Opravdu tam tak fouká?

Nedávno jsem byl požádán o vyjádření k návrhu kotvení ploché střechy, který byl realizační firmě poskytnut dodavatelem kotev. Součástí PD stavby byl totiž návrh kotvení (proč?), podle nějž byla zapotřebí zhruba polovina počtu kotev nově poskytnutého kotevního plánu. Realizátor měl obavu, že mu investor neschválí zvýšené náklady na kotvení hydroizolace.
Poté, co jsem poskytl poměrně obsáhlý rozbor, následovala otázka:

Opravdu si myslíte, že na tu střechu působí takové zatížení?

Podobnou otázku dostávám opravdu často a vysvětlení problematiky není jednoduché.

V Časopisu stavebnictví, číslo 11/18, vyšel velmi zajímavý článek "Stanovení aerodynamických součinitelů vnějších tlaků sedlových střech"od vedoucího oddělení dynamiky a stochastické mechaniky Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR Ing. Stanislava Hračova, Ph.D.
Příspěvek shrnuje výsledky měření tlakových poměrů na ploše sedlových střech aerodynamických modelů objektů umístěných ve větrném tunelu.
Intenzita vztlakových sil na hydroizolaci záleží mj. na koeficientu C_pe.
 Autor se sice zabýval srovnáním normativních a experimentálně zjištěných hodnot C_pe,10 (pro plochy větší než 10m² - tedy např. pro dimenzování nosné konstrukce), obdobné poměry lze však očekávat i pro součinitel C_pe,1, používaný pro dimenzování připojovacích prostředků - tedy např. střešních kotev.

Pro zjednodušení uvedu srovnání experimentálně určených špičkových hodnot C_pe,10 ve střeše se sklonem 5° (která se nejvíce blíží převažujícím sklonům u plošně nejčastějších střech - tedy střech plochých) v silně turbulentním proudu (odpovídajícím vyšší kategorii terénu):

Oblast	Podle ČSN EN 1991-1-4	Podle experimentu	Rozdíl [%]
F	-1,7	-1,57	-7,7
G	-1,2	-1,39	+15,8 *
H	-0,6	-0,91	+51,7

* Je v rozsahu předpokládané chyby (odchylky) měření

Obdobnou tematikou se v roce 2006 zabývaly Ing.Michalcová a Doc. M. Kozubková z VŠB-TU Ostrava-Poruba:

Je vidět, že součinitel u ploché střechy byl zjištěn také v hodnotě přibližně -1,0.

Doporučuji věnovat těmto zjištěním patřičnou pozornost. I když celkový stupeň bezpečnosti návrhu kotvení střechy podle platné normy je cca. 2,25, může být neodborně vypracovaný výpočet kotvení, nerespektující platnou normu, fatální chybou.

Jak z nedostatku udělat přednost

V jednom firemním článku se můžeme dočíst, že firma na základě výsledků provedených zkoušek, které „výrazně převyšovaly minimální požadovanou hodnotu únosnosti 0,4 kN“ ... „disponuje arzenálem kotevních prvků s vyšší únosností pro statické výpočty“.
Autor se mýlí – žádná minimální požadovaná únosnost neexistuje. Stejně tak neexistují žádné kotvy s vyšší únosností.
Vše záleží podle platných norem pouze na hodnocení celé sestavy a rozhodující je takřka vždy kvalita hydroizolace, nikoliv kotev.

Také závěrečné hodnocení přínosu zkoušek pro popisovanou stavbu je zajímavé, avšak zcela nepravdivé. Autor dovozuje, že „zvyšování návrhové únosnosti kotvy nad hodnoty přibližně od 500 N výše již ... úspory nepřinese“. Rád bych znal jeho názor na srovnání počtu kotev mezi jím popisovanou sestavou se zjištěnou odolností 0,50 kN a hydroizolací s certifikovaným dovoleným namáháním 0,76 kN, použitých na jiném podkladu …
Objektivně vzato - výsledek dosažený zkouškou není vůbec oslnivý. Změřená odolnost kotevního systému je spíše na spodní hranici hodnot, zjištěných u běžných fóliových materiálů.

Po mnoha letech výmluv sáhnul tento dodavatel k provedení zkoušek. I když nedosáhnul příliš dobrých výsledků, neinformovaného čtenáře přesvědčuje o tom, jak je technicky vyspělý.

Docela by mě zajímalo, jestli mu tyto zkoušky náhodou nedělala jedna evropská zkušebna, známá tím, že používá zkušební podmínky, které jsou v rozporu s platnými normami. Zkoušky jsou potom pochopitelně neplatné ...

Kontrola kotevního plánu

Nejste si jisti, jestli kotevní plán poskytnutý dodavatelem odpovídá požadavkům Stavebního zákona? Váháte, jestli se na něj lze spolehnout?

Posouzení kotevního plánu ZDARMA 

Posouzení je ve formě vyjádření, zda kotevní plán odpovídá Stavebnímu zákonu, platným normám a předpisům. V případě zájmu lze vypracovat i expertní posouzení s podrobným zdůvodněním případných nedostatků a nový kotevní plán pro danou stavbu, jenž by odpovídal normám.
VĚŘIT JE DOBRÉ - VĚDĚT JE LEPŠÍ. NERISKUJTE ŽE BUDE VAŠE PRÁCE NEBO INVESTICE ZMAŘENA NEZODPOVĚDNOSTÍ JINÝCH!

Jak se dá rychle a snadno poznat nedůvěryhodný kotevní plán?

S touto otázkou se potkávám pořád častěji - prakticky po každé své přednášce.
Vždy reaguji nejprve tím, že opakovaně upozorňuji na zákon č. 183/2006 Sb. (Stavební zákon):

§ 159 Projektová činnost ve výstavbě
(2) Projektant odpovídá za správnost, celistvost, úplnost a bezpečnost stavby provedené podle jím zpracované projektové dokumentace a proveditelnost stavby podle této dokumentace, jakož i za technickou a ekonomickou úroveň projektu technologického zařízení, včetně vlivů na životní prostředí. Je povinen dbát právních předpisů a obecných požadavků na výstavbu vztahujících se ke konkrétnímu stavebnímu záměru a působit v součinnosti s příslušnými dotčenými orgány. Statické, popřípadě jiné výpočty musí být vypracovány tak, aby byly kontrolovatelné. Není-li projektant způsobilý některou část projektové dokumentace zpracovat sám, je povinen k jejímu zpracování přizvat osobu s oprávněním pro příslušný obor nebo specializaci, která odpovídá za jí zpracovaný návrh. Odpovědnost projektanta za projektovou dokumentaci stavby jako celku tím není dotčena.

Kotevní plán je (nebo by alespoň měl být) součástí výrobní - dodavatelské dokumentace. Zoufale málo zpracovatelů kotevních plánů si k vlastní škodě uvědomuje, že má za vyhotovené dílo svůj díl zodpovědnosti. Případné odvolání se na "předběžnost" nebo "nezávaznost" kotevního plánu, ani když je to tam výslovně uvedeno (pokud možno maličkým písmem někde skrytě), v budoucím sporu nepomůže.

Prvním a nejsnáze rozeznatelným příznakem nedobře zpracovaného kotevního plánu, který není radno v žádném případě používat pro realizaci, je to, že není kontrolovatelný.

Je to někdy v části výpočtu zatížení větrem, téměř vždy však v části stanovení hodnoty dovoleného namáhání kotevního systému (W_adm). Pokud zpracovatel neuvede bez náležitého zdůvodnění ověřitelný zdroj, podle nějž stanovil hodnotu W_adm, nelze výpočet zkontrolovat a neodpovídá tak závaznému požadavku stavebního zákona.
Tato situace je pravidlem u komerčních programů, většinou zahraniční provenience, kde se tyto hodnoty čerpají z vnitřní (nebo na placeném serveru umístěné) databáze. Použité hodnoty přitom někdy přímo odporují normám systému Eurokódů. Tyto programy jsou většinou opravdu drahé a mnohdy se divím, jak velké prostředky jsou některé firmy v touze po "světovosti" a "odbornosti" ochotny obětovat, aniž by měly jistotu, že jim to opravdu něco prospěšného přinese. Obsluha takového programu vyžaduje také odpovídající odbornost a, upřímně řečeno, určitá část obsluhujícího personálu na to prostě nemá potřebné znalosti. To se pozná i z toho, jaké vstupy zadává: špatnou větrnou oblast nebo kategorii terénu, nesprávnou výšku střechy. Časté je zadání takové kombinace hydroizolace a kotev, která je podle technické dokumentace prvků sestavy nepřípustná. A draze zaplacený program na to pochopitelně neupozorní, zákazník je (nevědomky) uveden v omyl...
Jsou firmy, které opakovaně nemohou předat střechy bez zodpovědně a průhledně zpracovaného kotevního plánu a žádají následně o pomoc. Prostě to nejprve zkoušejí, jestli to zase projde jen tak. Je mně smutno, když musím zkonstatovat, že střecha provedená podle "kotevního plánu" (většinou poskytnutému zdarma) je poddimenzována nebo naopak navržena zoufale neekonomicky (podle teorie zpracovatele a většinou i dodavatele - čím víc kotev prodám, tím větší zisk). Bohužel je mně smutno až moc často...

Chytrému napověz, hloupého kopni. Komu není rady, tomu není pomoci. Chybu může udělat každý, tu samou chybu ale udělá jenom blbec.

Je lepší se zeptat a mít jistotu, že jsem dostal to, co jsem očekával a za co mohu ručit. V případě sporu se velmi těžko dokazuje, kdo udělal chybu a navíc to stojí spoustu peněz. Zahraničního autora softwaru asi těžko přiměju k náhradě škody (předimenzované kotvení je způsobenou škodou !).
Doporučeníhodné je nechat si alespoň občas zkontrolovat výsledky kalkulace (hlavně u neobvyklých kombinací) a po konstatování nesouladu s normami a zákony požadovat okamžitou nápravu nebo alespoň slevu.

Fetiš ceny

aneb Byznys je byznys

V poslední době máme novou módu: s cílem získat zakázku za každou cenu poddimenzováváme kotvení hydroizolací.
Téměř všichni dodavatelé hydroizolací i kotev používají více či méně zdařilé výpočetní nebo kalkulační programy. Někteří z nich otevřeně přiznávají, že výstupy z nich jsou pouze informativní a nedoporučují je k realizaci (k tomu by měly sloužit opravdu jen oficiální a kvalifikovaně zpracovaný kotevní plán).
Některé elaboráty se však tváří jako profesionální a určené k realizaci. Jejich účel je však, zdá se, jiný. Zneužívá charakteristického chování mnohých přípravářů, které zajímá jen ten nejspodnější řádek nabídky - souhrnná cena.

"Pokud nemůžu dát nižší jednotkovou cenu, ošidím to na množství..."

Kromě stavitelů dálnic už to praktikují i stavaři. A tak se tam například "spočítá" méně kotev.
Jde to snadno:

• zadá se vyšší kategorie terénu nebo nižší větrná oblast
• zadá se menší výška objektu nad okolním terénem
• nadsadí se hodnota dovoleného namáhání kotev

A když ani to nepomůže, dodají se "noname" kotvy, které se dají koupit (a tím i prodat) výhodněji. Že jsou kvalitativně úplně jinde? Že po pár měsících ve střeše zreziví? Že se samovolně vyšroubovávají? NEVADÍ !! Stejně tomu málokdo rozumí a riziko, že se na to přijde, je malé. A když to uletí, najmeme si někoho, kdo to svede na něco jiného.
Hlavně že nabídneme míň kotev a tedy i nižší cenu než konkurence, která je tak hloupá, že se snaží dodržovat normy. A jestli toho nenechá, smeteme ji z trhu - kšefty nám kazit nebudou!
A kdyby si ta realizační firma, která to podle toho našeho "doporučení" postavila, pořádně přečetla poznámky pod čarou, věděla by, že to stejně nebylo myšleno vážně.

Jenže, vážení, doplatíme na to všichni. Vymycujeme poctivost a stavovskou čest. Nižší kvalita způsobuje vyšší pojistná plnění s neodvratitelným důsledkem zvyšování pojistného. Na druhé straně to (sice uměle, ale nešť) zvyšuje zaměstnanost, protože se to bude muset opravit nebo alespoň předčasně obnovit.

Komu to vlastně vyhovuje?

Sichr je sichr

Přístup k problematice kotvení střech může být různý - ba až podivuhodný.
V jednom slovenském odborném zpravodaji (škoda, že u nás nic podobného neexistuje) je zajímavý článek, popisující nutnost "správného postupu" při návrhu a realizaci kotvené střechy, kde se mimo jiné praví:

Pri predbežnom návrhu počtu skrutiek na streche vychádzame z dlhoročnej overenej praxe a jednoduchého pravidla 4-7-11 ks/m², t. z. že 4 kusy použijeme vo vnútornej ploche strechy, kde je namáhanie najmenšie, 7 ks do okrajových zón a 11 ks do rohových zón, ktoré ako som už spomenul, sú namáhané najviac. V priemere to robí cca 5 ks skrutiek/m².
Toto pravidlo sa dá aplikovať pre uzavreté budovy do výšky 20 m. V prípade požiadavky sa vypracuje kotevný plán, kde sa presne určia zóny namáhania vetrom a navrhne sa hustota a rozloženie kotiev na danej streche.

Dříve uplatňované "pravidlo" 3-4-6 nebo 3-6-9 se u nás už tak často nevidí, na Slovensku ale asi doznalo kvalitativního (nebo spíš kvantitativního?)  zpevnění.
Tento přístup odporuje (i na Slovensku) platným normám, nutí zákazníka platit mnohdy naprosto zbytečně enormní náklady na kotvy i zbytečné svary nad vloženými řadami a výsledkem je pouze z hlediska rizika vadných svarů nepříliš spolehlivý střešní hydroizolační povlak.
Hlavně že se prodá hodně kotev...

Nenechte se tahat za nos

Byl jsem požádán, abych posoudil kotevní plán, zpracovaný nejmenovanou firmou, protože realizační firmě se zdálo, že "je tam nějak moc kotev" - víc, než to obvykle počítám já.
První překvapení mě čekalo, když jsem se dočetl údaj o nadmořské výšce místa stavby. Dokladuje to neznalost zpracovatele - nějak mu ušlo, že česká norma tento údaj ve výpočtu vůbec neuvažuje, dokonce se zdá, že při sestavování algoritmu výpočtu vycházel autor z cizí (tedy neplatné) normy.
Dále se v textu pravilo:

Návrhová únosnost jednoho kotvícího prvku pro fixaci nové hydroizolační vrstvy je uvažována 0,4 kN.

a to bez jakékoliv doplňující poznámky, proč právě v této hodnotě. Ve "výpočtu" scházel navíc úplně údaj o tom, jaké kotvy budou pro kotvení použity...

Jako hydroizolace měla být použita velmi kvalitní fólie, která má při použití standardně kvalitních kotev deklarovánu návrhovou hodnotu odolnosti kotevního systému takřka 2x vyšší.
Další kuriozitkou byla formulace:

Pro volbu vhodného kotevního systému a ověření únosnosti podkladu je nutné provedení tahových zkoušek zodpovědnou osobou s patřičným oprávněním v souladu s ETAG 006 – Provádění výtažných zkoušek na stavbě.

Ať pátrám, jak pátrám, neznám předpis, zákon nebo normu, podle nichž by se udílelo "patřičné oprávnění" a dalo se určit, kdo je a kdo není "zodpovědnou osobou".
Jako třešnička na dortu tam stálo, že minimální počet kotev musí být 3 ks/m² -  dávno překonaný požadavek.
To, že autor chtěl na trapézovém profilu 160/250 rozmisťovat kotvy po 160mm a ne po250mm (jak je fyzicky jedině možné), považuji pouze za trapný omyl.
Závěr byl zjevný - při použití standardních kotev by se jednalo o takřka dvojnásobné předimenzování kotevního systému.

Pouze pár okamžiků poté, co jsem zadavateli sdělil výsledek mého posouzení, jsem byl dost ostře napaden pracovníkem kritizované firmy, která výpočet provedla. Argumentoval mj. tím, že má k dispozici mé výpočty, kde hodnotu 0,4 kN také používám a co tedy namítám. Zřejmě si nevšiml faktu, že tuto zástupnou hodnotu používám pouze v odůvodněných případech, které ve výpočtu vždy zmiňuji. Platnost výpočtu podmiňuji tím, že použitou hodnotu schválí výrobce (dodavatel) hydroizolace, který má povinnost deklarovat dovolené namáhání kotev. Tyto případy se pohříchu vyskytují převážně tehdy, kdy posuzuji jimi dodávané hydroizolace, které nemají patřičnou certifikaci, deklarující hodnotu W_adm.
Můj argument, že jsem vypracovával stanovisko k dost velkému počtu jimi zpracovaných kotevních plánů a hodnotu 0,4 tam používají stále, byl ponechán bez povšimnutí.

Celá debata končila tím, že:

"dáváme si do výpočtu další dílčí koeficienty nejistoty, protože nevíme, pro jaké kotvy se zákazník nakonec rozhodne a znáte to - co když bude chtít jen to nejlevnější a my musíme být krytí ..."

Ono prodat co nejvíc kotev, i když to není potřeba, je lákavé. To, že tím nepřímo nutí zhotovitele provádět nadměrně rizikovou střechu s naprosto zbytečně vloženými řadami kotev, které zvýší pravděpodobnost zatékání nekvalitními svary převařením nad nimi, je jim asi jedno.

Specialistou snadno a rychle

Poptávka po kotevních plánech neustále roste. Potvrzuje se předpoklad, že investoři i techničtí dozoři jsou stále poučenější, náročnější a chtějí mít jistotu, že provedené dílo bude odpovídat kvalitativním standardům dneška. Také pojišťovny se chovají více a více tržně.
Mnohé dodavatelské firmy si tohoto trendu všimly (ajta...) a chtějí rozsah svých dodávek rozšířit i o tuto stránku. Technický servis je opravdu neocenitelná přednost a zvyšuje pravděpodobnost získání zakázky - o tom není sporu. Nejen cesty Páně jsou ale nevyzpytatelné, postup některých firem je ještě překvapivější, o čemž jsem se mohl shodou okolností v rámci jednoho týdne přesvědčit.
Obrátili se na mě dva mladí inženýři z různých firem (poměrně velkých hráčů ve střechařské aréně). Byli pověřeni svými šéfy, aby se naučili dělat kotevní plány a v co nejkratší době je pro svého zaměstnavatele vypracovávali.
Absurdnost jejich představ (nebo jejich šéfů?) dokládají ukázky z korespondence.
První pochází od velmi naivního mladého inženýra:

V návaznosti na náš tel. rozhovor se na Vás obracím ohledně školení – návrh a výpočet  mechanického kotvení souvrství plochých střech.

V principu  jde o to abychom byli schopni odborně správně zpracovat plán kotvení s přesně vymezenými, větrem odlišně namáhanými segmenty střechy a přesné počty a umístění kotevních prvků v různých částech střechy.

To vše s ohledem na ekonomickou efektivitu tohoto návrhu.

To z mého pohledu obnáší:

1. Úplnost zadání a podkladů
2.  Správné stanovení oblastí zejména u střech nepravidelného půdorysu
3. Návrh optimálního počtu kotev
4. CAD výstup kotevního plánu

Prosím o návrh Vašich časových možností a  ceny za seminář v Praze.

Druhá prosba pochází od zřejmě nešťastné mladé inženýrky, která si prostě jen neví rady: 

Nevím, zda budete mít čas mi odpovědět, nicméně bych Vám byla velice vděčná, kdybyste mi mohl poradit se zpracováním kotevních plánů, s jejichž řešením se snažím bojovat. Našla jsem Váš příspěvek ke kotvení střešních plášťů na tzb.info, a tak mě napadlo, že bych se Vás k této problematice mohla zeptat na pár otázek, které mi nejsou zcela jasné.
V rámci přípravy zakázek je třeba vyhotovit výtažné zkoušky a kotevní plán – výtažné zkoušky by měly být nějakým způsobem zahrnuty do výpočtu? A pak, když zpracovávám kotevní plán pro obdélníkový půdorys, je to celkem jednoduché. Když mám ovšem členitější půdorys, kde se vlastně budou vyskytovat oblasti F a G? V příloze zasílám půdorys střechy, kde mám několik rohů (koutů). Pokud bych se měla řídit tím, že vše by mělo být navrhováno na stranu bezpečnosti, tak by tedy oblast F měla být vynesena od každého rohu,  že? Nebo jak se to tedy vynáší, když mám takto členitý, někdy i členitější půdorys? Mohl byste mi zaslat na ukázku nějaký Váš vyřešený půdorys?
Já bych se to chtěla naučit správně, bohužel nemám nikoho v okolí, koho bych se mohla zeptat. Také je pravdou, že už jsem se na to párkrát ptala a pokaždé mi bylo řečeno něco jiného. Pokud byste měl někdy cestu třeba do Prahy a bylo by možné setkání s Vámi a nějaké bližší popovídání o kotevních plánech, dejte mi vědět. Mohli bychom se tam sejít. Omlouvám se za mé otázky. Ale není to pro mě jednoduché. Ve škole nám řekli jen velice málo a teď mám řešit kotevní plány, když mi to nemá kdo vysvětlit – tudíž vše se učím postupně sama...
Dále – kdyby náhodou měla střechy půdorys tvaru kruhu nebo elipsy – kde se budou v tomto případě nacházet oblasti F,G? Jak se to určuje u těchto půdorysů?

 Je jasné, že zaměstnanec musí plnit pracovní příkazy, ale co dělat, když ten příkaz je z oblastí těžko splnitelných snů.
Ona je ta problematika poměrně náročná nejen na znalosti ale i zkušenosti...

Kotevní plán podle ČSN nebo DIN ?

Pořád ještě hodně dodavatelů střešních kotev nebo celých střešních systémů předává zákazníkům "kotevní plán", zpracovaný podle DIN nebo jiné zahraniční normy. Dokonce jsem měl několikrát v ruce i dokument v angličtině nebo němčině.

O závaznosti norem se popsalo hory papírů a web je různými pořád dokola omílanými nicneříkajícími úvahami také slušně (a neúčelně) zahlcen. Konečného, jasného a jednoznačného stanoviska se asi hned tak nedočkáme - zkusme tedy zapojit zdravý rozum:

Základní právní normou, platnou a závaznou pro stavebnictví je zák.č. 183/2006 Sb. (Stavební zákon), jenž se provádí mj. i prostřednictvím Vyhlášky o obecných technických požadavcích na výstavbu č. 137/98 Sb., v níž se praví:

ČÁST DRUHÁ OBECNÉ POŽADAVKY NA BEZPEČNOST A UŽITNÉ VLASTNOSTI STAVEB
§15 Základní požadavky
(1) Stavba musí být navržena a provedena tak, aby byla při respektování hospodárnosti vhodná pro zamýšlené využití a aby současně splnila základní požadavky, kterými jsou:
a) mechanická odolnost a stabilita,
b) požární bezpečnost,
c) ochrana zdraví, zdravých životních podmínek 29) a životního prostředí,
d) ochrana proti hluku, 29), 8)
e) bezpečnost při užívání,
f) úspora energie a ochrana tepla.

2) Stavba musí splňovat požadavky uvedené v odstavci 1 při běžné údržbě a působení běžně předvídatelných vlivů po dobu předpokládané existence.

 

§16 Mechanická odolnost a stabilita
(1) Stavba i její změna musí být navržena a provedena tak, aby zatížení a jiné vlivy, kterým je vystavena během výstavby a užívání při řádně prováděné běžné údržbě, nemohly způsobit
a) náhlé nebo postupné zřícení, popřípadě jiné destruktivní poškození kterékoliv její části nebo přilehlé stavby,...

V základní střechařské normě ČSN 73 1901 najdeme tento článek:

5.3.1.5 Povlaková krytina musí být zajištěna proti stržení větrem, a to lepením, kotvením nebo stabilizační vrstvou. POZNÁMKY 1 Hodnoty sání i tlaku větru stanoví ČSN 73 0035.

Poznámka: "Nová" ČSN EN 1991-1-4 (Eurokód) má také číslo 73 0035 !!

Závěr by snad měl být nasnadě...