Metodika stanovující technické požadavky pro přípravu novostaveb k provizornímu ukrytí
Název projektu: Improvizované ukrytí, varování a informování obyvatelstva v prostorech staveb pro shromažďování většího počtu osob (SHELTERING)
Řešitelé projektu: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství
Poskytovatel projektu: Ministerstva vnitra České republiky
Doba řešení projektu: 2012-2014
MINISTERSTVO VNITRA ČESKÉ REPUBLIKY Generální ředitelství Hasičského záchranného sboru České republiky
Č.j.: CERO 6/2015
Metodika stanovující technické požadavky pro přípravu novostaveb k provizornímu ukrytí
/Certifikovaná metodika/
Praha 2015
Stránka | 2
Certifikoval: brig. gen. Ing. Miloš Svoboda náměstek generálního ředitele HZS ČR pro prevenci a civilní nouzovou připravenost
Projednáno a certifikováno: 13. dubna 2015
Zpracovali: doc. Ing. David Řehák, Ph.D. Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Ing. Danuše Kratochvílová, ml. Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Ing. Danuše Kratochvílová Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Ing. Jaroslav Hegar Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství
Oponovali: prof. Ing. Dušan Vičar, CSc. Ředitel ústavu ochrany obyvatelstva, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Mgr. Bohumír Martínek, Ph.D. Vedoucí ústřední odborné rady ochrany obyvatelstva, Sdružení hasičů Čech, Moravy a Slezska
Stránka | 3
OBSAH I. Obecná ustanovení .................................................................................................................... 5 Čl. 1 Charakteristika metodiky ............................................................................................................ 5 Čl. 2 Předmět metodiky ....................................................................................................................... 5 Čl. 3 Vymezení pojmů .......................................................................................................................... 6 II. Základní charakteristiky ............................................................................................................ 7 Čl. 4 Provizorní ukrytí .......................................................................................................................... 7 Čl. 5 Stavební látky .............................................................................................................................. 7 III. Technické požadavky ............................................................................................................... 9 Čl. 6 Technické požadavky na stavby chránící před účinky nebezpečné chemické látky .................... 9 Čl. 7 Technické požadavky na stavby chránící před účinky radioaktivní látky .................................. 10 Čl. 8 Související technická opatření ................................................................................................... 11 IV. Závěrečná ustanovení ............................................................................................................ 12 Čl. 9 Doplňující opatření .................................................................................................................... 12 Čl. 10 Účinnost................................................................................................................................... 12 Příloha 1 Fyzikální vlastnosti stavebních látek ............................................................................................. 13 Příloha 2 Součinitele spárové průvzdušnosti okenních spár ........................................................................ 20
Stránka | 4
I. OBECNÁ USTANOVENÍ Čl. 1 Charakteristika metodiky (1) Metodika řeší zvýšení přirozených ochranných vlastností novostaveb (dále jen „stavby“) za účelem jejich využívání k provizornímu ukrytí osob při úniku nebezpečných chemických nebo radioaktivních látek v oblastech ohrožených účinky těchto látek. Provizorní ukrytí se řeší zejména v zónách havarijního plánování1 a dalších oblastech, ohrožených únikem nebezpečných chemických nebo radioaktivních látek, které byly stanoveny analýzou ohrožení. (2) Metodika se týká celých staveb, které se nacházejí v oblastech, ohrožených únikem nebezpečných chemických nebo radioaktivních látek. (3) Metodika je určena pro projektanty, Hasičský záchranný sbor České republiky a pracovníky státní správy a samosprávy řešících problematiku ochrany obyvatelstva. Dále je využitelná pro odborné subjekty zabývající se výzkumem a vývojem této problematiky.
Čl. 2 Předmět metodiky (1) Předmětem metodiky je souhrn doporučených praktik a postupů uplatnitelných ve vybraných stavbách a vedoucích ke zkvalitnění jejich přirozených ochranných vlastností při úniku nebezpečných chemických a radioaktivních látek. (2) Podstatou metodiky je snaha o zvýšení bezpečnosti obyvatelstva nacházejícího se ve stavbách, jejichž přirozené ochranné vlastnosti budou využívány k provizornímu ukrytí při úniku nebezpečných chemických nebo radioaktivních látek. (3) Cílem metodiky je stanovit technické požadavky pro přípravu staveb k provizornímu ukrytí a zavádět je ke zkvalitnění přirozených ochranných vlastností staveb do praxe. (4) Metodika pro tento účel: a) charakterizuje přirozené ochranné vlastnosti staveb, b) specifikuje základní požadavky na ochranné vlastnosti stavebního materiálu.
1
Zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami nebo chemickými přípravky a o změně zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a zákona č. 320/2002 Sb., o změně a zrušení některých zákonů v souvislosti s ukončením činnosti okresních úřadů, ve znění pozdějších předpisů, (zákon o prevenci závažných havárií), ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon) a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.
Stránka | 5
Čl. 3 Vymezení pojmů (1) V metodice jsou užívány pojmy, které jsou vymezeny související právní úpravou, a dále pojmy definované v odst. 2 tohoto článku. (2) Pro účely této metodiky se rozumí: a) provizorním ukrytím forma ukrytí, jež spočívá ve využití přirozených ochranných vlastností staveb s dodatečnou minimální úpravou prostorů (uzavření oken, dveří, utěsnění otvorů, vypnutí ventilace apod.); přehled těchto staveb není zahrnut do havarijního plánu kraje nebo plánu ukrytí obce. b) ochrannými vlastnostmi stavby odolnost stavby proti působení vnějších negativních vlivů.
Stránka | 6
II. ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY Čl. 4 Provizorní ukrytí (1) Kvalita provizorního ukrytí je závislá na přirozených ochranných vlastnostech staveb. Je podmíněna použitými stavebními materiály, ze kterých se vytvářejí konstrukce staveb, jejich výplně a ochrany a také tím, jak budou tyto materiály odolávat různým vlivům, které na ně budou působit. (2) Metodiku je doporučeno uplatnit pro zvýšení přirozených ochranných vlastností staveb při projektování a výstavbě následujících typů staveb: a) stavby ubytovacího zařízení, b) stavby občanského vybavení (stavba pro zdravotnictví a sociální péči, předškolní zařízení, školství a učiliště včetně internátů a kolejí), c) stavby pro bydlení (bytové domy), d) rodinné domy, e) podzemní stavby.
Čl. 5 Stavební látky (1) Stavební látky jsou materiály anorganického nebo organického původu s vhodnými mechanickofyzikálními vlastnostmi, které se používají pro stavební účely. (2) Stavební látky by měly odolávat kombinaci různých vlivů, které na ně působí. Jde o vlivy mechanické (zatížení, otřesy, obrus), fyzikální (vlhkostní, teplotní, povětrnostní) a chemické (agresivní vody, chemikálie). (3) Vlastnosti a technické parametry stavebních látek jsou charakterizovány ve stávajícím systému technických norem2. (4) Základní požadavky na stavební materiály z hlediska účelnosti, bezpečnosti a trvanlivosti staveb vyjadřují fyzikální vlastnosti (viz příloha 1) vztahující se k: a) požární ochraně (žáruvzdornost, stálost v ohni, tepelná roztažnost, tepelná vodivost, akumulační schopnost); b) ochraně před mechanickým namáháním (pevnost v tlaku, tahu, smyku, ohybu a krutu, pružnost a tvárnost, tvrdost; trvanlivost; opotřebovatelnost); c) ochraně před účinky vody (nasákavost, vlhkost, difúze, vzlínavost, vodotěsnost, mrazuvzdornost); d) ochraně proti hluku (vzduchová a kroková neprůzvučnost, rychlost šíření zvuku); e) ochraně před průnikem nebezpečných látek (plošná hustota, objemová hmotnost, hutnost, pórovitost. 2
ČSN EN 1015-1 až 21: Zkušební metody malt pro zdivo; ČSN EN 998-1 až 2: Specifikace malt pro zdivo; ČSN 72 2600: Cihlářské výrobky. Společná ustanovení; ČSN 72 3000: Výroba a kontrola betonových stavebních dílců; ČSN EN 13369: Společná ustanovení pro betonové prefabrikáty; ČSN EN ISO 9229: Tepelné izolace – Terminologie; ČSN EN 13969: Hydroizolační pásy a fólie - Asfaltové pásy do izolace proti vlhkosti a asfaltové pásy do izolace proti tlakové vodě - Definice a charakteristiky; ČSN EN 14618: Umělý kámen - Terminologie a klasifikace; ČSN EN 12670: Přírodní kámen – Terminologie.
Stránka | 7
(5) Stavební látky s vlastnostmi vysoce účinnými proti nebezpečným chemickým a radioaktivním látkám jsou látky s vysokou plošnou hustotou, vysokou objemovou hmotností, vysokou hutností a nízkou pórovitostí.
Stránka | 8
III. TECHNICKÉ POŽADAVKY Čl. 6 Technické požadavky na stavby chránící před účinky nebezpečné chemické látky (1) Všeobecným požadavkem je, aby prostor využívaný k provizornímu ukrytí byl těsný. Těsnost je určujícím prvkem k zamezení pronikání nebezpečných chemických látek z vnějšího prostředí do stavby a možnosti okamžitého využití stavby k provizornímu ukrytí osob bez dalších úprav po úniku nebezpečných chemických látek. Této těsnosti lze dosáhnout přirozeným, nuceným nebo přetlakovým větráním stavby3. (2) Přirozené větrání (infiltrace) je založeno na tzv. komínovém efektu, kdy pohyb větracího vzduchu vyvolává rozdíl hustot vzduchu uvnitř a vně objektu a působení větru. Větrací účinek je v průběhu dne značně proměnlivý. Přirozená výměna vzduchu je tak založena na výměně vzduchu v uzavřeném prostoru, která vzniká účinkem rozdílů tlaků vnějšího a vnitřního vzduchu na stěnu, a při níž vzduch proudí spárami oken a dveří a porézní stěnou. Je to samočinné větrání, při němž intenzita výměny vzduchu závisí na vnějších (klimatizačních) podmínkách. Při větru a rozdílných teplotách vnitřního a vnějšího vzduchu se tlaky způsobené větrem a teplotním rozdílem sčítají. (3) Nucené větrání je takové, které užívá nucený přívod vzduchu ventilátorem. Hlavním výkonovým parametrem, kterého chceme dosáhnout, je množství (průtok) větracího vzduchu (m3.h-1). Ten musí být prokázán měřením při zkoušce. Odvod vzduchu je zajištěn únikem okny, dveřmi, větracími otvory, průduchy, šachtami a netěsnostmi stavebních konstrukcí a není řízen ani regulován. Z hlediska tlakových poměrů zde přirozeně vzniká určitý mírný přetlak, jakožto druhotný (související) projev. Jeho velikost však není definičně určena ani sledována. V případě improvizovaného ukrytí by neměl minimální přetlak při úniku nebezpečné látky při nuceném větrání klesnout pod 9,8066 Pa (1 mm H2O). (4) Přetlakové větrání je takové, které rovněž užívá nucený přívod vzduchu ventilátorem. Hlavním výkonovým parametrem, který by měl být v tomto případě dosažen, je přetlak min. 30 Pa v prostoru provizorního ukrytí. Tento přetlak by měl být doložen měřením při zkoušce. Druhotný a současně se projevující výkonový parametr je množství (průtok) větracího vzduchu (m 3h). Odvod vzduchu je zajištěn únikem otvory a netěsnostmi stavebních konstrukcí. K dosažení stanoveného přetlaku je však odvod vzduchu řízen a regulován. (5) Pobytem ukrývaných osob v prostorech stavby dochází ke zhoršování vnitřního klimatu. Nejvýše přípustné parametry vnitřního klimatu jsou4: a) nejvyšší koncentrace oxidu uhličitého CO2 = 2 %, b) nejmenší koncentrace kyslíku O2 = 18 %, c) nejvyšší teplota (vlhkého teploměru) tefmax = 27°C. (6) Při určování vnitřního mikroklimatu jsou stanoveny tyto parametry5: a) spotřeba kyslíku O2 = 25 l∙os-1∙h-1, b) množství vydýchaného oxidu uhličitého CO2 = 20 l∙os-1∙h-1. 3
TOMAN, S. Požární větrání chráněných únikových cest, navrhování a některé problémy [online]. TZB-info, 2011 [cit. 2015-04-06]. Dostupné z: http://vetrani.tzb-info.cz/vzduchotechnicka-zarizeni/7575-pozarni-vetranichranenych-unikovych-cest-navrhovani-a-nektere-problemy 4 ČSN 73 9010:2010 Navrhování a výstavba staveb civilní ochrany. 5 ČSN 73 9010:2010 Navrhování a výstavba staveb civilní ochrany.
Stránka | 9
(7) V případě větrání prostoru ve stavbě při úniku nebezpečné látky přetlakovým větráním nebo nuceným větráním přes filtry k zachycování NCHL se počítá s minimální čistou podlahovou 2
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
plochou pro jednu ukrývanou osobu 2 m . Ve stavbě by měla být zajištěna minimální infiltrace vzduchu póry stěn stavby, a to kvalitním provedení obvodového pláště, vnitřních omítek a malby, provedení kvalitního utěsnění spár mezi panely stavby tmely nebo jiným těsnícím materiálem. Minimální infiltrace vzduchu netěsnostmi oken a dveří v obvodovém plášti se zajistí navržením vhodného typu oken (viz příloha 2) a dveří s nízkým součinitelem spárové průvzdušností nebo navržením vhodného způsobu dotěsnění spáry oken a dveří s vyšší spárovou průvzdušnosti. Infiltrace v prostorech stavby by se měla pohybovat v rozmezí hodnot I = 0,1 až 0,8 l∙h-1. Nejvhodnějšími jsou prostory opatřené dokonale těsnými plastovými okny s větracími ventilačními otvory a dokonale utěsněnými dveřmi (I = 0,1 l∙h-1). Velmi vhodné jsou prostory s plastovými, dřevěnými nebo kovovými okny a dveřmi s kovovými rámy a gumovým těsněním s utěsněným obvodovým pláštěm, kde stavební plášť je těsnější a větrání je zajišťováno vytvářením regulovaných štěrbin v plastových oknech při současném utěsnění prostupů instalací (I = 0,3 l∙h-1). Vhodné jsou také prostory běžného provedení s dřevěnými okny a dveřmi, u nichž je provedeno dotěsnění běžným těsněním a v konstrukci stavby se nenachází neutěsněné stavební průduchy (I = 0,8 l∙h-1). U vyšších staveb se doporučuje k minimalizaci odsávání vzduchu schodištěm rozdělit stavbu vertikálně, oddělit schodiště a výtahové šachty od ostatních prostorů stavby a volit vhodné provedení vstupního prostoru do stavby. Těsnost staveb lze zvýšit zateplením omítek. Na izolace proti vlivům chemických látek lze použít obklady z kyselinotvorné kameniny, kyselinovzdorné tmely, fólie a desky z plastů nebo kaučuků, sklolamináty, plastbetony aj. Čl. 7 Technické požadavky na stavby chránící před účinky radioaktivní látky
(1) Rozhodujícím činitelem snižujícím vnější ozáření je výše plošné hmotnosti (kg∙m-2) obvodového pláště, zdí, příček a stropů oddělujících prostor od vnějšího prostředí. Ta by měla být co největší. (2) Tloušťka nezapuštěné obvodové zdi prostoru k provizornímu ukrytí by měla být u staveb cihelné konstrukce alespoň 45 cm, kamenné 35 cm a železobetonové 30 cm.6 (3) Prostory stavby sloužící k provizornímu ukrytí, které sousedí s vnějším prostorem, by měly mít co nejmenší počet a plochu otvorů. (4) Na izolace proti účinkům záření je vhodné použít těžké betony, barytové betony a malty, mající velkou objemovou hmotnost a stínící schopnost.
6
KOLEKTIV AUTORŮ. Sebeochrana obyvatelstva ukrytím. Praha: Ministerstvo vnitra – generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR, 2001.
Stránka | 10
Čl. 8 Související technická opatření (1) Dokumentace pro ohlášení stavby k žádosti o stavební povolení a k oznámení stavby ve zkráceném stavebním řízení obsahuje Souhrnnou technickou zprávu, která v bodě Ochrana obyvatelstva popisuje splnění základních požadavků na situování a stavební řešení stavby z hlediska ochrany obyvatelstva. Dokumentaci z hlediska ochrany obyvatelstva kontroluje hasičský záchranný sbor kraje. (2) Revize technických zařízení ve stavbách se zajišťují a provádějí v pravidelných lhůtách a rozsahu stanoveném platnými normami.
Stránka | 11
IV. ZÁVĚREČNÁ USTANOVENÍ Čl. 9 Doplňující opatření (1) Při aplikaci technických opatření, uvedených v této metodice, do projektů staveb dojde ke zvýšení přirozených ochranných vlastností staveb a tím ke zvýšení bezpečnosti osob využívající stavby k provizornímu ukrytí. (2) Zavádění ochranných opatření do projektové dokumentace vyžaduje užší spolupráci projektanta s hasičským záchranným sborem kraje, který projektantovi na požádání vypracuje analýzu ohrožení dotčené stavby. (3) Přínos metodiky lze spatřovat zejména v následujících oblastech: a) zavedení nového termínu „provizorní ukrytí“ pro zpřehlednění problematiky ukrytí a používání termínu. Podstatou byla snaha vyřešit možnou záměnu stávajících termínů improvizované ukrytí a improvizovaný úkryt. b) stanovení požadavků pro zodolnění staveb využívaných pro provizorní ukrytí, které nejsou komplexně řešeny předpisem. c) usnadnění činnosti projektantům, HZS krajů, orgánům samosprávy. (4) Tuto metodiku lze přiměřeně využít také pro zvýšení přirozených ochranných vlastností: a) průmyslových staveb. V tomto případě se může jednat o celou stavbu nebo její část, která bude určena pro provizorní ukrytí zaměstnanců. V této souvislosti je doporučováno pro ověření správné realizace stavby provést před jejím dokončením BlowerDoor Test7. b) staveb dotčených požadavky civilní ochrany z důvodu jejich předurčenosti k budování improvizovaných úkrytů8.
Čl. 10 Účinnost Tato metodika nabývá účinnosti dnem 1. května 2015.
7
Např. Metoda B dle ČSN EN 13829:2001 Tepelné chování budov – Stanovení průvzdušnosti budov – Tlaková metoda. 8 Vyhláška Ministerstva vnitra č. 380/2002 Sb., k přípravě a provádění úkolů ochrany obyvatelstva.
Stránka | 12
Příloha 1 Fyzikální vlastnosti stavebních látek
Hustota je definována hmotností objemové jednotky látky bez dutin a pórů. Vypočte se podle vzorce (1):
m [kg.m-3] Vh
(1)
kde ρ = hustota látky [kg.m-3]; m = hmotnost látky [kg]; Vh= objem bez dutin a pórů [m3].
Objemová hmotnost je definována hmotností objemové jednotky látky v přirozeném stavu. Vypočte se ze vzorce (2):
m [kg.m-3] V
(2)
kde ϱ = objemová hmotnost [kg.m-3]; m = hmotnost látky [kg]; V = objem včetně dutin a pórů [m3].
Hutnost je souvislé vyplnění daného objemu částicemi látky, bez prázdných míst. Je bezrozměrné číslo. Vypočte se podle vzorce (3):
h
Vh v [bezrozměrné číslo] V
(3)
kde h = hutnost [bezrozměrné číslo]; Vh = objem látky bez dutin a pórů[m3]; V= celkový objem látky [m3]; ρV = objemová hmotnost [kg.m-3]; ρ= hustota [kg.m-3].
Při nesoudružných látkách je hutnost proměnlivá a vyjadřuje se mírou zhutnění. Vypočte se podle vzorce (4):
Sh
h V´ [bezrozměrné číslo] h´ V
(4)
kde Sh = míra zhutnění [bezrozměrné číslo]; h = hutnost nezhutněné látky; h´= hutnost zhutněné látky; V´= objem zhutněné látky [m3];V = objem nezhutněné látky [m3].
Pórovitost je poměr objemu pórů a dutin v určitém objemu látky. Pórovitost podstatně ovlivňuje vlastností látek, zejména objemovou hmotnost, nasákavost, odolnost proti mrazu, pevnost a tepelnou vodivost. Pórovitost se vyjadřuje buď jako bezrozměrné číslo, nebo v procentech. Vypočte se podle vzorce (5):
p
Vp v 1 1 h [bezrozměrné číslo] V
(5)
Stránka | 13
kde p = pórovitost [bezrozměrné číslo]; Vp = objem pórů a dutin látky [m3]; V = objem látky [m3]; ϱ = hustota [kg.m-3]; ρV = objemová hmotnost [kg.m-3];h= hutnost látky [bezrozměrné číslo].
Mezerovitost vytvářejí mezery mezi zrny sypkých látek. Vyjadřuje se poměrem objemu mezer mezi jednotlivými zrny a celkovým objemem látky. Mezerovitost je proměnná hodnota závislá na stupni zhutnění látky. Obvykle se udává v procentech. Vypočte se podle vzorce (6):
M
Vm s .100 (1 ).100 [%] V zk
(6)
kde M = mezerovitost [%]; Vm = objem mezer mezi jednotlivými zrny [m3]; V = celkový objem látky [m3]; ϱs= sypná hmotnost [kg.m-3]; ϱzk = objemová hmotnost zrn kameniva [kg.m-3].
Zrnitost je velmi důležitá vlastnost sypkých látek. Vyjadřuje procentuální poměr zrn různé velikosti. Od zrnitosti závisí sypná hmotnost, propustnost, stlačitelnost a další vlastností sypkých látek. U mletých materiálů se místo zrnitosti používá název jemnost mletí. Pokud postačuje jen určení průměrné velikosti zrn v jemně mleté látce, stanovuje se tzv. měrný povrch, který vyjadřuje celkovou povrchovou plochu všech zrn v jednotkovém množství látky [m2.kg-1].
Nasákavost je schopnost látky přijímat vodu (jinou kapalinu). Nepříznivě ovlivňuje jiné vlastnosti zejména objemovou hmotnost, objemovou stálost, pevnost, mrazuvzdornost a tepelnou vodivost. Určuje se z poměru množství kapaliny vniklé do látky ku množství suché látky. Udává se v procentech. Poměr může být vyjádřený z hmotností (hmotnostní nasákavost) nebo z objemů (objemová nasákavost). Vypočte se podle vzorce (7), (8):
nh
mk mn ms .100 .100 [%] ms ms
(7)
nv
Vk mn ms .100 .100 [%] V V .k
(8)
kde nh = hmotnostní nasákavost [%]; mk =hmotnost nasáklé kapaliny [kg]; ms= hmotnost vysušeného vzorku [kg]; mn = hmotnost nasáklého vzorku [kg]; nv = objemová nasákavost [%]; Vk = objem nasáklé kapaliny [m3] hustoty ρk [kg.m-3]; V = objem vzorku [m3].
Vlhkost je množství vody v látce, která se dá odstranit vysušením. Ustálená - rovnovážná vlhkost zabudovaného materiálu je charakterizovaná jako stav, při kterém dochází v materiálů k úplné vlhkostní rovnováze (nasycení vodní párou a vypařování) s vlhkostí okolního prostředí.
Difúze je pronikání vodní páry z teplejšího místa na místo studenější, z místa s větším tlakem vodní páry ve vzduchu k místu s menším tlakem. Difúzní odpor vrstvy a celkový odpor zdiva je odpor vrstvy a vrstev zdiva kladený prostupu vodní páry. Platí zásada, že ve směru prostupu vodní páry má difúzní odpor vrstev konstrukce klesat. Pro větší část roku je směr toku difúzní vodní páry z vnitřních
Stránka | 14
prostorů. Uprostřed léta se směr difúze vodní páry na čas obrací. To má jen malý význam, protože v této době jsou poměry mezi vnější a vnitřní stranou obvodového zdiva jen málo rozdílné. Vypočte se podle vzorce (9), (10): d .d [m]
(9)
kde dμ = difúzní odpor vrstvy[m]; μ= součinitel difúzního odporu; d = tloušťka vrstvy[m].
dc d1 d 2...... dn [m]
(10)
kde dμc = celkový odpor zdiva[m]; dμ1 +dμ2… +dμn= součet jednotlivých dílčích odporů [m].
Vzlínavost je zvláštní druh nasákavosti. Vzniká v důsledku působení kapilárních a sorpčních sil v látce při částečném ponoření látky do vody. Vzlínavost závisí na druhu, velikosti a rozložení pórů a na množství a druhu kapilár v látce. Čím více kapilár látka obsahuje, tím větší množství vody nasákne a tím výše voda v látce vystoupí. Vzlínavost se posuzuje podle výšky zavlhnutí látky od hladiny vody.
Vodotěsnost je schopnost látky zamezit pronikání vody, která na látku působí pod tlakem. Mírou vodotěsnosti je tlak vody, při kterém voda neprosákla látkou podle předepsaných podmínek. Vodotěsnost závisí na struktuře látky, kapilár, trhlinek, otevřené pórovitosti a na tloušťce látky. Důležitá je u materiálů krytin, izolací a potrubí.
Mrazuvzdornost je schopnost látky nasáknuté vodou odolávat střídavému zmrazování a rozmrazování. Při nasáklých látkách poměry zhoršuje zvětšující se objem vody při zamrznutí. Mrazuvzdornost ovlivňuje tvar a velikost pórů a kapilár, poměr povrchové plochy, objem vzorku.
Trvanlivost je odolnost látky proti působení komplexu vnějších a vnitřních vlivů. Z vnějších jsou to především vlivy povětrnostní (střídání teplot a vlhkostí, působení vody apod.), agresivní (působení agresivních vod, pár a plynů), biologické (působení plísní, hub, hmyzu a živočichů), mechanické (způsob a druh namáhání), jako i umístění materiálu v konstrukci. Mezi vnitřní patří struktura a skladba materiálu z jednotlivých složek, jeho fyzikální a chemické vlastností a také způsob výroby. Trvanlivostí se obyčejně rozumí čas, za který vnější vlivy nezpůsobí takové zhoršení vlastností materiálů, které by ohrozilo jeho funkci ve stavební konstrukci. Vysoká trvanlivost se vyžaduje zejména od konstrukčních materiálů, protože na nich závisí stabilita stavby.
Pevnost je odpor látky proti porušení v důsledku vnitřního napětí při zatížení. Napětí způsobuje vnější zatížení. Je to síla působící na jednotku plochy namáhaného průřezu. Na pevnost látek má vliv jejich složení, struktura, způsob zpracování, ale také tvar a velikost tělesa, rychlost zatěžování ale i jiné vlivy jako je vlhkost, teplota apod.
Stránka | 15
Pevnost v tlaku je mezní napětí vyvolané statickým zatížením tlakem na jednotku plochy, které ještě snese zkušební těleso. Vypočte se podle vzorce (11):
pd
Fd [Pa, MPa] So
(11)
kde δpd = pevnost v tlaku [Pa, MPa]; Fd = síla, při které se vzorek porušil [N]; So= plocha vzorku [m2].
Pevnost v tahu je mezní napětí vyvolané statickým zatížením tahem na jednotku plochy, které ještě snese zkušební těleso. Označuje se σpt a vypočte se podle předchozího vztahu. U většiny stavebních materiálů je pevnost v tahu několikrát nižší než pevnost v tlaku.
Pevnost v ohybu (pevnost v tahu za ohybu, pevnost v tlaku za ohybu) je mezní napětí v uvažovaném průřezu vyvolané namáháním ohybem, které ještě snese zkušební těleso. Vypočte se podle vzorce (12):
po
M [Pa, MPa] Wo
(12)
kde δpo= pevnost v ohybu [Pa, MPa]; M = ohybový moment při porušení [N∙m]; Wo= průřezový modul v ohybu [m3].
Pevnost ve smyku je mezní napětí vyvolané zatížením na jednotku plochy, které zkušební těleso namáhané střihem ještě snese. Hodnota pevnosti ve smyku většiny stavebních materiálů je řádově stejná jako pevnost v tahu. Vypočte se podle vzorce (13):
s
Fs [Pa, MPa] So
(13)
kde τs= pevnost ve smyku [Pa, MPa]; Fs= maximální síla při přestřižení [N];So = původní průřez v místě přestřižení [m2];
Pevnost v krutu je mezní napětí v průřezu namáhaném kroucením, které zkušební těleso ještě snese. Vypočte se podle vzorce (14):
k
Mk [Pa, MPa] Wk
(14)
kde τk = pevnost v krutu [Pa, MPa]; Mk = krouticí moment při porušení [N∙m]; Wk = průřezový modul v kroucení [m3].
Mimo uvedených základních druhů pevnosti existují jejich různé kombinace. Dále se vyskytují speciální druhy pevnosti jako pevnost dynamická, nárazová a vrubová houževnatost a další. Negativně na pevnost působí únava materiálu v důsledku postupujícího poškozování v průběhu vícenásobného zatěžování a různorodost (heterogennost) povahy stavebních látek.
Stránka | 16
Pružnost a tvárnost. Vlivem vnějšího zatížení se tuhé látky deformují (přetvářejí), mění svůj tvar a rozměry, jako důsledek změny vzdálenosti mezi strukturálními částicemi, popřípadě změny struktury. Deformační vlastnosti se nejčastěji vyjadřují v tzv. poměrných přetvořeních, které charakterizují poměrnou změnu tvaru vzhledem k původnímu tvaru prvku. Podle způsobu zatížení rozeznáváme: - poměrné prodloužení (zkrácení)se vyjadřuje podílem změny délky tělesa k původní délce tělesa. Vypočte se podle vzorce (15):
l lo
(15)
kde ɛ = poměrné prodloužení (zkrácení); ∆l = změna délky tělesa [m]; lo = původní délka tělesa [m]. - poměrné posunutí – vyjadřuje tangens úhlu, o který se v důsledku smykového napětí změní původně pravý úhel tělesa, - poměrné zkroucení – vyjadřuje úhel zkroucení dělený délkou krouceného tělesa.
Deformace, které po odlehčení tělesa zaniknou, se nazývají pružné (vratné) a schopnost látky nabýt původní tvar pružnost. Deformace, které zůstanou i po odlehčení, jsou nepružné (nevratné) trvalé. Když při deformacích nenastávají makroskopické změny struktury, označují se jako tvárné - plastické a příslušná schopnost materiálu tvárnost - plasticita. Podle časového průběhu se rozlišují deformace okamžité (časově nezávislé), které vzniknou ihned po zatížení a mizí spolu s odlehčením prvku a opožděné (časově závislé), které se po zatížení s časem postupně zvětšují a po odlehčení postupně zmenšují.
Tvrdost je odpor materiálu proti trvalé deformaci. Závisí zejména na druhu chemické vazby a struktuře látky, její pevnosti, teploty, vlhkosti apod. Tvrdost ovlivňuje i jiné vlastnosti jako např. obrusnost, odolnost proti nárazu, odolnost proti otlačení.
Opotřebovatelnost látek souvisí s jejich tvrdostí, i když ji ovlivňují další činitelé. Je to vlastně úbytek materiálu při jeho obrušování nebo otloukání. Obrusnost je důležitá u materiálů, které se používají na dlažby. Obrusnost se vypočte jako ztráta objemu nebo úbytku výšky podle vzorce (16), (17):
m 3 [m ] v
(16)
m V [m] v.S S
(17)
V l
kde ∆V= ztráta objemu [m3]; ∆l = úbytek výšky [m]; ∆m = ztráta hmotnosti po broušení [kg]; ρv = objemová hmotnost [kg.m-3]; S = broušená plocha zkoušeného tělesa [m2].
Tepelná vodivost je schopnost látky vést teplo. Vyjadřuje se součinitelem tepelné vodivosti λ [W.m1 -1 .K ], který udává materiálem přenášený tepelný výkon, plochou 1m2 při tloušťce 1m a rozdílu teplot
Stránka | 17
1K. Za dobré tepelné izolace se považují látky, které mají součinitel tepelné vodivosti menší než 0,35 W.m-1.K-1. Pokud součinitel klesne pod hodnotu 0,10 W.m-1.K-1 jde o vysoce izolační látky. Tepelná vodivost závisí na složení a struktuře látky, její pórovitosti, vlhkosti, vrstevnatosti a teplotě při které vede teplo. Zásadité látky vedou teplo hůře než kyselé. Tepelná vodivost roste se stoupající hustotou a vlhkosti materiálu. Klesá s rostoucí pórovitosti. Tepelná vodivost stavebních látek je důležitá z hlediska zabezpečení požadované teploty ve stavbách a návrhu tepelných izolací.
Akumulační schopnost je schopnost látky při ohřátí přijmout určité množství tepla, které při ochlazování odevzdává okolí. Závisí na specifické tepelné kapacitě látky, její tepelné vodivosti a objemové hmotnosti. Vypočte se podle vzorce [18]: b c..v [W2.s .m-4.K-2]
(18)
kde b = akumulační schopnost látky [W2.s.m-4.K-2]; c = tepelná kapacita látky [W.s kg-1.K-1]; λ = tepelná vodivost látky[W.m-1.K-1]; ϱv = objemová hmotnost látky [kg.m-3]
Akumulační schopnost látky je tím větší, čím víc tepla je látka schopná přijmout a čím pomaleji ji odevzdává okolí. Souvisí tedy s tepelnou vodivostí látek, která vyjadřuje rychlost vyrovnávání teplot v tělese a udává se součinitelem tepelné vodivosti – a. Součinitel tepelné vodivosti se vypočte podle vzorce (19):
a
[m2.s-1] c.v
(19)
kde a = součinitel tepelné vodivosti [m2.s-1]; λ = tepelná vodivost [W.m-1.K-1]; c =specifická tepelná kapacita látky [W.s kg-1.K-1];ϱv=objemová hmotnost látky[kg.m-3].
Tepelná roztažnost je vratná změna objemu tělesa způsobená změnou vnější teploty. Při zvyšování teploty se těleso prodlužuje, při klesání zkracuje ve všech třech směrech. Tepelná roztažnost se většinou posuzuje podle změny délky ∆l [m], která se vypočte podle vzorce (20):
l .lo.t [m]
(20)
kde ∆l= změna délky [m]; α = součinitel lineární teplotní roztažnosti [K-1] (pozn.: pohybuje se u většiny stavebních látek od 6.10-6[K-1] do16.10-6 [K-1]. Vyšší je jen u plastu 80.10-6[K-1] až 100.10-6[K-1]); lo = původní délka [m]; ∆t = změna teploty [K].
Součinitel objemové roztažnosti lze určit podle vzorce (21):
3 [K-1]
(21)
kde γ = součinitel objemové roztažnosti [K-1]; α = součinitel lineární teplotní roztažnosti [K-1].
Stránka | 18
Žáruvzdornost je odolnost látky proti vysokým teplotám (1500 °C a vyšším). Posuzují se vlastnosti látek jako je únosnost v žáru, objemové změny, odolnost proti změnám teploty a další. Pro správnou volbu materiálu je třeba dokonale poznat podmínky, při kterých budou materiály plnit svou funkci.
Stálost v ohni se posuzuje podle chování materiálu vystavenému ohni. Ohnivzdorné látky nehoří a v ohni podstatně nemění své vlastnosti (např. cihla, beton). Některé látky sice nehoří, ale mění své vlastnosti (např. ocel, některé horniny). U hořlavých látek (organických) je z hlediska požární odolnosti stavebních konstrukcí důležitá teplota vzplanutí a vznícení.
U stavebních materiálů jsou důležité také akustické vlastnosti. Při dopadu zvukové energie, šířící se vzduchem, na hmotné rozhraní se její část odrazí a část pohltí hmotné rozhraní, popřípadě jim projde. Odražený zvuk způsobuje ozvěnu nebo dozvuk, které mají význam pro řešení interiérů z akustického hlediska. Mezi akustické vlastnosti patří: - zvuková pohltivost je schopnost látky pohlcovat zvuk při dopadu. Vyjadřuje se součinitelem pohltivosti (pozn.: bezrozměrné číslo od 0 do 1), - neprůzvučnost, která může být vzduchová a kroková.
Vzduchová neprůzvučnost vyjadřuje odpor látky, proti pronikání zvuku, který se šíři z jednoho uzavřeného prostředí do druhého. Vyjadřuje se stupněm vzduchové neprůzvučnosti (dB).
Kroková neprůzvučnost vyjadřuje odpor látky proti šíření se zvuku vyvolaného chůzi, nárazy, chvěním přenášený přímo konstrukcí. Vyjadřuje se hladinou normového krokového hluku.
Rychlost šíření zvuku závisí na hmotnosti prostředí. V hmotnějším prostředí, v látkách s vyšší objemovou hmotností (akusticky tvrdé) se šíří zvuk rychleji. Tyto látky zvuk dobře odrážejí. Látky s nízkou objemovou hmotností (akusticky měkké) vedou zvuk hůře a lépe ho pohlcují. Jsou to látky pórovité, případně i pružné.
Stránka | 19
Příloha 2 Součinitele spárové průvzdušnosti okenních spár
Typ okna a okenní spáry
Součinitel spárové průvzdušnosti (m3s-1m-1Pa-0,67)
Okno dřevěné jednoduché netěsné
1,9 . 10-4
Okno dřevěné zdvojené, netěsněné spáry
1,4 . 10-4
Okna dřevěná nebo plastová, kovová těsněná
0,10-0,40 . 10-4
Okno dřevěné s těsněním Kovotěs
0,7 .10-4
Okno těsněné molitanovými pásky
0,5 . 10-4
Okno těsněné neoprenovými profily
0,2-0,4 . 10-4
Zdroj: Přirozené větrání [online]. Panelové domy – EkoWATT, 2010 [cit. 2014-05-29]. Dostupné z: http://panelovedomy.ekowatt.cz/vetrani/25-prirozene-vetrani
Stránka | 20
