KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB – komplexní přehled Petr Hájek, Ctislav Fiala Praha 2011

Evropský p ý sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

KPKP

POŽADAVKY NA POZEMNÍ STAVBY

Petr Hájek Ctislav Fiala

Fakulta stavební ČVUT© vPetrPraze Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

POŽADAVKY NA POZEMNÍ STAVBY Základním cílem veškeré činnosti v oblasti navrhování a realizace staveb musí být vytvoření kvalitního prostředí pro účel, pro který je objekt navrhován, přičemž kvalita by měla být zajištěna po dobu celé předpokládané životnosti objektu. Způsob naplnění cílů = vytvoření takového konceptu stavby, který bude splňovat veškeré p požadavky na: y  urbanistické začlenění objektu do svého okolí  estetické ztvárnění stavby  zajištění všech požadovaných provozních vazeb, naplnění požadované funkce stavby  splnění požadavků na odolnost a trvanlivost konstrukce  splnění požadavků na vnitřní prostředí z hlediska bezpečnosti a pohody splnění požadavků na vnitřní prostředí z hlediska bezpečnosti a pohody  technologickou a ekonomickou udržitelnost  minimalizaci negativních vlivů stavby a jejího provedení na životní prostředí

kvalitní návrh objektu = harmonické vyvážení všech požadavků POŽADAVKY NA POZEMNÍ STAVBY

© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

POŽADAVKY NA KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB ● Architektonické požadavky ● Obecné požadavky na bezpečnost a užitné vlastnosti staveb Obecné požadavky na bezpečnost a užitné vlastnosti staveb ‐ mechanická odolnost a stabilita (konstrukčně statické požadavky) ‐ požární bezpečnost ‐ ochrana zdraví osob a zvířat, zdravých životních podmínek a životního prostředí ochrana zdraví osob a zvířat zdravých životních podmínek a životního prostředí ‐ ochrana proti hluku a vibracím ‐ bezpečnost při užívání ‐ úspora energie a tepelná ochrana ú i l á h ● Odolnost konstrukce vůči vnějším vlivům ● Požadavky na pohodu vnitřního prostředí Požada k na pohod nitřního prostředí ● Technologické požadavky ● Ekologické požadavky ● Ekonomické požadavky

Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby (OTP 137/1998 Sb.) Vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb Technické normy (ČSN, EN, ISO) Č

POŽADAVKY NA KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB


VYHLÁŠKA č. 268/2009 Sb. (OTP) ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ ČÁST I. – ÚVODNÍ USTANOVENÍ ČÁST II. – TECHNICKÉ POŽADAVKY NA STAVBY ČÁST III. – OBECNÉ POŽADAVKY NA BEZPEČNOST A VLASTNOSTI STAVEB §8 základní požadavky, odst. 1 a) mechanická odolnost a stabilita b) požární bezpečnost aj. aj ČÁST IV. – POŽADAVKY NA STAVEBNÍ KONSTRUKCE STAVEB Zakládání staveb; stěny a příčky; stropy; podlahy, povrchy stěn a stropů; schodiště a šikmé rampy; komíny a kouřovody; střechy; výplně otvorů; zábradlí; výtahy; výtahové, větrací šachty; shozy pro odpad; předsazené části stavby a lodžie; ČÁST V. – POŽADAVKY NA TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ STAVEB ČÁST VI. – ZVLÁŠTNÍ POŽADAVKY PRO VYBRANÉ DRUHY STAVEB ČÁST VII. – SPOLEČNÁ A ZÁVĚREČNÁ USTANOVENÍ


ARCHITEKTONICKÉ POŽADAVKY ● Urbanistické požadavky ‐ požadavky na strukturu obcí a jejich rozvoj ‐ požadavky na intenzitu využívání pozemků požadavky na intenzitu využívání pozemků ‐ požadavky na umístění staveb ‐ požadavky na stavební pozemek

● Provozní požadavky ‐ dispoziční požadavky (typologie) ‐ oddělení prostorů oddělení prostorů ‐ návaznost prostorů ‐ komunikační vazby

● Estetické požadavky ‐ tvarové řešení celku a částí konstrukce ‐ barevné řešení barevné řešení ‐ požadavky památkové péče

ARCHITEKTONICKÉ POŽADAVKY


MECHANICKÁ ODOLNOST A STABILITA ● Kritéria spolehlivosti • mezní stav únosnosti

-

mezní stavy – po jejich překročení již konstrukce nesplňuje podmínky spolehlivosti

• mezní stav použitelnosti • trvanlivost konstrukce ●

Mezní stav únosnosti ‐ ztráta stability tvaru ztráta stability tvaru ‐ ztráta stability polohy ‐ vznik tvarově neurčité soustavy ‐ ztráta únosnosti základové půdy

KONSTRUKČNĚ ‐ STATICKÉ POŽADAVKY


●

Mezní stav únosnosti

podmínka spolehlivosti: podmínka spolehlivosti:

Ed  Rd

Ed … návrhová hodnota účinku zatížení Rd … návrhová hodnota odolnosti konstrukce

Rd  Rk /  R

Rk … charakteristická hodnota odolnosti charakteristická hodnota odolnosti γR … součinitel odolnosti

Rk Rd



●

Mezní stav použitelnosti

‐přetvoření ovlivňující vzhled a nebo účinné využití konstrukce ‐kmitání konstrukce negativně ovlivňující kmitání konstrukce negativně ovlivňující provoz poškození konstrukce (trhliny aj.) ovlivňující konstrukce (trhliny aj.) ovlivňující ‐poškození vzhled, trvanlivost nebo funkci konstrukce podmínka spolehlivosti:

Ed  C d Ed d … návrhová hodnota účinku zatížení Cd … nominální hodnota materiálových vlastností vztažených k účinkům zatížení



●

Trvanlivost konstrukce

‐

schopnost zachovávat si své vlastnosti během schopnost zachovávat si své vlastnosti během předpokládané životnosti

ČSN EN 1990: Zásady navrhování y Návrhová životnost: Tříd a

Příklad konstrukce

Požadovaná návrhová životnost (roky)

1

dočasné konstrukce

1 – 10

2

y konstrukční části vyměnitelné

10 - 25

3

zemědělské a obdobné stavby

15 - 30

4

budovy a další běžné stavby

50

5

monumentální stavby, mosty a jiné inženýrské konstrukce

100



!

KONSTRUKČNĚ ‐ STATICKÉ POŽADAVKY ‐ spolehlivost








●

Zatížení konstrukce

Fd   F  Fk Fd … návrhová hodnota zatížení γF … součinitel zatížení (dílčí součinitel) Fk … charakteristická hodnota zatížení ● ČSN EN 1990: Zásady navrhování konstrukcí Dílčí součinitele odolnosti: (4/2004) pro případ por ch konstr kce nebo konstr kčního pr k á islé na pro případ poruchy konstrukce nebo konstrukčního prvku závislé na pevnosti konstrukčního materiálu v trvalé nebo dočasné situaci:

‐ pro stálé zatížení nepříznivé ‐ pro stálé zatížení příznivé ‐ pro nahodilé zatížení nepříznivé h dilé íž í ří i é KONSTRUKČNĚ ‐ STATICKÉ POŽADAVKY

EN 1,35 1,00 1 0 1,50

NAD ČR NAD ČR 1,35 (1,20) 1,00 1 (1,40) 1,5 (1 40) © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

Klasifikace zatížení ● Stálá zatížení Stálá zatížení ‐ zatížení vlastní tíhou konstrukce ‐ zatížení působícími tlaky ‐ zatížení předpětím íž í ř d ě í ● Nahodilá zatížení (dlouhodobá, krátkodobá, mimořádná) ‐ užitná zatížení žit á tíž í ‐ klimatická zatížení ‐ zatížení sněhem ‐ zatížení větrem zatížení větrem ‐ zatížení námrazou ‐ zatížení od vynucených přetvoření ‐ zatížení teplotou zatížení teplotou ‐ zatížení reologickými změnami materiálu ‐ zatížení poklesem podpor ‐ montážní zatížení táž í tíž í ‐ seizmické zatížení ‐ zatížení tlakovými vlnami zatížení havarijní ‐ zatížení havarijní KONSTRUKČNĚ ‐ STATICKÉ POŽADAVKY ‐ zatížení konstrukce


● Eurokód 1: ZÁSADY NAVRHOVÁNÍ A ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ ● ČSN EN 1990 ● ČSN EN 1991‐1‐1 ● ČSN EN 1991‐1‐2 ● ČSN EN 1991‐1‐3 ČSN EN 1991 1 3 ● ČSN EN 1991‐1‐4 ● ČSN EN 1991‐1‐5 ● ČSN EN 1991‐1‐6 ● ČSN EN 1991‐1‐7 Č ● ČSN EN 1991‐3 ● ČSN EN 1991‐4

Zásady navrhování Obecná zatížení ‐ Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru Zatížení sněhem Zatížení sněhem Zatížení větrem Zatížení teplotou Zatížení během provádění Mimořádná zatížení Zatížení od jeřábů a strojního vybavení Zatížení zásobníků a nádrží

NAD (národní aplikační dokument) – národní specifika

KONSTRUKČNĚ ‐ STATICKÉ POŽADAVKY ‐ Eurokód 1


Užitné zatížení

UŽITNÉ ZATÍŽENÍ


POŽÁRNÍ BEZPEČNOST ● Zabránění vzniku a šíření požáru ‐ elektrická požární signalizace EPS ‐ samočinné hasicí zařízení samočinné hasicí zařízení ‐ samočinné požární odvětrání …… aj.

● Zabránění ztrát na životech, zdraví a majetku Z bá ě í á ži h d í j k ‐ zachování stability a únosnosti konstrukcí po stanovenou dobu ‐ bezpečná evakuace ‐ bránění šíření požáru v objektu a mimo něj ‐ umožnění účinného zásahu požárních jednotek

● Řešení ‐ rozdělení objektu do požárních úseků ‐ zabezpečení požárních únikových cest ‐ stanovení požární odolnosti a hořlavosti jednotlivých konstrukcí stanovení požárního zatížení ……….. po árního atí ení ……….. ‐ stanovení POŽÁRNÍ BEZPEČNOST


OCHRANA ZDRAVÝCH ŽIVOTNÍCH PODMÍNEK A ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ● Zdravotní nezávadnost ‐ hygienické požadavky (týkající se především použitých stavebních h i i ké ž d k (týk jí í ř d ší žitý h t b í h materiálů)

● Hygiena vnitřního prostředí H i i ř íh ř dí ‐ týká se řešení vnitřního prostoru a jeho vybavení (větrání, osvětlení ….. atd.)

● Vliv stavby na životní prostředí ‐ environmentální dopady výstavby a existence budov v rámci celého ž životního cyklu íh kl ‐ hodnocení životního cyklu ‐ LCA

EKOLOGICKÉ POŽADAVKY


OCHRANA PROTI HLUKU A VIBRACÍM ● Akustická pohoda Ak ti ká h d ‐ mírou akustické pohody je hladina akustického tlaku LpA [dB]

● Vzduchová neprůzvučnost ‐ přenos: vzduch přenos: vzduch – dělicí konstrukce dělicí konstrukce – vzduch vzduch ‐ závisí především na plošné hmotnosti ‐ kritériem je vážená stavební neprůzvučnost R´ w [dB]

● Kročejová neprůzvučnost ‐ přenos: přímý mechanický impuls na dělicí konstrukci – přenos: přímý mechanický impuls na dělicí konstrukci vzduch vzduch ‐ závisí především na způsobu řešení nášlapné vrstvy podlahy ‐ kritériem je vážená stavební normovaná hladina akustického tlaku k č j éh kročejového zvuku L k L´n,w [dB] [d ] AKUSTICKÉ POŽADAVKY


OCHRANA PROTI HLUKU A VIBRACÍM


BEZPEČNOST PŘI UŽÍVÁNÍ ● Omezení rizik úrazu ● Požadavky na bezbariérový provoz, vyhl. č. 398/2009 Sb. o obecných technických požadavcích zabezpečujících bezbariérové užívání staveb ‐ vstup do budovy bez stupňů ‐ rozměry veřejných komunikací a místností musí mít rozměry veřejných komunikací a místností musí mít předepsané rozměry umožňující pohyb hendikepovaných osob (osoby na vozíčku aj.) ( y j) ‐ požadavky na návrh bezbariérových bytů

BEZPEČNOST PŘI UŽÍVÁNÍ


ODOLNOST KONSTRUKCE VŮČI VNĚJŠÍM VLIVŮM ● srážková voda ● vzdušná vlhkost ● proudění vzduchu ● sluneční záření ● agresivita prostředí ● podzemní voda

ODOLNOST KONSTRUKCE VŮČI VNĚJŠÍM VLIVŮM



POŽADAVKY NA POHODU A HYGIENU VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ ● tepelně ‐ tepelně ‐ vlhkostní mikroklima vlhkostní mikroklima ● zraková pohoda vnitřního prostředí ● odérové mikroklima ● mikrobiální a aerosolové mikroklima mikrobiální a aerosolové mikroklima ● elektrické mikroklima ● ochrana proti hluku a vibracím, akustické mikroklima ● zdravotní nezávadnost vnitřního prostředí p ● požadavky na hygienu vnitřního prostředí

POŽADAVKY NA POHODU A HYGIENU VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ


● Zraková pohoda vnitřního prostředí ‐ denní osvětlení ‐ kritérium pro úroveň denního osvětlení – činitel denní osvětlenosti e [%] ‐ požadavky na dobu proslunění bytů ‐ požadavky na omezení oslnění

‐ umělé osvětlení ‐ sdružené osvětlení ‐ požadavky na rozložení světelného toku

POŽADAVKY NA POHODU A HYGIENU VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ


● Tepelně ‐ vlhkostní mikroklima ● ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov (revize 2011) část 2: Požadavky Změny ve značení (2002): Změny ve značení (2002):

dříve

nyní

teplota

t

Θ

součinitel prostupu tepla

k

U

● Požadavky ● Šíření tepla konstrukcí Š Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce Součinitel prostupu tepla Pokles dotykové teploty podlahy

Θ ≥ ΘN U ≤ UN ΔΘ ≤ ΔΘN

● Šíření vlhkosti konstrukcí Šíření vlhkosti konstrukcí Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce Roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce páry uvnitř konstrukce TEPELNĚ‐VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA

Gk ≤ Gk,N Gk ≤ G ≤ GV © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

● Šíření vzduchu konstrukcí a budovou Průvzdušnost Výměna vzduchu v místnostech Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu při nuceném větrání nebo klimatizaci

● Tepelná stabilita místnosti Pokles výsledné teploty v místnosti v zimním období Tepelná stabilita místnosti v letním období Tepelná stabilita místnosti v letním období

● Energetická náročnost budovy

● Součinitel prostupu tepla U = 1 / ( Ri + R + Re) Ri = 1 / 8 R = ∑ R ∑ ( d ( di / λ / λi )

[Wm‐2K‐1] … součinitel prostupu tepla [m2KW‐1] … odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce [m2KW‐1] … ] tepelný odpor konstrukce tepelný odpor konstrukce

Re = 1 / 23 λi

[m2KW‐1] … odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce [Wm‐1K‐1] … součinitel tepelné vodivosti i‐té vrstvy

TEPELNĚ‐VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA


●

Vývoj požadavků na tepelně ‐ technické vlastnosti budov

1,5

obvodová stěna

U (W/K (W/Km2)

střecha 1

nízkoenergetické domy 0,5

0

1979

1992

2002

20?? © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

TEPELNĚ VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA Požadavky na součinitel prostupu tepla UN,20 [W/(m2.K)]


● Spotřeba energie na vytápění

A/V kWh/(m2a)

15

50

100

200

současná norma 2011 současná norma 20 11 nízkoenergetický dům pasivní dům „nulový dům“ < 5 „nulový dům“ < 5 kWh/(m2a) © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

ENVIRONMENTÁLNÍ POŽADAVKY – VLIV NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ podporovat energetickou účinnost výstavby a staveb opatření na úsporu energie ‐ výrobní i provozní, využívání obnovitelných zdrojů energie

šetřit neobnovitelné přírodní zdroje materiálů efektivnější využívání materiálů v rámci životního cyklu, konstrukce j y y , s dlouhou životností, demontovatelné konstrukce, recyklace

omezit negativní dopady stavební činnosti a staveb na životní prostředí na životní prostředí snížení emisí CO2, SO2, NOx, HCFC aj., redukce množství nerecyklovatelných odpadů

snižovat spotřebu kvalitní vody snižování spotřeby kvalitní vody pro výrobu materiálů, výstavbu a provoz staveb a provoz staveb

přispívat k trvale udržitelnému rozvoji měst efektivní využívání půdy, flexibilita a adaptabilita konstrukcí umožňující dlouhou životnost rekonstrukce revitalizace dlouhou životnost, rekonstrukce, revitalizace © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

ARCHITEKTONICKÝ KONCEPT STAVBY Zákl d í k Základní koncepční požadavky architektonicko‐konstrukční: č í ž d k hit kt i k k t kč í •

hmotová koncepce

•

systémová hranice vytápěné a nevytápěné zóny y y p y p y •

•

dispoziční a provozní řešení

optimalizace velikosti a polohy okenních otvorů •

orientace (provoz X pas. zisky X tep. ztráty)

•

velikost (pas. zisky X tep. ztráty X osvětlení a oslunění místností X rizika letního přehřívání…) p


VOLBA VHODNÉHO MATERIÁLOVÉHO A TECHNOLOGICKÉHO KONCEPTU TECHNOLOGICKÉHO KONCEPTU


KVALITNÍ NÁVRH A PROVEDENÍ DETAILŮ Podrobný návrh stavebních detailů s ohledem na: ý • funkční řešení jednotlivých částí systému, obálka budovy (U) • eliminace tepelných vazeb a tepelných mostů eliminace tepelných vazeb a tepelných mostů • zajištění vzduchotěsnosti obvodového pláště (u NE/PA vzduchotěsnost stavby n50 ≤ 0,6 (1,0) resp. řízená výměna vzduchotěsnost stavby n ≤ 0,6 (1,0) resp. řízená výměna vzduchu s rekuperací

Blower door test, Ing. Jiří Novák, Ph.D., FSv S ČVUT V Praze Č 29. 8. 2008 podle ČSN EN 13829, Metoda B: © Petr Hájek, Ctislav Fiala n50 = 0,42 1/h Fakulta stavební ČVUT v Praze

INOVACE


KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

Recommend Documents