kvůli zatížení větrem a tepelnému namáhání vlivem slunečního záření je doporučeno kotvit panely do podpor vždy třemi šrouby (dvěma při okrajích a jedním uprostřed šířkového modulu). V každém případě je nutné stanovit správný počet šroubů na základě kalkulace provedené oprávněnou osobou zvlášť pro jednotlivé projekty.

Při velkých délkách panelů, které vycházejí přes více modulů (při vodorovném kladení) anebo na celou výšku budovy (při svislém kladení) se jeví jako výhodné použít panely se skrytým spojem. Ty se sice musí do krajních podpor ze statického hlediska kotvit standardním způsobem, ale v mezilehlých podporách je kotvení skryto ve vnějším zámku panelu, který je profilován odlišně než standardní zámek.

Směr kladení panelů a řešení spár

Směr kladení panelů může být vodorovný nebo svislý. Při vodorovné montáži se panely kotví do svislých podpor hlavního nebo pomocného nosného systému. Obvyklá praxe v těchto případech bývá taková, že panely jsou přizpůsobovány konstrukčnímu systému jako jednopolové nosníky, tzn. že jejich rozpon je dán základním rastrem hlavní nosné konstrukce (například je-li hlavní nosný systém v modulu 6 m, pak jsou v tomto modulu i panely). Ovšem to, jaký rastr podpor bude pro kotvení panelů zvolen, ovlivňují i jiné faktory, jako například výška umístění nad terénem a z toho vyplývající zatížení větrem, požadovaná požární odolnost, tepelnětechnické vlastnosti panelů a z toho vyplývající tloušťka panelů nebo i barva panelů.

Obecně platí, že čím silnější je panel, tím je tužší a distance mezi jednotlivými svislými podporami pro kotvení může být větší. Nicméně takto zjednodušeně se tato teze na jednotlivé případy aplikovat nedá. S rostoucí výškou se mění i síla působení větru, a s tím i zatížení panelů (souvisí s tím i to, je-li stavba v otevřeném nebo uzavřeném území). Rovněž barva panelů hraje svoji roli - čím je barva tmavší, tím více absorbuje slunečního záření, a panel tak má větší tendence se prohýbat (limitní průhyb panelů je cca 1/100 jejich rozpětí). Navíc pokud nejsou tepelnětechnické nebo požární požadavky na budovu vysoké, je možné volit pro opláštění panel menší tloušťky, který však vyžaduje častější rastr podpor.

Při vodorovném kotvení vznikají mezi sousedními poli panelů svislé spáry. Ty je potřeba vyplnit minerální vatou (abychom zamezili vzniku tepelných mostů) a zaizolovat butylovou páskou na hliníkové fólii (50 × 1) kvůli zamezení průniku vlhkosti do spár. Poté je nutné vše překrýt plechovou krycí lištou nýtovanou k vnějšímu plášti panelu. Některé fasádní panelové systémy umožňují také použití vlastních systémových krycích profilů, které v některých případech slouží i pro kotvení panelů. Většinou však jde o designové prvky zvýrazňující a rytmizující fasádu.

Při svislém kotvení panelů tyto montážní spáry nevznikají (svislými spárami jsou v tomto případě spáry mezi panely vznikající spojením dvou sousedních panelů do zámků). Při svislé montáži se panely kotví do vodorovných ocelových paždíků. Vzhledem k obvyklé výšce objektů, která se pohybuje v rozmezí 8 až 11 metrů, se při svislé montáži většinou užívá panelů stejné výšky, jako je výška objektu. Dochází tak k nutnosti kotvit panely nejen v krajních, ale i v mezilehlých podporách (jejich počet a rozmístění záleží na tloušťce, barvě panelu, zatížení větrem a požadované požární odolnosti). U standardních panelů tím však vzniká nepříjemný vizuální efekt díky viditelným hlavám kotevních šroubů na fasádě. Pro tyto případy se pak nabízí možnost použití panelů se skrytým kotvením. Panely jsou v mezilehlých podporách kotveny přímo v zámku, který nabízí díky své odlišné profilaci možnost zakrýt hlavu kotevního šroubu uvnitř zámku.

Otvory ve fasádě

Samozřejmou součástí opláštění jsou otvory pro okna, dveře, vrata či prostupy technologií. Mohou být pojaty v modulové výšce (šířce) panelů (podle směru kladení) anebo vytvářeny přímo na stavbě dodatečným vyříznutím v panelech (jsou-li užší, než je modul panelu). V takovýchto případech je nutné brát v potaz určité zeslabení těchto panelů. Jejich zatížení se pak přenáší na sousední panely. Nejsou-li tyto schopny zvýšenou zátěž přenést, je nutno v těch místech vytvořit dodatečně podkonstrukci, která toto zatížení přenese. Dá se říci, že prostupy pro technologie či menší okna do rozměru 0,6 × 1 m lze ztužit pouze ocelovými profily po všech čtyřech stranách panelů tak, aby překryly minerální jádro, aby nezůstalo nechráněno. Ovšem v případě, že se i takovéto otvory nacházejí ve vyšších polohách na fasádě (od 8 m výše), je nutné samostatné posouzení každého z nich.

Pro větší otvory (vjezdová vrata, pásová okna) je nutno udělat ocelovou podkonstrukci v ostěních, nadpraží a parapetu, která ztuží celý otvor a přenese zatížení způsobené větrem. Jako ztužující podkonstrukce se většinou používají ocelové tenkostěnné profily, které jsou kotvené do hlavní nosné konstrukce objektu.

Montáž panelů

Provádí se pomocí jeřábu, který přenáší zavěšené panely na určené místo na fasádě, a elektrické pojížděcí lávky, ze které se panely přímo osazují a montují.

Při vodorovném kladení se montáž provádí zdola směrem nahoru k atice. Nejprve se osadí a přikotví soklový (nebo též zakládací) panel, na který jsou pak do zámků osazovány a kotveny další panely až k vrcholovému atikovému panelu. Při svislé montáži dojde k osazení a přikotvení prvního krajního panelu, do nějž jsou pak ve směru montáže osazovány a kotveny další panely. Ocelové podkonstrukce pro otvory musejí být vždy připraveny ještě před montáží panelů.

Pro usnadnění montáže, respektive manipulace s panely, se používají speciální ocelové mechanické úchyty, které jsou odlišné pro vodorovnou a svislou montáž.

Pro vodorovnou montáž panelů se používají vždy dvě úchytky, které tvoří kompletní montážní sadu. Umísťují se pod podélný spoj panelů. Po jejich zajištění se montážními oky v jejich horní části provleče lano, které se na druhém konci zavěsí na hák jeřábu. Takto lze panely přemísťovat.

Pro svislou montáž se užívá speciální ocelový úchyt ve tvaru písmene U, který má ve svých postranních částech otvory s ocelovými kolíky. Do panelu se navrtá požadovaný počet otvorů, kterými se kolíky provlečou, a úchyt je pak i s panelem přemístěn na místo určení. Po osazení panelu jsou otvory po kolících zapěněny a překryty oplechováním.

Je však důležité říci, že montážní úchyty mají kvůli bezpečnosti manipulace s panely svou životnost, která je zpravidla 10 000 m2 namontovaných panelů. Po namontování takového množství by již neměly být používány.

Kromě mechanických montážních úchytů je možné používat i jiné pomůcky, konkrétně speciální přístroje s vakuovými přísavkami, které se ovšem v našich podmínkách prakticky nepoužívají.

Nedílnou součástí opláštění jsou klempířské prvky, pomocí kterých se řeší vybrané části objektů jako sokl, atika, nároří, svislá spára či lemování otvorů ve fasádě. Doporučuje se použít na jejich výrobu ocelový plech ze stejné lakovací šarže, z jaké jsou vyrobeny panely, aby se předešlo barevným odchylkám panelů a lemovacích prvků.

Praktické rady pro montáž

Při montáži panelů občas dochází k základním chybám, které se mohou později projevit na kvalitě díla a fungování celého systému opláštění. Mezi časté chyby patří používání špatných nástrojů pro úpravu panelů (krácení, řezání otvorů apod.). V případě řezání panelů by se měly používat výhradně takové nástroje, které místo řezu nezahřívají na vysokou teplotu. Vysoká teplota totiž narušuje antikorozní ochranu plechu v bezprostřední blízkosti řezu. Proto jsou k tomuto účelu nevhodné jakékoliv brusky, ale doporučují se užívat ruční pily či přímočaré elektrické pily.

Z důvodu ochrany lakovaného povrchu panelu jsou panely po obou stranách potaženy ochrannou fólií, která je chrání při přepravě, manipulaci a montáži. Z vnitřní strany panelu by měla být fólie odstraněna před montáží, na vnější straně co nejdříve po montáži panelů či bezprostředně před jejím dokončení. (Pouze v případě použití přístrojů s vakuovými úchyty je nutné odstranit fólii ještě před montáží.) Ponecháme-li fólii na povrchu panelu, hrozí, že vlivem slunečního záření ulpí na povrchu panelu a její odstranění bude i s pomocí speciálních chemických prostředků velmi obtížné, v některých případech prakticky nemožné.

Při montáži je důležité panely řádně založit, tj. řádně přikotvit zakládací ocelový L-profil a na něj osazovací U-profil tak, aby přesně sedl do zámků spodního zakládacího panelu. Ovšem ještě před osazením je nutné vyplnit spodní část U-profilu minerální vlnou (s tloušťkou cca 30 mm). Jedná se o oslabené místo, kudy by mohlo dojít ke vzniku tepelného mostu a promrzání.

Je nutné věnovat zvláštní pozornost těsnému přikládání panelů, aby ve vlně v podél­ném spoji nebyla žádná vůle a eliminovalo se tak riziko případného zatékání. S ohledem na zvláštní požadavky vyplývající z charakteru a provozu budovy je možné panely ve vnitřním zámku (popř. v obou zámcích) dodatečně dotěsňovat samolepicími těsnicími páskami, které se většinou vlepují do zámku panelů již při jejich výrobě.

Dalším důležitým bodem je volba počtu kotevních šroubů. Jejich počet by měl být minimálně dva na každé straně panelu vždy v jeho rozích, ovšem praxe ukázala, že vzhledem k tepelnému namáhání panelů (zejména u tmavých barevných odstínů) a následnému průhybu (jak již bylo řečeno, jde o 1/100 rozpětí, což například u panelů délky 8 m může být až 8 cm) je lepší použít na každou stranu tři šrouby. Ty spolehlivě udrží panel v jeho poloze na fasádě i přes avizovaný průhyb. V každém případě je nutné stanovit správný počet šroubů na základě kalkulace provedené oprávněnou osobou zvlášť pro jednotlivé projekty.