arrows Analýzy, trendy arrowsZatížení stavebních konstrukcí větrem a úloha norem
text: Jaromír Král
číslo: 11-12/10
Zatížení stavebních konstrukcí větrem a úloha norem
Autor tohoto příspěvku byl vyzván redakcí k reakci na článek [1], publikovaný v čísle 08/2010, ukazující zvýšení ceny staveb v důsledku zvýšení zatížení větrem. Popsané zvýšení zatížení je reálné a srovnávání velikosti zatížení větrem je stále předmětem diskuzí. Příspěvek má ukázat hlavní důvod zvýšení zatížení větrem v ČR, kterým je změna úlohy technických norem po přechodu společnosti na tržní hospodářství.
odeslat odeslat    tisk tisk
Ing. Jaromír Král, CSc.
Ing. Jaromír Král, CSc.V letech 1971–1976 pracoval v ÚAM VŽKG v Brně. Od 1976 je zaměstnán v Kloknerově ústavu ČVUT. Dlouhodobě se věnuje experimentální analýze stavebních konstrukcí, zatížení konstrukcí, větrnému inženýrství, výuce v rámci doktorského studia a spolupracuje při tvorbě norem. Zpracovatel ČSN EN 1991-1-4:2007 [6].
E-mail: jkral@klok.cvut.cz

Úvod

Článek [1] popisuje zvýšení cen staveb v důsledku zvýšení zatížení větrem v ČSN EN 1991-1-4 [6] ve srovnání s ČSN 73 0035 [2]. V první části článku autor poukazuje na význam zatížení větrem a uvádí informace o vývoji jeho velikosti na území ČR v odborné literatuře a v normách. Grafy na obr. 2 až obr. 4 článku [1] ukazují tendenci snižování základního zatížení větrem ve výšce 10 m v minulém století a jeho nárůst ve větších výškách (zde 30 m a 60 m), což dokumentuje vývoj poznání o vlastnostech atmosférické mezní vrstvy vyvolaný rostoucí výškou staveb. V této části článku jsou tlaky větru v textu udávány v kg/m2 bez dalšího vysvětlení (přesněji mělo být kgf/m2 nebo kp/m2). V grafech na obr. 2 až obr. 4 jsou tyto hodnoty přepočteny na kN/m2.
V další části tohoto článku je srovnáváno zatížení větrem pro dva průmyslové objekty vysoké 30 m a 60 m s ocelovým nosným skeletem a pláštěm z lehkých stěnových prvků podle [2] a [6]. Autor ukazuje zvýšení globálního a lokálního zatížení větrem až o 100 % a související zvýšení ceny pláště budovy až o 33 %. Výpočet jsem sice číselně neověřoval, ale na základě dříve provedených srovnávacích výpočtů musím potvrdit, že uvedené zvýšení zatížení větrem je velmi pravděpodobné.

Obecné příčiny rozdílných zatížení v obou normách
Při srovnávání výše uvedených norem je nutné minimálně rozlišovat mezi stavbami posuzovanými na: 

  • ekvivalentní statické zatížení ve směru větru;
  • ekvivalentní statické zatížení ve směru kolmém na směr větru;
  • možnost vzniku jevů aeroelastické nestability.

Ekvivalentní statické zatížení ve směru větru je rozhodující pro navrhování většiny běžných pozemních staveb posuzovaných podle kap. 4–8 v [6] a stavby nebo inženýrské konstrukce citlivé na dynamické účinky větru, které se posuzují buď podle [6] s využitím přílohy B, nebo podle [7] a obdobných specializovaných norem. Poznatky uvedené v dalších částech tohoto příspěvku se týkají zejména zatížení ve směru větru.
Ekvivalentní statické zatížení ve směru kolmém na směr větru podle přílohy E [6] nahrazuje u štíhlých konstrukcí citlivých na dynamické účinky větru maximální účinky kmitání vyvolaného periodickým odtrháváním vírů při kritické rychlosti (Strouhalovy kmity). Jevy aeroelastické nestability se mohou vyskytovat u inženýrských konstrukcí nebo jejich částí citlivých na dynamické účinky větru (stožáry elektrických vedení, zavěšené mosty, lávky pro pěší, kotvené stožáry apod.). Pro jejich navrhování zpravidla existují specializované normy a v některých případech se vyžaduje posouzení specialisty. V [6] jsou uvedena kritéria, která umožňují vyloučit možnost vzniku některých nestabilit. Zvýšení zatížení větrem ve směru větru zpravidla není pro navrhování těchto dvou skupin staveb rozhodující. Existují však další specifické příčiny zvýšení zatížení větrem. Napřílad zvýšení maximální rychlosti pro vznik odtrhávání vírů, snížení Strouhalova čísla u válců apod. Jejich výčet a rozbor není předmětem tohoto příspěvku.
Rozdíly ve velikosti zatížení ve směru větru jsme zjistili již kolem roku 1990 z náhodně získaných pracovních dokumentů CEN a následně v roce 1994, kdy začaly práce na převzetí předběžné evropské normy [3]. V té době jsme neměli k dispozici statistické odhady středních rychlostí na území ČR. Zaměřili jsme se na další faktory, které mohly způsobovat zvýšení zatížení. Naše poznatky i podobné údaje od jiných autorů byly průběžně publikovány na konferencích i v časopisech. To vyvolalo silnou vlnu odporu proti používání [4] ze strany projektantů, investorů i stavebních úřadů. Reakce byla pochopitelná, protože dobrovolné zvýšení zatížení by znamenalo zvýšení ceny dodávky a v tržním prostředí také ztrátu konkurenceschopnosti. Opatření tohoto typu musí platit pro všechny subjekty na trhu.
Srovnávání zatížení větrem má smysl, pokud jsou výchozí požadavky na jeho velikost srovnatelné. Proto jsme postupně srovnávali meteorologické podmínky, postupy výpočtu zatížení a úlohu součinitele zatížení.

Postupy výpočtu normového, respektive charakteristického zatížení v normách

Postupy při výpočtu zatížení v  normách [2] a [6] vycházejí ze stejného teoretického modelu, v detailech se však liší. Odlišné jsou např. popisy změny tlaku s výškou, definice součinitelů tlaku nebo referenčních výšek. Dopady těchto změn na velikost zatížení pro běžné pozemní stavby jsou však relativně malé a dokonce se zčásti kompenzují. Na příkladu budovy je možné ukázat, že při vyloučení vlivů velikosti tlaku ve výšce 10 m (základního nebo maximálního) a součinitele zatížení je charakteristické zatížení podle [6] dokonce o několik procent nižší než normové zatížení podle [2]. I když to pravděpodobně nebude zcela přesně platit pro všechny možné případy budov, lze s určitostí tvrdit, že postup výpočtu maximálního zatížení v [6] není příčinou zvýšení návrhového zatížení ve srovnání s [2].

Meteorologické podmínky
Analýza maximálních nárazů větru v období let 1981 až 2000 v omezeném počtu profesionálních meteorologických stanic na území ČR ukázala, že statistické odhady nárazů větru pro p = 0,02 (dokonce i naměřené maximální hodnoty nárazů větru) jsou stejné nebo velmi blízké hodnotám, zjištěným analýzou nárazů větru v období let 1960 až 1976 [13].
Podle [12] „…nelze na území ČR dlouhodobé trendy změn rychlostí větru v období 1961–1990 jako celku prokázat, přestože v časových řadách většiny stanic v daném období lze najít statisticky významné trendy. Tyto trendy jsou jak kladné, tak záporné“. Z dalších publikací ČHMÚ vyplývá, že na území ČR bylo na horských stanicích pozorováno zvyšování četnosti výskytu větších nárazů větru, ale zatím to nemá významný vliv na statistické odhady rychlostí větru pro malé pravděpodobnosti překročení na většině území ČR. Z toho lze usuzovat, že v období let 1961 až 2000 nedošlo na území ČR k výrazné změně statistických odhadů maximálních nárazů větru. Zvýšení zatížení v [6] tedy není ve sledovaném období způsobeno změnou meteorologických podmínek na území ČR.

Absolutní velikost tlaku ve výšce 10 m
Základní tlaky větru ve výšce 10 m a související mapa větrných oblastí ve [2] byly odvozeny z výsledků statistické analýzy řad měření maximálních nárazů větru ve výšce 10 m v letech 1960 až 1976 pro pravděpodobnost překročení p = 0,0125 [13]. Náraz větru je definován jako střední rychlost v intervalu přibližně 2 s až 3 s (podle typu použitého anemografu). Definice základního tlaku větru je ve [2] uvedena v v tab. 18 v čl. 166. Podle této definice základní tlak větru po vynásobení součinitelem zatížení g = 1,3 odpovídá rychlostem větru průměrným v úseku 10 s se střední dobou návratu 80 roků. Přechod z odhadů maximálních nárazů větru na základní tlak větru je popsán v [8]. Meteorologické stanice byly rozděleny na dvě skupiny podle velikosti odhadů rychlosti. Skupině stanic s vyšším odhadem rychlostí byl přiřazen do té doby používaný základní tlak 0,55 kN/m2 a druhé skupině stanic byl přiřazen základní tlak 0,45 kN/m2. Hranice větrných oblastí v mapě byly upřesněny ve spolupráci s ČHMÚ.
Zatížení větrem v [6] se odvozuje z maximálního tlaku ve výšce 10 m, který se vypočte z odhadu střední rychlosti v časovém úseku 10 minut pro pravděpodobnost překročení p = 0,02 podle vztahů uvedených v normě. Odhady středních rychlostí byly získány statistickou analýzou řad ročních maximálních středních rychlostí větru ve vybraných stanicích v období let 1961 až 2000 [9] v souladu s požadavky [6]. Ukázalo se, že tyto statistické odhady jsou závislé na nadmořské výšce. Zjištěná závislost byla využita k zahuštění sítě referenčních bodů při konstrukci mapy větrných oblastí v prostředí GIS. Postup vytvoření mapy větrných oblastí je popsán také v [9]. Ze vztahů pro podrobný postup výpočtu v Eurokódu lze dovodit, že maximální tlak odpovídá přibližně tlaku větru pro střední rychlost v intervalu přibližně 0,5 s až 1 s.
Podle teoretických modelů vlastností mezní vrstvy v otevřeném terénu (z0 = 0,05 m) je tlak větru odpovídající odhadu maximálního nárazu větru pro pravděpodobnost překročení p = 0,0125 přibližně roven odhadu maximálního tlaku větru podle [6] pro p = 0,02. Při vyloučení vlivu součinitelů tvaru podle [2], respektive součinitelů tlaku a konstrukce podle [6], by teoreticky mělo být výpočtové zatížení konstrukcí citlivých na účinky větru ve výšce 10 m podle [2] přibližně stejné jako charakteristické zatížení podle [6]. Z toho plyne zvýšení návrhového zatížení podle [6] minimálně o 50 %, které je důsledkem jiného postupu při aplikaci teorie mezních stavů na klimatická zatížení v obou normách.

Vliv mapy větrných oblastí
Pro sestavení mapy větrných oblastí byly ve [2] použity statistické odhady maximálních nárazů větru. Podobné mapy mají země s velmi hornatým terénem (Rakousko, Švýcarsko) nebo přímořské státy, ve kterých dominují větry vanoucí od moře. V [6] byly pro konstrukci mapy větrných oblastí použity odhady střední rychlosti v intervalu 10 minut. Podobně se postupuje v Německu, Polsku nebo na Slovensku.
V čem je rozdíl? Největší maximální hodnoty střední rychlosti jsou podle dlouhodobých měření v ČR i v zahraničí typické pro bouře při přechodu studených front. Tyto útvary zpravidla zasahují celé území ČR nebo jeho podstatnou část. Proudění vzduchu v měřítku staveb nebo jejich skupin je rovnoběžné s povrchem země, turbulenci způsobují překážky na povrchu a významně se neuplatňuje vliv teplotních gradientů. V [6] jsou použity ověřené modely pro výpočet maximálního tlaku a jeho změny s výškou v závislosti na drsnosti terénu. Vypočtené maximální tlaky tak mají na celém území přibližně stejnou pravděpodobnost překročení (p = 0,02).
Maximálním nárazům větru naměřeným v některých stanicích na území ČR však odpovídají tlaky větru až o 20 % vyšší, než jsou maximální tlaky vypočtené ze statistických odhadů maximálních středních rychlostí pro p = 0,02. Podle údajů ze stanice Brno–Tuřany v období let 1990–1999 se v osmi případech největší naměřené nárazy větru a největší naměřené střední rychlosti v průběhu jednoho roku nevyskytovaly současně při jedné meteorologické situaci (cca 3 dny). Ve dvou letech byl takový případ zjištěn, přitom však byla absolutní velikost maximálního nárazu nebo maximální střední rychlosti relativně velmi malá. Největší nárazy větru na území ČR často vznikají za jiných meteorologických situací než největší střední rychlosti větru. Zpravidla jsou to silné bouřky, jejichž výskyt je plošně omezený na relativně malé území (např. bouřky z tepla). Může to být způsobeno členitostí terénu, vzdáleností od moře nebo jinými faktory. Pravděpodobně to zcela neplatí pro horské stanice. Pokud se však omezíme na území s nadmořskou výškou do 700 m, mohou se tyto bouřky vyskytnout v podstatě kdekoliv na území ČR. Skutečné hodnoty nárazu větru přitom nemusí být ani změřeny. Např. proto, že v zasažené oblasti není meteorologická stanice s anemografem. Statistické odhady z naměřených řad maximálních nárazů větru jsou možné, ale pro potřeby norem jsou zatíženy chybou, plynoucí ze zanedbání pravděpodobnosti vzniku uvedených bouří pouze v plošně omezené oblasti určité velikosti.
Tlaky větru odpovídající maximálním nárazům větru by mohly být považovány za mimořádné zatížení, protože zpravidla vznikají za jiné meteorologické situace, než je ta, která byla použita pro odhad maximální střední rychlosti. Potom by podle [5] bylo možné použít součinitel zatížení g = 1. Návrhové hodnoty takto definovaného mimořádného zatížení byly ve všech dosud známých případech nižší než návrhové hodnoty maximálního tlaku podle [6] (g = 1,5). Norma [6] však pojem mimořádného zatížení větrem nezná přesto, že tato zatížení zjevně existují. Naměřené maximální nárazy větru je tedy nutné nadále kontrolovat. Pokud odpovídající tlaky nebudou vyšší než maximální tlaky stanovené podle [6], nebude pravděpodobně nutné dále zvyšovat návrhové zatížení větrem.
Z uvedeného však vyplývá, že mapy větrných oblastí podle odhadů maximálních středních rychlostí a odhadů maximálních nárazů větru musí být různé a z nich odvozená zatížení v určitém místě budou taky odlišná.

Součinitel zatížení
Jak bylo uvedeno výše, výpočtové zatížení podle [2] pro běžné pozemní stavby citlivé na účinky větru (součinitel zatížení g = 1,3) by v dané lokalitě mělo být přibližně stejné jako charakteristické zatížení podle [6]. Zpravidla tomu tak je. Z definice statistického odhadu rychlosti vyplývá, že s pravděpodobností 63 % budou stavby navržené podle [2] v průběhu své životnosti minimálně jednou zatíženy tlakem větru, odpovídajícímu výpočtové hodnotě zatížení. U konstrukcí méně citlivých na účinky větru (g = 1,2) jde o jistotu.
Návrhové zatížení podle [6] se získá podle [5] vynásobením charakteristického zatížení součinitelem zatížení g = 1,5. Návrhové zatížení je tedy o 50 % vyšší než maximální tlak větru v přírodě pro danou pravděpodobnost překročení (p = 0,02). Pokud bychom extrapolovali možnost použití vztahu pro součinitel pravděpodobnosti cprob v [6], lze střední dobu návratu návrhového zatížení odhadnout na přibližně 4240 let. Toto číslo je orientační a jde spíše o řád odhadu. Podobně jako v případě zatížení podle [2] se však toto zatížení může vyskytnout kdykoliv, třeba příští týden.
Obě normy ([2] a [6]) jsou určeny k navrhování podle mezních stavů. Při aplikaci součinitelů zatížení na klimatická zatížení je postup navrhování v obou normách různý. Je to možné vysvětlit pouze odlišnou úlohou norem pro klimatická zatížení v době jejich vzniku.

Docházelo ke škodám způsobeným větrem?
Při srovnávání norem se argumentuje tvrzením, že při používání [2] nedocházelo ke škodám způsobeným větrem. Přesné údaje nemáme k dispozici. Jestliže pomineme známé případy havárií inženýrských staveb způsobené nedodržením norem, postupu výstavby nebo provozních předpisů, lze konstatovat, že škody způsobené větrem skutečně nebyly srovnatelné se škodami např. v USA, Japonsku, Číně, Francii nebo Velké Británii. Na českém území se také nevyskytují přírodní jevy, známé z těchto zemí. Členitost terénu a zalesnění do jisté míry chrání obydlené oblasti, účinky silných větrů jsou velmi lokalizované a projevují se zpravidla mimo obydlené oblasti. Běžné pozemní stavby z cihel nebo betonu měly a mají z důvodu tepelné izolace masivní pevné stěny a velkou hmotnost. U takových staveb může vítr poškodit pouze prvky vnějšího pláště nebo střechy. A to se dělo a děje. Každý ve svém okolí určitě viděl mnoho případů poškozených střech, opláštění budov nebo tepelně-izolačních systémů. Přitom zpravidla o poškození nerozhodovalo staří staveb. Časté jsou poruchy elektrorozvodných sítí a škody způsobené výpadky energie. Škody způsobují také vyvrácené stromy nebo poletující předměty. Řada inženýrských konstrukcí citlivých na dynamické účinky větru musí být nebo dodatečně musela být osazena tlumiči kmitání. Kmitání způsobené větrem omezovalo jejich použitelnost a v některých případech způsobilo únavové porušení jejich částí.
V poslední době mediálně dobře známý orkán Kyrill zasáhl téměř celé území ČR a ukázal sílu větru. Směr větru však neodpovídal dominantnímu směru silných větrů a naměřené rychlosti v nadmořských výškách do 700 m zpravidla nepřekročily 90 % již dříve naměřených hodnot. Přesto škody byly velké. Zvláště tam, kde vítr plnou silou zasáhl nechráněné objekty nebo lehké stavby. Je nereálné, aby se při maximálním tlaku větru osoby pohybovaly mimo budovy. Obecně lze připustit, že za této situace může dojít k nějakému porušení pláště nebo střechy budovy, které však nesmí mít vliv na bezpečnost osob uvnitř pozemní stavby. Stavba navržená na velké zatížení větrem bude určitě dražší a případné „drobné“ škody budou menší. Nižší návrhové zatížení stavbu zlevní, ale zvýší pravděpodobnost jejího poškození větrem a celkovou výši škod. Statistickou analýzou lze na makroekonomické úrovni vyjádřit vztah mezi velikostí návrhového zatížení větrem a náklady na plošnou prevenci těchto „drobných“ škod, resp. vztah mezi velikostí návrhového zatížení a náklady na úhradu skutečně vzniklých škod. Vyhodnocení těchto vztahů a stanovení optimální velikosti návrhového zatížení už souvisí se strukturou společnosti a úlohou technických norem v ní.

Změna úlohy technických norem ve společnosti
Skutečným důvodem zavedení normy [6] byla změna společenských vztahů v ČR po roce 1989, která přinesla zásadní změnu úlohy technických norem ve společnosti. Logickým důsledkem změny vlastnických vztahů byly tyto kroky:

  • zrušení závaznosti technických norem;
  • vstup ČR do CEN;
  • přijetí systému Eurokódů;
  • zrušení platnosti norem, které nejsou v souladu s Eurokódy.

Velikost zatížení větrem (totéž platí i pro jiné typy klimatických zatížení) je v případě obou zmiňovaných norem stanovena „dohodou“ zúčastněných subjektů. „Dohodou“ jsou zde míněna klíčová rozhodnutí politických institucí, která předcházejí činnosti normalizačních orgánů a definují cíle normalizačního procesu. Realizaci pak zajišťují k tomu určené instituce (CEN, ÚNM, ČNI apod.). Výsledkem této „dohody“ jsou v tomto případě pravidla pro stanovení velikosti náhodného zatížení větrem.
V případě [2] šlo o „dohodu“ institucí hájících zájmy státu, který v procesu výstavby vystupoval prostřednictvím svých orgánů a podniků nejen jako projektant, investor, dodavatel a provozovatel staveb, ale také jako nositel všech případných rizik. Stát programově usiloval o bezpečnost staveb a minimalizaci celkových nákladů na jejich realizaci a užívání (úspory materiálu, energií, nákladů na údržbu apod.). Normy byly jedním z nástrojů k dosažení tohoto cíle. Jejich povinné dodržování mělo zajišťovat výše zmíněné zájmy státu a současně chránilo zúčastněné subjekty před sankcemi ze strany státu. Pokud došlo ke vzniku škod v důsledku překročení výpočtového zatížení, šlo o tzv. vyšší moc. Škody v takovém případě hradil stát přímo nebo prostřednictvím pojišťovny. I když realita byla poněkud složitější, je zřejmé, že po určité době začal tento proces postupně konvergovat k jakési optimální velikosti celkových nákladů státu, vyjádřené mimo jiné i akceptovanou velikostí zatížení větrem podle [2]. Stát tyto procesy finančně stimuloval, např. podporou tematicky zaměřeného výzkumu. Jak vyplývá z definice výpočtového zatížení, u klimatických zatížení se teoreticky připouštěla možnost jejich překročení v průběhu životnosti stavby. Jestliže podle tvrzení projektantů nedocházelo při navrhování podle [2] k významným škodám způsobeným větrem, byl tento postup v podmínkách centrálně řízeného hospodářství relativně úspěšný.
V případě normy [6] jsou instituce a klíčové dokumenty uvedené v její předmluvě. Základní požadavky na stavby jsou formulovány ve směrnici Rady 89/106/EEC a zdůrazňované priority jsou mechanická odolnost a stabilita a požární bezpečnost. Eurokódy mají vytvořit na území EU jednotný systém pro prokazování shody pozemních a inženýrských staveb s požadavky zmíněné směrnice a umožnit jeho navázání na technické specifikace pro stavební výrobky. Eurokódy vznikaly v podmínkách tržního hospodářství. Investoři, vlastníci staveb, dodavatelé a pojišťovny jsou zpravidla soukromé subjekty, podnikající za účelem zisku. Státy sdružené v CEN potřebují harmonizované normy i pro klimatická zatížení, ale nemohou nést ekonomická rizika spojená s činností soukromých subjektů. Proto se dohodly na jednotné definici parametrů pro stanovení klimatických zatížení v Eurokódech, tj. na pravděpodobnosti překročení charakteristického zatížení a velikosti součinitele zatížení. Jsou voleny tak, aby pravděpodobnost překročení návrhového zatížení byla po dobu životnosti stavby minimální. Lokálně závislé podklady pro stanovení charakteristického zatížení (mapu větrných oblastí) musí stanovit příslušný národní úřad (ČHMÚ) v souladu s požadavky Eurokódu. Tato pravidla pro stanovení velikosti klimatických zatížení akceptovaly zúčastněné soukromé a státní subjekty jako optimální kompromis (zde na rozdíl od [2] pro podmínky tržního hospodářství).
Je zřejmé, že cíle a z nich vyplývající požadavky na úlohu norem [2] a [6] jsou rozdílné. Odlišný přístup státu ke klimatickým zatížením ukazuje například řešení škod způsobených povodněmi před a po roce 1989. Za pozornost také stojí to, že zavedení EN 1991-1-4 v některých zemích CEN vyvolalo silný odpor odborné veřejnosti, protože se např. zatížení střech v některých případech významně snížilo vzhledem k dosavadní praxi. Důsledkem toho je např. změna ČSN EN 1991-1-4:2007/A1:2010, která tyto připomínky řeší rozšířením počtu článků, u kterých je povolena národní volba.
Uvedené informace nepřímo dokumentuje také graf zatížení větrem ve výšce 10 m na obr. 2 v článku [1]. Zajímavé je, že základní zatížení větrem podle normy platné v roce 1917 je prakticky stejné jako výpočtové zatížení v roce 2010 podle [6]!
Srovnávání zatížení větrem podle obou norem je sice možné, přináší zajímavé poznatky, ale pro navrhování nemá praktický význam. V tomto případě se nesrovnávají účinky větru na stavby, ale návrhová zatížení, vyjadřující kompromisní řešení střetu zájmů zúčastěných subjektů v systémech s centrálně řízeným a tržním hospodářstvím.

Revize mapy větrných oblastí
V letech 1992 až 1997 se nepodařilo získat finanční prostředky na sestavení mapy středních rychlostí. Proto byla do [4] vložena korigovaná mapa větrných oblastí z [2]. V této mapě bylo zachováno členění na větrné oblasti, ale základní tlaky byly nahrazeny středními rychlostmi větru s pravděpodobností překročení p = 0,02. Jejich velikost byla odhadnuta z dostupných informací v literatuře o vlastnostech turbulentního větru. Později provedená podrobná analýza středních rychlostí větru ukázala, že odhad rychlostí nebyl špatný, ale převzetí členění území ČR na větrné oblasti nebylo správné. Konečnou verzi mapy větrných oblastí v platné [6] zpracoval Dr. Hostýnek z ČHMÚ s využitím všech dostupných relevantních měření střední rychlosti. Tato mapa již obsahuje členění území na větrné oblasti podle střední rychlosti a bere v úvahu vliv nadmořské výšky. Měření rychlostí větru a zejména nárazů větru může být ovlivněno také dynamickými vlastnostmi používaných anemografů. V roce 1990 začal na meteorologických stanicích ČHMÚ postupný přechod na používání anemografů od firmy Vaisala, které jsou standardně používány v zemích EU. Tyto anemografy používají jiný princip měření rychlosti větru než dosud používané typy anemografů. I když anemografy byly a jsou pravidelně kalibrovány, může mít tato změna vliv na statistické odhady nárazů větru. Měření střední rychlosti je rozhodně přesnější než u dříve používaných anemografů. Na profesionálních stanicích ČHMÚ proto probíhá paralelní měření oběma typy anemografů, které by mělo zaručit kontinuitu řad měření rychlosti větru. Předpokládáme, že někdy kolem roku 2015 by mohlo být k dispozici dostatek informací pro revizi mapy větrných oblastí uvedené v [6].

Závěr

Úlohy norem [2] a [6] jsou rozdílné, protože vznikly v různých hospodářských systémech. To se projevuje ve zvyšování klimatických zatížení v zemích přecházejících z centrálně řízeného na tržní hospodářství. ČR nemohla mít vliv na tvorbu [3], protože v době vstupu do CEN byl proces jejich přípravy v oblasti stavebnictví již téměř dokončen. Přechod z [3] na EN 1991-1-4 probíhal již za formální účasti ČR, ale pouze v rámci existujících právních předpisů pro tvorbu EN – např. bez reálné možnosti ovlivnit velikost zatížení. Byla by také na místě otázka, čím by ČR (a podobně většina členů CEN) mohla konstruktivně do této normy přispět. Po vstupu do CEN se česká odborná veřejnost mohla na přijetí Eurokódů lépe připravit. Tato možnost byla promarněna pro nepochopení nebo zamlčování dopadů výše uvedených politických rozhodnutí. Dosavadní poznatky z odezvy projektantů na současnou situaci ukazují, že světlou výjimkou byly vysoké školy, ČKAIT a firmy, které projektují stavby v zahraničí. Proto nyní někde dochází k léčbě šokem.

Použitá literatura:
[1] Vácha, J.: Zatížení větrem podle ČSN EN 1991-1-4 zvýší ceny konstrukcí stěn a opláštění. Stavebnictví, č. 8, 2010, EXPO-DATA spol. s r.o., Brno
[2] ČSN 73 0035 (73 0035) Zatížení stavebních konstrukcí. Praha: ÚNM, 1986
[3] ENV 1991-2-4:1995 Basis of design and actions on structures, Part 2-4 Actions on structures – Wind Actions, CEN
[4] ČSN P ENV 1991-2-4:1997 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 2-4: Obecná zatížení – Zatížení větrem. Praha: ČNI, 1997
[5] ČSN EN 1990:2004 (73 0002) Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí. Praha: ČNI, 2004
[6] ČSN EN 1991-1-4:2007 (73 0035) Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-4: Obecná zatížení – Zatížení větrem. Praha: ČNI, 2007, Opr. 1: ČNI, 2008, Opr. 2: ÚNMZ, 2010, Z1: ÚNMZ, 2010 a Opr. 3: ÚNMZ, 2010
[7] ČSN EN 1993-3-1 (73 1431) Eurokód 3: Navrhování ocelových kon- strukcí – Část 3-1: Stožáry a komíny – Stožáry. Praha: ČNI. 2008
[8] Boháč, A.: Mapa větrových oblastí na území ČSSR v ČSN 73 0035 Zatížení stavebních konstrukcí. Stavebnický Časopis, 32, č. 4, VEDA, Bratislava, 1984
[9] Hostýnek, J., Král, J.: Influence orography on design wind speeds in the Czech Republic. IM 2006, Svratka
[10] Král, J.: Odhady desetiminutových rychlostí a nárazů větru v ČR pro různé střední doby návratu. Výzkumná zpráva. ČVUT, Kloknerův ústav, 37 s. Praha, 2002
[11] Král, J.: Ten-minute Wind Velocities and Gusts of Wind in the Czech Republic, 4th EACWE Conference Proceedings, ITAM AS CR, Praha, 2005
[12] Sobíšek, B.: Rychlost a směr větru na území České republiky v období 1961–1990. NKP ČR - sv. 29. ISBN 80-85813-79-3, ČHMÚ Praha, 2000
[13] Vorlíček, M.: Statistický rozbor maximálních rychlostí větru. Stavebnický Časopis, 24, č. 24, VEDA, Bratislava, 1976





Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
Líbí se nám: Vše o stavbách a architektůře najdete na 4stav.cz. Použité stroje jako brusky, lisy a jiné naleznete na AKKstroje.cz. Studijní materiály nejen o stavebnictví, ale i strojírenství a zeměpis najdete na Škola, studium, wiki. Pomozte klikem, udělejte dobrou věc a přečtěte si v magazínu nejen o životním stylu.
© 2007