Konstrukční systémy současných dřevostaveb

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva Konstrukční systémy současných dřevostaveb Bakalářská práce 2012/2013 Jeremiáš Krella 1

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Konstrukční systémy současných dřevostaveb zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:... Podpis studenta:... 2

3 Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat vedoucí práce doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové a Ing. Janu Klepárníkovi za ochotu věnovat mi čas při konzultacích a poskytnutí věcných rad a připomínek při tvorbě této práce. Dále bych touto cestou chtěl taktéž poděkovat celé mé rodině za značnou podporu v různých podobách při studiích a psaní této bakalářské práce. Největší dík ale samozřejmě patří mé drahé přítelkyni Barboře Štenclové. 3

4 Abstrakt V této práci jsou zpracovány a popsány dnes nejpoužívanější konstrukční systémy dřevostaveb používaných pro výstavbu rodinných domů. Dále jsou v jednotlivých kapitolách rozebrány a detailně vysvětleny postupy výstavby a zpracování konstrukčních částí a detailů těchto staveb. Nechybí zde ani ukázkové skladby vodorovných a svislých nosných a nenosných konstrukcí. Zároveň jsou zde začleněny poznatky současného trendu ve výstavbě dřevostaveb. Skladby jednotlivých konstrukčních systémů obvodových stěn jsou upraveny na jednotnou tloušťku 300 mm a posouzeny z hlediska požadavků na tepelnou ochranu budov určených pro trvalý pobyt lidí. Dále jsou vybrané systémy dle způsobu výstavby porovnány z hlediska náročnosti, variability a samotné délky výstavby. Klíčová slova: dřevostavby, konstrukční systémy, rámové stavby, novodobé masivní stavby, srubové stavby, výstavba, součinitel prostupu tepla Abstract In this bachelor thesis, the most often used construction systems of wooden houses for building constructions are elaborated and described. Subsequently the procedures of the construction and treatment of specific components and details are analysed and explained in detail in particular chapters. Furthermore, samples of compositions of horizontal and vertical load-bearing and non-bearing structures are presented. Likewise, the experiences with the modern trends of building wooden houses are incorporated into this work. The tracks of individual structural systems of exterior walls are regulated to a unified thickness of 300 mm and are evaluated by requirements for thermal protection of buildings intended for permanent stay of people. Furthermore, the systems are selected according to the method of construction and are compared from the perspective of difficultness, variability, and the actual duration of construction. Key terms: wooden houses, structural systems, frame constructions, modern massive building, log houses, construction, heat transfer coefficient 4

5 OBSAH 1 ÚVOD 7 2 CÍL 9 3 METODIKA 10 4 LITERÁRNÍ PŘEHLED Dřevostavby Historie a vývoj dřevostaveb všeobecně Vývoj dřevostaveb u nás Vývoj dřevostaveb v zahraničí Rozdělení dřevostaveb 15 5 CHARAKTERISTIKA KONSTRUKČNÍCH SYSTÉMŮ Rámové stavby Způsoby výstavby Konstrukce stěn Kotvení rámových staveb Konstrukce stropů Střechy a základy Masivní dřevěné stavby Srubové a roubené stavby Novodobé masivní stavby Skeletové stavby 46 6 POSOUZENÍ VYBRANÝCH SKLADEB Posouzení obvodových konstrukcí z hlediska tepelné ochrany Rámové stavby Novodobé masivní stavby Srubové stavby 53 5

6 6.2 Posouzení náročnosti, variability a délky výstavby dřevostaveb Náročnost výstavby Variabilita Délka výstavby 57 7 VÝSLEDKY 60 8 DISKUZE 62 9 ZÁVĚR SUMMARY PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK A GRAFŮ 69 6

7 1 ÚVOD Dřevo jako základní stavební materiál je používán ve stavebnictví již od nepaměti. Stejně jako pro výstavbu domů, jejíž hlavní nosnou konstrukci tvoří dřevní surovina. S postupem času podléhaly vývoji nejen konstrukce dřevostaveb, ale i samotný dřevěný materiál určený k výstavbě. Původně se stavělo pouze z rostlého dřeva, postupně díky novým technologiím, postupům a vývoji mechanizace se objevují materiály na bázi dřeva nebo masivní dřevené prvky tvořené slepením menších částí rostlého dřeva. Veškerý tento pokrok se promítl do současné výstavby dřevostaveb. Dřevostavby ve světě mají svoji pevnou pozici jako stavební systém již od nepaměti, nicméně u nás v České republice tomu tak rozhodně nebylo. V naší historii byly stavby ze dřeva značně populární, ale postupem času ztratili svoje místo díky množství vlivů jako např. prosazování panelové a cihelné výstavby. A z toho důvodu byla veřejnost dlouhou dobu k dřevostavbám jako plnohodnotnému stavebnímu systému skeptická. Tomu nasvědčuje i fakt, že v období poloviny 90. let dvacátého století měly dřevostavby u nás v České republice podíl na celkové bytové výstavbě menší jak 1%. V dnešní době je situace mnohem lepší, podíl dřevostaveb stoupl na 8% a neustále lze pozorovat jeho progresivní vývoj. Na čemž je jasně patrné, že veřejnost začíná brát dřevostavby opravdu jako plnohodnotný stavební systém. Na tomto faktu se podílí i to, že se o dřevě jako o stavebním materiálu začíná vyučovat na vysokých školách. Díky tomu dospívá generace architektů a projektantů orientujících se v této problematice. V neposlední řadě tomu přispívá i vývoj sofistikovanějších materiálů a konstrukčních řešení dřevostaveb, a vznik mnoha kvalitních realizačních firem. Realizace stavby domu ze dřeva představuje pro stavebníka mnoho výhod, zejména oproti výstavbě z klasických stavebních materiálů jako je cihla nebo beton. Jednak už tím, že dřevo je obnovitelný materiál a nezatěžuje svým zpracováním a recyklací životní prostředí jako jiné materiály. Také fyzická životnost dřevostavby je delší než doba, za kterou nám vyroste surovina na výstavbu dřevostavby. Nehledě na to, že v současnosti je v České republice roční přírůstek dřevní hmoty vyšší než úbytek jeho vytěžením a to v rozdílu okolo 3 miliónu m 3. 7

8 V neposlední řadě má dřevo v konstrukci mnoho pozitiv, jako například regulovatelnost vnitřní relativní vlhkosti vlivem svojí hydroskopicity. Dále má také vynikající mechanické vlastnosti v závislosti na své objemové hmotnosti a tím i lepší tepelně izolační vlastnosti. Sice nemá tak vysokou tepelně akumulační schopnost, ale tím se nabízí i otázka, zda stavebník opravdu potřebuje vytápět stěny a pak prostor a ne okamžitě rovnou vnitřní prostředí. Ale jednou z největších předností dřevostaveb je jejich rychlost výstavby a možnost dosáhnout podobných tepelně izolačních parametrů obvodových stěn při použití menší tloušťky stěn. A tím zvýšit užitnou plochu objektu při shodné zastavěné ploše. Tento aspekt je v současnosti, kdy se hodně přihlíží na energetickou náročnost budov, velikou výhodou pro dřevostavby. Proto se pro výstavbu nízkoenergetických a pasivních staveb značně využívá konstrukcí dřevostaveb. Jako jednu z posledních výhod lze dodat, že přiznané dřevo v pohledové části stavby taktéž působí značným estetickým dojmem a je možné cítit příjemnou vůni masivního dřeva. 8

9 2 CÍL Cílem této bakalářské práce bude popsat problematiku konstrukčních systémů současných dřevostaveb, které jsou u nás v současnosti používány při realizaci rodinných domů. Dále budou v práci rozebrány a detailně vysvětleny postupy výstavby a zpracování některých konstrukčních částí a detailů staveb pro nejčastěji používané konstrukční systémy dřevostaveb určených pro rodinné domy. Následně v práci budou popsány skladby nosných i nenosných stěn a stropů. Příklady obvodových stěn jednotlivých systémů budou posouzeny z hlediska požadavků tepelné ochrany budov pro pobyt lidí. V návaznosti na to budou konstrukce navzájem porovnány z hlediska variability řešení, délky a náročnosti samotné výstavby. Výsledkem práce by měl být přehled konstrukčních systémů pro budoucí stavebníky rodinných domů nebo majitele stavebních firem uvažujících o začátku dodavatelské činnosti dřevostaveb. 9

10 3 METODIKA Vybrané skladby obvodových stěn nejpoužívanějších konstrukčních systémů dřevostaveb budou použity z katalogových listů výrobců materiálů pro dřevostavby, popřípadě budou použity z běžných realizací staveb. Některé vrstvy skladeb budou poupraveny podle vyráběných tloušťkových dimenzí materiálů, tak aby celková tloušťka obvodových stěn byla okolo hodnoty 300 mm. Všechny vybrané skladby s jednotným rozměrem budou posouzeny podle normy ČSN na požadovanou hodnotu součinitele prostupu vnější stěnou budovy U N = 0,3 W/(m 2 K). Tato hodnota se v současnosti vztahuje jak na lehké, tak i těžké obvodové stěny. Výsledky budou vyhodnoceny a argumentovány. Při posuzování variability řešení a náročnosti realizace systémů dřevostaveb budou systémy rozděleny podle způsobu výstavby. A to na panelovou a staveništní montáž, tak aby byly posouzeny všechny představené konstrukční systémy součastných dřevostaveb. To znamená, že panelovou výstavbu budou reprezentovat rámové a novodobé masivní konstrukce. Na druhou stranu staveništní montáž bude zastupovat výstavba rámových konstrukcí, stejně tak jako srubových nebo roubených staveb. Z hlediska posouzení délky realizace výstavby se bude posuzovat časová náročnost a jednotlivé časové fondy prací na výstavbu hrubé stavby rodinného domu s jedním nadzemním podlažím a obytným podkrovím. 10

11 4 LITERÁRNÍ PŘEHLED 4.1 Dřevostavby Dřevostavby představují suchý stavební systém, který v porovnání s klasickou zděnou výstavbou má své značné výhody, ale i nevýhody. Dnes, lze tyto nevýhody značně eliminovat pomocí součastných materiálů a technologií. Už při projektu a pak následné výstavbě je potřeba detailně znát vlastnosti dřeva, z důvodu eliminace jejich nežádoucích vlivů na konstrukci dřevostavby. Jelikož dřevo jako surovina je anizotropního charakteru, tudíž jeho fyzikální, tak i mechanické vlastnosti jsou v různých směrech odlišné. (Sedliaková, 2008) Při samotné výstavbě nosných konstrukcí dřevostaveb je nejčastěji využíváno jehličnatých dřevin: smrku, jedle, modřínu a borovice. A to z důvodu přijatelných vlastností v porovnání s jejich cenovou dostupností. Dřevostavby mají jednak své přednosti, tak i nedostatky v porovnání s jinými nedřevěnými stavebními systémy. Výhody dřevostaveb suchý proces výstavby možnost okamžitého užívání po ukončení výstavby schopnost regulovat interiérovou vlhkost estetické a funkční vlastnosti dobré tepelné a akustické vlastnosti rychlost a menší náročnost při výstavbě vysoká únosnost konstrukcí k poměru hmotnosti Nevýhody dřevostaveb Nižší odolnost proti živelným katastrofám (zemětřesení, vichřice, aj.) Nižší životnost a trvanlivost nechráněných dřevěných částí a tím následná náročnější údržba 11

12 Nižší požární odolnost oproti silikátovým materiálům jako cihla a beton Objemové a tvarové změny dřeva a jeho vady (Štefko, 2009) 4.2 Historie a vývoj dřevostaveb všeobecně Dřevo jako stavební materiál je používán už od nepaměti a to nejen jako pomocný či doplňující prvek při výstavbě, ale i jako samotný materiál pro zhotovení dřevěných konstrukcí či dokonce staveb ze dřeva. Spolu s kamenem to byl první materiál, ze kterého se stavělo už od pravěku. Až o mnoho tisíc let později přišel jako další stavební materiál nepálená cihla a následně cihla pálená. Beton, ocel a jiné stavební materiály přispěly do stavebnictví až relativně nedávno. Základy nebo spíše první náznaky jednoduchých skeletů a rámových konstrukcí dřevěných staveb jsou známi již ze starověku z oblastí dnešní Číny, Indie a Japonska. V období raného středověku už byly známé základní stavební systémy ze dřeva. Jak masivní tak i skeletové, dále samostatně stály konstrukce střešních krovů. Systém staveb z masivního dřeva se využíval převážně u staveb určených pro obydlí či sloužící jako vojenské objekty. Zato skeletové konstrukce sloužily převážně pro výstavbu církevních a veřejných budov. Postupně se tyto prvotní těžké skeletové konstrukce přetvořili do historicky velice známých hrázděných konstrukcí, které jsou k vidění dodnes jak u nás, tak i v zahraničí. Dnes už jsou veškeré dřevěné konstrukční systémy zdokonaleny tak, že dřevostavby jsou schopny ve všech směrech (statika, design, protipožární odolnost atd.) plnohodnotně konkurovat výstavbě z cihel, betonu či oceli. (Zahradníček, 2011) Vývoj dřevostaveb u nás Už za doby Slovanů se u nás stavělo pomocí dřeva v kombinaci s přírodními materiály jako kámen nebo hlína. S postupem času, kdy vše bylo ve vývoji, se začaly z opracovaných trámů stavět roubené stavby a to zejména na vesnicích, kde byla zákonitě lepší dostupnost dřevěného materiálu. Dodnes se dochovalo mnoho roubených 12

13 staveb včetně kostelíků jako např. na východě Slovenska. Během 19. století se od dřeva začalo pomalu ustupovat nejen z důvodu vyšší ceny, ale také kvůli nízké požární odolnosti. Tento trend ovlivnil spíše stavby ve městech, kde se pro výstavbu začalo využívat kamene, hlíny a keramických cihel. Pro výstavbu hospodářských stavení se dřevo používalo nadále a to převážně v horských oblastech. Na přelomu 19. a 20. století se objevily první lepené lamelové nosníky, které sloužili jako hlavní nosná konstrukce velkých objektů jako haly, plovárny a veletržní paláce. Po válce, kdy nastalo období s nedostatkem bytů, se úplně upustilo od staveb ze dřeva. Zejména kvůli mocné cihlářské a betonářské lobby, tehdy hojně podporované tehdejším komunistickým režimem. Následkem toho se přestalo pracovat se dřevem jako nosnou stavební konstrukcí. Počátkem 70. let 20. století nastal zlom výstavbě domů ze dřeva. Tehdejší podnik Rudné Doly Jeseník zakoupil licenci od německé firmy OKAL na montovaný systém lehké dřevěné konstrukce. I přes značné tepelné ztráty, nízkou hlukovou neprůzvučnost a větší podíl uvolňovaného formaldehydu z oplášťujících třískových desek si domy získaly rychle svoji popularitu. Podle odhadů se v tehdejším Československu vystavělo přes 10 tisíc těchto domů. (RD Rýmařov) Po roce 1989 se na trhu objevila celá řada firem zabývající se výstavbou veškerých systémů dřevostaveb. Kvalita konstrukcí, materiálu a designu dřevostaveb se v současnosti téměř srovnala se zahraničím, kde se pracuje se dřevem jako hlavním stavebním prvkem téměř nepřetržitě. Do budoucna lze očekávat, že při součastném trendu úspory energií a větší popularitě pasivních a nízkoenergetických domů, že procento zastoupení dřevostaveb z celkové výstavby bude stoupat. A to nejen kvůli ekologičnosti domů ze dřeva, ale i díky jejich dalším nesporným výhodám. Výstavbu vícepodlažních dřevostaveb naše legislativa zatím dovoluje pouze do výšky 12 m z hlediska požární bezpečnosti staveb. Je ale možné, že s progresivním vývojem výstavby dřevostaveb u nás se toto omezení brzy změní. 13

14 4.2.2 Vývoj dřevostaveb v zahraničí V zahraničí se stavěly domy ze dřeva od prvopočátku stejně jako u nás. A to převážně v zemích severní Evropy jako je Finsko, Norsko, ale i v západních oblastech Evropy (Německo, Rakousko, Švýcarsko). A díky tomu, že v 19. století začali lidé z těchto zemí osidlovat území dnešní Severní Ameriky, se přenesla znalost výstavby hrázděných konstrukcí i tam. S následným zjednodušením tohoto systému vznikl nový systém, známý jako Timber-Frame. Nosná konstrukce tohoto typu se staví ze štíhlejších prvků, proto se tento systém někdy nazývá Two by Four. Což znamená 2 x 4, pro vysvětlení to je rozměr průřezů nosných prvků o rozměrech 2 palce na 4 palce. Dnes z důvodu kladení větších nároků na tepelnou izolaci stěn se prvky rozšiřují na rozměry 2 x 6 ( Two by Six). Tento systém představuje výstavbu z tenkých dřevěných sloupků, které tvoří rám. Sloupky mohou být průběžné přes stropní konstrukci, v takovém případě se konstrukce nazývá: Balloon-Frame, nebo rám tvořen sloupky je ukončen v místě stropu: Platform-Frame. Tato lehká nosná konstrukce se okolo roku 1930 začala realizovat i na území Evropy a to v Německu, kde se začal využívat konkrétně systém Platfom-Frame. Ten se natolik rozšířil, že se z něj vyvinul v dnešní době známý systém rámových dřevostaveb. V současnosti je na velkém vzestupu především v Evropě z důvodů rychlé výstavby, ale také díky tomu, že konstrukce dokáže splnit vysoké nároky na tepelný odpor stěn při relativně nízké tloušťce stěny. (Havířová, 2008) Z hrázděných konstrukcí postupně vymizely šikmé a vodorovné výztuže a to i při zachování značné tloušťky nosných trámů. Tím vznikla dnes velice známá skeletová konstrukce. (Havířová, 2008) 14

15 4.3 Rozdělení dřevostaveb Pod pojmem dřevostavba se rozumí dům, jehož nosnou konstrukci tvoří dřevěné prvky nebo materiály na bázi dřeva. V současnosti lze rozdělit dřevostavby podle tří základních používaných konstrukčních systémů, které jsou si navzájem odlišné zejména v samotné konstrukci: Rámové stavby Masivní dřevěné stavby Skeletové stavby Dále se konstrukční systémy dřevostaveb mohou rozdělit na další, ale konstrukčně vycházejících z těchto tří základních systémů. Základní rozdělení dřevostaveb podle způsobu výstavby: Klasickým způsobem (výstavba přímo na staveništi) Prefabrikací (předvýroba jednotlivých dílů stavby mimo staveniště) (Zahradníček, 2011) 15

16 5 CHARAKTERISTIKA KONSTRUKČNÍCH SYSTÉMŮ 5.1 Rámové stavby Nosnou konstrukci rámových staveb tvoří rám z tyčových prvků opláštěný konstrukční deskou na bázi dřeva pro lepší stabilizaci. Kostra z tyčových prvků přenáší veškeré užitné zatížení ze stropů a střech. Samotné opláštění zachycuje síly vznikající účinkem větru a výstužných sil. Tento systém výstavby dřevostaveb je u nás nejvíce preferován a to z mnoha důvodů. Jeden z hlavních je ten, že tento systém umožňuje dosáhnout velice nízkých součinitelů přestupu tepla v závislosti na tloušťce stěny. Proto je často využíván pro výstavbu nízkoenergetických či dokonce pasivních domů. Pro výstavbu klasického rodinného domu rámové konstrukce podle odhadů vzniká spotřeba okolo 30 m 3 dřevní suroviny. Konstrukční systém rámových staveb, někdy označován jako systém Two by Four, nebo sendvičová konstrukce, je u nás využíván ve výstavbě rodinných domů nejčastěji. Vyvinul se z již zmíněných systémů Balloon- Frame a Platform- Frame, jež zaujímají v USA a Kanadě 90% zastoupení ve výstavbě rodinných domů. (Kolb, 2008) Způsoby výstavby Z důvodu toho, že koncepce tohoto konstrukčního systému pochází ze Severní Ameriky, kde je pro tuto výstavbu typická tzv. letmá montáž. Tento způsob výstavby znázorňuje postup, kdy je celý rám konstrukce z fošen spojen přímo na staveništi ve vodorovné poloze a následně zvednut a vyrovnán do svislé polohy. Dále následuje jeho precizní ukotvení do základů a připojení k sousedním rámům či následně připojení dělící příčky k tomuto rámu. Důležité je i zavětrování rámů a to buď provizorně latěmi, nebo rovnou oplášťujícím deskovým materiálem z vnější strany. Posléze se pokračuje zhotovením stropu a druhým podlažím. Tento způsob výstavby u nás provozují většinou malé firmy, kdy jim tímto způsobem odpadá potřeba krytých výrobních kapacit. Dalšími přednostmi jsou možnosti drobných změn dispozice 16

17 místností, tak i vedení instalací v průběhu stavby. Ale to jenom do takové míry, kdy není ohrožena statika celého domu. Nevýhodou je fakt, že dřevěný materiál v průběhu realizace je namáhán povětrnostními vlivy, a proto je potřeba materiál dostatečně chránit. V jiném případě by dřevo mohlo být zabudované s vysokou vlhkostí, což by mělo za následek tvorbu hniloby a jeho následnou degradaci. Delší doba výstavby, větší pracnost a vysoké nároky na preciznost realizace výstavby jsou dalšími nevýhodami. Obr. 1 Příklad výstavby rámu stěny přímo na staveništi ( V protikladu výstavby na staveništi je dnes u nás nejrozšířenější způsob výstavby rámových staveb způsob plošné prefabrikace nebo-li panelový systém. Jedná se o výstavbu, která probíhá v halách, kde se zhotoví jednotlivé rámy na pracovních stolech. Halu opouští již hotové panelové dílce, obsahující veškeré materiálové vrstvy, rozvody elektřiny, vody, topení i odpadů. Často již mají panely osazeny okna, dveře a venkovní fasáda bývá většinou taktéž hotova. Takto zhotovené panely se naloží na kamión v přesném pořadí, v jakém bude probíhat následná montáž na staveništi. Zde již v počtu několika dní smontují montážníci jednotlivé panely stěn i stropů k sobě navzájem a ukotví do základů. Výhody tohoto způsoby výstavby jsou zřejmé: snížení nákladů, zvýšení produktivity a kvality zhotovení, urychlení výstavby. Mezi nevýhody lze 17

18 zařadit nutnost výrobní haly a potřeba přepravních a zdvihacích prostředků. Panelová výstavba taktéž snižuje variabilitu výstavby z důvodu částečné sériové výroby. Obr. 2 Ukázka panelové výstavby ( Za částečnou prefabrikaci lze považovat varianta, kdy se ve výrobní hale zhotoví pouze rám s jednostranným opláštěním. Druhou stranu rámu je potřeba provizorně zavětrovat a zkontrolovat svislost a rovnost jednotlivých prvků. Poté se mohou dílce převézt na staveniště, kde se pokračuje ve výstavbě jako u klasické staveništní montáže. Přínosem tohoto typu realizace je kombinace výhod dvou přešlých stylů. A to minimalizace času, kdy je dřevo vystaveno povětrnostním podmínkám, nicméně ještě lze dodatečně měnit rozvody instalací v průběhu výstavby, což dílce panelové výstavby neumožňují. Dále je vyšší šance dosáhnout přesného zhotovení rámové kostry díky výrobě na pracovním stole. Jako posledním způsobem výstavby je prostorová prefabrikace. Jedná se o kompletně postavené buňky, které bývají navzájem pospojovány, většinou i vyztuženy, ocelovou konstrukcí. Buňky vesměs bývají kompletně vybaveny rozvodovými sítěmi, omítkami, podlahami, otopnými tělesy či dokonce zařizovacími předměty nebo kuchyní. Tento systém, oproti skandinávským zemím, není v ČR nijak rozšířen. 18

19 Obr. 3 Buňky prostorové prefabrikace, Utrecht, Nizozemí ( s1600/uithof--box-woningen-utrecht001-crop-colors.jpg) Konstrukce stěn Nosná konstrukce je tvořena dřevěným rámem zhotoveným ze svislých stojek v osových vzdálenostech mm (nejčastěji 625 mm z důvodu rozměrové koordinace oplášťujících materiálů) a výšky do 2750 mm. Tyto stojky jsou spojeny s horním rámem a spodním prahem na tupý sraz hřebíky nebo vruty. Dalšími prvky tohoto rámu jsou vodorovné dřevěné překlady v místech nad a pod okny či dveřmi podepřeny krátkými svislými stojkami, přenášející zatížení do spodního prahu. Dřevěné prvky tvořící rám mají rozměry 60 x 120 mm, v současnosti až 60 x 240 mm z důvodů větších nároků na vyšší tepelný odpor stěn. U nízkoenergetických, popř. pasivních domů, jsou tyto nároky ještě vyšší, proto se nemůže zanedbávat vliv tepelných mostů přes tyto sloupky. Právě z tohoto důvodu se na tento typ staveb používají převážně lepené I-nosníky (např. od firmy STEICO) místo zmíněných sloupků, které eliminují výskyt tepelného mostu. 19

20 Prostor mezi sloupky je vyplňován tepelnou izolací (užívá se minerální, dřevovláknitá, skelná či na bázi celulózy). Dřevo používané pro tyto účely je smrk nebo jedle s vlhkostí okolo 12 % a to ve formě řezaných hoblovaný fošen, které je vhodné chemicky ošetřit. Dále se také využívají délkově nastavované KVH hranoly. Zhotovený dřevěný rám je opláštěný nejlépe oboustranně ztužujícím deskovým materiálem na bázi dřeva, který má dostatečné mechanické vlastnosti (dřevotřískové a dřevovláknité desky, OSB desky, nebo sádrovláknité či cementotřískové desky). Použití sádrokartonových desek na opláštění rámu není možné, jelikož tyto desky nesplňují mechanické vlastnosti konstrukční desky. Opláštění zabraňuje negativnímu působení vzpěrného tlaku na nosné stojky a také zlepšuje celkové prostorové ztužení stavby, a to díky jeho spojení s rámem pomocí hřebíků nebo vrutů. Obr. 4 Opláštění dřevěného rámu deskovým materiálem (Havířová, 2006) Skladby vnějších obvodových stěn jsou projektované tak, aby difuzní odpor jednotlivých vrstev ve směru ven klesal. Pokud tuto podmínku není možné splnit, je třeba nebezpečí kondenzace uvnitř konstrukce eliminovat použitím dostatečně široké odvětrávané mezery ve skladbě v místě možné kondenzace. Popřípadě použít parotěsnou vrstvu ve formě parozábrany co nejblíže vnitřnímu povrchu stěn. Za nejvhodnější je využití kombinace obou těchto způsobů. U rámových staveb proto rozlišujeme dva typy skladeb obvodových konstrukcí: difuzně otevřené a difuzně uzavřené. Zjednodušeně se dá říci, že difuzně otevřená skladba je taková, kdy konstrukce umožňuje prostup vodní páry ze strany interiéru pomocí difúze. 20

21 Aby tento tok mohl správně fungovat, musí být skladba stěn navržena tak, aby faktor difúzního odporu jednotlivých materiálů vrstev směrem z konstrukce ven do exteriéru klesal. Na rozdíl od difuzně uzavřené skladby, která funguje na principu uzavření stěny proti prostupu vodních par. Tohoto výsledku je možno dosáhnout instalací parozábrany s vysokým faktorem difúzního odporu a to v konstrukci co nejblíže vnitřnímu povrchu stěny. I z důvodu ochrany této parozábrany je vhodné obvodovou konstrukci doplnit o instalační předstěnu, která nám zajistí větší ochranu této vrstvy proti porušení, pokud tomu tak nebude, zvyšuje se riziko tvorby kondenzátu a tím značné snížení životnosti celé stavby. Parozábranu tvoří nejčastěji polyethylenová fólie o tloušťce 0,15-0,2 mm. (Havířová, 2008) Podobně jako při použití skladby stěn s parotěsnou vrstvou, která bývá při zhotovení vnitřních rozvodů a vnitřních instalací porušena, např. otvory pro elektrorozvody nebo napojení vodovodních baterií, nelze zaručit naprostou těsnost této vrstvy ani při pečlivém provedení. Proto je vhodné zajistit správnou funkci konstrukce a současně zvýšit účinnost parozábrany vytvořením odvětrávané mezery poblíž vnějšího povrchu stěny. Další důležitým prvkem obvodových konstrukcí je splnění podmínky neprůvzdušnosti, kterou je potřeba zajistit v některé z vnějších vrstev pláště. Její funkce je ochrana interiéru před ztrátami tepla vzniklých prouděním vzduchu skrz konstrukci. Často tuto funkci zajišťuje difuzní fólie, která zabraňuje proudění vzduchu dovnitř konstrukce, ale zároveň je tato fólie dostatečně propustná pro průchod vodní páry ven z konstrukce. Dále je možnost tuto vrstvu se stejnou funkcí vytvořit pomocí parozábran či deskového materiálu na opláštění, které musí být provedeno tak, aby dostatečně splňovalo podmínky vzduchotěsnosti. Toho lze docílit vhodným oplášťujícím materiálem jako např. OSB deskou s pečlivým přelepením spojů desek speciální páskou. (Havířová, 2006) Na vnitřní část rámové stěny se tedy mohou zhotovovat instalační předstěny pro vedení veškerých instalací. Na vnitřní líc stěny je již v tomto případě možno použít 21

22 sádrokartonovou desku, jejíž charakterní vlastností je vysoká požární odolnost. Díky čemuž se zvyšuje i odolnost celé konstrukce stěny vůči ohni. Vnější strana rámové konstrukce může být doplněna jednak kontaktním zateplovacím systémem pro zlepšení tepelného odporu stěny a eliminaci tepelných mostů samotných dřevěných prvků, či jakoukoliv druhou vrstvou tepelné izolace. Další možností úpravy vnějšího líce je instalace svislého dřevěného roštu z latí, který zajistí vznik odvětrávané mezery, která eliminuje již zmíněnou kondenzaci vodní páry uvnitř stěny. Na tento rošt se může zhotovit fasáda jakéhokoliv druhu bez ohledu na funkční vlastnosti, např. dřevěné obložení pro lepší architektonickou prezentaci stavby. Vnitřní nosné a nenosné stěny jsou tvořeny stejnou technologií jako nosné obvodové stěny. Jenom zde není potřeba se zabývat vlivem průvzdušnosti nebo difúzního odporu. Proto jsou tyto stěny většinou tvořeny pouze samostatným rámem opláštěným z konstrukčních desek a z pohledových stran jsou opatřeny sádrokartonovou deskou. Instalace se většinou již vedou uvnitř stěn. Pro vnitřní nosné stěny se využívají užší profily sloupků oproti obvodovým stěnám, a to pouze z důvodu požadované statické únosnosti, nikoliv tepelné ochrany. Zato u nenosných stěn postačují sloupky čtvercového průřezu. Často se také zhotovují nenosné stěny z cihelného zdiva pro zlepšení akumulace tepla stavby a snížení šíření akustického hluku stavbou díky lepším vlastnostem v těchto parametrech. Obr. 5 Příklad skladby obvodové konstrukce - difuzně otevřené skladby (Kronospan) 22

23 Obr. 6 Skladba nenosné příčky (Kronospan) Obr. 7 Příklad skladby obvodové konstrukce - difuzně uzavřené (Kronospan) Kotvení rámových staveb Po uložení rámových stěn do svislé polohy je důležité provést jako první jejich ukotvení do spodní konstrukce. Nosné výstužné stěny musí převést vodorovné zatížení stropů do základů. V prvním podlaží se jedná o uložení rámové stěny na přidaný práh, většinou z modřínového dřeva, které má vyšší trvanlivost. Jelikož je v tomto místě vysoké riziko vzlínaní vlhkosti, je vhodné pod tento práh vložit hydroizolaci. Při zhotovení úložné desky je třeba dbát na přesnost, aby byl základ v rovině. Není- li tomu tak, je možnost úložný práh srovnat tenkou vrstvou maltového lože. Kotvení stěn do základů se provádí pomocí kotevních šroubů a ocelových úhelníků. Stěny horního poschodí se většinou 23

24 kotví do stopní konstrukce dlouhými vruty v kombinaci s ocelovými úhelníky připojenými do konstrukce hřebíky. Sousední stěny se spojují navzájem pomocí hřebíků v těsných vzdálenostech cca 50 mm. Obr. 8 Schémata kotvení rámové stěny do základů v řezu (Kolb, 2008) Obr. 9 Příklady spojení stěn stropu (Kolb, 2008) Konstrukce stropů Stropy rámových staveb jsou prováděny jako žebrové nebo skříňové. Nosnou funkci plní žebra tvořena dřevěnými prvky většinou z rostlého nebo lepeného dřeva v úzkých a 24

25 vysokých dimenzích z důvodu hospodárnějšího průřezu. Na stropní žebra jsou připojeny vruty nebo lepené desky na bázi dřeva, které plní funkci plošného ztužení. Pokud jsou tyto desky připojeny pouze z horní strany žeber, jedná se o žebrové stropy. V případě oboustranného připojení desek jsou stropy nazývány skříňové. Mezi žebra se vkládají v rozteči po 1-1,5 m vzpěry, které zajišťují žebra (stropnice) proti překlopení. U panelové výstavby jsou stropy řešeny jako hotové panely, které se pouze usadí na nosné stěny a řádně ukotví. (Kolb, 2008) Je vhodné používat rovné a suché řezivo s vlhkostí okolo 12%, které eliminuje možnost vzniku problémů v důsledku jeho sesychání, popř. křivosti. Rostlé dřevo se využívá pro rozpětí do 5-6 m, a proto je vhodné pokládat prvky v příčném směru plochy určené k zastropení. Prvky lze pokládat v osových vzdálenostech do 700 mm (většinou 625 mm), ale i přesto je potřeba, aby návrh stropu prošel statickým posouzením. Posouzení se realizuje z důvodu splnění dostatečné únosnosti při malém průhybu a vysoké tuhosti celého stropu. Dále je potřeba brát v úvahu nutnost, aby strop splňoval vhodnou tepelnou a především zvukovou izolaci. Na tento parametr je celkově potřeba brát zřetel u všech systémů dřevostaveb. Rozlišujeme dva způsoby přenosu zvuku skrz konstrukcí, a to: šíření zvuku vzduchem a kročejovým hlukem. První případ se ve stropních konstrukcích řeší především oddělením povrchů stropní konstrukce vzduchovou mezerou, do které je vložena zvuková izolace v tloušťce menší než je samotná dutina. Regulace šíření kročejového hluku se řeší oddělením horní či spodní vrstvy od samotné nosné konstrukce stropu. Podhledy se zavěšují na pružné závěsy, které by případně tlumily šíření. Horní vrstvu je vhodné izolovat vložením kročejové izolace pod nášlapnou vrstvu, a to v podobě desek z minerální vlny či polystyrenu. Pomoci si můžeme taky zvýšením hmotnosti konstrukce zhotovením betonové podlahy, popř. použitím betonových prefabrikátů či násypu. Jestliže dostačuje izolace proti kročejovému hluku, zpravidla vyhovuje i ta proti zvuku šířícímu se vzduchem. Tepelná izolace stropů bývá většinou součástí zvukové izolace. Při řešení skladby stropu rozdělující vytápěné a nevytápěné prostory je potřeba tloušťku izolace mezi 25

26 nosnými prvky stropu výrazně navýšit. Většinou se provádí stejně jako u obvodových stěn, a to ve stejné tloušťce jako je výška stropnice. Každý strop je projektován tak, aby rozděloval jednotlivá podlaží na samostatné požární úseky. Požární odolnost stropu závisí na jeho materiálové skladbě. Ta určuje dobu v minutách, kdy je konstrukce schopna plnit svoji nosnou funkci. Na podhledy stropů se většinou využívá sádrokartonových nebo sádrovláknitých desek pro svoji vyšší odolnost vůči ohni. Obr. 10 Příklad skladby mezipatrového stropu (Kronospan) Střechy a základy U rámových dřevostaveb se využívají stejné typy konstrukcí na zhotovení střechy jako u jiných staveb. A to systém krokevní (hambálek) nebo systém vaznicový. V případě, kdy stavitel nechce mít obytné podkroví, lze využít pro konstrukci střechy příhradové vazníky, kde je nespornou výhodou jejich cena. I střešní pláště lze zhotovit z panelových dílců, jenom je potřeba pro tyto panely mít hotovou nosnou konstrukci krovu. Základy pro stavbu se provádí stejně jako u zděných nebo železobetonových staveb. Nicméně podstatně mnohem nižší hmotnost celé rámové stavby umožňuje založit stavbu taktéž na betonových patkách či ocelových vrutech nad úrovní terénu. Ne vždy se pro tuto rychlejší a levnější variantu stavitel rozhodne. Nejčastější varianta realizace 26

27 základů je ta, kdy se pod nosné zdi vybetonují pásy, na které se vyzdí z dutých betonových tvarovek vyztužených ocelí podezdívka stavby. Tvarovky se poté zalijí betonem a vytvoří tzv. ztracené bednění. Vnitřní prostor mezi tímto bedněním se vyplní přebytečnou zeminou z výkopů a následně se zasype štěrkovou drtí v tloušťce cca 150 mm. Na tuto vrstvu se položí přírodní tkanina, která chrání hydroizolaci před protržením. Následuje vybetonování železobetonové úložné desky, která je vyztužena armovací výztuží. Do této úložné desky jsou ukotveny svislé stěny rámové konstrukce. Tato varianta zhotovení základů je využívána pro výstavbu veškerých konstrukčních systémů dřevostaveb. Styk vodorovných konstrukcí U spojů obvodových konstrukcí v rozích nebo vnitřních nosných stěn s obvodovým pláštěm je potřeba dbát na to, aby svislé sloupky byly při sobě a mohly se vzájemně spojit vruty nebo hřebíky. Viz detaily na další stránce. Obr. 11 Detail styku rámové konstrukce se základem 27

28 Obr. 12 Detail rohového spoje obvodových stěn při staveništní výstavbě (Kronospan) Obr. 13 Detail spojení vnitřní nosné stěny na obvodovou (Kronospan) 28

29 5.2 Masivní dřevěné stavby Masivní dřevěné stavby představují konstrukční systém, u kterého je používáno na nosnou část stěn masivní dřevo. A to ve formě kulatiny, řeziva či přířezů. Masivní dřevěné stavby proto spotřebují osmkrát až patnáctkrát více dřevní hmoty na 1m 2 stěny než rámové stavby. Konstrukční systémy masivních dřevostaveb lze rozdělit na dvě samostatné skupiny, které jsou sice navzájem odlišné, ale hlavní kritérium mají společné a to, že nosná konstrukce je tvořena minimálně 50 % z masivního dřeva. Rozdělení: Srubové a roubené stavby Novodobé masivní stavby Obě skupiny tohoto systému jsou dnes často realizovány a každá z nich má své nesporné klady a zápory. V dnešní době, jak už bylo několikrát zmíněno, kdy se klade velký důraz na tepelnou ochranu budov, jsou zpravidla tyto masivní stěny doplněny o tepelně izolační vrstvy. Především proto, že samotná masivní dřevěná konstrukce není schopna splnit požadavky tepelné ochrany budov určených pro pobyt lidí Srubové a roubené stavby Srubové stavby představují nejstarší stavební systém masivních dřevostaveb. Sruby se začaly stavět z oloupané kulatiny, tedy rostlého dřeva, kdy se na sebe pokládaly ve vodorovné poloze. V rozích byly spojovány přeplátováním s přesahy čel. S postupem času a vývoje se začaly hlavní nosné prvky srubu měnit. Jednak v tom, že se kruhový průřez kulatiny začal hranit. Kulatina se mění na polohraněné řezivo (prismy), popř. hraněné trámy (čtvercový nebo obdélníkový průřez). Pořád se ale zachovává výstavba z kulatinových průřezů. Dnes se staví i z lepených hranolů, které tím pádem minimalizují případné objemové změny. Vývojem si prošel i styk mezi těmito vodorovnými prvky. Původně se mezi sousedními kládami nechávala mezera, která se vyplňovala mechem a hlínou, dnes tepelnou izolací s krycí lištou, speciálním tmelem či paměťovými páskami. Postupem času se prvky přiblížili k sobě natolik, že se často vytváří styk na péro a drážku (obvyklé je i více drážkové spojení) nebo do žlábku, popř. je spoj tvořen latí, která spojuje dva prvky nad sebou. I rohové spoje podléhaly vývoji. 29

30 Přeplátování eliminovalo negativní působení třecích sil pomocí dřevěných kolíků z tvrdého dřeva. Ty se zarazily v místě přeplátování ve svislém směru přes několik sousedních vodorovných prvků. A tím zabraňovaly otevření rohového spoje, nebo jeho destrukci. Posléze vznikl další způsob fixace rohového spoje a to pomocí tesařského spoje, tzv. na rybinu. Tento spoj byl víceméně zdokonalené samotné přeplátovaní, kdy se styčné vodorovné plochy spoje zkosily v jednom nebo ve dvou směrech, tím pádem došlo k zabránění jakémukoliv posuvu ve vodorovném směru. Následovalo i zkrácení přesahu zhlaví z vnější strany stavby. Stavby realizované tímto způsobem fixace nosných prvků se nazývají roubené stavby. U srubových staveb se využívá sedlového spoje. Obr. 14 Typy spojů a profilů vodorovných prvků (Kolb, 2008) Obr. 15 Způsoby provádění rohových spojů ( 30

31 V dnešní době se pro výstavbu srubových a roubených staveb používá většina způsobů realizací, které byly popsány výše. Existuje taktéž méně používaný způsob výstavby srubů, kdy jsou dvě kulatiny uloženy ve svislém směru a v bočním směru mají zhotovenou drážku. Do té jsou uchyceny vodorovně ložené klády s již zhotovenou úpravou zhlaví, aby mohly zapadnout právě do této drážky. Tento způsob realizace masivních stěn se nazývá Piece-on-Piece, ale je více méně používán pro budovy, které neplní obytnou funkci. Dnes se pro výstavbu rodinných domů používají především zmíněné srubové a roubené konstrukce, které se následně doplňují o vrstvy dodatečných tepelných izolací (z konstrukčního hlediska se doporučuje izolovat z exteriérové strany), popřípadě existují zdvojené srubové konstrukce, kdy se mezi trámy vkládá již zmíněná izolace. Kombinace způsobů realizací dnešních systémů dřevostaveb došly do takové míry, že existují i tzv. falešné srubové stěny, kdy nosnou funkci domu tvoří rámová konstrukce z interiérové strany a exteriér domu tvoří srubová konstrukce z tenčích prvků plnící funkci pouze estetickou. Vše může být ještě dokresleno obložením ze dřeva na vnitřním líci stěny. U takových to srubových staveb, kdy jsou ve skladbě obvodových stěn použity tepelné izolace, je vhodné stěnu opatřit neprůvzdušnou vrstvou. Tím se zabrání působení nepříznivých vlivů způsobených vzdušnou vlhkostí. Způsoby výstavby Při realizaci srubových a roubených staveb se využívá dvou způsobů realizací. Technologie výstavby se volí podle konkrétní podoby stavby. A to jednak průmyslová, kdy jsou konkrétní prvky zhotoveny s co nejvyšším podílem strojního zařízení (CNC stroje, atd.) často spojených do výrobních linek. Takto vyrobené díly jsou označeny a posléze na místě stavby smontovány. Tato technologie je využívána převážně při realizaci moderně pojatých srubů či roubenek. Dále se jí v této práci nebudeme zabývat. Druhou technologii představuje řemeslná výroba, která v celkovém množství realizací tvoří ve světě pouze zhruba 25 % podíl. Nicméně v našich oblastech má zastoupení podstatně vyšší. Jedná se o způsob zhotovení jednotlivých prvků s vysokým podílem 31

32 manuální práce, proto se také uplatňuje pro výstavbu tradičních srubů a roubenek. Řemeslníci zde pomocí ručních motorových pil, hoblíků, kmenových pil a zdvihacího zařízení opracovávají jednotlivé prvky a následně je sestavují do celkové finální podoby konstrukce. A to buď přímo na staveništi, nebo na vlastní výrobní ploše, kde je posléze jednotlivě označí a převezou na konkrétní místo stavby. Zde už v řádech dnů celou stavbu smontují do konečné podoby. Výstavbou pomocí této technologie se budeme zabývat podrobněji dále. Charakteristika staveb Nejčastější zpracovávané dřeviny na výstavbu jsou jehličnany (smrk, jedle, borovice a modřín). Právě smrk je nejpreferovanější z důvodu jeho snadné dostupnosti a nízké objemové hmotnosti, tedy i lepším tepelně izolačním schopnostem. Užití trvanlivějšího modřínu se uplatňuje převážně ve spodních vrstvách stěn, kde je větší riziko působení nepříznivých činitelů (vlhkost, odstřikující voda, apod.) Preferuje se převážně zimní těžba dřeva, kdy je pod lýkem v letokruhu letní dřevo, které má mechanickou funkci, tudíž je odolnější proti působení degradačních činitelů (dřevokazné houby, plísně, atd.). Takto vytěžená kulatina se odkorňuje, nejlépe ručně pro zachování původního povrchu, a nechá se přirozeně vysušit na skládkách. V případě, že stavba bude tvořena z hraněných profilů, postupuje kulatina ještě na pořez. Pro další zpracování se volí surovina s pravotočivou točivostí kmene, nejlépe však s žádnou. Surovinu je většinou potřeba preventivně ochránit chemickou ochranou po dobu uskladnění, ale také i v průběhu výstavby. Pro sruby z kulatiny se používají klády čepové tloušťky mm. Pro stavby z hraněného řeziva jsou obvyklé rozměry okolo 300 mm. V důsledku kladení prvků vodorovně se projevuje vliv anizotropie dřeva. Proto dochází po realizaci ke značnému sesychání jednotlivých prvků a tím i k sedání celé stavby. Tento fakt samozřejmě mají subjekty realizující stavbu v podvědomí, proto v průběhu výstavby dodržují určité zásady. Je důležité, aby konstrukce a prvky domu, které nemění své rozměry v důsledku sesychání, byly dostatečně dilatačně ošetřeny a umožnili nosné konstrukci srubu snižovat svoji výšku bez jakéhokoliv poškození, narušení stavby nebo 32

33 jeho vybavení. Jedná se především o okenní a dveřní rámy, komínová tělesa, cihelné příčky a schodiště. Míra sednutí stavby je přibližně cm na jedno podlaží. Sruby a roubené stavby se vyznačují kromě značných estetických rysy masivních stěn, velmi dobrými akustickými vlastnostmi a akumulací tepla díky značné objemové hmotnosti použitého masivního dřeva na nosnou konstrukci. Další nespornou výhodou dřevěné masivní stěny je přirozená regulace vnitřní relativní vlhkosti vzduchu uvnitř stavby v důsledku hydroskopických vlastností dřeva. Při jejím zvýšení dřevo vlhkost absorbuje a naopak. Díky tomuto faktu není potřeba u masivních stěn řešit prostup vodních par konstrukcí parozábranami a dalšími prvky, které byly popsány výše. Pouze je potřeba zajistit dostatečnou neprůvzdušnost celého obvodového pláště stejně jako u všech systémů dřevostaveb. Z hlediska požární odolnosti jsou srubové a roubené stěny vnímány pozitivně. Z mnoha testů požární rezistence vyšlo, že obvodová stěna je schopna odolat ohni mnohem déle, než je požadovaná normová hodnota pro rodinné domy, která je 30 minut. Důvodem je masivní tloušťka jednotlivých hranolů či kulatiny, která má vyšší izolační vlastnosti než subtilnějším prvkům ze dřeva. Při hoření dřeva dochází k zuhelnatění jeho povrchových vrstev, čímž se zvyšuje izolační efekt při působení žáru a tím dochází ke zpomalení postupu hoření. Tepelně izolační schopnost srubových staveb v porovnání s požární odolností vychází negativně. Hranice součinitele prostupu tepla těžkými obvodovými konstrukcemi se u běžně realizovaných tloušťek stěn pohybuje nad maximální dovolenou hodnotou 0,30 W/m 2 K (platné dle ČSN ). Ze studií, které vypracoval americký srubařský institut Log Homes Council ale vyplývá, že relativně vysoká tepelná akumulace masivních stěn ze dřeva zlepšuje celkovou tepelně technickou efektivitu obvodového pláště a to až od 47 % oproti lehkým rámovým konstrukcím. Proto také vypočtené hodnoty tepelného odporu stěn bývají v průměru o % nižší než reálné hodnoty potvrzené měřením. (Koudelka, Houdek, 2004) 33

34 Řemeslná realizace konstrukce tradičního srubu z kulatiny Realizace klasického srubu z kulatiny probíhá tak, že na již zhotovenou základovou desku se položí hydroizolace v místech, kde budou jednotlivé prahové klády srubu uloženy na základové desce. Zde je třeba klást důraz na kvalitní utěsnění, proto je vhodné použít polystyrenové desky. Prahová kláda stěny v porovnání s následnými kládami v horních vrstvách bývá polovičního průřezu. Zato převazující prvek, který je zároveň kolmý na tuto první kládu, bývá tři čtvrtinového průměru oproti následujícím a to z důvodu, že prahové klády na desce mají seříznutou rovnou plochu pro stabilní roznesení váhy celé stěny. Zároveň tento postup slouží k tomu, aby se v rozích horních klád prvky vystřídaly o polovinu výšky. Tyto prahové klády není potřeba kotvit do základů, protože celá srubová stavba je navzájem spojena v jeden celek díky typickým sedlovým spojům v rozích stavby. Následující druhá vrstva výřezů se uloží v maximální přesnosti do svislé roviny k ose prahové klády a speciálním kružítkem (v angličtině označované jako scriber) se obkreslí z obou stran klády na spodní část horní klády průsečík přesného povrchu spodní klády. Stejný proces se provede i u sedlových spojů. Do takto vyznačené klády se pak vyhloubí kruhová drážka minimální šířky 6,7 cm, následně se vyplní tepelnou izolací. U sedlového spoje se oblé strany výřezů zarovnají do klínovitého tvaru, který umožňuje v průběhu sesychání kulatiny snadný posuv jednotlivých klád a tím i dodržení neustálé těsnosti spoje. Stejný postup se provádí u dalších klád jak do výšky, tak i po celém obvodu stavby. Totéž se uplatňuje i u vnitřních nosných stěn, které musí být tvořeny z totožných průměrů shodné s obvodovými kládami. U obvodových stěn se využívá také tzv. převázek. Převázky představují systém vložení krátkých výřezů do obvodových stěn, opět podle stejného postupu jako u nosných stěn. Tyto převázky ztužují celou obvodovou stěnu proti pohybu klád v příčně vodorovném směru. Zhotovit se musí také na celou výšku stěny srubu, a to v přesahu minimálně 23 cm stejně jako u ostatních sedlových spojů. Je také potřeba dbát na to, aby se slabší a silnější konce jednotlivých výřezů navzájem střídaly. Na výšku jednoho patra srubu se obvykle používá 10 klád a zpravidla poslední tři je potřeba navzájem spojit. Předposlední klády ukládají stropní trámy a zároveň poslední 34

35 kláda slouží jako pozednice pro konstrukci krovu. Toto spojení je prováděno dubovými kolíky nebo ocelovou závitovou tyčí s maticemi a podložkami. Otvory pro okna a dveře prováděné v průběhu výstavby jsou tvořeny z kratších délek výřezů. U dodatečného vyřezávání otvorů se v místech, kde budou jednotlivé otvory umístěny, klády ukončí. Později se do nadpraží i ostění vyhloubí drážky. Ty slouží k pozdější instalaci speciálních vodících rámů spojených s rámy oken a dveří a umožňují bezproblémové sedání stavby. Nadpraží obou typů otvorů se provádí ve stejné výšce, a to zhruba v polovině výšky průřezu jak z důvodu estetického, tak hlavně konstrukčního. Příčky se u srubových staveb zhotovují jednak z cihelného zdiva pro zvýšení tepelné akumulace stavby nebo také z lehké rámové konstrukce. Obě tyto varianty musí být dilatačně ošetřeny a při styku s nosnou částí usazeny v drážkách, které jsou maximálně vyhloubeny do 45 % tloušťky stěny. Instalační vedení je ve srubech vedeno s ohledem na celkovou estetickou stránku stavby. Proto se elektrické vedení umisťuje dovnitř stěny. Instalatérská část může být vedena v rámových příčkách nebo se dispozice domu navrhuje tak, aby vedení na povrchu bylo zřídka umístěno v obytných místnostech. Opět je třeba dbát na dilataci, a proto jsou jednotlivá vedení doplněna o speciálních tvarovky. U srubových nebo roubených staveb z polohraněných, popř. hraněných profilů, je způsob výstavby obdobný. Pouze u styků podélných spár, které nejsou tvořeny spoji na péro a drážku, ale pouze rovnými plochami, se ponechávají kontinuální mezery. Tyto mezery se rozepřou dřevěnými hranolky a po určitém času, kdy je hrubá stavba hotová a dojde k největšímu sednutí stavby, se mezery vyplní izolací a zatmelí se speciálním tmelem, čímž dojde k utěsnění celé stěny. 35

36 Obr. 16 Typy srubových a roubených stěn Konstrukce stropu Jako stropní konstrukce je u srubů a roubenek nejčastěji používána konstrukce trámového stropu. Jedná se o soustavu nosných trámů a průvlaků, které jsou pohledové, tedy viditelné. Tyto prvky bývají tvořeny jednak z hoblovaných trámů nebo u klasických srubů z kulatiny, která je z horní strany seříznutá a tvoří rovnou plochu pro uložení záklopu. Na záklop se zpravidla používají prkna, fošny nebo sádrokartón, který dostatečně zvýrazňuje celkový masivní vzhled dřevěných prvků. Stropnice jsou začepovány do předposledního výřezu stěny. Průběžná stropnice do exteriéru, která tvoří např. nosnou konstrukci balkónu, je uchycena tesařským spojem, který umožní zachycení účinků tlakového a tahového namáhání. Jak už bylo zmíněno u stropů rámových staveb, je potřeba klást důraz na zvukovou a kročejovou neprůzvučnost. Proto se pro zlepšení využívá tzv. dvojitá stropní konstrukce. Na záklop se položí hranoly, které slouží jako nosná konstrukce pod nášlapnou vrstvu podlahy. Mezi tyto hranoly se může položit zvuková izolace zlepšující zvukovou neprůzvučnost. Izolaci proti kročejovému hluku zlepšíme zvýšením hmotnosti stropu, např. betonovou podlahou nebo pískovým násypem. (Koudelka, Houdek, 2004) 36

37 Obr. 17 Příklady skladeb stropních konstrukcí Střešní konstrukce a schodiště Konstrukce krovů se mohou zhotovit ze všech běžných typů, které se využívají u běžných zděných staveb. Vytváří se běžně z hraněného řeziva minimální tloušťky 100 mm. Pro lepší estetickou stránku, především u srubů z kulatiny, je možné použít vaznice a krokve také z kulatiny. Je ale potřeba dbát na zatěžující síly krovu, které nejsou přenášeny do železobetonového věnce, ale pouze do posledního vodorovného prvku stavby. Při sedání stavby se mění výška samotné stavby, ale ne komínu, proto je potřeba komín oplechovat dvojitě s minimálním konečným překrytím 5 cm. Při vložení sloupu do konstrukce krovu je nutnost tento sloup opatřit speciálním aretačním šroubem, který umožňuje postupně měnit výšku celého sloupu v závislosti na velikosti sednutí stavby. Důležitým faktorem je také dostatečný přesah střechy, který zabrání nepříznivému působení povětrnosti na dřevěnou fasádu stavby. Pokud nejsme schopni zhotovit 37