MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ. LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA Ústav základního zpracování dřeva BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA Ústav základního zpracování dřeva BAKALÁŘSKÁ PRÁCE DŘEVĚNÉ NOSNÉ SYSTÉMY STŘECH VARIANTY KONSTRUKČNÍCH SYSTÉMŮ I TVARŮ A JEJICH POROVNÁNÍ 2012/2013 Jan Jakubec

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Dřevěné nosné systémy střech. Varianty konstrukčních systémů i tvarů a jejich porovnání zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: 10. 5. 2013 Jan Jakubec

Poděkování Úvodem bych rád poděkoval paní Ing. Jitce Čechové za cenné rady a odborné vedení během zpracování této bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat rodičům za podporu při studiu a Petru Zelinkovi za umožnění přístupu na stavby a podklady k zastřešení.

Abstrakt Autor/ Author: Jan Jakubec Název bakalářské práce: Dřevěné nosné systémy střech. Varianty konstrukčních systémů i tvarů a jejich porovnání Abstrakt Bakalářská práce je zaměřena na dřevěné nosné systémy střech. Zabývá se návrhem různých variant konstrukčních systému a tvarů zastřešení nad daným půdorysem s následným porovnáním a vyhodnocením dle zvolených kritérií. Součásti práce budou zejména schémata daných řešených variant se vzájemným porovnáním podle využitelnosti, prosvětlení podkroví, potřebného materiálu a jiné. Ke každé řešené variantě bude zpracována výkresová dokumentace a tabulky se spotřebou řeziva a celkovou materiálovou cenou krovu. Klíčová slova: typy zastřešení, krov, tesařské spoje, podkroví, dřevěné konstrukce, prosvětlení střecha

Author: Jan Jakubec Title of work: Wooden roof carrier systems. Variants of construction systems and shapes and compare them Abstrakt Bachelor thesis is focused on the wooden roof carrier systems and the proposal of different variants of the system design and shape, over a given floor plan with following comparison and evaluation of according to various criteria. In this work will be listed and enclosed schemas of the solved variants, which will be evaluated and compared by utilization the attic, the attic illumination and more. The work will be treated to every solution of the variant project has a documentation and spreadsheets with the consumption of lumber and the total price of the roof timbers. Key words: The types of roofing, roof timbers carpentry joints, the attic, wood construction, backlight the roof

OBSAH 1 ÚVOD... 11 2 CÍL PRÁCE... 12 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 13 3.1 Rozdělení sklonitých střech dle tvaru (Oláh, 2002)... 13 3.2 Konstrukční systémy a soustavy... 15 3.2.1 Tradiční vázané krovy:... 16 3.2.2 Vazníkové soustavy... 23 3.3 Sklon střechy... 31 3.4 Střechy dle rozpětí... 31 3.5 Střechy dle využitelnosti podkroví... 31 3.6 Střechy dle prosvětlení podstřešních prostorů... 33 3.6.1 Vnitřní klima podstřešního prostoru světelná složka... 33 3.6.2 Proslunění dle Vyhlášky č. 268/2009... 33 3.6.3 Prosvětlující konstrukce půdního prostoru:... 34 3.7 Tesařské spoje:... 40 3.8 Spojovací prvky:... 43 3.8.1 Dřevěné... 43 3.8.2 Kovové... 46 4 METODIKA... 50 5 ŘEŠENÍ A JEHO VÝSLEDKY... 52 5.1 Typy krovů dle konstrukce krovu... 52 5.1.1 Pultová střecha stojatá stolice... 52 5.1.2 Sedlová střecha hambalkový krov... 54 5.1.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 55 5.1.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 56 5.1.5 Valbová střecha stojatá stolice... 57 7

5.1.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 58 5.1.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 59 5.1.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník 60 5.2 Hodnocení typu krovů dle ceny a spotřeby řeziva krovu... 60 5.2.1 Pultová střecha stojatá stolice... 61 5.2.2 Sedlová střecha hambálkový krov... 61 5.2.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 61 5.2.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 61 5.2.5 Valbová střecha stojatá stolice... 61 5.2.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 62 5.2.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 62 5.2.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník 62 5.3 Hodnocení typu krovů dle rychlosti výstavby... 72 5.3.1 Pultová střecha stojatá stolice... 72 5.3.2 Sedlová střecha hambalkový krov... 72 5.3.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 72 5.3.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 73 5.3.5 Valbová střecha stojatá stolice... 73 5.3.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 73 5.3.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 73 5.3.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník 74 5.4 Hodnocení typu krovů dle tvarové vhodnosti do zástavby... 74 5.4.1 Pultová střecha stojatá stolice... 75 5.4.2 Sedlová střecha hambalkový krov... 76 5.4.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 77 8

5.4.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 78 5.4.5 Valbová střecha stojatá stolice... 79 5.4.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 80 5.4.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 81 5.4.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník...82 5.5 Hodnocení typu krovů dle možnosti prosvětlení... 83 5.5.1 Pultová střecha stojatá stolice... 83 5.5.2 Sedlová střecha hambalkový krov... 83 5.5.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 83 5.5.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 83 5.5.5 Valbová střecha stojatá stolice... 84 5.5.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 84 5.5.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 84 5.5.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník 84 5.6 Hodnocení typu krovů dle využitelnosti podkroví... 85 5.6.1 Pultová střecha stojatá stolice... 89 5.6.2 Sedlová střecha hambalkový krov... 90 5.6.3 Mansardová střecha ležatá stolice... 91 5.6.4 Oblouková střecha sbíjený vazník... 92 5.6.5 Valbová střecha stojatá stolice... 93 5.6.6 Sedlová střecha sbíjený vazník... 94 5.6.7 Oblouková střecha lepený lamelový vazník... 95 5.6.8 Sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin sbíjený vazník 96 6 DISKUZE... 97 7 ZÁVĚR... 99 9

8 SUMMARY... 100 9 SEZNAM LITERATURY... 101 10 PŘÍLOHY... 104 10

1 ÚVOD Obecně platí, že střecha je stavební konstrukce nad chráněným nebo vnitřním prostředím a je vystavená přímému působení nepříznivých účinků povětrnosti. Podílí se na zabezpečení požadovaných parametrů prostředí v objektu. Podle sklonu vnějšího povrchu krytiny rozeznáváme tři základní druhy střech, a to ploché, šikmé a strmé. Každá šikmá střecha se skládá z vrstev, které plní nosnou, hydroizolační, tepelně izolační, spádovou, ochranou, účelovou a další funkce v závislosti na charakteristických vlastnostech materiálů a jejich konstrukčním uspořádání. Z hydroizolačního hlediska zabezpečuje krytina ochranu podstřešních prostor a některých vrstev střechy před atmosférickou vodou ve všech skupenstvích. Nejrozšířenějším druhem střechy u nás jsou střechy šikmé. Představují 60 70% z celkového množství střech. Šikmá střecha jako součást obalové konstrukce budovy se aktivně zúčastňuje tvorby umělého životního prostředí tím, že chrání budovu před komplexními účinky vnějšího klimatu. Dobrý vzhled střechy je výrazně ovlivňován druhem použité krytiny i její kvalitou a precizností odborných prací, které s realizací střechy souvisejí (Hájek, 2002). U původních šikmých střech sloužil prostor nad poslední stropní konstrukcí a pod střešní konstrukcí jako prostor pro uskladnění různých věcí nebo pro sušení prádla. Skládaná střešní krytina umožňovala poměrně volné proudění vzduchu v podkroví a maximální ochranu před nebezpečím kondenzace a hromaděním vlhkosti. Zásadní přelom představuje pro šikmé střechy doba, kdy zavládla snaha ekonomicky zhodnotit každý obestavěný a překrytý prostor, tj. získat z původní nezateplené půdy plně obyvatelný a zateplený podkrovní prostor. Tímto využitím dochází k podstatným změnám tepelných a vlhkostních podmínek ve střešním plášti, protože jeho úkolem již není pouhé zajištění ochrany před klimatickou vodou a vlhkostí, ale zajištění příznivého vnitřního prostředí i z hlediska tepelně-technického, akustického a hygienického. Vzhledem k trvalému pobytu osob vzrůstají rovněž požadavky na požární bezpečnost budov. Takovýto typ střešního pláště šikmé střechy neumožňuje volné proudění v podkrovním prostoru (Oláh, 2002). 11

2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je na zadaný půdorys 10 15m navrhnout různé varianty dřevěných nosných systémů zastřešení (krokvové, vaznicové, vazníkové) a různých tvarů (pultový, sedlový, mansardový, obloukový, apod.) Následně je porovnat a vyhodnotit dle daných kritérií, jako je spotřeba dřeva a jeho cena, způsob výroby a montáže, rychlost výstavby, využitelná podkrovní plocha a další. Také lze zohlednit možnost osazení osvětlovacích prvků jmenovitě střešních oken a vikýřů. Navržené varianty zastřešení budou doloženy výkresovou dokumentaci v příloze práce. 12

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Obecné rozdělení šikmých střech podle různých kritérií dělíme například na: Střechy podle tvaru střešní roviny Střechy podle konstrukčního systému a soustavy Střechy dle sklonu Střechy dle rozpětí Střechy dle využitelnosti podkroví Střechy dle prosvětlení aj. 3.1 Rozdělení sklonitých střech dle tvaru (Oláh, 2002) Sedlová střecha Pultová střecha Valbová střecha Polovalbová střecha (Obrázek 1 valbová zhotovená v horním nebo dolní části) Stanová střecha Mansardová střecha Kuželová a věžová (nepoužívají se bytovou výstavbu) a pilová (většinou výrobní objekty) Tvary sklonitých střech lze vidět na obrázku 1. Obr. 1 Tvary sklonitých střech (Oláh, 2002) 13

Obr. 1. pokračování: Tvary sklonitých střech (Oláh, 2002) 14

3.2 Konstrukční systémy a soustavy Rozdělení dle: Krovové soustavy šikmých a strmých střech Vazníkové soustavy zastřešení Rámové soustavy zastřešení Obloukové soustavy zastřešení Střešní konstrukce a objekty z textilních membrán Visuté a zavěšené střešní konstrukce Skořepinové a lomenicové střešní konstrukce (Vlček, 2001) Obr. 2 Krokvové, vazníkové, rámové a lomenicové konstrukce (Vlček, 2001) Dále se podrobněji budeme zabývat jen systémy, které byly vybrány pro řešenou problematiku. U některých konstrukčních systémů bude využití i různých tvarů (mansarda, valba, polovalba atd.) 15

3.2.1 Tradiční vázané krovy: Krov je hlavní nosnou konstrukcí zastřešení. Přenáší hmotnost střešního pláště a zatížení působící na plášť do svislých nosných konstrukcí budovy, tj. do stěn, sloupů a pilířů. Tyto svislé nosné konstrukce budovy smějí být zatěžovány krovem jen ve svislém směru. Proto se šikmé tlaky, vyskytující se v krovu, zachycují kleštinami, ocelovými táhly nebo vazními trámy. Krovy se sestavují ze základních tesařských konstrukcí. Každý krov musí být dostatečně tuhý v příčném i podélném směru. V příčném směru se statické tuhosti dosáhne soustavou trojúhelníků, vytvořených jednotlivými konstrukčními prvky; ve směru podélném se této tuhosti dosáhne pásky nebo zavětrovacími prvky ve střešní rovině, tzv. Ondřejovými kříži. Konstrukce krovu musí být řádně zakotvena v podporách. Protože se již některé soustavy dřevěných krovů nepoužívají a můžeme se s nimi setkat pouze při adaptacích, pojednáváme o nich jen stručně. Jinak se klasické dřevěné konstrukce uplatňují především v individuální bytové a rekreační výstavbě a při rekonstrukcí (Hájek 1999). Krokvová soustava: Patří mezi nejjednodušší krokvové konstrukce. Skládá se pouze ze základních párů krokví spojených pouze v hřebeni a osazených na pozednice uložené na svislých nosných stěnách. Krokve se u prosté krokevní soustavy navrhují ze stejných nebo velmi podobných profilů jako u hambálkové soustavy. Volná délka krokve je závislá na zatížení a zvoleném průřezu a běžně se uvažuje max. 5m. Horní konec krokve je ukončen na sraz a spojen s příložkami stavebními hřebíky. Velmi důležitým spojem je uchycení pozednice do nosného zdiva. Pro eliminaci vodorovných složek sil vyvolaných od zatěžovacích stavů se pozednice kotví (pásovou oceli přetočenou o 90, ocelovými L profily apod.). Podélné ztužení soustavy se provádí pomocí prken, které jsou přibity ze spodní strany krokví ve směru diagonály střešního pláště. Ztužení v rovině krokví jen na základě statického posouzení možno nahradit celoplošným bedněním kladeným pod úhlem 45 ke krokvím. Soustava krokevní je vhodná na malé stavby s rozpětím max. 6m. Sklon střechy bývá asi 45 (Horák 2002). 16

3.2.1.1 Vaznicová soustava Další rozdělení podle konstrukčních systémů, jak uvádí (Václav Hájek 1999), nejrozšířenějším typem vázaných krovů, je vaznicová soustava. Nosné prvky jakožto krokve jsou kladené ve stejné rovině rovnoběžně se sklonem střechy, jsou podporovány vodorovnými vaznicemi a vaznicemi podepřené zdmi zvané pozednice. Název soustavy je odvozen od hlavních vodorovných prvků, vaznice, ty jsou neseny ve vzdálenosti 4 až 4,5m plnými vazbami (stolicemi). Každá plná vazba přenáší zatížení pomocí vzpěr a sloupků do vazního trámů. Vazní trám přenáší zatížení do nosných zdí. Všechny prvky přenášející zatížení do Vazního trámu mají být osazeny co nejblíže svislým podporám trámu, aby nevznikal nebezpečný ohyb, který by mohl ohrozit stabilitu nosné konstrukce krovu. Vazní trám je vetknut v nosných zdí. Krokve jsou šikmé nosné prvky krovu, které jsou od sebe vzdáleny 900 až 1100mm, na vrcholu jsou spojeny nárožním čepem, tenčí krokve se přeplátují. Krokve jsou podepřeny vaznicemi středními, vrcholovými a pozednicemi. Krokev nesmí být opřena o římsu. Jsou kotveny hřeby, osazeny osedláním, u vrcholové vaznice jsou krokve spojené zadrápnutím. Vzdálenost osedlání na vaznicích je 3,6 až 4,5m. Není-li přítomna vrcholová vaznice tak vzdálenost od vaznice po vrchol je max. 2,5m. Převislé konce krokví nemají být delší než 1 až 1,5m. Další vodorovné nosné trámce, které jsou zatíženy krokvemi a namáhané na ohyb v jalových vazbách, v plných vazbách jsou podepřeny sloupky. Rozeznáváme vaznice vrcholovou a střední, jejich název vyplívá z výšky (umístění) podepření krokví. Pozednice se nazývá vaznice okapová, která leží na nadezdívce a roznáší zatížení z krokví do svislých nosných konstrukcí. Pozednice jsou kotveny v místech plných vazeb a u ležatých stolic je zapotřebí kotvit do zdí nebo stropu po 1,5 až 2m. Sloupky jsou svislé nosné prvky, které jsou podporovány vazními trámy. Hlavní funkce sloupků je podpírání vaznic v plných vazbách. Bývají čtvercového průřezu. Sloupky se čepují nebo se zapouštějí do vaznic a taktéž do vazních trámů, spoje jsou zajištěny skobami a kolíky. V příčném směru je krov v plných vazbách ztužen kleštinami a vzpěrami, kleštiny zachycují vodorovné složky šikmých tlaků způsobené krokvemi, na pozednice, vaznice, ke krokvím a sloupkům se připojí kampem. (Kleštiny můžeme spojit s krokvemi a sloupky lípnutím). 17

Čepované spoje užíváme k ukotvení pásků do vaznic a sloupků, které ztužují krov v podélném směru, zkracují volnou délku vaznic. Stojatá stolice (Obrázek 3) má vaznice podepřeny svislými sloupky. U ležaté stolice (Obrázek 4) jsou vaznice krovu podepřeny šikmými sloupky nebo vzpěrami. U ležaté stolice se přenáší zatížení do vazního trámu, ale blíže nosným zdím. Obr. 3 Stojatá stolice (http://k-woodprojekt.sweb.cz/krovy.htm, 2013) Obr. 4 Ležatá stolice (Jeřábek, 1955) 18

3.2.1.2 Valbové střechy Krov je zkonstruován podstatě stejně jako u sedlových střech, střední vaznice a pozednice tvoří vaznicový věnec, který musí být podepřen v místech lomů tj. pod nárožím a také každý čtvrtý metr (Obrázek 5). Nárožní krokve mají vetší průřez než normální krokve, protože jejich volná délka a zatížení je větší než u normálních krokví. Průřez nárožních krokví má tvar pětiúhelníku, tvar je odvozen ze sklonu střechy, podle dvou sousedních rovin střechy. Doporučuje se, aby vrcholová vaznice byla podporovaná na koncích. Na čtvercový půdorys se volí zastřešení stanové střechy (Hájek 1999). Obr. 5 Řešení valbové střechy o rozponu 8 11m (Hájek 1999) 19

3.2.1.3 Hambalková soustava Podle (Štefka, 2009): Rozdíl od vaznicové soustavy je v plnosti vazeb, všechny vazby jsou plné. Nosné prvky krovu jsou krokve, kleštiny, vaznice, pozednice a hlavní vodorovné výztuhy nazývané hambalky, zajišťují tuhost v rovině vazby, jsou to laicky řečeno masivnější kleštiny (Obrázek 6, 7). Výškově a rozměrově jsou stejné, liší se v šířce, která je dvojnásobně větší. Tato soustava nevyžaduje vazný trám. Rozpon udává počet hambalku. Tuhost v podélném směru zpravidla ztužení střešního pláště zajišťují šikmo nabitá prkna diagonální prkenný záklop nebo velkoplošný materiál např. desky OSB. Je možnost zajistit v některých případech prostorovou tuhost ztužidlem, umístěnému spoji mezi kleštinou a hambálkem. U hambalkových soustav je důležité zachytit horizontální síly v místě osedlání krokví nad stěnou, a to s pomocí kovových kotev. U krovů s větším rozponem je značná vodorovná složka a u zděných staveb může být problematické nadimenzovat železobetonový věnec. Obr. 6 Axonometrie hambalkového krovu (Jeřábek, 1955) 20

Obr. 7 Novodobý hambalek (http://k-woodprojekt.sweb.cz/krovy.htm (2013). 3.2.1.4 Mansardové krovy Má lomené střešní plochy, tento typ zastřešení byl volen z architektonického ztvárnění a podkrovního prostorů. V místě lomu bývá zpravidla umisťována střední vaznice, na kterou jsou osedlány krokve obou rovin. Plnou vazbu jako ostatní soustavy mají tři až čtyři prázdné vazby, skládající se z krokví a vaznic. Prostorovou tuhost zajišťují pásky, šikmé vzpěry a kleštiny, u pozednic je podstatné ukotvení (Obrázek 8), protože je střecha namáhána účinkem větru. (Štefko, 2009) Obr. 8 Svislý řez plnou vazbou krovu a ležatou stolicí (Kadlecová, 2008) (Kadlecová, 2008) ve své knize uvádí: Mansardové střechy se navrhovaly hlavně na budovách s půdorysně většími rozměry (Obrázek 9). Mansardovým zastřešením se zastřešovaly budovy i se štíty, které mohou mít valbu i polovalbu, pultové zastřešení je 21

méně časté. Mansardové střechy jsou složeny ze dvou střešních ploch a to nejen ve volbě rozdílných sklonů, ale i v kombinaci střešních ploch. Mansardové střechy lze volit složením z rovinných střešních ploch, nebo v kombinaci střešních ploch zakřivených s plochami rovinnými. Varianty konstruování jednotlivých typů mansardových střech, je odvozováno od oblastních zvyklostí, tak vznikly různé typy střech, například první, původní francouzská mansardová střecha nebo vídeňská střecha anebo třeba mansardová střecha německá. V praxi se navrhovali střechy na světlost 8 10 m, 10 12 m a 12 15 m. Jsou známé dvě varianty pro rozpon 8 10 m. První varianta je určena pro budovy se střední nosnou zdí, která přenáší část zatížení. Druhá varianta se používala pro budovy bez středních zdí. Podle volby varianty se odlehčil či ne vazní trám a podle toho se navrhovali věšadla se šikmými vzpěrami, které přenášeli zatížení blíže k obvodovým nosným stěnám. U novodobých mansardových střech, podkroví se klade důraz na ekonomickou stránku, mansardové střechy se realizují hlavně na stávajících budovách. Jedná se zpravidla o městská sídliště s panelovými domy. Podkrovní byty jsou velice atraktivní a díky svým konstrukčním řešením umožňují větší využití zastřešených ploch. U mansardového typu zastřešení lze použít jako mezonetové byty. Tento typ zastřešení se může zrealizovat jak z dřevěného či ocelového materiálu. Obr. 9 Ukázka různého způsobu konstruování tvarů mansardových střech (Kadlecová, 2008) 22

Konstrukční řešení obytného podkroví mansardových střech: Obytná podkroví mansardových střech nabízejí velkou možnost dispozičního řešení než je u například u běžného podlaží bytového domu. Mansardové střechy s většími sklony umožňují větší využitelnost plochy podstřeší oproti střechám sedlovým. V poslední době se setkáváme často s podkrovím u mansardových střech, je možno zrealizovat toto zastřešení jak na nástavbách stávajících objektech a také na novostavbách. U půdní nástavby vzniká problém z hlediska statického posouzení nosných stěn, stropů i základových konstrukcí. Dále je nutno dořešit dostatečnou dispoziční volnost stávajícího podstřešního prostoru, také se musí zohlednit požadovanou světlou výšku, tento požadavek vyvolává nejčastěji úpravu vodorovných krovových konstrukcí, jedná se zejména o zvednutí horních kleštin a středních vaznic nebo odstranění části vazného trámu u plných krovových vazeb. Vážným problémem může být prodloužení stávajícího schodiště. Také napojení stávajících instalací může znamenat finanční náklady. U podkroví nového objektu většinou všechny problémy odpadají (Kadlecová, 2008). Jak uvádí Straka (2013): 3.2.2 Vazníkové soustavy Vazníky jsou hlavními nosnými dílci střech vazníkového systému. V konstrukcích šikmých střech se používají zejména vazníky dřevěné, ocelové případně kombinované ze dřeva a oceli. Pokud se týká tvarů a uspořádaní prutů, nejde o soustavy novodobé, ve střešních konstrukcích se používají již dlouhodobě, ať již jde o vazníky ocelové, dřevěné, nebo kombinované ze dřeva a oceli. V současné době se ale vyrábějí vazníky, u nichž se uplatňují nové technologie výroby, nové typy spojovacích prostředků (vazníky se zalisovanými styčníkovými deskami, vazníky s vkládanými styčníkovými plechy, vazníky se speciálními spojovacími ocelovými prvky, případně i s dalšími typy spojů) a sortiment průřezů z rostlého i lepeného dřeva s vlastnostmi ověřenými vizuální, respektive strojní kontrolou. Jak píše (Štefko, 2009) nosnou část soustavy jsou vazníky, jsou uložené příčně ve vzdálenosti 0,9 až 1,2m v případě nabití laťování nebo bednění přímo na vazníky v druhé variantě je možná vzdálenost 3,5 až 4m pokud střešní plášť nesou vazničky. 23

Podle konstrukce rozdělujeme vazníky na příhradové a plnostěnné. Příhradové jsou hřebílkované, lepené a sborníkované. Obr. 10 Typy střešních vazníků (Jeřábek, 1955) 3.2.2.1 Plnostěnné vazníky: Jsou lepené a hřebílkované. Je nutné taktéž zabezpečit tuhost konstrukce jak v podélném směru, tak i v rovině střechy. Ondřejskými kříži vyřešíme zavětrování 24

v rovině v podélném směru. V rovině střechy zavětrujeme první, poslední a alespoň každé páté pole. Přednost vazníkových soustav je v nízké spotřebě řeziva a uplatňují se pro zastřešení s malým spádem střešní roviny a na velká rozpětí a podkrovní prostor je zpravidla nevyužitelný, to se pak odvíjí od výšky nadezdívky a typu zastřešení při mansardovém typu, což se spojí 2 a více vazníků dohromady, tak je plně využitelná podkrovní část. Podle (Štefko, 2009): 3.2.2.2 Příhradové vazníky sbíjené: Příhradové vazníky sbíjené (Obrázek 11) mají přednost z pohledu jednoduché výroby a nákladů na výrobu. Kladou se v osové vzdálenosti 1,2, 1,5 a také 3,0 m. Vazníky se skládají ze dvou tlačených horních pásů a spodního taženého pásu. Pásy (pásnice) jsou navzájem spojené příhradovinou, jmenovitě vzestupnými a sestupnými diagonálami a svislicemi. Na sbíjené vazníky jsou použity prkna délky 2,5 až 3,5 m a šířky 100 až 180 mm. Horní a dolní pás je ze dvou nebo tří prken, příhradovina je z jednoho, dvou prken. Příhradovina může být ztužena latí, za použití z jednoho prkna. Vazníky se ukládají na průběžná prkna nebo na podklady z fošen zakotvené. Při výrobě je důležité brát v úvahu nadvýšení spodního pásu, rovno 1/200 rozpětí. Nadvyšuje se, aby spodní podhled vazníku i při plném zatížení zůstal vodorovný. Výška vazníku sedlového tvaru bývá 1/5 až 1/6 rozpětí. Rozložení výztuže příhradovinou mezi pásy se volí podle zatížení. Smysl působení sil je do styčníků. Podélné vyztužení zabezpečuje svislou polohu vazníků. Vyztužují se kříži z prken nebo fošen ve dvou svislých rovinách, symetricky od podélné osy, případně ve střešní rovině. 25

Obr. 11 Konstrukce sbíjeného příhradového vazníku (Štefko, 2009) 3.2.2.3 Příhradové vazníky svorníkové s hmoždíky: Užití nalézá ve větších rozponech ve větších jak 12 m rozponech. Vyrábí se ze silnějšího řeziva než konstrukce sbíjené a to z fošen tloušťky 50 až 80 mm a šířce 140 až 240 mm. Ve styčníkových spojích jsou svorníky, kterými je konstrukce sešroubovaná. Tuhost ve spojích zajišťují hmoždíky, ty se zatlačí do dřeva díky šroubování. Půdorysné uspořádání máme dvojí. Nejčastější vazníky se sklonem 20, ukládají se v půdorysné vzdálenosti po 3,6 m a rovnoběžně s okapem nesou vazničky. Pro sklon od 33 jsou vazníky taktéž osově vzdáleny 3,6 m, ale po 900 mm jsou jalové vazby z fošen 60/120 mm, stažené kleštinami. Jalové vazby jsou podepřeny vaznicemi, které jsou sbíjené a mají rozměry 2x 60/140 mm. Vaznice plní funkci ztužovací v podélném směru. Častěji se používají vazníky se sklonem do 20, jejichž spodní pás má navýšení 1/200 rozpětí. Vazníky jsou osazeny na podložkách z tvrdého dřeva o tloušťce 30 mm, šířce 150 až 250 mm a délce 300 až 400 mm nebo do ocelových kotvících prvků. Impregnované podložky se kotví do zdiva. 26

3.2.2.4 Příhradové vazníky s deskami s prolisovanými trny: Tento typ je charakteristický použitím oboustranné spojení styčníků za pomocí plechových ocelových a pozinkovaných desek s trny (Obrázek 12), ty se zalisují do dřeva. Tímto typem vzniká tuhý spoj a jedná se o prefabrikovanou výrobu. Tyto vazníky jsou cenově výhodné. Jsou vyráběny vcelku s rozpětím 3,6 až 7,2 m, ostatní se skládají ze dvou částí, ale ty se spojují až při montáži. Vazníky v půdorysném směru jsou osově vzdáleny 1,2 m. Tvar vazníku je sedlový se sklonem 22. Obr. 12 Příhradový vazník s deskami s prolisovanými trny (http://www.cz.all.biz/prihradove-vazniky-g54487, 2013) 3.2.2.5 Lepené příhradové vazníky: Styčníky jsou lepeny pomocí styčníkových desek z překližek nebo desek OSB. Jsou známi svou přesností výroby a tuhosti konstrukce, takže konstrukce po čase nemění podstatně tvar. Je možno použít jako alternativu styčníkových desek, ocelové plechy vkládané do vyřezaných drážek v pásnicích a diagonálách. Plechy jsou úplně schovány v konstrukci. Spoje jsou realizovány za užití kovových kolíků. Lepené lamelové nosníky: Obvykle se používá pro prvky větších průřezů, délek, silně namáhané a zakřiveného nebo zalomeného geometrického tvaru (Obrázek 15). Z lepeného dřeva, s horizontálně kladenými lamelami, jsou zpravidla vyráběny nosníky velkých rozpětí, sloupy, rámy, oblouky a hlavní nosné prvky prostorových soustav. Podstatně však narůstá využívání lepeného lamelového dřeva i pro prvky běžných délek a průřezových rozměrů, jako jsou krokve, vaznice, nosníky sloupy, a další součásti konstrukcí. V průřezech menších výšek mohou být lamely orientovány svisle. Jednotlivé přířezy-lamely se vzájemně 27

spojují lepeným zubovitým spojem a vytvářejí tak délkově nekonečnou lamelu. Po vyfrézování lamel se nanáší lepidlo a lamely se zalisují. Konečná úprava lepených dílců spočívá ve frézování bočních stran po odstranění zbytků lepidla. Tím se dosáhne rovinného povrchu s velmi estetickým vzhledem. Výhody lepeného dřeva vyplývají již z technologického procesu jeho výroby. Jedná se o vysokohodnotný konstrukční material, který má řadu předností oproti rostlému dřevu homogennější skladbu průřezu, vyšší hodnoty mechanických charakteristik, možnost kombinace lamel různé pevnosti, podstatně vyšší odolnost proti vzniku trhlin, vyšší požární odolnost, možnost vyrábět prakticky libovolné geometrické tvary prvků a dílce velkých průřezových rozměrů a délek (Straka, 2013). Konstrukční spojování (Obrázek 13, 14) Obr. 13 Obr. 14 Obr. 13 Konstrukční řešení montážního styku lepených rámových žeber prostřednictvím vloženého plechu a kolíkových spojovacích prostředků (Štefko, 2009) Obr. 14 Patní čepové ložisko lepeného rámového žebra (Štefko, 2009) 28

Obr. 15 Vazníky z lepeného lamelového dřeva (Štefko, 2009) 3.2.2.6 Dřevěné příhradové kombinované vazníky: U vazníků používáme různé prvky tak, aby se využily vlastnosti materiálu. Ohýbané prvky jsou lepené, tlačené jsou z hraněného řeziva a tažené z oceli. Vazníky jsou ekonomické a při použití tohoto typu je spotřeba 0,025 m 3 na 1 m 3. Tvar vazníku se odvíjí od rozponu, stropního podhledu a druhem krytiny (Obrázek 16). Obr. 16 Kombinovaný nosník s diagonálami z profilovaných pechů (Štefko, 2009) 29

3.2.2.7 Dřevěné nosné střešní konstrukce mansardového zastřešení: Je možné konstrukci mansardového zastřešení použít i varianty příhradových vazníků (Obrázek 17), vyráběné z dřevěných deskových přířezů vzájemně spojovaných zalisovanými ocelovými deskami z pozinkovaného nebo nerezového plechu. Příhradové vazníky jsou vyráběny individuálně dle tvarů mansardové střechy nebo jsou sestaveny přímo na stavbě složených ze samostatných vazníků z horní střechy a ze spodních prvků, plnících nosnou část spodní střešní plochy, které jsou předsazeny před svislou obvodovou stěnou. Obrázek 24 nám přibližuje části, konstrukční prvky příhradového vazníku Novodobé mansardové střechy nemají již původní tvarovou měkkost. Nové zrealizované mansardové střechy se vyznačují rovnými liniemi střešních ploch. Ale projektanti se snaží uplatnit staré klasické tvary. Převládají rovné střešní plochy, také u ukončení střechy u římsy a přechodu římsy do obvodové stěny. K tomuto případu napojení střechy k římse slouží námětek, který je kotven ke krokvi. Dočasné mansardové střechy je možno realizovat i jako tzv. falešné střechy - to znamená, že u obvodových stěn se předsadí pomocná konstrukce, která tvoří spodní střešní plochu. V rovině stropní konstrukce podkrovního podlaží je zlom střešních rovin, ve kterém přechází spodní střecha do horní. Lom střešních ploch může být zdůrazněn římsou nebo okapovým žlabem ale je možné použít lomenou tašku střešní krytiny. Obr. 17 Ukázky dřevěných příhradových mansardových vazníků (Kadlecová, 2008) 30

3.3 Sklon střechy Rozdělení střech dle ČSN 731901, rozdělení dle sklonu vnějšího povrchu: plochá střecha 5 α šikmá střecha 5 < α 45 strmá střecha 45 < α < 90 Obr. 18 Sklony střech (Hirčko, 2002) Sklon střechy je závislý na rozpětí budovy, konstukci krovu, na druhu krytiny a na klimatických podmínkách. Sklon střechy je udáván v projektové dokumentaci podle výšky střechy (hřebene) nebo úhlem, který svírá rovina krokví s rovinou podlahy. (Kydlíček, 1971). 3.4 Střechy dle rozpětí Osové vzdálenosti podpor můžeme rozdělit střešní nosnou konstrukci, jak píše ve své práci Horák (2002) na: Malorozponová (do 10 12 m) Středorozponová (12 36 m) Velkorozponová (více jak 36 m) 3.5 Střechy dle využitelnosti podkroví Vyšetříme li poměry jednotlivých sklonů střech s ohledem na využitelnost podstřešního prostoru (Obrázek niže napsat cislo), vidíme, jak využitelný prostor klesá se sklonem střechy. Při těchto úvahách vycházíme z ustanovení ČSN 734301 Obytné budovy, jež předepisuje výšku podkrovních místností v rodiných domecích na 2,30m a 31

výšku stěny u šikmého stropu na 1,60m. Krajní případ, kdy je podchodná výška pouze ve vrcholu podkrovního prostoru, vyžaduje sklon střechy 1:2,1 (Hájek, 1996). Obr. 19 Ovlivnění sklonu střechy při využitelnosti půdního prostoru. (Hájek 1996) Obrázek 19 nám dává představu, kolik podkrovního prostoru budeme moci účelně využít. Celkovou situaci, a to i u střech s menším sklonem, podstatně příznivěji ovlivňuje stav, kdy krov spočívá na pozednici uložené na půdní nadezdívce (nebo na okapové vaznici uložené na sloupcích nebo na příložkách). Čím je půdní nadezdívka vyšší, tím více se zvětšuje využitelný prostor podkroví (Obrázek 19, 20), (Hájek 1996). 32

Obr. 20 Vliv nadezdívky při využitelnosti půdního prostoru (Hájek 1996) K využití podkroví je méně příznivá střecha valbová, která má střešní roviny na všechny strany obdélníkového půdorysu, tedy dešťová voda stéká na všechny čtyři strany. Navíc přímé osvětlení je nutno řešit jiným způsoben než u střechy, která má pro okna k dispozici štítové zdi. Ještě méně vhodný, spíše nevhodný, je k využití podkroví tvar střechy stanové (Hájek, 1996). 3.6 Střechy dle prosvětlení podstřešních prostorů 3.6.1 Vnitřní klima podstřešního prostoru světelná složka Světelný komfort lze zejména v podkroví zajistit transparentními konstrukcemi v šikmé rovině střechy (střešní okna), vikýř a osazením oken do zářezu střešní konstrukce. Největší přísun slunečního záření a tím i dlouhovlnné tepelné složky je možno pro interiér získat při použití střešních oken. Požadavky na návrh transparentních výplní jsou deklarovány v normách (Oláh, 2002). 3.6.2 Proslunění dle Vyhlášky č. 268/2009 11 Denní a umělé osvětlení, větrání a vytápění U nově navrhovaných budov musí návrh osvětlení v souladu s normovými hodnotami řešit denní, umělé i případné sdružené osvětlení, a posuzovat je společně s vytápěním, chlazením, větráním, ochranou proti hluku, prosluněním, včetně vlivu okolních budov a naopak vlivu navrhované stavby na stávající zástavbu. 33

13 Sb. o technických požadavcích na stavby Prosluněny musí být všechny byty a ty pobytové místnosti, které to svým charakterem a způsobem využití vyžadují. Přitom musí být zajištěna zraková pohoda a ochrana před oslněním, zejména v pobytových místnostech určených pro zrakově náročné činnosti. Byt je prosluněn, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. Při posuzování proslunění se vychází z normových hodnot. U samostatně stojících rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být součet podlahových ploch prosluněných obytných místností roven nejméně jedné polovině součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu. 3.6.3 Prosvětlující konstrukce půdního prostoru: Půdní vestavby a nástavby prosvětlované vikýři a střešními okny se v praxi vyskytují jako součást nově realizované budovy včetně obytného podkroví, jako nová půdní nástavba stávající budovy nebo jako vestavba do stávajícího nevyužívaného podstřešního prostoru. Polohu vikýřů a střešních oken na střeše ovlivňuje několik činitelů. Je to především dispoziční řešení navrhované půdní vestavby, umístění a účel osvětlované místnosti, sklon střechy, druh stávající nebo navrhované konstrukce krovu, poloha nosných stěn nižšího podlaží a možnost jejich zatížení konstrukcí vestavby i případně vikýři. V neposlední řadě je třeba brát zřetel na architektonické pojetí celého objektu (Košíčková, 2007). 34

3.6.3.1 Vikýře: Vikýř otvor ve střeše krytý stříškou. Slouží k větrání a osvětlení půdních prostor a mansard. V minulosti byly vikýře jen střešní otevřené přístřešky. V období gotiky, baroka a dalších se stávají vikýře výrazným architektonickým prvkem. Často je konstrukce spojena se zvýšenou atikovou zdí a bezprostředně navazuje na členění fasády. Vystavování vikýřů je bezprostředně spojeno s využíváním půdních prostor k obývání. Je třeba si uvědomit, že vikýř je architektonicky nejvýraznějším prknem půdních nástaveb (vestaveb) a podstatně ovlivňuje celkový vzhled objektu. Umístění může být dvěma způsoby, a sice takové, že čelní lícuje obvodovou stšnu přičemž vystává výhoda vytvoření větší hloubky místnosti (závisí také na tvaru a šířce konstrukce). Druhá možnost je odsazení vikýře od obvodové zdi. Zde je vhodná připomínka, čím dále je čelní zeď vikýře odsazena od obvodové zdi, tím nižší může být okno vikýře, a tím vyšší musí být jeho parapet, tj. přímá souvislost mezi výškou okna a parapetu, pokud nebude před oknem vytvořena ve střešní šikmé ploše plocha rovná. Geometrické tvary vikýřů (Obrázek 21) mohou být: trojúhelník, obloukový útvar, obdélník se sedlovou nebo valbovou stříškou. Vikýře mohou být jednotlivé (s jedním oknem) nebo průběžné (s více okny). Rozhodujícím kritériem pro návrh je celkový architektonický výraz objektu a mnohdy respektování nosné konstrukce objektu. Problematika se týká rovnocenně nástaveb sedlových i mansardových tvarů. Zcela odlišně působí vikýře ve střeše přízemního případně dvoupodlažního objektu menšího půdorysného rozsahu a ve střeše šestipodlažního rozsáhlého objektu při stejných tvarech. Častým a vhodným řešením při návrhu vikýřů do střešního pláště je kombinace se střešními okny a lodžiemi (Spáčil, 2000). 35

Obr. 21 Typy vikýřů (Dubois Petroff, 2005) 3.6.3.2 Střešní okna: Jedním z podstatných prvků půdních nástaveb, který formuje jejich výsledný vzhled, je střešní okno. Na jeho kvalitě a umístění velmi závisí výsledný komfort podstřešního bydlení. Okno je poměrně složitý konstrukční činitel z důvodu mnoha funkcí na něj kladených. 36

Funkce střešního okna: Střešní okno je část střešního pláště, kterou většinou vyplňuje průhledný nebo průsvitný materiál. Umožňuje přirozené osvětlení, insolaci, přirozené větrání a vizuální kontakt s okolním a lze ho využít i jako únikovou cestu při požáru. Střešní okno je nejexponovanější prvek budovy a jeden z určujících prvků tvorby optimálního umělého životního prostředí. (Spáčil, 2000) Osvětlení místností obytného podkroví střešními okny: Střešní okna jsou oblíbená pro své snadné zabudování do střešního pláště. Sériová výroba je na vysoké technické úrovni. Poruchovost může být způsobena špatným zabudováním do střešní roviny a chyba zabudování není způsobena vlivem závadných konstrukčních prvků. Je možné střešní okno kombinovat s jinými osvětlovacími prvky, které v zimě nezapadávají sněhem a ze kterých je přímí výhled do exteriéru. Osvětlení obytného podkroví běžnými okny zabudovanými svisle do zářezu střechy: Tyto prvky nacházejí své uplatnění u střech s větším sklonu, protože při malém sklonu se musejí zabudovat ve větší vzdálenosti od okapu, aby byl dodržen požadavek dostatečné výšky parapetu a velikost prosklené plochy. Výhody prosklených oken jsou například výhled do krajiny, jak jsme zvyklí. Umožňují větrání v době deště a sněžení. Poruchovost je menší než u střešních oken. Hloubka parapetu je závislá na sklonu střešních rovin, do kterých je zabudován, zpravidla je hloubka parapetu větší. Lodžie: Do stavby integrovaný prostor nepřesahující líc stavby. Rozhodujícím kritériem pro návrh lodžií je dispoziční řešení vnitřního prostoru. Prosvětlení a provětrání interiéru skleněnými stěnami a balkonovými dveřmi, případně okny, se objeví jako optimální. Zvláště pak před obytnými pokoji, kde vytváříme vnější obytný prostor se zelení. Problém s okenními výplněmi se zde přesouvá do řešení podlahy (střechy) lodžie. Z architektonického hlediska působí lodžie nenásilně a mnohdy velmi esteticky, zvláště s doplňkovou zelení. (Spáčil, 2000) 37

3.6.3.3 Porovnání účinnosti osvětlení vikýře a střešního okna Množství světla, které dopadá do podkrovní místnosti vikýřem je ovlivněno velikosti vikýře, tedy velikosti okna v něm umístěným. Zvýšit prosvětlení vikýřem můžeme prosklením obou postraních stěn vikýře. Počet vikýřů je omezený, vikýř nelze libovolně posunovat dle požadavků na vnitřní dispozici. Množství světla dopadající vikýřem průměrné velikosti. Šikmá poloha střešního okna umožňuje prosvětlit prostor do mnohem větší hloubky než okno ve svislé stěně. Je však třeba dodržet maximální požadovanou výšku parapetu 1200 mm. Zvyšování sklonu střechy i snížení osvětlení prostřednictvím střešních oken. Riziko příliš vysokého parapetu lze eliminovat tím, že šikmé střešní okno necháme probíhat i do svislé části nadezdívky, případně až po úroveň podlahy. Pro názornější příklad si představme okno s výškou prosklení jednoho metru: paprsky dopadající na zem pod úhlem 45 procházejí svisle posazeným oknem (100 cm nad podlahou) do místnosti v pruhu asi 70cm a osvětlí podlahu do vzdálenosti dvou metrů. Stejně vysokým oknem ve střeše se sklonem 45 dopadá do pokoje pruh světla 100 cm a prosvětlí prostor do hloubky 2,5 metru. Na obrázku lze porovnat prosvětlení dvou prostorů se stejnou podlahovou plochou klasického a podkrovního (Obrázek 22) (Košíčková, 2007). Obr. 22 Jednoduché grafické znázornění prosvětlení půdního prostoru svislým a šikmým oknem (Košíčková, 2007) Kombinace osvětlovacích prvků na střeše jednoho objektu: Často se volí kombinace osvětlovacích prvků, které zajistí optimální dispoziční, ekonomické a architektonické řešení. V dispozici podkroví jsou místností, u kterých je 38

vyžadováno dobré osvětlení například pracovny nebo obývací pokoje kde se vyskytuje příjemný výhled do exteriéru přes vikýře nebo balkonovou prosklenou stěnu spojenou buď se balkónem nebo střešní teráskou. Umožňují kontakt s exteriérem. U koupelen, šaten, WC, komor a chodeb je vhodné volit ekonomicky výhodnější střešní okna. 3.6.3.4 Jednopodlažní a dvoupodlažní obytné podkroví U jednopodlažního obytného podkroví jsou: Prvky denního osvětlení (okna, vikýře balkonová zasklení) ve spodní ploše střešního pláště. V horní ploše jsou osvětlovací prvky pouze pro hrubou orientaci v prostoru, protože horní plocha zakrývá neobyvatelnou půdní plochu. Dvoupodlažního obytného podkroví: Denní osvětlení místností dvoupodlažního obytného podkroví je zajištěno pro každé podlaží samostatně. Pro každé podlaží volíme rozdílné způsoby osvětlení místností s ohledem na hlediska konstrukčního a architektonického. Při použití střešních oken na obě střešní plochy je vzhled stavby jednotvárný a strohý, ale za tato možnost je ekonomicky výhodná. U horního podlaží jsou vyšší nároky na výběr osvětlovacích prvků oken a vikýřů a také na proporční vyváženost. U málo sklonitých střech například sedlové vikýře opticky zvýrazňují střešní rovinu a při velkých rozměrech působí disproporčně. Při návrhu vikýřů jsou vhodnější vikýře trojúhelníkové nebo obloukové bez svislých stěn, ale také vikýře typu,,volské oko. Při zabudování svislých oken při malém sklonu je vhodné je odsunout od zlomu střešních rovin dále do středu dispozice, aby se dosáhla požadovaná výška parapetu a velikost prosklené plochy, jak vyžadují předpisy pro obytné místnosti. Odsun oken má za následek zmenšení obytné plochy a osvětlovaného prostoru. Spodní podkrovní podlaží, které bývá zastřešeno velmi sklonitou střešní plochou, lze osvětlit všemi typy osvětlovacích prvků. Například sedlový vikýř se na sedlové střeše velmi uplatňuje, v této části se uplatňuje u mansardových střech v přijatelných rozměrech s různými osvětlovacími prvky. Osvětlení u mansardových střech lze řešit třemi základními způsoby, případně kombinací: střešními okny, běžnými okny zabudovanými svisle do zářezu střechy a nakonec i vikýři. 39

Obytná podkroví mansardových střech lez navrhnout jako: Jednopodlažní Dvoupodlažní je možno navrhovat jako samostatná podlaží nebo jako mezonetové prostory. Spodní podkroví je propojeno vnitřním schodištěm s horním podlažím. 3.7 Tesařské spoje: Marek Vlastimil (1999) definuje tesařské spoje jako nejstarší spoje dřevěných konstrukcí. Vyžadují kvalifikované provedení. Jejich nevýhodou je, že oproti spojování prvků pomocí různých ocelových přípravků, většinou velmi oslabují spojované prvky (Obrázek 23, 24). 40

Obr. 23 Tesařské spoje (Oláh, 2002) 41

Obr. 24 Tesařské spoje (Oláh, 2002) 42

3.8 Spojovací prvky: Konstrukce dle Štefka (2009) uvádí: a) Dřevěné: kolíky, hmoždíky, spony, klíny, vložená pera, vložky a svlaky. b) Kovové: hřebíky, šrouby (vruty), svorníky, tesařské skoby, plechy, desky a spojky s prolisovanými trny. 3.8.1 Dřevěné 3.8.1.1 Kolíky: Jsou nejjednodušší spojovací prostředky. Zatloukají se do otvoru o průměru 1mm menší než je průměr kolíku, který je 20 30 mm. Houževnatost a životnost zajišťuje zhotovení spoje z tvrdého a trvanlivého dřeva například z Dubu. (Obrázek 25) Obr. 25 Spoj s použitím kolíků (http://www.tfdesign.cz/index.php/konstrukce/spojovaci_prostredky, 2013) 3.8.1.2 Hmoždíky Jsou zpravidla používány se svorníky. Nejmenší povolena výška hmoždíku je 4 cm a největší se rovná 1/5 tloušťky spojovaných prvků (spoje). Na hmoždíky se používá tvrdé dřevo. (Obrázek 26) 43

3.8.1.3 Klíny Zpravidla se používají se svorníky, buď jednotlivě, nebo ve dvojicích, účelem je dolehnutí ploch tesařského spoje. Seříznutí klínu je 1/6 až 1/10 šířky klínu. Jednostranné nebo dvojstranné klíny rozeznáme podle počtu seříznutých boků. (Obrázek 26) Obr. 26 Spoj s použitím hmoždíků a klínů (Štefko, 2009) 3.8.1.4 Vložená pera Vkládají se do drážek vytvořených ve spojovaných dřevech. Tloušťka vložených per se může rovnat maximálně 1/3 šířky spojovaných dřevěných prvků. Pera dělíme podle počtu na jednotlivá, dvojitá, případně několikanásobná a podle průběhu na přerušovaná a nepřerušovaná (Obrázek 27). 44

Obr. 27 Vložené pero (http://prace-se-drevem.spibi.cz/drevo-spoje-nperodrazka.html, 2013) 3.8.1.5 Příložky Používají se vždy se svorníky nebo hřebíky. Jejich délka se zpravidla rovná šesti až osmi násobku tloušťky nebo průřezu spojovaných prvků. Příložky se rozlišují podle umístění na nasazené, zapuštěné a to částečně nebo úplně, podle použitých kusů jsou jednostranné, dvojstranné, čtyřstranné a podle tvaru příložky jsou rovné, ozubené, se zubem (Obrázek 28). Obr. 28 Spoj s příložkami (Štefko, 2009) 3.8.1.6 Vložky Vkládají se zpravidla mezi dva nebo několik dřevěných prvků a slouží k jejich spojení a vyztužení. Zabezpečují se hřebíky nebo svorníky. 45

3.8.1.7 Svlaky Používají se většinou k zabezpečení deskového řeziva. Podle způsobu umístění je dělíme na nasazené, zapuštěné (rovné, rybinové), a to částečně nebo úplně, a okrajové a to oboustranně lícované, jednostranně lícované a nelícované (Obrázek 29). Obr. 29 Svlak (http://www.truhlarstvi-postaru.wz.cz/podstranka4.2.html, 2013) 3.8.2 Kovové 3.8.2.1 Hřebíky: Na konstrukční spoje měkkého dřeva se nejčastěji používají stavební hřebíky se zapuštěnou hlavou. Hřebíkové spoje spolehlivě přenášejí zatížení na smyk, ale jsou málo únosné na tah. Rozmístění hřebíků je stanovené normou s přihlédnutím ke stavbě dřeva v konkrétním spoji. U hřebíků s větším průměrem, u tvrdého dřeva náchylného na štípání, nebo když se požaduje vyšší únosnost spoje se pro hřebíky předvrtávají otvory s menším průměrem, než je průměr hřebíků. 3.8.2.2 Šrouby (vruty) Šroubové spoje mají na rozdíl od hřebíkových vyšší únosnost na tah. Na dřevěné konstrukce se používají šrouby se zapuštěnou a šestihrannou hlavou (Obrázek 30). 46

Obr. 30 Ukázka spojení pozednice a krokve za pomocí vrutu (http://www.vruty-fischer.cz/inpage/konstrukcni-vruty-drevostavby/, 2013) 3.8.2.3 Svorníky Umožňují pevné spojení prvků s velkými dimenzemi (např. napojení krokve a hambálků). Zakončené jsou na jednom konci pevnou hlavou a na druhé straně závitem pro matici, která je opatřená podložkou. Po seschnutí dřeva by se měly dotáhnout. Průměr otvoru by neměl být větší než průměr svorníku. Pro zvýšení únosnosti svorníku na smyk, případně pro zabezpečení spoje proti pootočení se v místě spojení dřevěných prvků osazují profilované hmoždíky (Obrázek 31). Obr. 31 Svorníkový spoj (Štefko, 2009) 47

3.8.2.4 Tesařské skoby Slouží k zabezpečení tesařských spojů proti rozevření. Charakteristické jsou pro spoje prvků stojaté stolice a trámové výměny (Obrázek 32). Obr. 32 Užití tesařských skob (http://www.asb-portal.cz/spojovani-dreva/galeria/1207/7480/#gallery-image-wrapper, 2013) 3.8.2.5 Plechy Na konstrukční spoje, případně na kotvení prvků se používají plechy tloušťky 4,5 mm a více. U rekonstrukcí je z estetického hlediska výhodný skrytý spoj prvků prostřednictvím plechu, který se vkládá do vyřezané drážky, se současným použitím kovových kolíků (Obrázek 33). Obr. 33 Použití kotevního plechu a) rostlé dřevo 160/160, 4 plechy 1 mm, hřebíky 3,1 mm; b) rostlé dřevo 160/160, plech 5 mm kolíky 7 mm; c) 2 typy-rostlé dřevo a lepené lamelové dřevo 80/160, MKD systém 10 mm, trny 3x4 mm délky 50 mm 48

(http://stavba.tzb-info.cz/drevene-a-ocelove-konstrukce/7619-spoje-s-ocelovymi-prvkyv-drevenych-konstrukcich, 2013) 3.8.2.6 Desky a spoje s prolisovanými trny Jedná se vlastně o skupiny hřebíků, které jsou jednostranně nebo oboustranně vylisované z tenkých ocelových pozinkovaných plechů. Původně byly vyvinuté pro spojení prutů příhradové konstrukce, ale v současnosti existuje sortiment dalších výrobků, vhodných například k nastavování dřeva podobně. Pro provedení spoje je nutná technologie lisování (Obrázek 34). Obr. 34 Desky s prolisovanýmí trny (http://www.asb-portal.cz/stavebnictvi/materialy-a-vyrobky/stresni-krytina/drevenestresni-konstrukce-s-kovovymi-deskami-s-prolisovanymi-trny-905.html, 2013) 49

4 METODIKA Nejprve bude třeba vyhledat a utřídit literární zdroje s důrazem na využitelnost pro šikmé zastřešení na rozpětí 10 metrů. Součástí bude popis jednotlivých prvků, kterých je třeba k sestavení krovu, dále tesařská spojení i jiné spojovací prvky, použití prosvětlovacích prvků (zejména vikýřů a střešních oken). Práce bude popisovat různé varianty zastřešení pro obdélníkový půdorys s vnějšími rozměry 10 15m, v každé variantě bude definováno složení zastřešení. Podle zadání bude zvolena kombinace tvaru střešní konstrukce a konstrukce nosných systémů. Výběr konstrukčních systémů bude dle nejvhodnějších z hlediska použitelnosti pro dané rozpětí. Výběr konstrukčních systémů bude dle nejvhodnějších z hlediska použitelnosti pro dané rozpětí: pultová střecha za použití stojaté stolice, sedlová střecha hambálek, ten je nejčastěji používán v české republice u rodinných domů, mansardová střecha ležatá stolice, zvolil jsem ležatou z důvodu větší plochy uprostřed půdorysu, valbová střecha za použití stojaté stolice, oblouková a sedlová střecha - sbíjený vazník, sedlové vazníky se používají na rodinné domy z důvodu rychlosti sestavení konstrukce a úspoře řeziva. oblouková střecha při použití lepených lamelových vazníků sedlová střecha s nerovnoměrným sklonem střešních rovin s nosnou konstrukcí tvořenou sbíjenými vazníky. Při použití vazníků budou zvoleny příhradové sbíjené vazníky s nízkým sklonem, tvoří v podstatě plné vazby, a tudíž není možné v těchto konstrukcích utvořit podkroví. Plocha podkroví lze považovat za plnohodnotné podlaží. Rozměry prvků krovu budou převzaty z literatury (internetových zdrojů, výrobních podkladů nebo od projektantů apod.) empirických tabulek a statických podkladů dle skutečně provedených zastřešení a jejich oměření. 50

Na každé nosné konstrukci bude dvojité laťování, které nese krytinu mimo obloukovou střechu, kde nosné prvky nesoucí střechu budou zabedněny, laťování u těchto typů střech se nepoužívá. Nenosný systém střešního pláště má přesah 25cm u štítové zdi, toto řešení zvoleno jak z důvodu užití pro rodinný dům v řadové zástavbě, tak i pro samostatně stojící. Pro tento půdorys budou narýsovány různé varianty zastřešení, aby bylo zřetelné a možné posouzení vhodnosti, výhod a nevýhod krovu. Budou stanoveny kritéria pro porovnání a vyhodnocení provedených alternativ zastřešení. Každý krov bude vyhodnocen podle: spotřeby řeziva ceny řeziva použité na výstavbu (ceny převzaty od dodavatelů řeziva, podle jejich ceníků stavebního řeziva) rychlosti výstavby, které bylo ovlivněno počtem prvků tvarové vhodnosti bráno do zástavby České republiky (oblast okolí Brna) možnosti prosvětlení krovu (náročnost z hlediska zásahu do nosné konstrukce soustav) využitelnosti podkroví Výstup této práce bude výkresová část porovnávaných zastřešení. Nejvhodnější vybraná varianta bude zkreslena podrobněji v měřítku 1:50. a bude otisknut: půdorys, řezy a výpis materiálů. Výkresová část bude zkreslena v programu AutoCAD. 51