Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav zpracování dřeva Zhodnocení vybraných vlastností obvodového pláště dřevostavby

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav zpracování dřeva Zhodnocení vybraných vlastností obvodového pláště dřevostavby Diplomová práce Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Pavel Král Vypracoval: Bc.Pavel Krula Brno

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, ţe jsem diplomovou práci na téma Zhodnocení vybraných vlastností obvodového pláště dřevostavby vypracoval samostatně a pouţil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloţeném seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a můţe být pouţita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta. 3

3 Poděkování Úvodem bych chtěl vyjádřit poděkování doc. Dr. Ing. Pavlu Královi za cenné rady, podměty a osobní přístup nejen při vedení diplomové práce, ale i po celou dobu studia. Současně nelze nepoděkovat mé rodině, zejména manţelce a dětem za trpělivost, vytrvalost a zástup mé role. V Brně

4 Abstrakt Název práce: Zhodnocení vybraných vlastností obvodového pláště dřevostavby Diplomová práce se zabývá celkovým zhodnocením difúzně otevřené a uzavřené skladby obvodového pláště rámových dřevostaveb. V této práci se zabývám vlastnostmi pouţitých konstrukčních, a izolačních materiálů, jejich optimálním začleněním do konstrukce dřevostavby vedoucí k moţné minimalizaci materiálových a finančních nákladů během výstavby. Nedílnou součástí práce jsou poţadavky obvodového pláště současné rámové dřevostavby a fyzikální vlivy, které ho ovlivňují. Výstupem je tepelně technické a ekonomické zhodnocení dvou konstrukčních systémů v několika variantách, aplikované na zvolenou rámovou dřevostavbu v pasivním standardu. Klíčová slova: obvodový plášť difúze vodní páry součinitel prostupu tepla materiálové náklady a konstrukční materiály Abstract Title: Evaluation of selected characteristics of cladding frame of wood buildings This thesis deals with the overall evaluation of the diffusion open and closed cladding frame of wood buildings. In this paper I describe the structural properties and insulation materials, their optimal integration into the construction of wooden buildings which can lead to minimization of material and financial costs during construction. An integral part of the work includes the requirements for the building cladding frame and physical factors that affect it. The output is a heat-technical and economic evaluation of two constructing systems in several variants applied to a selected framed wooden building in a passive standard. Keywords: The building envelope Water vapor diffusion heat transfer coefficient material costs and construction materials 5

5 OBSAH 1 ÚVOD 9 2 CÍL A ZAMĚŘENÍ PRÁCE 11 3 METODIKA PRÁCE 12 4 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY Prognóza vývoje dřevostaveb v Česku Moderní trendy a realita Současné konstrukční řešení Kritika konstrukčních řešení a mravní aspekt Tradiční nedostatky obvodových plášťů rámových dřevostaveb 16 5 CHARAKTERISTIKA POUŽÍVANÝCH MATERIÁLŮ Konstrukční materiály nosné kostry Rostlé dřevo (řezivo) Druhy dřevin pro stavební výrobu Materiály nosného skeletu na bázi dřeva Konstrukce nosného skeletu obvodového pláště Plnostěnné nosníky Příhradové nosníky Materiály obvodového pláště Velkoplošné materiály na bázi dřeva Aglomerované materiály Desky pojené minerálními pojivy Vylehčené deskové materiály Tepelně izolační materiály Pěnové materiály Minerální vláknité materiály Zvukové izolační materiály Izolační materiály proti vodě a vlhkosti a radonu Tavitelné hydroizolace Samolepící hydroizolace Hydroizolace mechanicky kotvená Volně pokládané hydroizolace Parozábrany Pojistné (univerzální) hydroizolace 51 6

6 5.6.7 Protiradonová izolace Materiály pro lepení a utěsňování vzduchotěsných vrstev 52 6 POŽADAVKY OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ Ochrana proti povětrnosti Fyzikální (konstrukční) ochrana dřeva Tepelná ochrana Vzduchotěsnost (neprůvzdušnost) Fyzikální souvislosti Měření vzduchotěsnosti Vzduchotěsná vrstva Výměna vzduchu v budově Požadavky zvukové neprůzvučnosti Protihluková ochrana budov Zvuková izolace Stavební konstrukce pro vzduchovou neprůzvučnost Požární odolnost Zdravotní nezávadnost Stavební biologie (Baubiologie) Zdravotní doporučení Filosofie zdravého bydlení Zdravé budovy a úspory energií 73 7 DIFÚZE VODNÍCH PAR V RÁMOVÝCH DŘEVOSTAVBÁCH Difúze vodních par v souvislostech Difúze vodní páry a hnací síly Rosný bod Zóna kondenzace Difúzně uzavřené konstrukce Difúzně otevřené konstrukce Zhodnocení obou konstrukčních systémů 82 8 KONSTRUKCE A SKLADBA OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ Konstrukce obvodového pláště Skladby obvodových plášťů 84 9 TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ PLÁŠŤŮ DŘEVOSTAVEB Okrajové podmínky výpočtu Posuzované skladby obvodových plášťů Konstrukce difúzně otevřená s kontaktní minerální omítkou 88 7

7 9.2.2 Konstrukce difúzně otevřená s provětrávanou vrstvou Konstrukce difúzně otevřená s provětrávanou vrstvou (ekologická) Konstrukce difúzně uzavřené s kontaktní fasádou EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ Hodnocený objekt DISKUSE A VÝSLEDKY Současnost obvodových plášťů Tepelně technické zhodnocení Posouzení cen jednotlivých variant ZÁVĚR 101 POUŽITÉ ZDROJE 102 SEZNAM OBRÁZKŮ 104 SEZNAM TABULEK 107 SEZNAM PŘÍLOH 108 PŘÍLOHY 110 8

8 1 ÚVOD Z poţadavků na rychlou výstavbu v USA kolem roku 1850 vzešel nový druh dřevěných staveb a architektury, takzvaná sloupková konstrukce. Značný vliv měla průmyslová výroba hřebíků, která je právě datována do tohoto období. Sloupkový systém té doby byl zaloţen na sloupcích postavených v malých vzdálenostech, které byly vyztuţeny prkny nebo posléze materiály na bázi dřeva[1]. V severní Americe se selektovaly dva systémy dle napojení vodorovných konstrukcí na Balloon Frame a Platform Frame. Tyto systémy dřevěných staveb se v Evropě náleţitě prosadily teprve během posledních dvou desítek let, postupným dalším zdokonalováním a přizpůsobením evropským národním poměrům a nároků na kvalitu. V současné době se na trhu objevují dva základní systémy s ohledem na ochranu dřevěných konstrukcí před vlhkostí vznikající v interiéru. Jedním ze systému je konstrukce, která zabrání prostupu vodních par do konstrukce pomocí tzv. parozábran, se nazývá difúzně uzavřená konstrukce. Druhá je zaloţená na kontrolovaném prostupu vodních par skrze celou konstrukci, kde velmi záleţí na difúzní propustnosti jednotlivých vrstev. Difúzní odpor musí být největší na vnitřní straně konstrukce a směrem k exteriéru klesá. Oba dva typy mají svá specifika, zastánce ale i odpůrce a určitě lze souhlasit s tím, ţe v případě kvalitně provedených staveb oba systémy mohou slouţit dlouhou dobu ke svému účelu. Lze předpokládat, ţe se konstrukční systém rámových dřevostaveb bude dále prosazovat pro svoji hospodárnost, jednoduchou konstrukci, rychlost výstavby a jistou architektonickou volnost. Mimo toho jsou pouţívány deskové materiály na bázi dřeva, sádry nebo cementu v trvale vysokých jakostech a dobré dostupnosti. Existující technická řešení ve zvukové, tepelné, poţární ochraně, ale i statice a stavební fyzice se osvědčují a v kombinaci s novými materiály a technologiemi mohou být velmi výraznou alternativou k současné výstavbě. Rozvíjející se výstavbu staveb na bázi dřeva v ČR stále brzdí několik polopravd a mýtů laické ale i odborné veřejnosti ohledně dřeva jako podřadnějšího materiálu vzhledem k tradičním materiálům pouţívaných ve stavebnictví. Je třeba si uvědomit, ţe v současné době většímu rozšíření dřevostaveb v ČR brání nízký zájem klientů, způsobený především jejich nevědomostí a předsudky vůči dřevu jako stavebnímu materiálu. Druhým základním důvodem je stále nedostatek kvalitních stavebních společností, které kvalitou své práce zaujmou část potencionálních zákazníků a obsadí díru na českém trhu. 9

9 V zájmu širšího vyuţití dřeva ve stavebnictví u nás bude třeba překonat především zkreslené představy veřejnosti o dřevu jako hlavním konstrukčním materiálu a dbát na kvalitní produkci staveb jiţ od projektu, aţ po poučení investorů o správném provozu dřevěných staveb a zlepšit tím propagaci dřevěné výstavby. V tomto ohledu výrobci dřevostaveb a materiálů pro jejich výrobu velmi zaostávají za tradičními materiály a technologiemi. Připomeňme si, ţe dřevo jiţ svou tradicí a především svými vlastnostmi je materiál perspektivní, plně obnovitelný a ekologický, který je nejen přívětivý svou vůni, ale především negativně nepůsobí na mikroklima v interiéru, které je důleţité pro zachování interiérové pohody [2]. 10

10 2 CÍL A ZAMĚŘENÍ PRÁCE Cílem práce je posouzení dvou konstrukčních systémů obvodového pláště rámových dřevostaveb. Jedná se o systém difúzně uzavřený a vývojově mladší systém difúzně otevřený. V úvodním přehledu budou uvedeny základní materiály, jejich výhody a nevýhody a konkrétní pouţití v difúzně otevřeném a difúzně uzavřeném systému. Dále budou zhodnoceny poţadavky kladené na obvodový plášť a posouzena problematika stavební fyziky a její působení na plášť dřevostavby, moţné způsoby ochrany a eliminace rizik, spojených s výstavbou obou systémů. Bude téţ pojednáno o konstrukci jednotlivých skladeb. V další části budou navrţeny skladby obou systémů přibliţně shodných vlastností (pasivní standart a přibliţně stejná tloušťka stěn) a bude provedeno tepelně technické zhodnocení obou skladeb v několika variantách. Tepelně technické zhodnocení bude provedeno pomocí softwaru Teplo. Nedílnou součástí práce bude vytvoření poloţkového rozpočtu obvodového pláště a posouzení materiálových nákladů obou skladeb v několika variantách na konkrétní, samostatně stojící budově. V závěru bude pojednáno o moţných konstrukčních řešeních a alternativách, které by co nejvíce zohlednily ţivotní prostředí, rychlou a snadnou výrobu a stále se zvyšující finanční náročnost výstavby a údrţby lidských obydlí. 11

11 3 METODIKA PRÁCE 1. V úvodní části bude posouzen stav řešené problematiky a zhodnocení dvou konstrukčně rozdílných systémů rámových dřevostaveb. Tedy problematika difúzně otevřených a difúzně uzavřených systémů rámových dřevostaveb. 2. Bude posouzeno několik variant obvodového pláště od obou systémů. Podkladem bude samostatně stojící rodinný dům. Skladby budou posouzené z hledisek energetické náročnosti při vytápění, moţnosti kondenzace vodních par a cenové náročnosti. 3. Posouzení energetické náročnosti bude provedeno softwarem Teplo Cenová náročnost vybraných skladeb bude posouzena dle aktuálních ceníků a jednotlivé ceny materiálů budou zaznamenány do poloţkových rozpočtů, které budou součástí práce. 5. Celkové posouzení zjištěných parametrů a porovnání dílčích výhod a nevýhod jednotlivých skladeb. 6. Závěrečné zhodnocení přínosu diplomové práce. 12

12 4 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY 4.1 Prognóza vývoje dřevostaveb v Česku Dřevo bylo historicky jedním z nejvíce vyuţívaných materiálů pro budování lidských obydlí. V posledních desetiletích neměly dřevostavby v našich zemích snadnou pozici, protoţe standardem kvality, synonymem materiálu pro bytelný a trvanlivý dům, se staly materiály na bázi silikátů. Důvody vzniku tohoto stavu byly různé a je pravdou, ţe k němu přispěla i nepříliš dobrá zkušenost s prvními průmyslově vyráběnými dřevostavbami u nás (v 60 a70 letech minulého století). Od té doby se mnoho věcí změnilo a podstatným způsobem se rozšířila a zkvalitnila potřebná materiálová báze, nashromáţdilo se velké mnoţství praktických zkušeností s konstrukcí a existencí dřevostaveb ve srovnatelných klimatických podmínkách (zejména ve Skandinávii a německy mluvících zemích), kde byly vyvinuté specializované průmyslové technologie pro výrobu dřevostaveb. I u nás konečně padl hluboce zakořeněný mýtus o malé dispoziční a tvarové variabilitě dřevostaveb, způsobené panelovou technologií. Dřevostavby dnes proţívají i v českých zemích nebývalý rozmach. Je tomu z následujících důvodů: lidé si přiváţejí ze zahraničí osobní zkušenost, ţe moderní dřevostavba je ve všech ohledech plnohodnotnou alternativou tradičních zděných objektů rostoucí ceny energií vyţadují u konstrukcí výraznou minimalizaci tepelných ztrát; v tomto ohledu představuje dřevostavba v porovnání se zděnou konstrukcí značně efektivnější řešení sám proces výstavby dřevostavby je v porovnání s tradiční zděnou konstrukcí nesporně rychlejší a stavebníkovi se tak minimalizuje doba od vloţení finančních prostředků do nastěhování prosazují se trendy udrţitelného rozvoje ve stavebnictví, které kladou důraz na vyuţívání obnovitelných surovinových zdrojů a minimalizaci spotřeby energie vloţené do zabudovávaných stavebních materiálů řada stavebníků vědomě akceptuje hledisko pouţívání ekologických materiálů, které mohou při správné konstrukci dřevostaveb aktivně přispívat k tvorbě zdravého vnitřního mikroklimatu v interiérech budov Aţ do doby před 5-6 lety se podíl domků budovaných na bázi dřeva pohyboval v ČR na velmi nízké úrovni, řádově do 1-2 % z celkového počtu postavených domů. Intenzivně 13

13 se ovšem rozvíjela jejich výroba, která byla určena zejména pro německý trh. Dnes se situace od základu změnila. Převáţná část místní výroby zůstává v ČR a podíl dřevostaveb na celkové výstavbě rodinných domků se odhaduje na 6-7%. Lze očekávat, ţe tento podíl bude podobný jako v Německu (15-17%), coţ dává odhad okolo 4000 domků za rok[3]. 4.2 Moderní trendy a realita Trendy současného moderního stavebnictví je moţné ve zkratce popsat následovně: trvale udrţitelný rozvoj ve stavebnictví a obnovitelné surovinové zdroje zdravé vnitřní prostředí budov a ekologické stavění ochrana tepla a energeticky úsporné budovy Je evidentní, ţe favorizovanou materiálovou bází, reflektující všechny výše uvedené proklamace, je dřevo, jeho deriváty a ostatní hmoty na biologické bázi. V souvislosti se současným způsobem vyuţitím těchto materiálů vznikají tři základní otázky: 1) Nakolik splňuje současný konstrukční koncept plášťů dřevostaveb výše zmíněné poţadavky? 2) Pokud nesplňuje, je vůbec moţné za současného stavu této materiálové základny pláště dřevostaveb v duchu zmíněných atributů konstruovat? 3) Bylo by moţné pláště na bázi dřeva aplikovat i na zděné, betonové či ocelové primární nosné konstrukce? Poslední otázka je nadmíru důleţitá. Kladná odpověď by totiţ umoţnila aplikaci přírodních materiálů na podstatně širší skupinu staveb, neţ je relativně malá oblast budov dřevěných. Ideje trvale udrţitelného rozvoje ve stavebnictví by tak mohly ve velmi krátké době nalézt reálnou a značně širokou základnu pro své uplatnění[3]. 4.3 Současné konstrukční řešení Z pohledu konstrukčního uspořádání dnes drtivou většinu dřevostaveb tvoří dřevěná rámová konstrukce. Základní předpoklady, které stojí v pozadí navrhování, lze shrnout do následujících pravidel: 14

14 1. Nelze připustit ohroţení konstrukce vodní parou. Důvodem tohoto pravidla je obava z biologické degradace dřeva v důsledku nadměrného hromadění vlhkosti. Proto se ze strany interiéru do konstrukce difúzně uzavřené vkládá parozábrana (zpravidla PE fólie), nebo se konstrukce řeší jako difúzně otevřená. To znamená, ţe vodní páry se do konstrukce dostávají, ale rozptýlené do celé plochy v takovém mnoţství, aby v průběhu celého roku nedocházelo k neustálému zvyšování vlhkosti konstrukce. 2. Nosná stěna se řeší jako symetrická krabicová konstrukce (oboustranně oplášťovaný rám). Důvodem tohoto pravidla je představa, ţe symetrická nosná stěna je ze statického hlediska optimálním řešením. 3. Návrhová filosofie: co parciální poţadavek (ochrana tepla, vlhkost, statika, akustika a estetika), to specializovaná vrstva. Toto pravidlo je důsledkem mnoha poţadavků, kladených na obvodové pláště a nedostatečné nabídky materiálů se synergickým efektem. 4. Co nejniţší cena konstrukce. Toto pravidlo je přirozeným důsledkem trţního prostředí a dále asi i zůstane[3]. 4.4 Kritika konstrukčních řešení a mravní aspekt Uvedený koncept konstruování je moţné úspěšně kritizovat z pohledu výše citovaných hesel doby. Hovoříme-li o obnovitelných zdrojích a ekologických materiálech, jistě lze těţko souhlasit s pouţíváním plastových fólií, pěnového polystyrénu, formaldehydových lepidel a podobných hmot. Máme-li na mysli energetickou úspornost, je třeba se pozastavit nad chováním dřevostaveb v letním období. Tyto objekty mají díky malé plošné hmotnosti plášťů většinou s kontaktní fasádou malou tepelnou kapacitu. To vede v letním období k přehřívání staveb. Protoţe náklady na chlazení jsou 2-3x vyšší neţ na vytápění, jsou v tomto smyslu současné dřevostavby energeticky náročné a nevyhovující. Patrně nejdůleţitější otázkou je kvalita vnitřního prostředí. Vlivem zásady zamezení průniku vlhkosti do konstrukce, uţíváme ze strany interiéru parozábranu. Interiér tak vlastně obaluje neprodyšný, hermeticky uzavřený vak, prolomený občas stejně kvalitními, těsnými okny či dveřmi. O kvalitě tohoto prostředí lze jistě s úspěchem pochybovat. Při pouţívání umělého větrání je důleţité trvale zaručit mikrobiologickou čistotu vzduchotechnických rozvodů a minimální hlučnost a energetickou náročnost[3]. 15

15 4.5 Tradiční nedostatky obvodových plášťŧ rámových dřevostaveb Vedle zmíněných problémů koncepčního typu existují i objektivní technické příčiny sníţené konkurenceschopnosti stávajících dřevostaveb vůči tradičním silikátovým technologiím. Patří mezi ně zejména: malá tepelná stabilita interiérů (léto) mizivá regenerace při vlhkostní havárii (parozábrana, PPS) konstrukčně nestabilní řešení (fatální závislost spolehlivosti celé konstrukce na neporušenosti a ţivotnosti parozábrany) malá vlhkostní stabilita interiérů (parozábrana) nízká zvukoizolační schopnost (vzduchová neprůzvučnost) Tyto nedostatky jsou dlouhodobě všeobecně známé a neustále minimalizované a nemá smysl se jimi podrobně zabývat. Odpověď na otázku - nakolik splňuje současně nejrozšířenější difúzně uzavřený koncept plášťů dřevostaveb poţadavky doby tedy je - velmi málo[3]. 16

16 5 CHARAKTERISTIKA POUŢÍVANÝCH MATERIÁLŦ Od doby, kdy člověk začal vytvářet předměty, vystal problém volby nejvhodnějšího materiálu. Výběr byl většinou zaloţen na mechanických vlastnostech materiálů potřebný pro daný účel. Na základě zkušeností minulých generací našich předků jsou hledány a vyvíjeny další tzv. kompozitní materiály. 5.1Konstrukční materiály nosné kostry Rostlé dřevo (řezivo) Je organický, anizotropní a hygroskopický materiál sloţený přibliţně z 49,5% uhlíku, 44,2 kyslíku %, 6,1 % vodíku a 0,2 % dusíku. Tyto prvky tvoří sloţitější organické látky (celulóza, hemicelulózy, lignin, sacharidy a doprovodné látky). Pro výrobu stavebních konstrukcí jsou nejvíce vyuţívány jehličnaté dřeviny. Dřevo a materiály na bázi dřeva pouţívané na stavební konstrukce musí splňovat normami předepsané poţadavky na minimální pevnost, tuhost atd. Splnění poţadavků norem pro materiály dokladuje výrobce v dodavatelské dokumentaci. Podle tvaru příčného průřezu se dřevo na stavební konstrukce dělí: deskové řezivo - pravoúhlý průřez tloušťky do 100 mm se šířkou alespoň dvě tloušťky prkna - tloušťky 15, 18, 24 a 32 mm fošny - tloušťky 38, 45, 50, 60, 75 a 100 mm hraněné řezivo - pravoúhlý průřez od 25 cm 2 se šířkou maximálně dvě tloušťky hranolky - průřezová plocha od 25 cm 2 do 100 cm 2 hranoly - průřezová plocha nad 100 cm 2 drobné řezivo - průřez méně neţ 25 cm 2 lišty - průřezová plocha do 10 cm 2 latě - průřezová plocha nad 10 cm 2 polohraněné řezivo (polohraněné trámy, polštáře) výřezy pro stavební účely (sloupy, piloty) 17

17 Dřevina Objemová hmotnost dřeva ( kgm -3 ) čerstvě vytěţeného při vlhkosti 15 % při vlhkosti 0 % dub buk modřín borovice jedle smrk Tabulka 1. Průměrná objemová hmotnost dřeva při různých vlhkostech (Kuklík 2005) Dovolená vlhkost dřeva na stavební konstrukce je stanovena podle druhu a pouţití konstrukčních prvků a částí v normě. Vlhkost dřeva (%) Pouţití dřeva spojovací součásti (hmoţdíky, kolíky, klíny ap.) nejvýše 10% a prvky vystavené dlouhodobým zvýšeným teplotám nepřevyšujícím 55 C nejvýše 15% lepené prvky konstrukční prvky spojované řebíky *), svorníky, nejvýše 20% kovovými hmoţdíky. prvky vystavené nechráněné expozici, u kterých nejvýše 25% vysychání dřeva není na závadu prvky, které budou trvale ve vlhkém nebo bez omezení mokrém prostředí Uvedené vlhkosti platí pro zpracování dřeva (výrobu konstrukčních prvků). *) Hřebíkové konstrukce se doporučuje vyrobit ze dřeva vysušeného na vlhkost nejvýše 18 %. Tabulka 2. Dovolená vlhkost dřeva na stavební konstrukce (Eurokód 5) Z hlediska jakosti dřeva se na dřevěné konstrukce nebo nosné prvky ze dřeva musí pouţívat dřevo zvlášť vybrané pro tento účel. Podle těchto norem se u deskového a hraněného řeziva rozlišují tyto třídy: Pro třídění dřeva před rokem 2004 platila ČSN : třída S0, SA třída SI, SB třída SI Od r platí ČSN : třída S 13 třída S 10 třída S 7 V současné době materiálové charakteristiky nalezneme v ČSN EN 338: 18

18 třída C 27 třída C 22 třída C 16 Současně tato norma ruší moţnost přímého pouţití řeziva nebo přířezů obchodní jakosti na dřevěné konstrukce nebo nosné prvky ze dřeva. U řeziva obchodní jakosti se rozlišují jakosti: jehličnatého deskového řeziva (I, II, III, IV) jehličnatého hraněného a polohraněného řeziva (I, II) listnatého řeziva (I, II, III, IV) Kaţdý tříděný prvek musí být označen. Značení musí obsahovat minimálně: jakostní třídu dřevinu nebo kombinaci dřevin normu, podle které se třídilo označení výrobce umoţňující identifikaci osoby zodpovědné za třídění Příklady značení: a) Hranol (hraněné řezivo) třídy S10 z borovicového dřeva se značí: H-S10-BO-ČSN označení výrobce; b) Deskové řezivo (např. fošna) třídy S13 ze smrkového dřeva se označí: D-S13-SM-ČSN označení výrobce. Polohraněné řezivo na stavební konstrukce se třídí analogicky jako hraněné řezivo, zpravidla se pouţívá v jakosti SI (S10). Výřezy na stavební účely (označení SP) musí být odkorněné, a musí vyhovovat jakosti III s omezeními z hlediska suků. Dřevěné spojovací součásti (hmoţdíky, kolíky apod.) musí být ze zdravého dřeva bez suků a jiných vad, s vlákny rovnoběţnými s podélnou osou prvku. Výběr a třídění dřeva na stavební konstrukce podle ČSN provádí buď výrobce dřevěné konstrukce, nebo pilařský závod Druhy dřevin pro stavební výrobu Smrk ztepilý (Picea Abies) 19

19 Dřevo je měkké, pevné, pruţné s obsahem pryskyřice, méně trvanlivé vůči vlhkosti. Dobře se opracovává, suší a lepí, ale hůře impregnuje. Hustota při w 0% : 420 [kg.m -3 ], Tvrdost: 26 [MPa] Pouţití pro stavební konstrukce chráněné před přímým kontaktem s vodou (krovy, dřevostavby, výplně stavebních otvorů, vnitřní obklady a nábytek), lešení a surovina pro výrobu velkoplošných a aglomerovaných materiálů. Modřín opadavý (Larix Decidua) Dřevo je pevné, houţevnaté, trvanlivé s obsahem značného mnoţství pryskyřice, kterou je rovnoměrně prosyceno. Dobře snáší střídání vlhkosti, snadno se suší (málo se bortí a sesýchá) a opracovává, hůře impregnuje. Hustota při w0%: 560 [kg.m -3 ], Tvrdost: 43,5 [MPa] Pouţití je na tesařské konstrukce, stavební a nábytkové truhlářství (okna, dveře, schody, venkovní a vnitřní obklady), stavby lodí a prvků zahradní architektury. Borovice lesní (Pinus Silvestris) Trvanlivost jádrového dřeva vůči běli je vyšší a není náchylná na zamodralost. Dobře se suší, opracovává. Běl se lépe impregnuje neţ jádro. Hustota při w0%: 505 [kg.m -3 ], Tvrdost: 28,5 [MPa] Pouţitelná jako stavební a konstrukční materiál na venkovní i vodní stavby (mostní konstrukce), v nábytkářství, truhlářství (okenní a dveřní rámy), telegrafní sloupy, praţce a v chemickém průmyslu (buničina, dřevitá vlna). Jedle bělokorá (Abies alba) Měkké, pruţné, dobře štípatelné, ohebné a pevné. Je méně trvanlivé neţ dřevo smrkové. Postupem času šedivý aţ černá. Hustota při w 0% : 435 [kg.m -3 ], Tvrdost: 28 [MPa] Pouţití podobné jako dřevo smrkové Pro některé účely se pouţívají i další druhy dřevin, které jsou ekonomicky nákladné a proto se uţívají jen v malém rozsahu, pro fasády, terasy a prvky zahradní architektury Materiály nosného skeletu na bázi dřeva 20

20 Pro eliminaci nedostatků dřeva byly a jsou vyvíjeny další konstrukční materiály na bázi dřeva. Vývoj v tomhle směru neustává a lze předpokládat vznik dalších progresivních materiálů. K současně pouţívaným patří následující druhy materiálů. Zhuštěné dřevo Je obecně známé, ţe s růstem objemové hmotnosti roste pevnost materiálu. Nízká objemová hmotnost dřeva je dána jeho strukturou. Chceme-li proto u dřeva jeho objemovou hmotnost výrazně zvýšit, musíme strukturu dřeva změnit. Jednou z moţností je dřevo slisovat přibliţně na poloviční objem při teplotě 140 aţ 160 C a tlaku 10 aţ 15 MPa. Rychlost lisování je přitom okolo 1 mm za minutu. Vznikne tak nový materiál zhuštěné dřevo[4]. Obrázek 1. Dřevo s normální (a) a zhuštěnou strukturou (b) a) b) Pouţití zhuštěného dřeva je v současné době nejvíce rozšířené v podobě zhuštěných překliţek, které mají objemovou hmotnost okolo kg.m -3. Tyto překliţky se pouţívají nejvíce jako tenké příloţky a vloţky do exponovaných spojů dřevěných konstrukcí. Modifikované dřevo Velkou nevýhodou dřeva je, ţe s ohledem ke svému organickému původu můţe být napadeno dřevokaznými houbami a hmyzem. Chceme-li tomuto nebezpečí zabránit, musíme dřevo drţet trvale v suchu nebo zabránit tomu, aby enzymy dřevokazných hub mohly dřevo rozkládat. Jestliţe v molekulární struktuře dřeva nahradíme hydroxylové skupiny OH většími methylovými skupinami CH3, je dřevo velmi odolné proti dřevokazným houbám a dále nebobtná a ani nesesychá. Bukové dřevo takto upravené má stejnou trvanlivost jako dřevo azobé, které je velmi kvalitní trvanlivé africké dřevo. Pouţití modifikovaného dřeva je zvláště vhodné na výrobu oken, okenic a lepených prvků pro mostní konstrukce[4]. ThermoWood 21

21 Je produkt vyráběný speciálním patentovaným procesem tepelné úpravy dřeva. Tepelná úprava jehličnatého dřeva má trvalý efekt na fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu. Tento proces vytváří zcela nový materiál s vlastnostmi srovnatelnými s tvrdými a vysoce odolnými dřevinami. ThermoWood je vyráběn v současné době ve dvou variantách: Thermo-S Thermo-D Výsledkem procesu výroby ThermoWoodu je produkt s významně zvýšenou trvanlivostí a odolností proti hnilobě a proti napadení dřevokaznými houbami. Proces výroby ThermoWoodu vytváří produkt s excelentní rozměrovou stabilitou. Sníţením vlhkosti materiálu o více neţ 50% je maximálně zredukováno bobtnání a sesychání materiálu. Navíc jsou maximálně zredukované známé problémy dřeva jako vydutí, kroucení, zkřivení a jiné deformace. V průběhu výrobního procesu ThermoWood získává hřejivou a atraktivní hnědou barvu. Tato barva je shodná a konzistentní po celé ploše a v řezu kaţdého kusu ThermoWoodu. Barva tmavne v závislosti na pouţitém výrobním procesu, čím vyšší je teplota, tím je barva tmavší. Jako u všech přírodních materiálů také u ThermoWoodu jeho barva časem bledne působením ultrafialového záření slunce. K zachování původní barvy se doporučuje pouţít nátěru proti ultrafialovému záření. Obrázek 2. Teplotní diagram tepelně upraveného dřeva Thermowood ( Jakékoli zbytky ThermoWoodu mohou být spáleny nebo likvidovány jako běţný odpad. Surovina pouţitá na výrobu ThermoWoodu je dodávána z obnovitelných zdrojů certifikovaných systémem PEFC. 22

22 Pouţití ThermoWoodu je mnohostranné, nejvíce se pouţívá na různé účely v exteriéru (Thermo-D), kde je poţadována vysoká odolnost a stabilita, anebo v interiéru (Thermo- S), kde je důleţitý vzhled a stabilita materiálu. Tabulka 3. Základní vlastnosti Thermo-S a Thermo-D ( Vrstvené dřevo Vrstvené dřevo je materiál podobný překliţce. Vyrábí se z loupaných dýh tloušťky 2 aţ 4 mm v délce 2 m slepených fenol-formaldehydovým lepidlem vzájemně rovnoběţně s vlákny. Krajní dýhy jsou spojeny úkosovým spojem, vnitřní pouze přeloţením. Po zalisování v kontinuálním lisu při teplotě 150 C se slisované dílce naformátují na poţadované rozměry. Obrázek 3. Vrstvené dřevo ( V Evropě se vrstvené dřevo vyrábí ve Finsku pod označením KERTO. Vyrábí se ze smrkových dýh tlustých 3,2 mm (po zalisování 3,0 mm), které se poskládají podélně za sebou s krátkými překrytími, a to v několika vrstvách a zalisují se. Vznikají tak desky o maximálních rozměrech: délka 26,0 m, šířka 1,82 m a tloušťka od 21 do 75 mm. Tyto prvky potom lze rozřezat podle potřeby na prvky menších rozměrů. 23

23 KERTO-S je standardní provedení, u kterého jsou všechny dýhy orientovány vlákny souběţně ve směru délky prvku, a tím je dosaţeno vysoké pevnosti. Vyrábí se jako deska, která je pak rozmítána na jednotlivé prvky. Výhody jsou v běţném tesařském zpracování, nízké hustotě (500kg/m 3 ), snadném transportu a montáţi, vysokých průřezových modulech a minimální tepelné mosty ve srovnání s ocelí[5]. KERTO-Q je speciální provedení, u kterého je většinou kaţdá pátá dýha orientována vlákny kolmo ke směru délky prvku. Parametry pevnosti a tuhosti vrstveného dřeva jsou velmi dobré. Charakteristická pevnost v ohybu v rovině desky u vrstveného dřeva KERTO-S je 51 MPa a průměrná hodnota modulu pruţnosti je MPa. Z vrstveného dřeva lze realizovat ty nejnáročnější inţenýrské konstrukce. V Kanadě a USA se vrstvené dřevo vyrábí pod názvy Parallam, Intralam a Microllam. Parallam PSL (Parallel Strand Lumber) Parallam se vyrábí z dýh, které se nařeţou na pásky široké 20 aţ 30 mm a dlouhé aţ 2400 mm. Pásky se po nanesení lepidla souběţně zalisují v kontinuálním lisu a vytvrdí pomocí mikrovlnného ohřevu. Výsledná objemová hmotnost je v rozmezí kg/m 3. Tak lze vyrábět prvky téměř rovnocenné prvkům ze ţelezobetonu Konstrukční prvky dosahují rozměrů: výška 500 mm, šířka 300 mm a délka 20 m. Pevnost Parallamu v ohybu je přibliţně stejná jako u vrstveného dřeva, v tlaku a ve smyku je jeho pevnost vyšší. Pouţití na nosníky vodorovných a svislých konstrukcí. Obrázek 4. Parallam ( Intrallam LSL Intrallam se od Parallamu liší tím, ţe místo dýhových pásků se vyrábí z velkých třísek dlouhých aţ 300 mm, širokých aţ 30 mm a má deskový charakter (2,44 x 10,6 m při tloušťce aţ 140 mm). Pevnost Intrallamu v ohybu je porovnatelná s lepeným lamelovým dřevem. Intrallam i Parallam se dají řezat na prvky menších rozměrů. Výhodou prvků, které vznikají vrstvením dřeva je vysoká únosnost a poţární odolnost. Pouţití pro všechny druhy a typy stavebních konstrukcí. Obrázek 5. Intrallam ( Microllam LVL 24

24 Odlišnou technologií neţ předchozí dva materiály se vyrábí Microllam LVL. Základní surovinou jsou loupané dýhy, obvykle z borovice ţlutokoré. Jednotlivé dýhy o šířce mm a tloušťce 2,5 4,5 mm se nejprve vysuší na cca osm procent vlhkosti a poté se sesadí. Po nanesení vodovzdorného lepidla se soubory dýh slisují tak, aby vlákna byla rovnoběţná s podélným směrem desky. Vznikne tak kompaktní materiál, jehoţ maximální formát má rozměry 1,2 x 20 m a je mm silný. Vyšší pevnostní vlastnosti oproti rostlému dřevu a dobrá rozměrová a tvarová stabilita předurčuje Microllam LVL k mnohostrannému pouţití. Nesesychá, nekroutí se a nevykazuje trhliny jako přírodní dřevo. Zajímavý je i velmi příznivý poměr pevnosti a hmotnosti, který je lepší neţ u oceli, betonu nebo klasického řeziva. Obrázek 6. Microllam ( Pouţití pro podélné vazníky, krovy a základní nosníky různých dřevěných konstrukcí. Instalace je velmi snadná, není zapotřebí zvláštních zdvihacích zařízení. Microllam LVL se opracovává stejnými nástroji jako běţné dřevo. 5.2 Konstrukce nosného skeletu obvodového pláště Plnostěnné nosníky Rostlý obdélníkový průřez Patří mezi nejjednodušší plnostěnné nosníky. Dříve doporučovaný průřez o poměru stran šířka:výška = 5:7, byl oprávněný v době, kdy byly nosníky tesané z kmene a zbývající dřevo, se stalo odpadním produktem. Dnes se doporučují obdélníkové průřezy v poměru 1 : 2 a v případě zajištění proti klopení aţ do poměru 1: 16. Výhodou je snadná dostupnost, niţší cena a k nevýhodám patří tvarová nestálost průřezu a vznik trhlin. Pouţití pro nosníky malých délek, které bývají zakrývány jinými materiály. Masivní konstrukční dřevo KVH (Konstruktions voll Holz) 25

25 Jsou profily z jehličnatého dřeva (převáţně smrku) pro pouţití v moderních dřevěných stavbách. KVH profily jsou čtyřstranně hoblované a mají sraţené hrany. Délkovým nastavováním jednotlivých profilů pomocí zubovitého spoje lze dosahovat délek aţ 16 m. Profily jsou technicky vysušeny na vlhkost 15 ± 3 %. Podle účelu pouţití se rozlišují dva druhy KVH profilů, které se však od sebe odlišují pouze vlastnostmi povrchu: KVH-Si pro pohledové konstrukce KVH-NSi pro nepohledové konstrukce Obrázek 7. Délkové napojení pomocí zubového spoje ( Za účelem minimalizace deformací dřeva a s ní souvisejících negativních důsledků v podobě sesychání a bobtnání, byl pro KVH stanoven poţadavek na vlhkost 15 ± 3 %. Tato hodnota je v průběhu výroby trvale kontrolována. Při uvedené vlhkosti je dřevo přirozeně chráněno proti napadení dřevokaznými škůdci. Pouţitím zubovitého spoje je moţné vyrábět profily aţ do max. délky 16 m. Délkovým nastavováním jednotlivých profilů přitom nejsou negativně ovlivněny mechanické vlastnosti dřeva. Kvalita provedení a pevnostní vlastnosti zubovitých spojů jsou trvale sledovány při výrobě. Poţadavky na provedení a kontrolu zubovitých spojů jsou uvedeny v ČSN EN 385: Lepení zubovitých spojů se provádí polyuretanovými lepidly bez pouţití rozpouštědel. Podle klimatických podmínek v místě pouţití konstrukce a při výrobě se rozlišují lepidla typu I a II. Poţadavky na pouţití lepidel pro lepení zubovitých spojů jsou uvedeny v ČSN EN 301: Pouţití masivního konstrukčního dřeva KVH je nejčastěji pro nosné konstrukce dřevostaveb a střešní konstrukce. S výhodou lze KVH profily pouţít pro realizaci krovů pohledových z interiéru. Masivní konstrukční dřevo KVH se pouţívá nejen pro nosné konstrukce rodinných domů, ale i pro průmyslovou výstavbu. Lepené trámy DUO/TRIO 26

26 Trámy se skládají ze dvou nebo tří středem rozříznutých, vzájemně bočně slepených lamel. Lamely jsou k sobě vzájemně slepeny v obrácené poloze neţ je jejich poloha v kmenu (pravou stranou vně), tímto získávají trámy DUO a TRIO výbornou tvarovou stabilitu. Jednotlivé lamely jsou délkově nastavovány zubovitým spojem. Díky tomu lze vyrábět trámy DUO a TRIO aţ do délek 16 m. Klasický charakter trámu a estetika masivního dřeva zůstává zachována a předurčuje tak tento produkt pro pouţití ve viditelných oblastech staveb. Podle kvality povrchu rozdělujeme: DUO/TRIO-Si pro pohledové konstrukce DUO/TRIO-NSi pro nepohledové konstrukce Obrázek 8. Průřezové schéma trámů Duo/Trio ( Průřezová plocha jednotlivých hranolů je max. 80 x 280 mm. Lepená spára nemá vliv na mechanické vlastnosti dřeva, trám je tedy posuzuje jako celistvý profil. Aby se minimalizovaly deformace dřeva vlivem sesychání nebo bobtnání, byla stanovena maximální hranice vlhkosti 15 %. Na vzájemné lepení jednotlivých lamel se pouţívají zdravotně nezávadná melaminová lepidla. Průřezy jednotlivých hranolů trámy DUO trámy TRIO tloušťka lamely d 80 mm 80 mm 120 mm výška lamely h 280 mm 280 mm 100 mm b = šířka trámu Tabulka 4. Hodnoty průřezů jednotlivých hranolů ( Pouţití trámů DUO a TRIO nachází uplatnění u dřevěných staveb s vysokými poţadavky na přesnost, tvarovou stálost a estetickou kvalitu. Nejčastěji bývají pouţívány na nosné konstrukce skeletových staveb, stropní nosníky a průvlaky nebo konstrukce krovů viditelných z interiéru. Lepené lamelové dřevo BSH 27

27 Vzniká slepením více vrstev řeziva opracovaného do jednotlivých lamel a vysušeného na 12 % vlhkosti. Tloušťka jednotlivých lamel je 33 mm, maximální však můţe být 42 mm. Vyrábí se ve fixní délce, ale častěji jsou jednotlivé lamely spojeny do tak zvané nekonečné lamely zubovitým spojem. Zubovitý spoj je samosvorný a kvalita lepených spojů musí odpovídat délce ţivotnosti konstrukce. Velké vady jsou vymanipulovány a malé jsou rozptýleny v celém průřezu. Tím je dosaţena vyšší pevnost a stejnorodost materiálu. Pro zvýšení únosnosti prvků z lepeného lamelového dřeva je lze vyztuţit pomocí pásů s vlákny vysoké pevnosti o tloušťce přibliţně 2 mm. Obrázek 9. Lepené lamelové dřevo ( V současnosti se pouţívá na větší konstrukční prvky namáhané ohybem, nebo prvky krovů dosahujících max. rozměrů: šířka 0,24 m, výška 2,5 m a délka 35,0 m. Tyto prvky mají vynikající poţární odolnost. Pro svou pevnost při nízké objemové hmotnosti se pouţívá i na stavby, jejichţ prvky musí být přepraveny na větší vzdálenosti. Stále více se lepené lamelové dřevo téţ pouţívá na pohledové konstrukce pro svůj vzhled a také pro konstrukce lávek a mostů[6]. Lepené nosníky se stojinou z desek na bázi dřeva Charakteristický průřez je truhlíkový nebo tvaru písmene I. Běţně se zhotovuje do rozpětí 15 m. Stojina nosníků se vyrábí z vodovzdorné překliţky, OSB desky nebo pro menší délky z tvrdých dřevovláknitých desek. Pásnice mohou být z masivního dřeva (SM), nebo vrstveného dřeva. Variantou je nosník ze zvlněné překliţky, který je vyráběný a oblíbený v Německu pro své pohledové vlastnosti. Výhody plnostěnných vazníků: přes menší hmotnost a objem vykazují vyšší nosnost snadná manipulace a montáţ tvarová stálost a okamţitá připravenost k montáţi lehce obrobitelné běţným nářadím a nástroji I nosníky se skládají ze stojiny, která je do dvou pásnic zapuštěná pomocí dráţky a spojeny vodovzdorným lepidlem. Vyrábí se v několika variantách: 28

28 se stojinou s DVD a masivními nebo vrstvenými pásnicemi (Steico) Dostupné jsou ve variantách pro stěny (Steico Wall) a střechy a vodorovné prvky (Steico Joist), v různých velikostech profilů. Vnitřek nosníků můţe být vyplněn tepelnou izolací pro jednodušší montáţ. Obrázek 10. Plnostěnný nosník Steico (Steico.cz) se stojinou z OSB a masivními pásnicemi (Kronopol I-BEAM) Skladba nosníků je tvořena z pásnic jehličnatého řeziva (Bo, Sm) a stojiny z OSB desek tloušťky 10 mm, které jsou pevně slisovány s pouţitím rezorcínového nebo fenolrezorcínového lepidla odpovídajícího ČSN EN 301). Obrázek 11. Detail zesílení stojiny nosníku ( se stojinou z OSB a pásnicemi z vrstveného dřeva (TJI JOISTS) Směr vláken dýh Microllamu LVL, z něhoţ jsou obě čela (horní a dolní), je ve směru podélné osy nosníku. Do obou dráţek těchto čelních prvků se nanáší vodovzdorné lepidlo. Stojina je z OSB desky. Nosník vznikne tak, ţe čela se stojinou se slisují pod tlakem. Obrázek 12. Nosníky TJI JOIST ( se stojinou z OSB a masivními pásnicemi impregnované (Pinkwood) Kanadská společnost PinkWood vyvinula nejedovatý ochranný nátěr dřeva, který při působení plamene vytváří endotermní reakce, které výrazně zvyšují čas 29

29 zapálení a zpomalují šíření poţáru. Vrstva ochranného nátěru zabraňuje růstu plísní a také působí jako ochranná bariéra vůči absorpci vlhkosti a zlepšení ochrany proti povětrnostním vlivům, a to zejména ve fázi výstavby domu. Obrázek 13. Impregnovaný nosník ( Příhradové nosníky Příhradové nosníky se v konstrukcích rámových dřevostaveb pouţívají na střešní konstrukce a nyní i v konstrukcích stěn a stropů z důvodů zvyšujících se tepelně izolačních vlastností a jiţ vytvořených prostupů mezi vlastními nosníky pro různé instalační rozvody. Sbíjené příhradové nosníky Jednotlivé prvky tvoří omítané deskové řezivo tloušťky 24 aţ 45 mm, které jsou spojovány ve styčnících stavebními hřebíky do předvrtaných otvorů s menším průměrem (0,8 x průměr hřebíku). Délka hřebíků se volí tak, aby byl hřebíkový spoj více střiţný a mohlo jich být ve spoji co nejméně. Taţené pruty se mají v polovině své délky vyztuţit vloţkou, pruty tlačené se dělají buď sloţené, nebo členěné s krátkými vloţkami či s vloţkou průběţnou. Obrázek 14. Detail styčníku ( Sbíjené příhradové nosníky s vnější styčníkovou překližkou Jednoduchá a dosti pouţívaná konstrukce je výhodná pro moţné centrické spojení všech prutů ve styčnících. Všechny pruty o stejné tloušťce jsou oboustranně překryty ve styčnících překliţkou a spojení je provedeno pomocí hřebíků. V překliţce se předem 30

30 vyvrtají otvory dle statického výpočtu, které slouţí k rychlému spojení jednotlivých prutů. Sbíjené nosníky jsou výrobně pracné. Jejich vyuţití je hlavně v malém počtu kusů, kde není zvláštní poţadavek na estetickou kvalitu, nebo jsou oplášťované nehořlavými materiály k zvýšení poţární odolnosti nosníků. Příhradové nosníky s ocelovými deskami s prolisovanými trny Jsou nečastější příhradovou konstrukcí do rozponu 30 m. Výhodou je snadná a rychlá výroba. K nevýhodám patří horší poţární odolnost a vzhled. K výrobě se pouţívá řeziva o stejné tloušťce, které se nařeţou dle plánu a sloţí se do poţadovaného tvaru. Následně se na styčníky poloţí styčníkové desky a pomocí lisovacího zařízení dojde k zalisování. Po otočení celé konstrukce je zalisována i druhá strana nosníku. K návrhu, výpočtu a výrobě jsou vyuţívány počítačové programy. (MIFEK) Příhradové nosníky MKD (Multi Kraft Dubel = mnoho síla-kolík) Nosníky jsou vhodné pro větší rozpětí (50 m) a větší zatíţení. Pro výrobu se pouţívá dřevo rostlé, lepené, lamelové nebo vrstvené o minimální tloušť 63 mm. Obvykle jsou pouţívány větší tloušťky prvků aţ do 100 mm. Minimální šířka jednotlivých prvků je 78 mm. Spojení jednotlivých prutů ve styčníku je provedeno pomocí plechu o tloušťce 10 mm, ve kterém jsou v předepsaných roztečích přivařeny ocelové hřeby o délce 50 mm. Výhodou je neviditelnost jednotlivých spojů a z toho plynoucí dobrá poţární odolnost. Obrázek 15. Výrobní postup ( Příhradové nosníky spojované ocelovými kolíky Tento typ má všechny pruty z hranolů, jejichţ rozměry odpovídají v nich působící síle. Ve styčnících je do konce prutů vloţen ocelový nebo hliníkový plech, nebo více plechů vedle sebe s otvory pro ocelové kolíky o průměru 8 aţ 24 mm. Potřebný počet kolíků se 31

31 určí statickým výpočtem. Uvedený způsob je velmi estetický (nosník se ponechává viditelný) a je patentově chráněn. Příhradové nosníky spojené svorníky Pruty stejné tloušťky jsou ve styčnících z obou stran překryty tvarovými plechy a staţeny svorníky. V ČR málo pouţívaný způsob, častější v USA a Kanadě. Příhradové nosníky s kovovými diagonálami Diagonály nosníků se vyrábí z profilovaného nerezového plechu tloušťky 1 mm nebo trubek na konci stlačených pro pouţití v rovnoběţných pásech. Z důvodu jednoduché výroby, jsou shodné velikosti diagonál, které jsou namáhány tlakem i tahem. Moţná je i varianta s tlačeným dřevěným prutem a taţenou diagonálou. Vlastní spojení ocelových diagonál s dřevěnými pásnicemi je pomocí vlastních zalisovaných trnů. Výhodou je nízká hmotnost (3,5 6 kg / m). Nevýhodou je malá poţární odolnost nosníku [7]. 16. Nosníky s kovovými diagonálami použité ve vodorovné konstrukci stropu ( 5.3 Materiály obvodového pláště Samotná kostra rámových dřevostaveb není schopna přenášet vodorovné síly, proto musí být vyztuţena velkoplošnými nebo aglomerovanými materiály, které ve skladbě plní i další funkce (vzduchotěsnou, parobrzdnou a izolační). V následující kapitole jsou popsány deskové materiály vhodné a pouţívané jako opláštění kostry rámových dřevostaveb. 32

32 5.3.1 Velkoplošné materiály na bázi dřeva Spárovka Je konstrukční deska, která vznikne slepením přířezů (lamel) do plochy. Jednotlivé lamely mohou být v bocích spojeny na spáru hladkou, profilovou, na pero a dráţku, vloţené pero a méně často pak na kolíky a čepy. Obrázek 17. Spárovka SM ( Spárovka odolává krátkodobému omytí vodou, avšak nikoli dlouhodobému namáhání povětrností. Předností spárovek je pevnost ve směru dřevních vláken a moţnost zhotovení svépomocí, přičemţ se mohou zuţitkovat různé odpadní kusy dřev, které se délkově napojují pomocí mikroozubu. Pro výraznou změnu tvaru vlivem působení vlhkosti, se doporučuje její pouţití v menších šířkách a prostředích, kde není přímé působení povětrnostních vlivů. Důleţitou roli má průběh letokruhů v průřezu jednotlivých lamel, které by z důvodu minimalizace objemových změn měli probíhat ve směru kolmém k ploše desky. Pouţívá se na obklady pohledových konstrukcí a ploch. Vícevrstvá deska (Biodeska, KLH panel, X lam) Je deska z rostlého dřeva vyrobená obvykle ze tří nebo pěti vzájemně na sebe lepených vrstev. Vnější vrstvy jsou sloţeny z průběţných smrkových lamel o vlhkosti 10-14% lepených po délce. Středová vrstva je lepena z lamel, které jsou na sebe průběţně podélně napojeny. Po přebroušení (egalizaci) jsou všechny tři vrstvy slepeny v jeden celek polyuretanovým lepidlem (nános 0,2kg/m 2 ) tak, ţe středová vrstva je lepena příčně pod úhlem 90 oproti vrchním vrstvám. Příčným způsobem lepení, pouţitým lepidlem a lisovacím tlakem je dosaţena podstatně vyšší tvarová stálost a odolnost proti zatíţení neţ u klasické spárovky. Max. formát 2,95x16,5x0,5m. Obrázek 18. Vícevrstvá deska - KLH panel ( Biodesky se vyuţívají na obklady vnitřních příček a vestavěný nábytek. Pouţití KLH panelů je dáno orientací vláken povrchových vrstev: 33

33 dřevěné masivní stěny DQ (Declage quer) Povrchové vrstvy lamel jsou orientovány příčně k výrobní délce. Obrázek 19. Orientace vláken povrchové vrstvy varianty ( stropní konstrukce L (declange lang) Povrchové vrstvy lamel jsou orientovány podélně s výrobní délkou. Obrázek 20. Orientace vláken povrchové vrstvy varianty L ( Panely KLH se vyrábí ve třech povrchových kvalitách: NSI - nepohledová C kvalita. Povrch je frézovaný s dovolenými vypadavými suky, zamodráním, trhlinami a spárami ISI industriální B kvalita. Povrch je frézovaný se zarostlými suky, zbytky lepidla a napojením lamel zubovým spojem WSI pohledová A kvalita. Broušený povrch bez spár, zbytků lepidla z řeziva kvality AB a lepší [6] Truhlářské překližky Jsou určeny k pouţití v interiéru, nejčastěji na dílce nábytku a obklady stěn a stropů. Jsou lepeny UF lepidlem, které má malou odolnost proti dlouhodobému působení vlhkosti. Největší poţadavky jsou na vzhledovou kvalitu povrchu. Obrázek 21. Truhlářská překližka ( Stavební překližky 34

34 Vyrábí se nejčastěji v tloušťkách mm a pro jejich výrobu je nejčastěji pouţíván buk. Jsou určeny pro přímý styk s vlhkostí (zejména při betonáţi). Pouţívají se kvalitní PF a MUF lepidla, ve většině případů se zabraňuje vstupu vlhkosti do překliţky laminací povrchu. Pouţití ve stavebnictví na bednící desky, podláţky a opláštění budov. Obrázek 22. Stavební vodovzdorná překližka ( Plošné desky jádrové (Laťovky) Jsou konstrukční dřevěné desky sestávající ze střední vrstvy oboustranně překlíţené pláštěm. Plášť tvoří jedna nebo více vrstev dýh, které jsou přilepeny k podkladu většinou UF lepidlem (vnitřní prostředí) nebo vodě odolnými lepidly (vnější prostředí). Vyrábí se oboustranně broušené nebo nebroušené a pouţívá pro namáhané dílce nábytku, dveřních zárubní. Obrázek 23. Plošná deska jádrová ( Aglomerované materiály Waferboard Jsou desky vyráběné z dlouhých, širokých a tenkých třísek, které jsou slepeny v neorientovaném stavu. Hustota desek je 650 kg/m 2 a má v ploše přibliţně stejné mechanické vlastnosti na rozdíl od desek OSB, které mají tyto vlastnosti odlišné vlivem orientace třísek. Původ desky je v USA, kde byla předchůdcem OSB desek a měla nahradit překliţované desky a vyuţít ke zpracování dřevěný materiál horší kvality. Výroba těchto desek se příliš nerozšířila, ale byly vytvořeny předpoklady, pro výrobu OSB desek. Pouţívají se k opláštění podlah, stropů příček a stěn rámových dřevostaveb. Obrázek 24. Třísková deska Waferboard ( Desky z velkoplošných orientovaných třísek Oriented Strands Board OSB Je velkoplošný materiál vyráběný z dlouhých, štíhlých a tenkých třísek o velikosti 75x25x0,6 mm. Třísky ve vnějších vrstvách jsou orientovány rovnoběţně s délkou nebo šířkou desky, třísky ve středové vrstvě jsou orientovány kolmo na třísky vnějších vrstev. Měly být původně velkoplošným materiálem s podobnými vlastnostmi jako překliţka, ale tvořeným z drobnějších (levnějších) částic (např. pilařské krajiny a zbytkové 35

35 válečky z loupání dýh). Současná technologie výroby ale umoţnila i pouţití takových druhů materiálů a dřevin, které v pilařské a překliţkové výrobě nemají uplatnění. Obrázek 25. OSB deska s profilovanou hranou ( OSB desky rozlišujeme dle EN 300: OSB/1 Pro vnitřní vybavení (včetně nábytku) pro pouţití v suchém prostředí OSB/2 nosné desky pro pouţití v suchém prostředí OSB/3 nosné desky pro pouţití ve vlhkém prostředí OSB/4 zvlášť zatíţitelné nosné desky pro pouţití ve vlhkém prostředí Pouţívané na nosné desky jsou určeny pro navrhování a provádění nosných a výztuţných stavebních dílců, např. stěnových, podlahových, střešních konstrukcí nebo I-nosníků. Dřevotřísková deska - DTD Je deskový materiál vyrobený z dřevěných částic (dřevěných třísek, hoblin, pilin, apod.), spojených organickým pojivem pomocí tepla a tlaku. Mohou být jednovrstvé nebo třívrstvé, podle způsobu úpravy povrchu surové, dýhované, laminované nebo kašírované fólií. Nejčastěji se vyrábějí plošně lisované desky, pro výrobu tenkých desek (3-5 mm) se pouţívá lisování válcovým lisem, naopak silné desky s vylehčujícími vnitřními otvory se lisují výtlačně. Obrázek 26. Dřevotřísková deska ( Multifunkční panel MFP Je dřevotřísková deska s třískami o běţné délce a tloušťce. Ve vrchní a střední vrstvě jsou třísky neuspořádaně rozptýlené. Díky této vrstvené struktuře vzniká deska se stabilními mechanickými vlastnostmi (ţádné rozdíly v pevnosti napříč nebo podél). Vyšší podíl jemných třísek vyţaduje větší podíl lepidla, které zvyšuje objemovou hmotnost desky. Jako pojivo je pouţito UF nebo MUF lepidlo. Desky se vyznačují vysokou pevností, odolností vůči vlhku a mohou být opatřeny perem a dráţkou pro rychlé a přesné plošné nastavení. Bezproblémová montáţ, dělení, spojování 36

36 s podkladem a povrchová úprava je předurčují pro podkladní vrstvy plovoucích podlah, opláštění rámů stěn příček a střech. Obrázek 27. Detail MFP desky ( Deska Durelis Jedná se o konstrukční mikroštěpkovou desku s třískami rozloţenými všemi směry ve třech vrstvách. Tato technologie výroby zaručuje výborné pevnostní vlastnosti, plně srovnatelné s OSB 3 deskami. Obrázek 28. Durelis deska ( Deska se vyznačuje vysokou tuhostí a tvrdým, nebroušeným povrchem. Tím je zajištěna vysoká odolnost proti vnějším vlivům. Tvrdý, hladký, uzavřený povrch usnadňuje čištění desky. Díky pojivu (melaminovému lepidlu) drţí deska i ve vlhkém prostředí svoji základní tloušťku, vykazuje minimální bobtnání a rozměrové změny. Speciální konický profil pera/dráţky, kterým je deska po celém obvodu opatřena jí zajišťuje vysokou stabilitu, snadnou instalaci a umoţňuje neviditelné kotvení hřebíky, popř. vruty. Mezi hlavní výhody desek Durelis patří nízký obsah formaldehydu (splňuje emisní normu třídy E1), odolnost proti vlhkosti, vysoká pevnost, velmi kvalitní povrchová úprava a snadné zpracování[7]. Modifikované třískové desky Vyrábějí se přidáním materiálu pro konkrétní uţití do základní třískové hmoty. Např. protipoţární desky Grenamat (přídavek expandovaného vermikulitu) nebo ohýbatelné desky Recofles (přídavek korku, latexu a polyuretanu). Obrázek 29. Protipožární deska Grenamat ( Ekopanely Jsou desky z lisované slámy bez pouţití pojiv a nátěrů opláštěné vrstvou kartonu v ploše i hranách. Sloţení desek je 93% lisované slámy, 4,5% papíru a 2,5%lepidla. Při dělení desek se řezné hrany opatřují speciální papírovou páskou. Desky se vyznačují mechanickou odolností, akustickou neprůzvučností, zdravotní nezávadností a jednoduchou montáţí. Kotví se přímo na nosní rošt nebo pomocí spon z ocelového plechu. Pouţívá se k výrobě samonosných příček a opláštění konstrukcí. 37

37 Obrázek 30. Spojení ekopanelů ( Dřevovláknité desky DVD Vyrábějí se z lignocelulózových vláken za pouţití tepla a tlaku. Soudrţnosti vláken je dosaţeno buď jejich zplstnatěním, nebo přídavkem syntetického pojiva. Rozlišujeme v zásadě desky vyrobené mokrým procesem, při jejichţ formování mají vlákna vlhkost vyšší neţ 20 %, a desky vyrobené suchým procesem (MDF, tvrdé vláknité desky). Podle hustoty (tvrdosti) se desky vyrobené mokrým procesem rozdělují: tvrdé dřevovláknité desky High Density Fibreboard (HDF) Je mimořádně tvrdá deska s hustotou 900 kg/m 3, která byla do nedávna vyuţívána hlavně jako nosná deska pro plovoucí podlahy. Výrobci dveří ji také vyuţívají pro dveře jako nosnou desku pod finální úpravu. Má velmi kompaktní strukturu a je uzavřená. Proto je moţné na HDF rovnou nanášet jakýkoliv povrch od laku po dýhu. Ve srovnání s dřevotřískou, nebo s MDF má vyšší hustotu a tím také lepší odolnost v ohybu a pevnost v tahu napříč. Dřevotřísku výrazně předčí i ve své nasákavosti a tedy v objemových změnách, proto musí být vlhkost desek přizpůsobena vlhkosti v místě zabudování. Vyrábí se v hladkém, protlačovaném, nebo perforovaném provedení. Pouţívají se pro oplášťování vnitřních příček, dveří, podhledů a nosných vrstev laminátových plovoucích podlah. Obrázek 31. Dřevovláknité desky tvrdé ( polotvrdé desky Medium Density Fibreboard (MDF) (hustota od 400 kg/m3 do 900 kg/m3) Je středně slisovaná deska s homogenní strukturou, která umoţňuje pevné spojení na okraji plochy, ale i v čele desky. Pouţití je jako náhrada třískových desek, opláštění příček a stěn, rovinné a tvarové obklady. Obrázek 32. MDF deska ( měkké dřevovláknité desky (hustota od 230 do 400 kg/m3 především pro tepelnou a zvukovou izolaci). Viz tepelně izolační materiály. 38

38 5.3.3 Desky pojené minerálními pojivy Vyrábějí se z dřevních částic různých velikostí dřevité vlny, třískových štěpek, třísek a vláknitých částic, např. buničiny nebo rozvlákněného starého papíru. Soudrţnost částic je zajištěna vytvrzením minerálních pojiv. Desky z dřevité vlny a cementu (Heraklit, Lignát) Vyrábí se z mineralizované dřevní vlny roztokem chloridu hořečnatého MgCl 2, chloridu vápenatého CaCl 2 nebo pomocí vodního skla. Účelem mineralizace je zlepšení pevnosti spojení s cementem a jeho rychlejší vytvrdnutí. Desky mají velkou pórovitost, nízkou hustotu a hrubou strukturu, ke které se dobře váţe klasické stavební pojivo (malta, beton). Desky jsou poměrně tuhé a pro tuto vlastnost se kombinují s jinými méně pevnými tepelnými izolacemi - pěnovým polystyrénem a deskami z minerální vlny. Pouţívá se pro příčky, zvukové a tepelné izolace a jako součást ztraceného bednění. Obrázek 33. Struktura desky z dřevité vlny ( Cementoštěpkové desky (Velox) Průmyslově vyráběné desky v tloušťkách 75 a 100 mm a rozměrech 2000x500 mm. Charakteristickými vlastnostmi jsou vysoká poţární odolnost, pevnost, výborná přilnavost stavebních hmot, zdravotní a hygienická nezávadnost. Pouţívají se pro bednící desky, suchou výstavbu příček a ve stavebnictví pro zvýšení tepelné, zvukové izolace a poţární odolnosti. Často jsou vyuţívány jako nosič tepelné izolace. Obrázek 34. Cementoštěpkové desky jako nosič izolantu ( Cementotřískové desky Cementotřískové desky CETRIS slučují výhodné vlastnosti cementu a dřeva. Jsou lehčí neţ tradiční cementovláknité desky, jejich pevnost a odolnost proti povětrnostním 39

39 vlivům, mrazu a plísním je řadí před štěpkocementové nebo sádrokartonové desky. Skládají se z podílu dřevních třísek (63%), cementu (25%), vody (10%) a hydratačních přísad. Mají kompaktní strukturu, odolávají vlhkosti, povětrnosti a ohni. Pouţití při suché výstavbě podlah, střešních nástaveb, vestaveb a obkladů fasád. Obrázek 35. Probarvené cementotřískové desky ( Cementovláknité desky Vyrábějí se ze směsi cementu, organických a anorganických vláken a silikátových přísad. Neobsahují a neuvolňují látky škodlivé lidskému organismu. Jejich velmi jemná struktura a vysoká hustota (aţ kg/m3) je vhodná na pláště sendvičových stěnových prvků, obklady stěn a také jako střešní krytina. Jejich pouţití zlepšuje akustické, protipoţární vlastnosti a další parametry jako malou nasáklivost, vysokou mrazuvzdornost a odolnost proti plísním. Obrázek 36. Fasádní obkladová deska ( 40

40 Sádrovláknité desky Jsou směsí sádry a vláknitého materiálu (plní ve struktuře desky zpevňující funkci) o objemové hmotnosti 1150 kg/m 3. Mají dobré statické, pevnostní, protipoţární a akustické vlastnosti. Některé typy mohou obsahovat příměsi a plniva pro získání doplňkových vlastností jako jsou odolnost vůči vodě a schopnost vázat do své struktury vodní páry a regulovat tak vnitřní klima. Sádrovláknité desky se pouţívají pro montáţ dělicích nosných nebo nenosných příček a předsazených stěn, zavěšených podhledů, nosných stropních konstrukcí a podlahových systémů. Obrázek 37. Detail sádrovláknité desky ( Sádrokartonové desky V podstatě slisované jádro ze sádry obalené z obou ploch a hran kartonem. Ten působí jako tahová výztuţ. Desky jsou hojně vyuţívány pro obklady nosných stěn a příček s různými specifickými vlastnostmi. Jejich pouţitím přispíváme k zvýšení poţární a akustické odolnosti konstrukcí. Ve srovnání se sádrovláknitými deskami nemají takovou pevnost, ale jsou levnější. Obrázek 38. Detail ukončení sádrokartonové desky ( Vylehčené deskové materiály Materiály na bázi dřeva se povaţují za vylehčené, pokud mají niţší hmotnost neţ původní materiál pouţitý k výrobě. Obvykle se takto označují desky, jejichţ objemová hmotnost je niţší neţ 450 kg/m 3. 41

41 Lehčená dřevotřísková deska Airmaxx Sloţení desky je z 30% tvořeno dřevěnými třískami a zbývajících 70% tvoří kuličky expandovaného polystyrenu. Povrch se skládá jen z dřevěných třísek a široký střed ze směsi třísek a polystyrenu. Výhodou je moţnost bezproblémového opracování a hladký povrch. Obrázek 39. Struktura desek Airmaxx ( Voštinové desky Desky se vzduchovou dutinou vyplněnou nejčastěji papírovou voštinou (skládaným papírem ve tvaru šestiúhelníku) a oboustranně oplášťované vláknitými deskami, nebo jiným tenkovrstvým materiálem. Pro slepení je pouţíváno PUR lepidlo. Výhoda desek je v nízké hmotnosti a snadné manipulaci. Dle pouţitého materiálu opláštění jsou dány vlastnosti voštinových desek. Obrázek 40. Rozložené vrstvy voštinové desky ( Desky se sendvičovou konstrukcí Spojení více druhů materiálů rozdílných vlastností do jednoho celku. Nejčastější bývá pouţití PUR pěny pro střední výplňovou vrstvu opláštěným deskovým materiálem na bázi dřeva. 5.4 Tepelně izolační materiály 42

42 Mezi efektivní izolační materiály řadíme ty se součinitelem tepelné vodivosti niţším neţ 0,05W/mK, které ve velmi malých tloušťkách mohou zajistit výrazné zvýšení tepelného odporu konstrukce [8]. Izolační materiály pouţívané v rámových dřevostavbách jsou uvedeny níţe Pěnové materiály Pěnový polystyren PPS, EPS Jde o produkt polymerace styrenu, který je následně zpěňován a nařezán do bloků. Nezbytné je přidání retardérů hoření pro zajištění samozhášivosti materiálu. Součinitel tepelné vodivosti expandovaného polystyrenu se pro typ EPS 100 pohybuje od λ = 0,037 W/(m K). Číslo typu značí pevnost v tlaku v kpa. EPS se vyrábí v hodnotách 50 aţ 250 kpa ve formě desek, nebo v granulátu, který slouţí jako příměs ke zlepšení tepelných vlastností. Při aplikaci se kotví buď pouze lepením, nebo lepením a mechanicky. Pouţívá se ke kontaktnímu zateplování plášťů budov, podlah, stropů, střech a kročejovou izolaci. Vhodné je pouţít více vrstev kladených na vazbu pro eliminaci liniových tepelných mostů na styku s konstrukcí. Nelze ho však dlouhodobě vystavit vlhku. Mezi výhody patří i nízká cena. Extrudovaný polystyren XPS Tento druh polystyrenu je dodáván nejčastěji ve formě desek s polodráţkou nebo hranou, vyuţíván Nejznámější obchodní názvy tohoto materiálu jsou Styrodur, Styrofoam nebo Fibran ECO. Materiál má uzavřené póry, je proto nenasákavý a lze ho pouţít ve vlhkém prostředí, kde působí jako tepelná izolace, a také jako účinná součást hydroizolace. Je velmi pevný, na druhé straně je nutné ho chránit před UV zářením. Důleţitou součástí jsou i v tomto případě zpomalovače hoření. Výhodně jsou vyuţívané pro izolaci soklů, při izolování základových desek nebo ve skladbě střech s obráceným pořadím vrstev a střech vegetačních[9]. Polyuretan PUR a polyizokyanurát PIR Tvrdá polyuretanová pěna PUR a nověji také polyizokyanurátová pěna PIR jsou vysoce účinné tepelně izolační materiály s velmi nízkým součinitelem tepelné vodivosti, který dosahuje hodnoty aţ λ = 0,023 W/(m K). Jde o vynikající hodnotu, za níţ stojí podstatné omezení sálavé, tedy infračervené sloţky šíření tepla pěnou, velmi jemná struktura pórů a vysoká hustota Pěnový přestupových rozhraní mezi tuhou fází 43

43 PUR/PIR a vzduchem, přes které se děje difúzní (tzn. nesálavý) prostup tepla. Pěny PUR a PIR je nutné jej chránit před UV zářením[8]. Pěnové sklo FOAMGLAS, REFAGLAS Vyrábí se ze speciálního hlinitosilikátového skla, rozemletého na prášek a smíchaného s velmi jemným uhlíkovým prachem. Směs je v ocelových formách v tunelové peci zahřívána na cca 1000 C. Při tomto procesu je sklo roztaveno a dochází k oxidaci uhlíku na plyn CO 2, který následně vytvoří z taveniny pěnu a zvýší její objem. Konečný rozměr se ustálí aţ po zchlazení na obvyklou teplotu kolem 20 C. Nový materiál obsahuje drobné uzavřené bublinky, díky této struktuře je hmota zcela nehořlavá a parotěsná. Součinitel tepelné vodivosti pěnového skla je 0,04 aţ 0,048 (W/m K). Pouţívá se v energeticky úsporných či pasivních domech, k izolaci spodní stavby, pochozích střech s velmi vysokým tlakovým namáháním v průmyslových provozech a občanských stavbách. Širokému pouţití brání vyšší cena[8] Minerální vláknité materiály Zatíţení ţivotního prostředí při výrobním procesu spočívá především ve spotřebě energie, která je nutná k tavení minerálů. Vlastní problém představuje zpracování a příprava izolace. Z principu je u všech inhalovatelných vláken, pokud překračují určité rozměry, podstupováno riziko vzniku rakoviny. Minerální vata je mnohdy z hlediska zpracovávání povaţována za příjemnější, v těle však jsou tato vlákna stálá delší dobu, tedy z tohoto pohledu naopak více nebezpečná neţ vlákna skelné vaty. Při zpracovávání a manipulaci je nutno omezit vznik prachu a pouţívat rukavice a roušky. V zabudovaném stavu se vlákna mohou uvolnit vzdušným prouděním nebo vibracemi. Izolace z minerální vlny by tedy neměly být ve vnitřních prostorách umístěny v místech proudění vzduchu. Z izolace se neuvolňují plynné škodliviny, ale ve vlhku a při zvýšené teplotě se můţe zpočátku uvolňovat formaldehyd [9]. Minerální vlna Minerální vata se vyrábí převáţně z vyvřelých hornin (vulkanického diabasu, čediče a dolomitu) je to nehořlavá, opakovatelně pouţitelná izolace. Výhodou je odolnost vůči vysokým teplotám a malá tepelná roztaţnost, která sniţuje riziko vzniku trhlin fasád vlivem teplotních změn. Předností minerální izolace je také nízký difúzní odpor, tedy lepší prostup vodní páry skrze dům. S těmito materiály se i dobře pracuje, protoţe se velice snadno tvarují. 44

44 Při práci se nesmí zapomínat na ochranné pomůcky, protoţe ostrá a tenká vlákna velice snadno pronikají do kůţe, kde způsobují záněty. Obrázek 41. Minerální vlna ( Skelná vata Skelná vata je vyráběna tak, ţe jemná skleněná vlákna jsou zplstěna a spojena vhodným pojivem na bázi polymerních pryskyřic. Přidávají se i látky zvyšující hydrofobnost povrchu. Dodává se v rolích, které po rozvinutí expandují na větší tloušťku, nebo ve formě desek. Sloţení skelné vaty je 65 % křemitého písku, 15 % sody, 8 % dolomitu, boraxu, ţivce a vápence, přidává se rovněţ malý podíl odpadního skla[9]. Obrázek 42. Skelná vata ( Ovčí vlna V poslední době je ovčí vlna oblíbený izolační materiál v tzv. ekologických stavbách. Tepelně izolační vlastnosti jsou podobné jako u minerální vaty. Jako hlavní výhoda ovčí vlny se uvádí hygroskopičnost materiálu, respektive jeho schopnost pohltit značné mnoţství vlhkosti. Pokud se vrstva ovčí vlny aplikuje na vnitřní straně parozábrany, má to příznivý efekt na vyrovnávání výkyvů vlhkosti v místnostech[9]. Ovčí vlna je v souladu s přírodou. Máme ji v dostatečném mnoţství, neustále dorůstá, a tak se řadí k přírodním obnovitelným surovinám. Díky vysokému obsahu CO 2 a vlhkosti je ovčí vlna těţko hořlavá, takţe oheň zhasne sám od sebe. Vysoký bod hoření (okolo 560 C) je další výhodou ovčí vlny [10]. Obrázek 43. Ovčí vlna ( Len Je zdravotně nezávadný, snadno se zpracovává. Bez přidání umělých vláken nebo syntetických materiálů v plném rozsahu, plní svou izolační funkci. Póry tepelné izolace 45

45 zadrţují vzduch, který působí jako zásobník tepla. Lněná vlákna se lepí přírodním lepidlem do vrstev, které vytvářejí tepelněizolační desky. Ty se vyznačují vysokou elasticitou, a proto při montáţi přesně zapadnou do nosných profilů i bez dodatečného přichycení. Své uplatnění najdou především při zateplování střech, stropů a stěn. Lněné desky jsou snadno ekologicky odbouratelné. Protoţe neobsahují ţádné bílkoviny, nejsou zajímavé ani pro moly a jiný hmyz. Protipoţární úprava zabezpečí nehořlavost lněného materiálu. Pro pouţití tepelné izolace ze lnu hovoří i další vlastnosti: nízká spotřeba energií při výrobě a montáţi, povrchová úprava, která nedráţdí pokoţku či schopnost regulovat vlhkost. Obrázek 44. Aplikace lněných desek ( Sláma Také balíky z lisované slámy lze pouţít k tepelné izolaci. Díky poměrně většímu průměru vláken je součinitel tepelné vodivosti trochu vyšší neţ u jiných vláknitých materiálů (asi 0,050 W/m.K). Začíná se také uplatňovat konvekce. Výhodou je velmi nízká cena a fakt, ţe jde o přírodní materiál, který jinak zatím nemá moc velké vyuţití[9]. Konopí Tepelné izolace z konopí mají schopnost vázat vlhkost, nejsou náchylné k napadení škůdci, mají dobré poţární vlastnosti a jsou podobně jako jiné vláknité izolace paropropustné. Součinitel tepelné vodivosti je přibliţně 0,040 W/m.K[9]. Obrázek 45. Izolační konopná deska ( Korek Korkový dub má schopnost regenerovat svou kůru. Umoţňuje tak její loupání, aniţ by byl strom poškozen. Světová produkce kůry se pohybuje kolem tun ročně, 46

46 z toho více neţ 50 % se nasbírá v Portugalsku. Kaţdá buňka obsahuje plyn podobný vzduchu, stěny buněk tvoří celulóza, suberin a vosk. Granulovaný korek (korkový šrot) se ohřívá vodní párou na teplotu 380 C, dokud nenabobtná a nezačne se uvolňovat pryskyřice (suberin), která jednotlivé granulky spojí do korkových bloků. Tepelná izolace z korku je tedy 100 % přírodní izolace. I regranulát je přírodní produkt, který vznikl recyklací korkové izolace. Zatíţitelné desky z korku jsou vhodné do fasádních zateplovacích systémů nebo jako tepelná izolace lehkých montovaných konstrukcí, pod povlaky či podlahové tepelné izolace. Zatíţitelný regranulát se pouţívá na izolaci přístaveb, stropů, zdí, a protoţe má velmi dobré tepelné a zvukové izolační schopnosti, i jako výplňová izolace dveří.[10] Celulóza Tepelná izolace z celulózy je izolace ve formě jemných vloček vyrobených z tříděného novinového papíru, který se fouká do připraveného bednění. Důleţitou podmínkou pro výrobky z recyklovaného novinového papíru je platný certifikát a odborná montáţ školenými pracovníky. Papírové vločky jsou impregnovány minerálními solemi, aby byly odolné proti plísním, hnilobě a škůdcům. Protipoţární odolnost zaručí příměs boridu, který je ekologicky snadno odbouratelný. Tepelná izolace z celulózy je schopna přijímat a vydávat vlhkost, a tím zaručuje vytváření příjemného prostředí. Foukáním papírové směsi do bednění se vytváří vrstva potřebné tloušťky s hustotou 35 aţ 60 kg/m3, čímţ vzniká kompaktní tepelná izolace bez mezer. Je vyuţívána jako nenosná tepelná izolace zdí, příček, stropů a střech. Vrstva vytvořená nasypáním papírové směsi je vhodná jako zvuková izolace do podlah. K výhodám tepelné izolace patří i velký fázový posun při prostupu tepla. V principu to znamená, ţe letní horko poledního slunce se do podkrovního prostoru při izolaci z celulózy dostane aţ po necelých pěti hodinách, kdy dosáhne na vnější straně střechy nejvyšší teploty[10]. 47

47 Obrázek 46. Aplikace celulózové izolace ( Dřevovláknité desky měkké Dřevovláknité měkké desky o hustotě 100 aţ 400 kg/m 3 se vyrábí metodou sušení koberce bez horkého lisování. Charakterizuje je vysoká poréznost a tepelné izolační vlastnosti, ale nízká pevnost. Vlákna desky jsou pojena ligninem, pojivem obsaţeným v rostlém dřevě, takţe výrobek je zcela ekologicky nezávadný (atest). Pro exteriérové aplikace či aplikace v prostorách se zvýšenou vlhkostí je moţné pouţít desky ve hmotě hydrofobizované parafínem[11]. Desky se dodávají jak s rovnými okraji (obvyklé pro desky s niţší objemovou hmotností), tak i s okraji tvarovanými pro spoj na pero a dráţku (obvyklé pro desky s vyšší objemovou hmotností). Pouţívají se hlavně ve stavebnictví jako tepelně izolační materiály. U rámových dřevostaveb jde o základní materiál pro konstruování v konceptu difúzně otevřených konstrukcí stěn a podkroví. Tradiční a nejstarší aplikací desek je jejich pouţití do podlah. Povrchově se upravují tenkovrstvými omítkami nebo předsazenou vrstvou (fasádou). Obrázek 47. Detail napojení ( 48

48 Materiál Součinitel Třída Faktor Měrná Objemová tepelné hořlavosti difúzního tepelná hmotnost vodivosti (dle odporu μ [- kapacita [kg/m 3 ] λ [W. m -1. K -1 ] ČSN 73 ] c [J.kg -1.K -1 ] ) Konopí ,038-0, E 1600 Ovčí vlna 12,5-25 0,034-0,049 1 C3 Dřevovláknitá deska 250 0,038-0, C Len 30 0,04 1 B2* Sláma cca 0,05 - B2** Celulóza ,037-0, C Korkové desky 150 0, C2, C Pěnový polystyren ,033-0, C Minerální vata ,038-0,050 1,5-3 B 840 Pěnové sklo , A 840 Tabulka 5. Srovnání vlastností izolačních materiálů ( 5.5 Zvukové izolační materiály Dostatečná zvuková izolace je jeden z poţadavků na konstrukce a prostředí budov uţívaných člověkem. Dodrţení poţadavků na zvukovou izolaci konstrukcí je důleţité pro zachování akustické pohody v interiéru budov i pro zajištění soukromí. Poţadavky na zvukovou izolaci stavebních konstrukcí a v budovách upravuje ČSN Dodrţení těchto poţadavků je dle Vyhlášky č. 268/2009 Sb. závazné. Zvuková izolace mezi místnostmi v budovách se dle současně platné legislativy prokazuje měřením Izolační materiály proti hluku Minerální a skleněná vlna Tyto materiály mají vedle tepelně izolačních vlastností také mimořádně dobré zvukově izolační vlastnosti. Zvuk se nejlépe šíří jen v takovém hmotném prostředí, které je pruţné. Tzn. v prostředí, které se deformuje úměrně působícímu tlaku či napětí a kdyţ tlak přestane působit, vrátí se do původního tvaru. Takto se chová např. vzduch nebo většina pevných látek. Skleněná vlna se deformuje plasticky tak, ţe zůstává deformována, i kdyţ tlak přestane působit. Praktický důsledek je, ţe zvukové vlny se v prostředích minerálních izolací špatně šíří, izolace je pohlcuje a transformuje na teplo. 49

49 Třívlné překlížené desky (Desky WOLF) Patentově chráněné zvukově-izolační desky WOLF představují kombinaci vysokého zvukového útlumu docílit pouze těţká hmota v nepojené formě. Ve speciálně konstruovaném kartonu na principu překliţky je integrován pálený, křemičitý písek. Rozměr desky 1200 x 800 x 15 mm. Cena za m 2 = 507 Kč bez DPH je ale neúměrně vysoká. Zvukový útlum je 36 db. Obrázek 48. Řez deskou ( Překližované desky protihlukové a antivibrační Překliţka, která obsahuje speciální vrstvu technické pryţe o tloušťce cca. 3 mm, absorbuje hluk a vibrace. Vyrábí se v tloušťkách 16, 18, 21 mm a formátech 1250x2500 a 1500x2500 mm. Jsou zdravotně nezávadné, vyhovují třídě úniku formaldehydu A (E1) dle ČSN EN 1084 Překliţované desky. Zvukový útlum je 31 db u všech tloušťek. Pouţití převáţně na podlahy autobusů, vlaků, tramvají a dřevostaveb. Obrázek 49. Protihluková překližka ( 5.6 Izolační materiály proti vodě a vlhkosti a radonu Tavitelné hydroizolace Mají většinou ochranný posyp proti UV záření a tepelnému záření, a montáţ se provádí natavením pomocí plamene hořáku Samolepící hydroizolace Jsou charakteristické tím, ţe na spodním povrchu modifikovaných asfaltových pásů mají samolepící úpravu, která je překryta snímatelnou fólií Hydroizolace mechanicky kotvená 50

50 Provádí se poloţením na příslušný upravený podklad a potom se mechanicky ukotví kotevními prvky k příslušné podkladní konstrukci a následně se nataví plamenem Volně pokládané hydroizolace Zhotovují se z modifikovaných asfaltových pasů, většinou bez ochranného posypu (proti UV a tepelnému záření). Pokládají se volně a po natavení přesahů se většinou překrývají ochrannou textilií, a také dalšími vrstvami a materiály jako jsou například různé zátěţové vrstvy (prané říční kamenivo, betonová dlaţba apod.)[12] Parozábrany Parozábrany lze obecně rozdělit: parobrzdy - materiály, které jen velice málo regulují prostup vodních par do konstrukce (např. polyamidové fólie), kde faktor difúzního odporu μ je < (ekvivalentní difúzní tloušťka S d okolo 5 m) parozábrany o střešní parotěsnosti (např. Jutafol N, Dekfol N), kde μ je > (S d okolo 40 m) parozábrany o vysoké parotěsnosti (např. Dekfol NAL, Jutafol NAL, Jutafol Reflex), kde μ je > (S d > 170 m) parozábrany o extrémní parotěsnosti (např. Allu Vilatherm), kde S d se pohybuje na úrovni okolo 1500 m [13] Pojistné (univerzální) hydroizolace Slouţí k zamezení prostupu vody do střešních vrstev a zároveň musí být propustná pro vodní páry uvnitř konstrukce Protiradonová izolace Protiradonová izolace je ve smyslu této normy kaţdá hydroizolace, která musí navíc splňovat následující poţadavek: musí být určen součinitel difúze radonu jak pro vlastní izolaci, tak i v místech spojů. Nejčastější protiradonové izolace: asfaltové izolační pásy fóliové systémy stěrkové izolace Protiradonová izolace je často jedna a ta samá, která plní i funkci izolace proti zemní vlhkosti či případně proti tlakové vodě. Z těchto důvodů jsou vícenáklady vyvolané ochranou proti radonu tak často zcela minimální. Ochrana nových staveb proti radonu z 51

51 podloţí vychází z předpokladu, ţe prevence je vţdy podstatně levnější neţ nákladná ozdravná opatření v jiţ hotových objektech[14]. 5.7 Materiály pro lepení a utěsňování vzduchotěsných vrstev Současný trh nabízí mnoho speciálních prostředků pro lepení, napojování a utěsňování vzduchotěsných vrstev z různých materiálů. Jedná se o výrobky vyvinuté přímo k tomuto účelu s garantovanou ţivotností. Parotěsné lepicí pásky s vysokým difúzním odporem Jsou určené pro lepení parozábran z plastových fólií a k přelepování styků mezi deskami, pokud funkci parozábrany plní například OSB desky. Lepicí pásky s nízkým difúzním odporem Jsou určené pro lepení difúzních fólií a přizpůsobené venkovnímu pouţití. Speciální pásky pro spoje plastových fólií a silikátových materiálů Slouţí pro napojení parozábrany na zdivo, beton. Velmi jednoduše, bez pouţití přítlačné lišty a hmoţdinek, řeší např. napojení parozábrany stěny na betonovou podlahu nebo napojení parozábrany šikmé střechy na zděnou štítovou stěnu. Speciální pásky pro napojení plastových fólií na okna a další konstrukční prvky Vyrábí se v mnoha variantách pro vnitřní nebo vnější pouţití, mohou mít různé difúzní vlastnosti. Lepidlo na těchto páskách není naneseno celoplošně, ale pouze ve dvou úzkých prouţcích. Prouţky lepidla mohou být naneseny na stejné straně pásky nebo jeden na líci, druhý na rubu, coţ můţe v některých případech velmi usnadnit práci při montáţi. K dispozici jsou různé šířky pásky pro různé šířky připojovací spáry okna. Pružné pásky pro utěsnění prostupů plastovými fóliemi Umoţňují bezproblémové napojení plastové fólie na kolmo prostupující prvek většího průřezu, bez nutnosti komplikované výroby manţet z pruhů fóliové parozábrany. 52

52 Jsou vhodné např. pro napojení parozábrany na velké prostupující prvky kruhového i obdélníkového průřezu (např. potrubí vzduchotechniky). Manžety pro napojení prostupujících prvků Pruţné průchodky a manţety pro utěsnění prostupujících prvků kruhového průřezu. K dispozici jsou různé průměry manţet, ale vhodné jsou především pro utěsnění prostupů tenkých potrubí a kabelů (vodovod, rozvody vytápění atd.), kde není vhodné pouţívat pruţné pásky. Vzduchotěsné elektroinstalační krabice Tělo instalační krabice je ze vzduchotěsného plastu a navíc jsou vzduchotěsně řešeny i otvory pro kabely. Pouţívají se především u konstrukcí, u kterých není vhodné nebo moţné umístit elektroinstalace do instalačního prostoru a krabice musí procházet vzduchotěsnou vrstvou, například u kompletizovaných obvodových panelů prefabrikovaných dřevostaveb. 53

53 6 POŢADAVKY OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ Obvodový plášť současných rámových dřevostaveb je dominantním vyjádřením architektury. Vývoj směřoval od pouţití čistě přírodního řeziva přes velkoplošné a aglomerované materiály aţ po různé druhy materiálů průmyslově vyráběných. Dnešní vývoj se přesouvá opět do roviny environmentálních, zdravotně nezávadných a ekologických materiálů. 6.1 Ochrana proti povětrnosti Ochrana spočívá v ochraně konstrukce a jejich částí před působením deště, sněhu, krupobití, větru, slunečního záření a mechanického poškození. Zvolené materiály obvodového pláště by měly trvale a s co nejmenším stupněm údrţby spolehlivě odolávat těmto vlivům. Nedostatečná ochrana před povětrností můţe vést k dlouhodobým škodám. Příkladem můţe být[1]: sníţení tepelné ochrany vlivem zvýšené vlhkosti izolačních materiálů tvorba plísní a vznik nebezpečných alergenů poškození hnilobou a následná degradace celé konstrukce koroze kovových součástí Naši předkové dobře rozpoznávali vlastnosti jednotlivých druhů dřevin, jejich částí i závislost kvality dřeva na oblasti, v níţ stromy vyrůstaly. Tyto důleţité znalosti umoţňovaly eliminovat malou odolnost dřeva proti biotickým škůdcům. Dnes z důvodu malého mnoţství kvalitního dřeva je nutné vyuţívat a zpracovávat i méně kvalitní dřevní surovinu. Vzhledem k zajištění dostatečné a trvanlivé ţivotnosti dřeva musí být proto dřevěné konstrukce i výrobky ze dřeva chráněny stavebně konstrukčním opatřením či chemickými prostředky Fyzikální (konstrukční) ochrana dřeva Konstrukční ochrana dřeva a dřevařských výrobků vychází z principů fyzikální ochrany zaloţené na regulaci expozičních podmínek v okolí dřeva. Jejím úkolem je cílenými úpravami teploty, vlhkosti, hodnoty ph a jiných fyzikálních parametrů dřeva a okolního vzduchu dosáhnout toho, aby v dané expozici biologičtí škůdci a abiotičtí činitelé nenapadaly dřevo nebo aby jejich působení bylo co nejmenší. Na dřevařské výrobky dlouhodobě působí různé povětrnostní vlivy. Často se nacházejí v prostředí vhodném pro aktivitu biologických škůdců. 54

54 Konstrukční ochrana dřevařských výrobků spočívá nejen v pouţití vhodných druhů dřeva a dřevěných materiálů a v optimalizaci jejich tvarů včetně detailů, ale i v pouţití povrchových bariérových nátěrů proti vodě a škůdcům, jakoţ i v regulaci interiérového klimatu. Metody konstrukční ochrany dřeva Konstrukční ochrana dřeva se v praxi realizuje různými opatřeními, konstrukčními řešeními a technologickými operacemi. Patří mezi ně: materiálová optimalizace výběr a pouţití trvanlivějších druhů dřeva a dřevěných materiálů (vodovzdorné překliţky, OSB desky, cementotřískové desky apod.), hlavně u dřevařských výrobků vystavených do náročnějších expozic designová optimalizace konstrukcí, prvků a detailů návrh optimálních tvarů výrobků ze dřeva (design celku i detailů) s cílem vyloučit nebo omezit vnikání sráţkové vody do objektu a dřeva bariérová povrchová ochrana úprava povrchů dřeva nátěry, které zabezpečují fyzikálně-mechanickou ochranu proti vniknutí vody do dřevařských výrobků a zároveň mechanicky zabraňují vniknutí biologických škůdců do dřeva; v praxi se pouţívají například na dřevěná okna, aby se zabránilo průniku sráţkové vody do křídel a rámů Konstrukční ochranu dřevěných staveb, oken, venkovních dveří, podlahových krytin a jiných výrobků ze dřeva je třeba optimálně zabezpečit i během jejich přepravy, skladování a samotné montáţe. Nesprávné je ukládat řezivo a dřevěné dílce přímo na zem, aniţ by byly chráněny proti sráţkové vodě. Nevhodné je i jejich zakrytí nepropustnou fólií, která se můţe mechanicky porušit a následně poškozenou fólií vniká voda, ale zpětně se uţ těţko odpařuje. Dřevěné prvky, které budou po ukončení stavby zajištěny před povětrnostními vlivy, musíme i v průběhu výstavby důkladně chránit před sráţkami. Vhodné druhy dřevin a materiálů na bázi dřeva Ke zhotovení dřevěných staveb se u nás většinou pouţívá dřevo jehličnanů především smrk, jedle, borovice, modřín a z dovozu douglaska. Z listnatých dřevin je to dub zimní, dub letní a akát bílý, případně některé dřeviny z dovozu (teak, jarrah, padouk, meranti, ipe nebo bangkirai). Dovozové dřeviny jsou trvanlivé, barevně zajímavé a tvrdé, proto 55

55 se většinou vyuţívají v zahradní a parkové architektuře i na venkovní fasádní prvky a obklady. Při výběru vhodných druhů dřeva a dřevěných materiálů je důleţité, aby se v projektu nejprve zohlednila moţná rizika jejich poškození. Znamená to, ţe je nutno přihlíţet nejen k jejich funkčnosti, estetice a ceně, ale i k jejich přirozené odolnosti proti biologickým škůdcům (EN 350-2), povětrnostním vlivům a poţáru. Ke stavbě domů se pouţívají i různé dřevěné kompozity (lepené lamelové dřevo, laťovky, překliţky, třískové desky, OSB desky, vláknité desky, cementotřískové desky apod.). Jsou to materiály na bázi dezintegrovaného dřeva (pouţitého ve formě lamel různé tloušťky, dýh, třísek či vláken) a doplňkových látek především ve funkci pojiva (například močovinoformaldehydová, fenolformaldehydová a jiná lepidla) a hydrofobizátoru (ochrana proti vodě, například parafín). Jejich vlastnosti včetně trvanlivosti závisejí na stupni dezintegrace dřeva, na typu a mnoţství pojiva a jiných aditiv a samozřejmě i na technologii jejich výroby. Dřevokazné houby a plísně dokáţou napadnout téměř všechny dřevěné kompozity kromě cementotřískových desek nebo vodovzdorných překliţek se speciální povrchovou úpravou. Hmyz, s výjimkou termitů, nenapadá třískové ani vláknité desky; napadení lamelového dřeva, laťovek nebo překliţek je podmíněno druhem dřeva a tloušťkou lamel nebo dýh. K vhodným materiálům na dřevěné konstrukce patří modifikované dřevo, tj. upravené termicky nebo speciálními chemikáliemi například acetylované dřevo a ThermoWood. Vyznačuje se vyšší odolností proti houbám i hmyzu, lepší rozměrovou stabilitou a niţší hygroskopicitou. Má však někdy niţší pevnost. Trvale nízká expoziční vlhkost dřeva Dřevo zabudované do různých výrobků a konstrukcí musí mít předepsanou vlhkost. Tak se zabrání vzniku tvarových deformací dřevěných prvků i celých konstrukčních celků (například seschnutí nebo vyboulení parketových podlah), tvorbě trhlin a hlavně aktivitě biologických škůdců. Vstupní vlhkost dřeva a dřevěných materiálů závisí na jejich umístění v objektu. Proto by vlhkost nových dřevěných oken a vnějších obkladů měla být asi 12 %, prvků krovu 10 aţ 14 % a podlahových vlysů 8 %. Konstrukce spojené hřebíky by se měly vyrábět ze dřeva vysušeného na vlhkost maximálně 18 %. V praxi však existují výjimky, které jsou podmíněny především konkrétní polohou objektu vysokohorské prostředí, údolí s častými mlhami a jiné. Zbytečnému a nepřiměřenému vlhnutí dřeva můţeme předcházet těmito opatřeními: 56

56 tvarovou optimalizací dřevařských výrobků izolací od zdrojů vody (spodní, kapilární, sráţkové, provozní a kondenzované) regulací klimatických podmínek zamezení vzniku vodního kondenzátu Tvarová optimalizace dřevařských výrobků U dřevěných prvků určených do exteriéru je nutno dodrţovat určité zásady tvarových optimalizací. Předchází se tak jejich vlhnutí, poškození houbami a hmyzem i poškození povětrnostními vlivy. Hlavními zásadami jsou: minimalizovat podíl čelních ploch vzhledem k bočním nepouţívat prvky s výraznějšími trhlinami a dřeviny náchylné k tvorbě trhlin dřevěné šindele a jiné prvky v kontaktu se sráţkovou vodou vyrobit raději štípáním nebo křesáním po vlákně, nikoli řezáním čelní plochy sloupů nebo sloupků v plotech ochránit svrchu přístřeškem, respektive je řezat šikmo tenkostěnné profily (například dřevěné obklady, podlahové desky) opatřit z vnitřní strany dráţkami zabezpečit u vodorovně kladených prvků, například podlahových desek teras a balkonů, malý spád, aby z nich sráţková voda stékala; výhodné je ponechat mezi prvky spáry na odtok vody nepouţívat takové typy spojů, do nichţ voda snadno zatéká a těţko se z nich odpařuje; spoje je vhodné vyhladit, aby se umoţnilo rychlé odpaření vody hrany dřevěných prvků je dobré zaoblit, hlavně před jejich úpravou nátěry předejde se tak oprýskávání nátěrů a následně i snadnějšímu vnikání vody do dřeva u oken a dveří vytvořit detaily pro zajištění odtoku vody ze štěrbin, spár a z konstrukčních detailů a proti tvorbě kondenzační vody dřevěné obklady stěn ukládat přednostně svisle, aby z nich voda lépe odtékala, a u spojů na pero a dráţku přihlíţet i ke směru převládajících větrů u vodorovných obkladů omezit vnikání vody do spojů (správně řešit jejich orientaci a konstrukční detaily) obklady dřevěných stěn řešit tak, aby byly v dolním úseku dostatečně dlouhé a překrývaly hydroizolační spáru mezi základem a konstrukcí, a tím bránily vnikání odstřikující vody do spodní části konstrukce Izolace dřeva před zdroji vody 57

57 Dřevařské výrobky určené do exteriéru se musejí izolovat od spodní, kapilární, sráţkové, odstřikující, provozní i kondenzované vody. Tohoto poţadavku lze u otevřených konstrukcí na rozdíl od zastřešených jen těţko docílit. Otevřené konstrukce, jako jsou dětská hřiště, pergoly, ploty, palisády, protihlukové bariéry a světlolamy u silničních komunikací, je třeba navrhnout tak, aby se v nich voda podle moţnosti dlouhodobě nezdrţovala. Konstrukční principy ochrany dřeva: zamezení kontaktu dřevěné konstrukce se zeminou a zamezení vlivu zemní vlhkosti minimalizovat vliv dešťové vody na dřevěné konstrukce uloţené na základech (výška základu nad terénem, provedení stykové spáry) omezit vliv dešťové vody hnané větrem na fasádu (předsazená střecha, vhodné obkladové materiály a spoje vyloučení kondenzace vodních par v obvodovém a střešním plášti a likvidace případného kondenzátu na vodovodním potrubí zajištění rychlého a bezbariérového přístupu k vnitřním rozvodům vody, vytápění a kanalizace a umoţnění snadné kontroly a oprav zajistit větrání dřevěného fasádního obkladu Respektování těchto základních principů spolu s pravidelnou údrţbou budovy je hlavním předpokladem dokonalé ochrany dřevěné stavby bez pouţití chemické ochrany. Moţným řešením je tvarová optimalizace dřevěných prvků i celé konstrukce. Současně je však ţádoucí vytvořit i vhodnou izolaci mezi dřevěnými prvky a terénem. Zastřešené konstrukce, jako jsou sruby, altánky, zvonice nebo mosty, se částečně chrání před přímým působením sráţkové vody. Jejich ochranu před jinými zdroji vody je nutno řešit vhodnou vzduchovou izolací nebo hydroizolací mezi jednotlivými stavebními konstrukcemi (terénem, základem, zdivem) a dřevěnou konstrukcí. Nátěry s hydrofobním účinkem zabraňují vnikání sráţkové a odstřikující vody do konstrukce, zpomalují transport vzdušné vlhkosti do dřeva a současně brání vnikání zárodků biologických škůdců do dřeva. Měly by být dostatečně paropropustné, aby se pod nimi nemohla hromadit kondenzovaná a jiná voda. 58

58 Naopak při pouţití paronepropustných nátěrů (například olejových) nebo paronepropustných obkladů (plastové a kovové fólie) musíme počítat i s opačným neţ ochranným efektem, protoţe dřevo pod paronepropustnou bariérou bývá trvale vlhké a častěji ho napadají biologičtí škůdci. Regulace klimatických podmínek K důleţitým předpokladům konstrukční ochrany dřeva patří i regulace klimatických podmínek v interiérech budov. Vyplývá to ze skutečnosti, ţe fyzikální procesy v materiálech jsou ovlivněny nejen jejich skladbou, ale i vnějším a vnitřním klimatem relativní vlhkostí, teplotou, tlakem a cirkulací vzduchu. Vhodnými úpravami interiérových klimatických podmínek se dá předcházet tvorbě kondenzované vody. Pokud se kondenzovaná voda přece jen vytvoří, vhodnou klimatizací se dosáhne jejího rychlejšího odvedení z objektu. V depozitářích, průmyslových halách a v některých jiných objektech se vnitřní klima upravuje pomocí klimatizačních zařízení. Jinak platí zásada o potřebě správného a pravidelného větrání interiéru objektů, aby se v nich zajistila vhodná relativní vlhkost vzduchu cca 50 % a teplota cca 20 C. Tím se zabezpečí tvarová stálost nábytku, parket i jiných dřevařských výrobků bez tvorby trhlin, puklin a jiných fyzikálních defektů. Současně se znemoţní vytvoření podmínek pro aktivní působení biologických škůdců[15] Chemická ochrana dřeva Chemickou ochranou dřeva se rozumí ochrana dřeva chemickými sloučeninami. Způsoby, kterými se chemické ochranné látky vpravují do dřeva, případně nanášejí na povrch, se nazývá technologie impregnace dřeva. Zvyšuje odolnost dřeva např. proti slunečnímu záření, emisím, biologickým škůdcům houbám, hmyzu. V praxi se pouţívají vhodné typy chemických látek chemické prostředky na ochranu dřeva, respektive chemické ochranné prostředky. Ty se na povrch dřeva nebo do určité hloubky dřeva zavádějí nátěrem, postřikem, máčením nebo technologiemi pracující s tlakem nebo podtlakem ve speciálních impregnačních zařízeních. Funkčnost a estetické vlastnosti dřevěných prvků a konstrukcí lze prodlouţit pomocí barev, laků a prostředků s fungicidními, insekticidními a protiplísňovými vlastnostmi. Barvy a laky bez fungicidních prostředků zabraňují vysoušení dřeva a mohou vytvořit ideální podmínky k růstu dřevokazných hub. 59

59 Naproti tomu hydrofobizační prostředky sniţují navlhavost dřeva. K ochraně před UV zářením slouţí přípravky s obsahem UV absorbérů. Dosud ale nebyl vyvinutý systém s dlouhotrvajícím ochranným účinkem. Z ekologického hlediska jsou samozřejmě přijatelnější vodou ředitelné prostředky, které se však hůře vsakují a nepronikají do hloubky. Naopak látky rozpustné v organických ředidlech dobře chrání před houbami, plísněmi a škůdci, dobře se vsakují, ale do jisté míry jsou toxické. Před vlastní aplikací chemických prostředků musíme dřevo zbavit prachu, starých nátěrů a nečistot. Chemická ochrana se provádí při teplotě kolem 20 C, při niţší teplotě není zaručena míra vsáknutí prostředku do dřeva. Chemická ochrana proti dřevokaznému hmyzu se provádí v období výletů dospělých jedinců, tedy v květnu aţ září[16]. Při vlastním návrhu by měla být prioritní konstrukční ochrana dřeva, při sanačních a restaurátorských pracích je vhodná metoda chemická. Vţdy by měly být respektovány poţadavky na co nejmenší chemické zatíţení, po celou dobu ţivotnosti chemické ochrany. 6.2 Tepelná ochrana Při stanovování poţadavků je kladen důraz nejen na dopad na energetickou náročnost ale i optimální nákladovou úroveň, pro jejíţ stanovení vydá Evropská komise do 30. června 2011 srovnávací metodický rámec pro výpočet nákladově optimálních úrovní minimálních poţadavků na energetickou náročnost budov a prvků budov. Proces stanovení minimálních poţadavků bude vycházet z technicko-ekonomické analýzy referenčních budov v jednotlivých zemích[17]. Základním poţadavkem je, aby do všechny nové budovy byly "budovami s téměř nulovou spotřebou energie" a po dni 31. prosince 2018 nové budovy uţívané a vlastněné orgány veřejné moci byly budovami s téměř nulovou spotřebou energie. Pro účely této Směrnice se rozumí "budovou s téměř nulovou spotřebou energie" budova, jejíţ energetická náročnost určená podle metody, dané touto Směrnicí, je velmi nízká. Téměř nulová či nízká spotřeba poţadované energie by měla být ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů, včetně energie z obnovitelných zdrojů vyráběné v místě či v jeho okolí [17]. 60

60 Obvodové konstrukce, které oddělují prostory s rozdílnými teplotami vzduchu, musí splnit řadu poţadavků a v případě nízkoenergetických domů zpravidla výrazně přísnějších neţ u výstavby dosud převaţující. Mezi hlavní, kvantitativně vyjádřené vlastnosti patří zejména: omezení prostupu tepla vyjádřeno pomocí součinitele prostupu tepla U zajištění dostatečné teploty na vnitřním povrchu konstrukcí i za velmi nízkých venkovních teplot vyloučení nebo alespoň omezení kondenzace vodních par v konstrukcích vyjádřeno pomocí roční bilance zkondenzovaného a vypařitelného mnoţství vodní páry vyloučení průniku vzduchu skrz konstrukce, omezení průniku vzduchu funkčními spárami a konstrukčně podmíněnými netěsnostmi omezení energetického vlivu tepelných mostů (tepelných vazeb) v místech napojení konstrukcí mezi sebou[1] 6.3 Vzduchotěsnost (neprŧvzdušnost) Fyzikální souvislosti Plášť budovy musí být při uzavřených větracích otvorech v zásadě vzduchotěsný. O celkové vzduchotěsnosti obálky budovy rozhoduje vzduchotěsnost jednotlivých dílů a jejich spojení. Vzduchotěsností se rozumí schopnost obálky budovy propouštět vzduch. Čím méně vzduchu prvek propustí, tím je těsnější. K tomu, aby docházelo k propouštění vzduchu obvodovým pláštěm, je třeba: netěsnosti (místa kudy můţe procházet vzduch) tlakový rozdíl vzduchu mezi dvěma prostředími (interiér/exteriér) Netěsnosti vznikají v obálce budovy náhodně a neplánovitě nebo důsledkem chyb při návrhu a realizaci stavby. Jedná se o: netěsné spojení vzduchotěsných vrstev netěsné napojení sousedních nebo prostupujících prvků lokální defekty a poškození 61

61 Nedostatečná vzduchotěsnost obálky budovy způsobuje řadu problémů[18]: sníţení účinnosti větracího systému zvýšená tepelná ztráta budovy zvýšené riziko kondenzace uvnitř konstrukce způsobené intenzivním transportem vlhkosti skrz netěsnosti (v případě přetlaku v interiéru budovy) urychlení degradace v okolí netěsností a sníţení ţivotnosti konstrukce sníţení kvality vnitřního prostředí vlivem proudícího chladného vzduchu zhoršení akustických vlastností konstrukce Měření vzduchotěsnosti Princip měření spočívá ve stanovení závislosti objemového toku vzduchu netěsnostmi v obálce budovy na tlakovém rozdílu. K určení této závislosti se pouţívá metoda tlakového spádu.[19] Hodnocená budova je během zkoušky vystavena sérii uměle vytvořených, odstupňovaných tlakových rozdílů. Na kaţdé úrovni tlakového rozdílu je měřen objemový tok vzduchu netěsnostmi v obálce budovy. Z naměřených hodnot je statistickými metodami nebo graficky odvozena spojitá funkce, ze které je moţno vypočítat hledanou hodnotu objemového toku vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pa. Intenzita výměny vzduchu při 50 Pa n 50 je definována takto: n 50 = V 50 /V kde V 50 je objemový tok vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pa [m50v 3 /s] a V objem vnitřního vzduchu měřené budovy nebo měřené ucelené části budovy [m 3 ]. Měření se provádí pomocí zařízení, často nazývaného Blower-Door.[18] Aparatura sestává ze speciálního, velmi výkonného, ventilátoru s plynule měnitelnými otáčkami ve velkém rozsahu, čidel pro měření tlakového rozdílu a pro měření objemového toku vzduchu, osazovacího rámu a vzduchotěsné plachty s otvorem pro ventilátor. Plachta se pomocí osazovacího rámu napne do vhodného otvoru v obvodové stěně (okno, dveře). Do otvoru v plachtě se nasadí ventilátor a vše se dotěsní. Nainstalují se přístroje pro měření tlakového rozdílu a objemového toku vzduchu. Otáčky ventilátoru se nastaví tak, aby mezi interiérem budovy a vnějším prostředím bylo dosaţeno poţadovaného tlakového rozdílu. V okamţiku, kdy je tlakový rozdíl konstantní, se změří objemový tok vzduchu transportovaný ventilátorem. 62

62 Předpokládá se, ţe stejné mnoţství vzduchu protéká netěsnostmi v obvodovém plášti budovy. Současně s měřením neprůvzdušnosti můţe proběhnout lokalizace míst zvýšených netěsností měřením okamţité hodnoty rychlosti proudění vzduchu ručním anemometrem nebo sledováním pohybu barevného kouře vyvíjeného zvláštním přístrojem. Řadu cenných informací přináší také termovizní snímkování. Snaha o zajištění velmi nízké průvzdušnosti obalových konstrukcí se musí promítnout do všech fází přípravy a realizace budovy, nejedná se jen o problém kvality provedení na stavbě. Konstrukční zásady je moţno shrnout do těchto bodů[18]: jasné vymezení vrstvy (vrstev), která zajistí nízkou průvzdušnost konstrukce volba vzduchotěsného materiálu pro tuto vrstvu (vrstvy) zajištění spojitosti vzduchotěsné vrstvy minimalizace prvků prostupujících vzduchotěsnou vrstvou zajištění vzduchotěsného napojení vrstev na navazující a prostupující prvky volba kvalitních výrobků (lepicích pásek atd.) pro spojování a utěsnění prostupujících prvků u těchto výrobků musí být garantovaná neprostupnost po celou dobu ţivotnosti konstrukce Vzduchotěsná vrstva Vzduchotěsnou vrstvou se rozumí spojitě provedená vrstva z materiálu, který je při běţných tlakových podmínkách nepropustný pro vzduch, jako jsou např. plastové fólie (parozábrany) a asfaltové pásy (hydroizolace) s dokonale provedenými spoji nebo i souvislé bednění z některých tuhých desek na bázi dřeva (OSB apod.) s utěsněnými spoji. Funkci vzduchotěsné vrstvy můţe plnit i omítka, pokud není narušená prasklinami. Naopak běţné sádrokartonové podhledy a obklady rozhodně nemohou být povaţovány za vzduchotěsné, neboť bývají narušeny velkým mnoţstvím otvorů pro elektroinstalace a jiné rozvody a později můţe být jejich vzduchotěsnost výrazně sníţena zásahem uţivatele budovy (kotvením nábytku, zavěšováním dekorací)[20]. Spoje sádrokartonových desek, přestoţe jsou v době výstavby tmelené, mohou po čase popraskat a stát se netěsnými. Ve skladbě konstrukce se sádrokartonovým obkladem by tedy měla být vţdy pouţita jiná vzduchotěsná vrstva. Vzduchotěsné vrstvy by měly být v podobných konstrukcích chráněny proti poškození, je tedy vhodné neosazovat je přímo za sádrokartonový obklad, ale aţ za pomocný rošt, ke kterému je obklad kotvený. 63

63 Mezeru mezi vzduchotěsnou vrstvou a obkladem je moţno vyuţít pro vedení instalací (tzv. instalační prostor), jejichţ průnik sádrokartonovým obkladem jiţ nezvyšuje průvzdušnost konstrukce. Volba materiálu vzduchotěsné vrstvy a její polohy ve skladbě musí být provedena jiţ během projekční přípravy. Vzduchotěsné vrstvy musí být nepropustné pro vzduch v celé ploše, tedy i v místech spojů, prostupů a napojení na vzduchotěsné vrstvy přiléhajících konstrukcí a na přiléhající prvky. Zajištění jejich spojitosti je tedy problémem návrhu a realizace stavebních detailů. Projektant by měl zváţit i technologické souvislosti, například: dobré přilnutí lepicích pásek je podmíněno stlačením lepeného spoje lepené spoje měkkých materiálů (např. fólií) je vhodné záměrně umístit na tuhé konstrukční prvky kvalitní provedení všech spojů a prostupů vzduchotěsných vrstev vyţaduje velmi pečlivou ruční práci okolo prostupů musí být k dispozici dostatečný manipulační prostor pro ruce a nástroje Pochopení této skutečnosti můţe vést ke změně některých konstrukčních prvků například náhradu běţných dvojitých kleštin v krovu za jednostranné Výměna vzduchu v budově Důvodem větrání je zajištění dostatečné kvality vzduchu v interiéru. To znamená: přívod dostatečného mnoţství kyslíku pro dýchání odvod vlhkosti a uvolňovaných škodlivin v budově Škodliviny a vlhkost jsou ředěny čerstvým vzduchem přiváděným z vnějšího prostředí (podmínkou je, aby vnější vzduch obsahoval méně škodlivin neţ vzduch vnitřní). Minimální mnoţství bývá stanoveno výpočtem, zohledňujícím konkrétní škodliviny, tak aby nebyla překročena mezní koncentrace. Určitou výjimkou jsou obytné prostory, kde hlavními zdroji znečištění jsou metabolické produkty (zápach, CO 2 ) a kouření. 6.4 Poţadavky zvukové neprŧzvučnosti Téměř ve všech oblastech ţivota se setkáváme s obtěţováním hlukem. Aktivní akustická ochrana (potlačování u samotného zdroje hluku) nestačí. Je tudíţ potřebná pasivní zvuková ochrana pomocí vnějšího pláště budovy. 64

64 6.4.1 Protihluková ochrana budov Efektivní ochrana proti hluku ve stavbě je stále důleţitějším tématem pro architekty a projektanty. Pro lidi je totiţ mimořádně důleţitým kritériem pohody bydlení klid. Teprve v klidu si lidé mohou řádně odpočinout a soustředěně pracovat. Trvalý hluk můţe dokonce způsobit závaţné zdravotní problémy. Vysoké nároky na protihlukovou ochranu je třeba začlenit do projektu a následně je nutné zajistit, aby byly v praxi spolehlivě splněny. Člověk slyší vymezenou oblast zvuků, která je dána pásmem slyšitelných kmitočtů od zhruba 16 Hz do 20 khz. Citlivost sluchu je subjektivní a souvisí se zdravotním stavem a věkem člověka. S přibývajícím věkem se slyšitelnost zhoršuje zejména vnímání vysokých frekvencí. Stavební akustika se zabývá jen oblastí kmitočtů mezi 100 Hz aţ 3,150 khz Zvuková izolace Zvukovou izolací se rozumí odpor stavebních dílů proti průchodu akustické energie. izolace proti neţádoucímu zvuku řešení vnitřní akustiky prostoru Problém izolace proti neţádoucímu zvuku pak zahrnuje dva druhy šíření zvuku ve stavbě a tedy i dva rozdílné přístupy k zamezení tohoto šíření zvuk šířený vzduchem zvuk šířený konstrukcí Vzduchová neprůzvučnost Proti zvuku šířenému vzduchem je třeba postavit do cesty stavební dílec, který šíření zvuku zabrání nebo alespoň omezí. Šíření zvuku konstrukcí lze v hotové stavbě omezit jen velmi těţko. Je nutné zabránit vstupu akustické energie do konstrukce co nejblíţe u zdroje hluku. Kročejová neprůzvučnost Schopnost konstrukce zvukově izolovat dvě sousední místnosti z hlediska zvuku přenášeného konstrukcí se nazývá kročejová neprůzvučnost. 65

65 6.4.3 Stavební konstrukce pro vzduchovou neprŧzvučnost Klasickým přístupem k řešení vzduchové neprůzvučnosti je postavit zvuku do cesty hmotnou konstrukci. Z empirické zkušenosti lze odvodit, ţe kaţdé zdvojnásobení plošné hmotnosti dělící konstrukce přinese zvýšení vzduchové neprůzvučnosti o 6 db. Pro dosaţení poţadovaných zvukově izolačních vlastností vnitřních příček je výhodnější místo zvyšování plošné hmotnosti pouţít lehké dvojité konstrukce. Kaţdá taková konstrukce se skládá z nosného systému (dřevěné nebo kovové profily) a z oboustranného opláštění deskami (jednoduché nebo dvojité opláštění systémovými deskami s plošnou hmotností jedné desky niţší neţ 40 kg/m2), které jsou odděleny vzduchovou mezerou vyplněnou pruţnou minerální izolací. Výhodou konstrukcí suché stavby (konstrukce z desek sádrokartonových či sádrovláknitých) je vyuţití principu kmitajících membrán s pohltivou vrstvou vloţenou do mezery mezi nimi. Takové konstrukce splní stejnou neprůzvučnost jako konstrukce masivní, avšak při násobně menší hmotnosti[21]. Například pro vzduchovou neprůzvučnost R w = 49 db je třeba Stěna ze ţelezobetonu tl. 100 mm o hmotnosti cca 230 kg/m 2 Stěna z plných cihel tl. 150 mm o hmotnosti cca 250 kg/m 2 Stěna s deskami Modrá Akustická tl. 100 mm o hmotnosti 28 kg/m Poţární odolnost Dřevo stále je a v nejbliţší budoucnosti zůstane jedním z nejpouţívanějších stavebních konstrukčních materiálů. Přes své nesporně výborné vlastnosti, jako je např. snadná opracovatelnost, výhodný poměr mezi pevností a hmotností konstrukce, značná odolnost proti korozi atd., má však přírodní dřevo a materiály na jeho bázi i některé závaţné nedostatky omezující rozsah jeho pouţití. K závaţným nedostatkům patří jeho snadná zápalnost a hořlavost. Příčinou obou těchto nedostatků je skutečnost, ţe dřevo je organická hmota sloţená převáţně z uhlíku (50 %), kyslíku (42 %) a vodíku (5 %). Ochrana dřeva a sníţení poţárního rizika znamená, splnění tří základních podmínek pro vznik hoření a poţáru: přítomnost hořlaviny kyslíku dostatečná zápalná teplota 66

66 V případě dřevěných konstrukcí jsou vţdy splněny první dvě. Proto byl ještě donedávna oficiálně zastáván a propagován názor, ţe dřevo je nevhodným stavebním materiálem a jeho pouţívání ve stavebnictví je z hlediska poţárního nebezpečí značně rizikové. Pravý opak je však pravdou. Dostatečně dimenzované dřevěné trámy (krovy, stropní konstrukce ap.) zachovávají při poţárech svoji stabilitu a únosnost několikanásobně déle neţ např. ocelové, které jsou klasifikovány jako nehořlavé. Dřevo můţeme poměrně úspěšně chránit proti působení ohně a sálavého tepla: oddálit jeho zapálení (sníţit vznětlivost) sníţit jeho hořlavost významně zpomalit rychlost šíření plamene (poţáru) po jeho povrchu Dřevo a materiály na bázi dřeva jsou hořlavé. Stupeň jejich hořlavosti závisí především na jejich hustotě (například tvrdé listnaté dřevo je těţko hořlavé, zatímco měkčí jehličnaté dřevo je středně hořlavé) a chemické skladbě. Na stupeň hořlavosti dřeva mají kromě vlastní chemické skladby významný vliv i další faktory, zvláště: vnitřní struktura dřeva tj. jeho pórovitost, hustota, podíl jarního a letního dřeva, anatomická stavba (podíl jednotlivých typů buněk dřeva), propustnost pro plyny a kapaliny, měrné teplo a tepelná vodivost geometrie konstrukce tj. velikost, tvar, poměr plochy (povrchu) k objemu, podíl čelních a bočních ploch, ostré hrany, drsnost povrchu a trhliny přítomnost pomocných látek tj. lepidel, nátěrových hmot, biocidů, retardérů hoření a jejich poţárně technické vlastnosti parametry okolní atmosféry tj. teplota a relativní vlhkost vzduchu, rychlost proudění Poţární odolnost stavebních konstrukcí (sloupů, nosníků, uzávěrů, stěn, stropů) se v tuzemsku zkouší a ověřuje metodami popsanými v ČSN EN Udává se v minutách (obvykle 15, 30, 45, 60 a 120 minut). Účinnost ochranných prostředků (prodlouţení poţární odolnosti dřevěných konstrukcí vlivem retardérů hoření) se zjišťuje modelovými zkouškami. 67

67 Rychlost šíření ohně (poţáru) po povrchu stavebních konstrukcí (dřeva) se v tuzemsku zkouší a ověřuje metodou popsanou v ČSN Výsledkem zkoušky je rychlost šíření ohně (poţáru) v cm.min -1. Účinnost ochranných prostředků (sníţení rychlosti šíření ohně) vlivem retardérů hoření se zjišťuje na smrkovém dřevě tl. 10 aţ 30 mm. Příklady zjištěných hodnot: nechráněné smrkové dřevo... 18,5 cm.min -1 dřevo chráněné Pyronitem (200 g/m2)...8,2 cm.min -1 dřevo chráněné Flamgardem (500 g/m2)... 5,8 cm.min -1 V interiérech lze optimalizací tvarů sníţit i nebezpečí vzniku a šíření poţárů. Poţární odolnost dřevěné konstrukce je její schopnost odolávat účinku poţáru, záleţí především na jejím projekčním řešení: urbanistické začlenění stavby, tedy odstupová vzdálenost staveb dělení stavby na poţární úseky ohraničené poţárně dělicími konstrukcemi řešení poţárních úseků projektování únikových cest a zásahových prostorů 6.6 Zdravotní nezávadnost Soudobý člověk tráví ve stavebních objektech stále větší část svého ţivota. V kaţdé budově se nachází specifické kryptoklima, které je ovlivňováno mnoha činiteli. Jedním popisujícím subjektem je baubiologie, věda zabývající se studiem vztahů mezi člověkem, stavbou a okolím Stavební biologie (Baubiologie) Při stavbě domů se pouţívá mnoho materiálů a pracovních postupů, které uvolňují mnoţství škodlivých látek do obytného prostředí. Celkovým pohledem na celostní vztah mezi člověkem a jeho obydlím se zabývá tzv. stavební biologie. Má interdisciplinární charakter, který zahrnuje např. architekturu, ekologii, psychologii a sociologii. Při výstavbě domů je důleţité nejenom stavět podle obecně platných kritérií, ale také brát v úvahu další faktory, které člověka a jeho okolí ovlivňují. Profesor Anton Schneider z Institutu pro baubiologii a ekologii stanovil tzv. 25 směrnic pro zdravé bydlení[ 22]: 68

68 stavební pozemek bez umělých a přírodních anomálií umístění obytných domů mimo zdroje emisí a hluku přirozený, decentralizovaný způsob výstavby v sídlech obklopených zelení výstavba domů a osídlení respektující individuální přístup, spojení s přírodou, vycházející vstříc člověku a potřebám rodiny a nezpůsobující negativní sociální následky pouţití přírodních stavebních materiálů přirozená regulace vlhkosti vzduchu v místnosti pomocí materiálů vyrovnávajících vlhkost omezená a rychle se sniţující vlhkost v novostavbách vyváţený poměr mezi tepelnou izolací a akumulací optimální teplota vzduchu a povrchu stěn v místnosti dobrá kvalita vzduchu díky jeho přirozené výměně sálavé teplo pro vytápění denní světlo, umělé osvětlení a barvy odpovídající přírodním podmínkám zachování přirozených radiačních polí omezení umělých elektromagnetických polí pouţití stavebních materiálů s nízkou radioaktivitou ochrana proti hluku a vibracím s ohledem na potřeby člověka neutrální nebo příjemná vůně bez vylučování jedovatých látek maximální omezení plísní, bakterií, prachu a alergenů vysoká kvalita pitné vody minimalizace spotřeby energie při maximálním vyuţití obnovitelných zdrojů výběr stavebních materiálů přednostně z místních zdrojů, nepodporování těţby nedostatkových nebo rizikových surovin vyuţití znalostí z oblasti fyziologie a ergonomie při vytváření interiéru a zohlednění harmonických rozměrů, proporcí a forem Zdravotní doporučení Moderní stavební materiály uţívané v posledních letech sebou přinesly mimo technických vlastností výhodných pro spolehlivost stavby a její odolnost proti různým vlivům také některá negativa v podobě uvolňování škodlivin do vnitřního, příp. i do vnějšího prostředí, kde poškozují zdraví člověka. 69

69 Kvalita vnitřního prostředí budov nabývá na významu zvláště v posledních letech, kdy se ze statistik dozvídáme, ţe člověk v interiéru budov tráví v průměru 90% celkové doby, na straně druhé přibývá nemocí, jejichţ příčiny se postupně zjišťují jako následek vlivů způsobených právě budovami, a to v různých podobách. Znečištění vzduchu v interiéru se stalo natolik vysoké, ţe kvalitě vzduchu ve vnitřním prostředí budov je v posledním desetiletí věnovaná zvýšená pozornost. Zkoumání negativních vlivů se ubírá několika směry. "Indoor Air Polution" (IAP) se zabývá negativním působením škodlivin z hlediska fyzikálního, chemického i biologického. "Sick Building Syndrome" (SBS) - syndromem nemocných budov se nazývá negativní ovlivnění zdraví člověka v budovách, jehoţ původ a souvislost s budovou zatím nedokáţeme prokázat. "Building Related Illness" (BRI) jsou choroby, které mají prokazatelně původ v samotné budově. Škodliviny pocházející ze stavebních materiálů rozdělujeme do základních skupin: radioaktivní materiály a plyny (např. radon) vláknité částečky (např. azbestové, minerální nebo skleněná vlákna) prchavé organické sloučeniny (např. rozpouštědla a ředidla) monomery umělých ţivic (např. formaldehyd) přídavky do plastů (např. změkčovadla) vybavení interiérů (podlahové krytiny a další) zdroje vlhkosti v konstrukcích (plísně) Je to právě kvalita vnitřního prostředí, kterou spoluvytvářejí materiály uţité ve stavbě i v jejím interiéru. Řada vlastností nových stavebních materiálů je zcela neznámých a upozorní na ně teprve zdravotní potíţe uţivatelů, jako dráţdění dýchacích cest a očních spojivek, bolesti hlavy, koţní choroby, podráţděnost, poruchy koncentrace atd. Příčina těchto zdravotních poruch není známá a teprve při hromadných zdravotních problémech se začíná pátrat po příčinách a způsobech léčení a také prevence těchto onemocnění, která spočívá především v odstranění škodlivých vlivů z okolí člověka. Ze zkušeností je však známo, ţe včasné varování se často bagatelizuje a dotyčná osoba se stává někdy i předmětem výsměchu, protoţe řada negativních vlivů je současnými přístroji obtíţně 70

70 měřitelná a tudíţ i prokazatelná. Jak tedy předcházet škodlivému vlivu vnitřního prostředí? Za prvé je ho třeba exaktně určit. Při veškeré pečlivosti nelze zjistit takové škodliviny, o jejichţ existenci nevíme. Je zcela pravděpodobné, ţe v budoucnosti budeme zjišťovat další negativní vlivy nově vyvíjených staviv. Jedním z fyzikálních parametrů interiéru (i exteriéru) - na který je během historického vývoje adaptován lidský organismus - je přirozené geomagnetické pole nabývající v naší zeměpisné šířce hodnotu přibliţně 50 μt (mikro tesla) = T. V budovách s ocelovým skeletem je přirozené geomagnetické pole deformované aţ o cca % vzhledem ke své původní hodnotě, zatímco nejméně je jeho průběh porušen ve stavbách z přírodních matriálů (dřevěné stavby, hliněné stavby, po případě klasické cihlové stavby) s minimálním ţelezným / ocelovým / vybavením interiéru. Které stavební materiály lze povaţovat za bezpečné z hlediska zdraví člověka? Především takové, kterými je člověk obklopen po celou dobu svého vývoje a na něţ se lidský organizmus dokonale adaptoval. Přírodní materiály, jako je dřevo, kámen, hlína, části rostlin, srst, vlna apod., bez chemických aditiv, která v nevhodném sloţení mohou negovat pozitiva těchto materiálů. V zahraničí vznikají a jsou uţívané technologie výstavby dřevostaveb bez pouţití spojovacích kovových prvků (hřebíky, vruty, hmoţdíky, ocelové desky s prolisovanými trny atd.). Jedná se vlastně o novodobé varianty technologií uţívaných našimi předky (tesařské spoje, dřevěné kolíky apod.). V poslední době se připisuje značný význam pozitivním vlastnostem hliněných omítek v interiéru budov, které dokáţí přijmout velice rychle vysoký obsah vzdušné vlhkosti a po pominutí příčiny uvolňování vlhkosti do ovzduší (např. z koupelny, z kuchyně, aj.) jsou schopny vodní páru postupně uvolňovat znovu do vnitřního prostředí. Pohlcují zápachy. Tímto svým chováním zabezpečují relativně stálé teplotně-vlhkostní mikroklima ve vnitřním prostoru, coţ příznivě působí na zdraví člověka a omezuje nemoci z nachlazení [23] Filosofie zdravého bydlení Jiţ dlouhou dobu je v podvědomí lidí zakotvená filosofie zdravých potravin, produkovaných na ekologicky hospodařících farmách. Je nasnadě, ţe kvalita prostředí, v němţ trávíme většinu svého ţivota, ovlivňuje naše zdraví stejnou měrou jako potraviny, které jíme. Proto se začala v současnosti rozvíjet i paralela ke zdravým potravinám, totiţ filosofie zdravého bydlení. 71

71 Ukazuje se, ţe za problémy tohoto typu jsou zodpovědné především dvě okolnosti: přítomnost určitých látek v ovzduší budov a příliš těsné nebo přímo hermetické oddělení vnitřního a vnějšího prostředí budovy při nedostatečné nebo i nesprávně probíhající výměně vzduchu Cílem filozofie zdravého bydlení je vytvářet resp. upravovat konstrukce budov a jejich pláště tak, aby při dlouhodobém pobytu v nich nedocházelo k poškozování zdraví. SYNDROM NEMOCNÝCH BUDOV Jiţ dlouhou dobu je v podvědomí lidí zakotvená filosofie zdravých potravin, produkovaných na ekologicky hospodařících farmách. Je nasnadě, ţe kvalita prostředí, v němţ trávíme většinu svého ţivota, ovlivňuje naše zdraví stejnou měrou jako potraviny, které jíme. Proto se začala v současnosti rozvíjet i paralela ke zdravým potravinám, totiţ filosofie zdravého bydlení. V roce 1982 byl Světovou zdravotnickou organizací zavedený do medicínské terminologie pojem syndrom nemocných budov (dále SBS, sick building syndrome). SBS je společný název pro souhrn nepříliš specifických zdravotních obtíţí a příznaků. Pro SBS je typické, ţe lidé pociťují zdravotní obtíţe (které nemají zjevné příčiny) jen pokud pobývají uvnitř "nemocných" budov. Příznaky však ustupují, kdyţ jsou lidé mimo budovu. Ve většině případů se jedná o podráţdění očí, nosu, krku či kůţe, bolesti hlavy, únavu, podráţděnost, některé alergické příznaky a poruchy koncentrace. Po několikaletém studiu tohoto problému v řadě zemí došli odborníci k závěru, ţe za vznik syndromu nemocných budov jsou zodpovědné především dvě základní skupiny příčin: přítomnost určitých rizikových látek v ovzduší budov Ty se tam dostávají více cestami. Můţe jít o zdravotně závadné stavební materiály, rizikové látky uţívané nebo vznikající při provozu budovy či jejích zařízení (zejména klimatizace), ale třeba i kysličník uhličitý vznikající při dýchání osob. příliš těsné, ne-li přímo hermetické oddělení vnitřního a vnějšího prostředí budovy a nedostatečná nebo i nesprávně probíhající výměna vzduchu Cíl filosofie zdravého bydlení je prostý: vytvářet resp. modifikovat vnitřní prostředí budov tak, aby při dlouhodobém pobytu v něm nedocházelo k poškozování zdraví. 72

72 6.6.4 Zdravé budovy a úspory energií Trvalým poţadavkem na budovy, který dnes opět nabývá na významu, je poţadavek energetické úspornosti. S ohledem na neodvratné ubývání rezerv fosilních paliv, zvyšující se ceny energií lze očekávat, ţe tento poţadavek bude stále naléhavější. Významných energetických úspor se dociluje především: prováděním dostatečně tlusté vrstvy tepelných izolací obalových konstrukcí) pouţíváním výplní otvorů s co největší tepelně izolační schopností (dveře, okna) maximálním omezením netěsností, zejména okenních a dveřních otvorů omezením přirozeného větrání obytných prostor na minimum (okna, dveře a podobně) pouţití větrání umělého, často ve spojení s technologií rekuperace Je nutné si uvědomit, ţe tyto úpravy a opatření mají ve svých důsledcích významný dopad právě na kvalitu vnitřního prostředí staveb. Starší budovy, u kterých přetrvávají doposud nekvalitní výplně otvorů, mají paradoxně vlivem jejich netěsností vesměs dostatečnou výměnu vzduchu s okolím. Nově provedené budovy, poplatné výše zmíněným energeticky úsporným opatřením, jsou často více či méně vzduchotěsné. V těchto budovách bývá nezřídka nestabilní vlhkostní reţim. Můţe se dostavit výskyt plísní v exponovaných oblastech (např. rohy a kouty v koupelnách), vlhká ostění a parapety oken apod. Malá nebo prostorově nestejnoměrná výměna vzduchu můţe způsobit i vznik vysokých koncentrací látek, které nejsme schopni svými smysly vnímat, které však škodí našemu zdraví. Vnitřní mikroklima v zatěsněných budovách můţe být oproti vnějšímu klimatu daleko více "zahuštěné" bakteriemi, viry, sporami hub či jinými biologickými kulturami, které smysly rovněţ nevnímáme. Zejména plísně se s oblibou usazují na dlouhodobě zvlhlých površích interiérů, odkud mohou prorůstat do nitra konstrukcí. Typickým rysem příliš zatěsněných budov je také vznik pachů, který se projeví zejména při dlouhodobějším opuštění uzavřeného objektu (např. o dovolené). Uvedené souvislosti naznačují, ţe poţadavek konstrukce energeticky úsporných budov velice úzce s otázkou konstruování zdravých budov souvisí. Řešení jednoho problému nelze v ţádném případě oddělit od druhého. Ve vnitřním prostředí staveb se často vyskytuje ve zvýšených koncentracích i řada potenciálně rizikových chemických látek. Tyto látky se do ovzduší interiérů dostávají nejrůznějšími cestami. 73

73 Produkují je sami obyvatelé (např. oxid uhličitý CO2), vznikají spalováním tuhých paliv či zemního plynu (např. oxid uhelnatý CO), emitují je neekologické stavební materiály (např. formaldehyd z nábytku a koberců), jsou součástí různých látek uţívaných v domácnostech (těkavé sloţky barev, lepidel, kosmetika, deodoranty apod.). Je tedy třeba hledat cesty, jak sníţit koncentrace těchto látek na minimum. Toho můţeme docílit kombinací více přístupů: stavěním ze zdravotně nezávadných materiálů dostatečnou výměnou vzduchu pouţíváním zdravotně nezávadných látek ve vnitřním provozu budovy [24] 74

74 7 DIFÚZE VODNÍCH PAR V RÁMOVÝCH DŘEVOSTAVBÁCH Mnoţství vodních par v interiérech budov výrazným způsobem ovlivňuje jejich obvodový plášť. V současné době jsou na trhu dva konstrukční systémy v mnoha variantách: difúzně uzavřený systém brání vstupu vodních par do konstrukce pouţitím speciálních vrstev s vysokým difúzním odporem (parozábran) difúzně otevřený systém prostup vodních par pouze redukuje (pouţitím parobrzdy) a ty mohou procházet přes další vrstvy konstrukce se stále menším difúzním odporem do exteriéru Mezi těmito dvěma systémy je veden tuhý marketingový boj. Samotný zákazník je konfrontován výhodami a nedostatky jednotlivých systémů ale těţko rozpozná nějaké odlišnosti při správném způsobu uţívání (dostatečné větrání a správné vytápění). Zde je nutno poznamenat, ţe drtivá většina staveb se v zahraničí staví v nízkoenergetickém, pasivním, nulovém nebo aktivním standartu. Velká poţadovaná vzduchotěsnost obvodového pláště těchto staveb (z důvodu minimálního prostupu tepla) způsobuje nutnost kvalitně řešit odvod metabolických produktů, zdravotně nebezpečných látek a vodních par z interiéru řízeným větráním s rekuperací zbytkového tepla a současně přívod vzduchu čerstvého. Proč tedy tolik povyku ohledně marketingových sloganů levných dřevostaveb (difúzně uzavřených), nebo dýchajících domů (difúzně otevřených). Při nesprávném konstrukčním řešení, nekvalitně provedené ochraně proti vlhkosti (parozábran nebo parobrzd), nebo i nevhodným uţíváním stavby na bázi dřeva, dochází k poškození konstrukce, zhoršení izolačních vlastností a vzniku plísní eventuelně růstu dřevokazných hub. Tyto nedostatky spolu s dokonale těsnými okny a nedostatečnou výměnou vzduchu, jsou příčinou vzniku celé řady faktorů negativně ovlivňujících zdraví člověka. Z těchto důvodů je třeba dbát následujících doporučení: parozábranu umisťujeme na teplou stranu tepelné izolace parozábranu chráníme před moţným poškozením ze strany interiéru parozábrana musí celoplošně bránit vodním parám vstupu do konstrukce napojení parozábrany na sousední prvky a prostupy musí být neprůvzdušné malý počet průniků sniţuje pracnost, riziko defektů a finanční náročnost instalace vedeme na teplé straně (od parozábrany k interiéru), nebo v příčkách 7.1 Difúze vodních par v souvislostech 75

75 Difúze vodní páry je prostup molekul páry porézní strukturou stavebních konstrukcí z míst o vyšší koncentraci páry do míst s niţší koncentrací. Děje se jako následek spontánní tendence všech soustav zaujímat rovnováţný stav, tedy i rovnoměrnou koncentraci páry. Nepohání ji ţádná fyzikální síla. Difúzi vodní páry v konstrukcích v zásadě nepotřebujeme. Spíše jsme nuceni s ní bojovat a činit opatření, aby difundující pára nekondenzovala. A kdyţ, tak jen krátce a málo, aby se pak vysráţená vlhkost v teplém období bezpečně odpařila[25]. Rozdíl Δp, který se nazývá termodynamickým potenciálem difúze, můţe být při extrémních venkovních teplotách poměrně vysoký. Tab. 1 ukazuje konkrétní hodnoty Δp pro vnitřní teplotu 20 C a relativní vlhkost 60 % RH, zatímco venku je vlhkost 80 % RH a mění se teploty. Difúzní tok je orientován z prostředí o vyšším ČTVP do prostředí s niţším ČTVP, v zimě z vnitřku ven, v horkém létě naopak. Rozdíl částečných tlaků vodní páry uvnitř a venku Uvnitř: 20 C, 60 % relativní vlhkosti ČTVP = 1432 Pa Venkovní teplota, C Rozdíl ČTVP Δp, Pa Tabulka 6. Rozdíl částečných tlaků vodní páry uvnitř a venku [25] Difúze vodní páry a hnací síly Difúze je transport látky, který vyplývá ze statistického chování molekul látek, v našem případě molekul vodní páry, které jsou obsaţeny ve vzduchu. Tyto molekuly konají ve vzduchu spontánní, chaotický pohyb do všech směrů. Z míst o vyšší koncentraci vodní páry se přirozeně šíří do okolí více molekul neţ z míst o niţší koncentraci. To směřuje k samovolnému vyrovnávání rozdílných koncentrací v různých místech. Po vyrovnání koncentrací pohyby molekul neustanou, pouze se kompenzují hmotnostní toky. Stejné mnoţství molekul páry, které v rovnováze z nějakého objemu "odteče", do něj z okolí zase "přiteče". To jiţ za difúzi nepovaţujeme. Mluvíme-li o difúzi vodní páry ve stavebnictví, máme na mysli pouze transport molekul vodní páry ve vzduchu, nebo ve vzduchem vyplněných pórech a kanálcích stavebních materiálů. 76

76 Při výpočtech většinou nepracujeme s koncentracemi, ale částečnými tlaky vodní páry (tlak, kterým by molekuly páry působily na stěny nádoby, kdyby byly v nádobě samy, bez ostatních atmosférických plynů). Předpokládejme, ţe spolu sousedí dvě prostředí s různými počátečními částečnými tlaky vodní páry. Většinou nás zajímají případy, kdy jde o vnitřní a venkovní vzduch oddělený obvodovou zdí. Potom molekuly s vyšším částečným tlakem putují do sousedství ve větší míře, neţ je tomu naopak, dokud se částečné tlaky nevyrovnají. Zeď tomuto pohybu klade tím větší překáţku, čím je tlustší a čím menší je její součinitel difúzního prostupu, coţ je analogie součinitele prostupu tepla. Přestoţe molekuly "necítí", ţe by byly někam hnány a pohybují se zcela nahodile, z makroskopického pohledu vystupuje jako hnací síla pro difúzní transport páry rozdíl částečných tlaků vodní páry (dělený vzdáleností míst s různými částečnými tlaky). Tato síla a tudíţ i difúze zaniknou s vyrovnáním částečných tlaků Rosný bod Vodní pára má vlastnost, ţe při běţných teplotách přijatelných pro ţivot můţe její částečný tlak ve vzduchu stoupat od nuly pouze do hodnoty částečného tlaku syté páry. Další přírůstky vodní páry při nezměněné teplotě jen kondenzují, ale obsah vodní páry ve vzduchu nezvyšují. Částečný tlak velmi silně, exponenciálně závisí na teplotě, viz obrázek 53. Modrá křivka ukazuje naměřené hodnoty, červená ukazuje teoretickou závislost vyjádřenou exponenciální funkcí [1]. Obrázek 50. Hodnoty částečných tlaků syté vodní páry při různých teplotách při standardním tlaku Pa. 77

77 Je-li částečný tlak vodní páry ve vzduchu rovný částečnému tlaku syté páry, říkáme, ţe vzduch má relativní vlhkost 100 %. Například vzduch o teplotě 20 C, v němţ je částečný tlak vodní páry roven 2336,74 Pa, má (při dané teplotě 20 C) maximální moţnou vlhkost a tedy relativní vlhkost 100 %. Jestliţe při stejné teplotě je tlak vodní páry jen 1168,37 Pa, má vzduch relativní vlhkost 50 %. Vzduch o teplotě 25 C s obsahem vodní páry o částečném tlaku 2336,74 má relativní vlhkost %. Rosný bod (přesněji teplota rosného bodu) takového vzduchu je 20 C, neboť jeho ochlazením na tuto teplotu začíná kondenzace. Z exponenciální závislosti tlaku syté páry na teplotě plynou některé váţné důsledky. I kdyţ je doma sucho a venku je vlhký vzduch, pára intenzivně difunduje zevnitř ven díky vysoké vnitřní teplotě. Vskutku: jestliţe je v zimě -15 C a relativní vlhkost 100%, pak je částečný tlak páry 165 Pa (obr. 53). Je-li uvnitř 20 C a relativní vlhkost 50 % (sucho), potom je částečný tlak syté páry Pa. Rozdíl tlaků je 1003 Pa. Při tloušťce obvodové konstrukce 0,45 m je zobecněná síla, která "ţene" difuzi vodní páry z vnitřku ven, 1003/ 0,45 = 2229 Pa/m Zóna kondenzace Pokud teploty v konstrukci - zejména teploty ve vrstvě izolace - klesají rychleji neţ teplota rosného bodu, coţ je v zimě často, můţe v konstrukci dojít nejprve ke vzniku rosného bodu, později místo, kde se začala sráţet pára, rozšíří do oblasti konečné tloušťky, tzv. zóny kondenzace. Za velmi studeného počasí vzniká v určité hloubce od vnitřního povrchu různě tlustá zóna kondenzace prakticky u všech typů konstrukcí, jednovrstvých i vícevrstvých. V teplém období se většinou kondenzát odpaří. Nejméně náchylné ke vzniku zóny kondenzace jsou vícevrstvé stěny s mohutnou vrstvou tepelné izolace z venkovní strany tehdy, jestliţe vnitřní stěny propouštějí vodní páru málo a venkovní vrstva izolace propouští vodní páru výrazně lépe neţ vnitřní vrstvy a je odvětrávána. Za uspokojivé je pokládáno (z pohledu difúze) i obrácené řešení, kdy silná vrstva tepelné izolace z venkovní strany propouští páru velmi málo, ale tepelně izoluje tak dobře, ţe v nosné vnitřní vrstvě nevzniká v zimě významný teplotní pokles. Díky tomu vzniká případná kondenzace jen v izolaci, ale její mnoţství je tak malé (dík malé difúzní propustnosti izolantu), ţe toto řešení je povaţováno za trvanlivé a bezpečné. 78

78 7.1.4 Hodnocení konstrukcí podle ČSN :2007 Povinnost hodnotit stavební konstrukce z hlediska difúze a kondenzace vodní páry a šíření vlhkosti v konstrukcích je v podstatě zakotvena v ČSN Tepelná ochrana budov Část 2: Poţadavky čl Pro stavební konstrukci, u které by zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce mohla ohrozit její poţadovanou funkci, se kondenzace uvnitř konstrukce nepřipouští, tedy: Mc,a = 0 kde Mc,a je roční mnoţství zkondenzované vodní páry. Pro stavební konstrukci, u které kondenzace vodní páry neohrozí její poţadovanou funkci, se poţaduje omezení ročního mnoţství zkondenzované vodní páry uvnitř konstrukce tak, aby splňovalo podmínku: Mc,a Mc,N kde Mc,a je roční mnoţství zkondenzované vodní páry; Mc,N je limit pro maximální mnoţství kondenzátu odvozený z minimální plošné hmotnosti materiálu v kondenzační zóně. Rozhodnutí, kdy kondenzace vodní páry uvnitř konstrukce ohrozí nebo neohrozí její poţadovanou funkci, je ponecháno na projektantovi. Hodnocení výsledků podle kritérií ČSN :2007 Poţadavky na šíření vlhkosti konstrukcí (čl. 6.1 a 6.2). Poţadavky: 1. Kondenzace vodní páry nesmí ohrozit funkci konstrukce. Mc,a < Mev,a kde Mev,a je roční mnoţství odpařitelné vodní páry. 2. Roční mnoţství kondenzátu musí být niţší neţ roční kapacita odparu. 3. Roční mnoţství kondenzátu Mc,a musí být niţší neţ 0,1 kg/m2.rok, nebo 3 % plošné hmotnosti materiálu (niţší z hodnot). Vyhodnocení prvního poţadavku musí provést projektant. Mc,a < Mev,a 2. Poţadavek je splněn. 79

79 Mc,a < Mc,N 3. Poţadavek je splněn. Ve většině případů je v běţné stavební praxi projektanty za vyhovující konstrukci povaţována kaţdá konstrukce splňující poţadavky 2 a 3. Tyto poţadavky 2 a 3 jsou ovšem poţadavky doplňkovými při splnění poţadavku 1, jehoţ vyhodnocení je v podstatě ponecháno pouze na projektantovi. 7.2 Difúzně uzavřené konstrukce V České republice je u dřevostaveb pro největší mnoţství investorů nejdůleţitějším faktorem cena a proto se velmi často dřevěná konstrukce dřevostaveb (sloupky nejčastěji s minerální tepelnou izolací vloţenou mezi sloupkami) z vnější strany obalí polystyrenem, který je velice levný, má i velmi dobré tepelněizolační vlastnosti, ale bohuţel z hlediska difuze vodní páry je velkou překáţkou. O to více pak jeho přítomnost z vlhkostního hlediska vadí, protoţe se nachází na exteriérové straně, tedy právě v místech, kde je v konstrukci v zimním období niţší teplota neţ je teplota rosného bodu, o kterém jsem se zde jiţ zmínil. No a co se zde děje? Je to velice jednoduché. Vodní páry se snaţí utéci z interiéru směrem do exteriéru, ale zarazí se o polystyren, který je nepustí ven a protoţe tu můţe být teplota niţší neţ teplota rosného bodu, tak nám v těchto místech vodní páry v konstrukci zkondenzují a následně se nám v těchto místech zvyšuje vlhkost. Výsledkem není nic jiného neţ zvýšení vlhkosti samotné dřevěné konstrukce a tepelně izolační výplně mezi sloupky a vznik ideálního místa pro plísně, hnilobu a dřevokazné škůdce. Aby tomuto však stavební firmy zabránily a minimalizovaly šanci těchto váţných poruch, které se jen těţko odstraňují a které jsou z hlediska zdravotního vysoce závaţné, dělají firmy opatření, které vodní páry do konstrukce nemají pustit. Z interiéru všechny obvodové konstrukce obalí paronepropustnou fólií, kterou se (většinou) snaţí dokonale utěsnit. Tím celý objekt uzavřou a právě proto se tyto konstrukce nazývají difúzně uzavřené konstrukce. Rizika difúzně uzavřené konstrukce: ţivotnost materiálu a jeho funkčnost po celou dobu uţívání dokonale konstrukčně vyřešené utěsněné detaily riziko porušení parozábrany dodatečnou montáţí zařizovacích předmětů 80

80 Riziko selhání této parozábrany je veliké a případy selhání této důleţité vrstvy jsou velmi časté, hlavně u domů stavěnými dokonale nepoučenými pracovníky s absencí stavebního dozoru. Uţivatelé i pak stěţují často na zápach vycházející z konstrukcí a na viditelné plísně. Většina takovýchto závad se projevuje po 3 aţ 5 letech a na poruchy se právě nejčastěji přichází v zimě, kdy je rozdíl teplot mezi exteriérem a interiérem nejvyšší. [26] Obrázek 51. Poškození difúzně uzavřené obvodové konstrukce domu vlhkostí a plísněmi po 3 letech užívání domu, vlivem nedokonale utěsněné parotěsné vrstvy ( Řešením je: pouţívání kvalitních certifikovaných materiálů a pracovních postupů jednoduché konstrukce stavěním bez subdodávek proškolení pracovníci pouţívat bezpečnější systém difúzně otevřený 7.3 Difúzně otevřené konstrukce U difúzně otevřeného systému je obvodový plášť domu navrţen tak, aby umoţnil volný prostup plynů a vodních par mechanizmem molekulárního přenosu směrem do exteriéru. U rámových dřevostaveb, kde je obvodový plášť vytvořen z více vrstev, musí být zaručeno nejenom pouţití vhodných materiálů, ale především musí být jednotlivé materiály (vrstvy) v konstrukci správně poskládány, aby zvýšené mnoţství difundující vodní páry nebylo příčinou znehodnocení dřeva a ostatních přírodních materiálů v konstrukci pouţitých. 81

81 Ve skladbě takovéto konstrukce není pouţita parozábrana, ale ze strany interiéru musí být vrstva s přesně definovaným difúzním odporem, omezující jednak difúzi vodních par na minimální přijatelnou mez a zároveň zamezující konvekci teplého vlhkého vzduchu do konstrukce. Směrem k exteriéru musí být dále vrstvy řazeny tak, ţe faktor difúzního odporu v konstrukci tímto směrem klesá. Správnost skladby ovlivňuje ještě řada dalších faktorů, především vlastnosti pouţitých materiálů v jednotlivých vrstvách. V konstrukci se neuplatňuje klasická folie jako parozábrana, její funkci zde přebírá tzv. parobrzdící vrstva. Jedná se o vrstvu materiálu s vysokým difúzním odporem, s dokonale vzduchotěsným napojením v místě spojů. Pro tuto vrstvu jsou pouţívány velkoplošné materiály, které současně plní v rámové konstrukci dřevostaveb funkci výztuţného opláštění. Nejčastěji jsou pouţívány OSB desky spojované na pero a dráţku s lepenými spoji, sádrovláknité desky lepené ve spárách v kombinaci s parobrzdnou folií, nově se objevují například konstrukce s pouţitím parobrzdné sádrovláknité desky FERMACELL VAPOR. Při navrhování takovéto konstrukce vţdy platí zásada minimalizovat počet spár a prostupů, proto se v těchto případech většinou pouţívá z interiérové strany před parobrzdnou vrstvu, předsazená stěna pro vedení instalací. Z exteriérové strany se u těchto konstrukcí pouţívají certifikované fasádní zateplovací systémy s nízkým difúzním odporem, například systémy s pouţitím měkkých dřevovláknitých desek. Zateplovací systém je nedílnou součástí stěny, musí proto být posouzen v rámci celé skladby obvodového pláště, včetně všech vrstev pouţitých nátěrů a lepidel, které mohou významnou měrou ovlivnit celkovou vlhkostní bilanci. Druhou variantou je na straně exteriéru vytvoření tzv. předsazené fasády, kde podle druhu pouţitého materiálu, průřezu a výšky vzduchové mezery dochází dle fyzikálních zákonů ke stoupavému toku vzduchu a zvýšenému odparu vodních par z konstrukce obvodového pláště. Skladba obvodového pláště musí být při návrhu posouzena výpočtem podle ČSN :2007, kdy se provádí celoroční bilance kondenzace vlhkosti uvnitř konstrukce[27]. 7.4 Zhodnocení obou konstrukčních systémŧ Oba systémy jsou při správném provedení a eliminací rizik přijatelné. Difúzně otevřené systémy mají obrovskou výhodu zejména z hlediska ţivotnosti stavby, kdy se mohou, i bez zásahu člověka vypořádat i s lokálními poruchami nebo haváriemi. Lze předpokládat narůstající podíl difúzně otevřených staveb v ČR ale i v celé Evropě. 82

82 8 KONSTRUKCE A SKLADBA OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ 8.1 Konstrukce obvodového pláště Charakteristické znaky dřevěných rámových staveb: jednoduchý konstrukční systém s opakujícími se detaily volnost architektonického řešení umoţňující patrovou výstavbu nosná kostra tenkých průřezů opláštěná deskovými materiály krátká doba výstavby s dostupným materiálem s moţností předvýroby prvky uspořádány v rastrech mm, přednostně 625 mm Sloţení stěnové konstrukce se provádí dle tepelně technických poţadavků, ale také respektuje vnitřní a vnější skladbu stěny. Volba konstrukce je dána stavebně fyzikálními a energetickými poţadavky a nároky na kvalitu stěnové konstrukce[1]. Za základní průřez konstrukčního prvku lze povaţovat průřez systému Two by Four, tj. 2x4 (anglický palec 25 mm), coţ byl původní rozměr fošen, ze kterých se sloupky domů vyráběly. Dnes se za nejmenší vhodný průřez konstrukčních prvků povaţuje rozměr 60/120 mm. Pro stěny s větším zatíţením se průřez sloupků zvětšuje na 80/120 mm nebo větší. U více podlaţních staveb, nebo velkých oken a jiných prostupů se poţadované rozměry stanoví statickým výpočtem. Z poţadavků na prostup tepla je třeba zvýšit tloušťku stěn. Zde se nabízí několik moţností: zvětšení průřezu nosných prvků na 160,180, 200 a více přidáním izolačního materiálu na stranu exteriéru kombinace obou rozdělením nosného prvku na menší, vzájemně oddělené části Pouhým zvětšením průřezu nosných prvků se ale vystavujeme problému tepelných mostů (vyšší tepelné ztráty a riziko kondenzace vodních par), proto se doporučuje provádět izolaci přes tyto nosné prvky, nebo pouţít nosníky na bázi dřeva krabicové, nebo s I profilem. Šířka těchto izolací je závislá na poţadovaných tepelných vlastnostech, které chceme docílit. 83

83 8.2 Skladby obvodových plášťŧ Obrázek 52. Skladba obvodové stěny (Kolb 2007) a) b) a) s vnitřním staticky účinným pláštěm b) s vnějším staticky účinným pláštěm Obrázek 53. Skladba obvodové stěny s jednovrstvou izolací a rozdílnou ochranou izolační vrstvy pomocí: (Kolb 2007) 1) Difúzně propustné fólie 2) Izolační materiál (měkká DVD) 3) Konstrukční deska Obrázek 54. Skladba obvodové stěny s jednovrstvou izolací s použitím tepelně izolovaného I nosníku (Kolb 2007) 84

84 a) b) c) Obrázek 55. Varianty s dvojvrstvou izolací (Kolb 2007) (a) Izolace eliminuje tepelné mosty (varianta s provětrávanou fasádou) b)izolace eliminuje tepelné mosty (varianta s kontaktní fasádou) c) Doplňková izolace v instalační mezeře Obrázek 56. Skladba obvodové stěny s trojitou izolační vrstvou (Kolb 2007) 85