KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY NA BÁZI DŘEVA

Transkript

1 KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY NA BÁZI DŘEVA STAVITELSTVÍ I. prof. Ing. Miloslav Pavlík, CSc.

2 analyzovat a zhodnotit vývoj dřevěného stavění a jeho neoddělitelných vazeb na architekturu v průběhu 19 a 20 století a formulovat jeho současný stav a vývojové tendence vyhodnocení úrovně v českých zemích nutně vyžaduje i zahraniční srovnání zvláště s regiony mírného a boreálního pásma, kde je často dřevěné stavění a architektura dominantní formou výstavby

3 Izu rodinný dům, těžký skelet (1992)

4 nízkopodlažní a vícepodlažní budovy, návaznost na halové a velkorozponové dřevěné konstrukční systémy v tradičním dřevěném stavění a architektuře je obsaženo mnoho zkušeností, které mohou být inspirací i pro současnost dlouhodobý ekologický pohled na rozvoj a růst pozemních staveb se v posledních cca 15 ti letech stal obecně uznanou nezbytností a jsou presentována fakta, která jistě budou kritizována a zpřesňována, ale nemohou být odmítána

5 Dům v Říčanech D. Kraus (1999) Dům v Rajhradu S. Sládeček (2002)

6 Kostel Neposkvrněného početí Panny Marie v Praze Strašnicích J. Synek, O. Hrdlička (1993)

7 České země - vývoj v 19. a 20. století roubené, těžké skeletové konstrukce a technologie (včetně jejich hybridů) pro jedno a dvou podlažní budovy, byly bezpečně řemeslně zvládnuty a již tehdy mohly být charakterizovány jako tradiční roubené obytné a hospodářské budovy byly realizovány především v horských a podhorských oblastech s jehličnatými lesy, skeletové, resp. hrázděné domy byly budovány především v pohraničních oblastech s německy mluvícím obyvatelstvem vývoj i současný stav poznání dřevěného stavění a architektury v 19. a 20. století, je v kontextu s politicko-ekonomickými a legislativními podmínkami v přijímání nových architektonických, konstrukčních a materiálových impulsů, především v realizaci charakteristických budov

8 J.A. Komenský Orbis Pictus, tesaři Cheb - Špalíček

9 ekologie a trvale udržitelný rozvoj metody hodnocení a podklady surovinové zdroje snížení spotřeby energie snížení škodlivých emisí omezení stavebních odpadů snížení negativních vlivů z dopravy stavebních materiálů

10 Schéma emisí CO2 a spotřeby výrobní energie pro hodnocený byt 100 m2 UP.

11 dřevěné konstrukční systémy základní konstrukční materiály těžké dřevěné skelety lehké dřevěné skelety roubené stavební konstrukce masivní dřevěné desky hybridní konstrukční systémy

12 Kravaře (Českolipsko) roubená rychta Kryštofovo údolí (Liberecko) hrázděný dům

13 Český Yacht Klub - Praha Loděnice a klubovna pohled a řez

14 funkční požadavky a jejich řešení životnost prostorová tuhost požární odolnost akustika teplo a energie

15 technologie a ekonomika výroby a výstavby varianty výrobní a montážní technologie produktivita práce a staveništní pracnost rychlost výstavby

16 Model nosné dřevěné konstrukce a postupu výstavby třípodlažního domu.

17 Dřevo jako stavební materiál: jehličnaté jedle (žlutavé až šedavě bílé) konstrukční - bez nátěrušediví, štípatelnost - šindele smrk (žlutavě až červenavě bílé) stavební i truhlářské práce, trámy, napadáno houbou borovice (bělavě žlutavé až červenavě bílé) prosyceno pryskyřicí, snáší vlhko, okenní rámy, schody modřín (žlutavě bílá) trvanlivost (pod vodou), okenní rámy, venkovní schody, práce vodohospodářské, důlní, mostní, dobrá únosnost (jako dub)

18 listnaté dub (letní-křemelák, zimní-drnák), barva hnědá tesařské konstrukce, stupnice schodů, mostní k-ce, cena!!! olše (měkké, řídké, lehké, narůžovělé až šedočervené) vodohospodářské k-ce (pod vodou), truhlářské práce, soustružení, špalíkové dlažby lípa (slabě nažloutlá) umělecké, řezbářské práce, plastiky možnost polychromování, voskování, moření javor (husté tvrdé, těžké, slabě nažloutlé) trpí červotočem, nemoří se nechává se bílé, všechny výtvarné práce ořešák (husté, tvrdé, těžké, pružné, žluté až šedohnědé) kmen od kořenů má výraznou kresbu, drobné i větší práce eben (husté, velmi tvrdé, černohnědé až černé) bez viditelných let, ideální na výtvarné práce mahagon (husté, pevné, lehké, nahnědlé až černé) hrubá struktura, časem zčerná, velké plastiky, reliefy, nábytek, dýhy

19 Hlavní součásti dřeva: celulosa 50% hemicelulosa 25% lignin 25% Obsah vody u čerstvě poraženého stromu 20 50%!! Morfologie: vnější kůra ochrana proti ovzduší vnitřní kůra lýko rozvod živin kambium mezi lýkem a dřevem běl dřeva mladé, nezralé, světlé, měkčí jádro dřeva odumřelá vnitřní část stromu dřeň - střední část nejstarší část (praská)

20

21 TVARY A ROZMĚRY STAVEBNÍHO DŘÍVÍ KULATINA oloupané kmeny, určené k dalšímu opracování, piloty, kůly DŘÍVÍ HRANĚNÉ trámy srubové, pražce, mostiny, ližiny povaly, snímané ze tří stran trámy oblinové trámy ostře hraněné trámy rozvržené trámy křížové ŘEZIVO fošny tl. 50,55,65,80,100mm š. od 250mm prkna - topinky tl. 13,15, šalovky 20, truhlářská 25, polofalcová 30,35, falcová 40,45 mm - š.70,100,180 i více latě 25/30, 30/50, 35/50, 40/60mm

22

23

24

25 TESAŘSKÉ NÁSTROJE ruční sekery: hlavatka, širočina, pobíječka, křížovka, teslice, dlátovka poříz dláta různých tvarů a velikostí hoblíky: uběrák, hladíc, klopkář, macek, drážkovník aj. nebozezy různých tvarů a velikostí pily: tesařská, rámová, aj. úhelnice, přenášení pravého úhlu kolovrátek s rudníkem, k tzv. vyšňůrkování přímek (krov) ztužení spojů: třmeny, pásy, hřebíky, šrouby, skoby, prozatímní spoje - kramle

26

27 TESAŘSKÉ NÁSTROJE A STROJE nástroje okružní pily na dělení dřeva přímočaré pily na vykružování vrtačky a elektrické šroubováky hoblovky dlabačky brusky stroje stolová okružní pila zkracovací pila stolová pásová pila srovnávací hoblovka tloušťkovací hoblovka stolová frézka

28 pryskyřičné kanálky listnaté dřevo Základní řezy kmenem podélný tečný, tangenciální (nepravidelná kresba do V) příčný čelný, transverzální (soustředěné kruhy) středový poloměrný, radiální (rovnoměrné letokruhy) Fyzikální vlastnosti (různé vlastnosti ve směru podélném a různé ve směru příčném!!) Nejpevnější je dřevo ve směru podélném Pevnost ovlivňuje hustota, množství vody teplota Tvrdost horší obrobitelnost, pružnost namáhání na ohyb

29 dobře pruží jasan, bříza, smrk, jedle (dlouhé, pravidelně uspořádaná vlákna), naopak malá pružnost jilm, topol, borovice Tepelná vodivost nízká, neměnná, nejlepší izolant aglomerované dřevo Akustické vlastnosti rezonance (dřeva pružná), zvuková vodivost, pohltivost, útlum (dřeva s nízkou hustotou a aglomerované materiály) Elektrické vlastnosti dobrý izolátor Optické vlastnosti: Barevnost od nejsvětlejších po černou, barva není stálá, členění na dřeva jednobarevná (lípa, olše, javor, bříza, buk) a vícebarevná (jasan, ořešák, dub, oliva, eben, mahagon )

30 Dřevo neodráží stejně světlo vykazuje se leskem Chemické vlastnosti: Koroze dřeva způsobená vlivem ovzduší (vlhkost, prach, světlo) Odolnost proti kyselinám větší než u kovů Bobtná účinkem vody a některých organických rozpouštědel Samovznícení dřeva při teplotě C, vzplane již při C Technologické vlastnosti: Obrobitelnost dřeva lépe se obrábí dřevo stejnoměrně husté s pravidelnou strukturou, vlhké Teplota a vlhkost výrazně ovlivňují plasticitu a tvárnost dřeva ohýbaný nábytek (nejvhodnější buk) Vysoušení dřeva borcení, hroucení hlavně u čerstvě řez. prken

31 Dřevo je hydroskopický materiál nikdy nevysychá, upravuje svoji vlhkost podle okolního prostředí, pohybem vody dochází ke změnám vlastností Biologické vlastnosti: Malá odolnost proti biologickým škůdcům, odolnější dřeva tvrdá, hustá a smolnatá (dub, modřín, mahagon, cedr, ořech) Malá odolnost proti rostlinným škůdcům houby (modrání, červenání, dřevomorka), plísně, bakterie, živočišní škůdci (červotoč) IMPREGNACE DŘEVA!!! Vady dřeva: Sukovitost zhoršení mechanických vlastností Exentrický vzrůst borcení, praskání Nadměrná točivost, trhliny, zásmolky zbarvení dřeně (hniloba)

32 vady dřeva trhliny, točivost, exentricita, sukovitost

33

34

35

36 materiálová a technologická struktura bytové výstavby

37 Hodnocený třípodlažní bytový dům projekt V. Bílek

38 terminologie prvky dřevěného konstrukčního systému I.

39 terminologie prvky dřevěného konstrukčního systému II.

40

41 srubová konstrukce varianty spoje prvků

42 Řez roubenou ztužující stěnou Tepelná izolace roubených stěn

43 hrázděné konstrukce těžké skeletové konstrukce

44 schéma těžkého skeletu, obousměrného, varianty jeho prostorového vyztužení

45 a) spoj s podpěrou b) rohový spoj u c) spoj s podpěrou pravoúhlý čep podpěry, příložka zapuštěná příložka

46 a) spoj s kolíky b) spoj s podpěrou pomocí špalíků

47 systém ocelových kolíků

48 spoj s hákovými deskami (systém Bulldog)

49 spoj s přibíjenými příložkami z ocelového plechu (trámová patka)

50 konstrukce z dřevěných modulů svislý řez hrubou stavbou svislý řez dokončenou stavbou

51 skladba stěny systém Steko 1 - sádrokartonová deska 15 mm 2 - modul Steko s tepelnou izolací 160 mm 3 vzduchotěsná vrstva 4 vnější tepelná izolace 100 mm 5 vnější omítka 20 mm hodnota U=0,20 W/m2K celková tl. 295 mm

52 principy panelové dřevěné konstrukce skladba jednotlivých dílců

53 řez obvodovou stěnou z masivních dřevěných panelů 1 titanzinek 2 separační vrstva 3 dřevotřísková deska 4 - kontralaťování 5 difúzně propustná deska 6 dvojitý nosník 200 mm 7 izolace z celulózy 200 mm 8 dřevotřísková deska 18 mm 9 - laťování 10 sádrokartonová deska 11 jádro z masivního dřeva 12 bednění z modřínu

54 a) b) c) konstrukce z vícevrstvých dřevěných dílců (řez, styk mezi dílci, půdorys) a) neodvětrávaná přiznaná rámová konstrukce b) neodvětrávaná zakrytá rámová konstrukce c) odvětrávaná konstrukce

55 konstrukce dřevěných rámů, systém 81 fünf 1 sádrokartonová deska 2 laťování 30/60 mm 3 deska OSB 15 mm 4 celulózová izolace 200 mm 5 dřevotřísková deska 6 I profil nosník 7 kontralať 20/60 mm 8 konstrukční lať 40/60 mm 9 obkladové bednění modřín, borovice

56 dřevěná rámová konstrukce a) skladba b) svislý řez

57 masivní dřevěné desky MDD

58 styčníky stěn a stropů MDD, řešení tepelné izolace fasády

59 lehká skeletová konstrukce two by four

60 varianty rámové konstrukce výplně otvorů varianty vnější vrstvy fasádního pláště detaily skladby - půdorys detail napojení na okno režné zdivo

61 detaily napojení na vodorovnou k-ci varianty fasádního pláště detaily vnějšího obkladu napojení na okno

62 detaily fasády se stěrkovou omítkou detail ukončení šikmé střechy

63 interakce technického zařízení budov a nosné konstrukce na bázi dřeva

64

65 dřevěný skeletový systém a) s jednoduchými podpěrami a dvojitými b) s dvojitými podpěrami a jednoduchými nosníky nosníky

66 dřevěné skeletové konstrukce spoje - styky a) podpěra s dvojitými nosníky b) dvojité podpěry c) nosníky v jedné rovině

67 spojení nosných prvků pomocí čepů a zapuštěných spon a) izonometrie b) řez

68 příklady patky podpěry v interiéru a) ocelový prut b) ocelové příložky c);d) zapuštěný/naražený profil e) čtverhraný profil

69 příklad projektového řešení rodinného domu s dřevěnou nosnou konstrukcí

70

71

72

73

74

75

76 kombinace roubených stěn a lehkého skeletu

77 hybridní systémy kombinace s betonovým skeletem Townland

78 Seattle Townland 1972

79 detaily betonového skeletu a vestavěné Berlín 1986 bytový dům dřevěné konstrukce

80 Berlín bytový dům 1968

81 studie městské struktury s flexibilní náplní Praha Košíře ing.arch. Prager sekundární nosná k-ce (vkládaná) na bázi dřeva

82