OCELOVÉ A DŘEVĚNÉ PRVKY A KONSTRUKCE Část: Dřevěné konstrukce Přednáška č. 6 Doc. Ing. Antonín Lokaj, Ph.D. VŠB Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební, Katedra konstrukcí, Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava Poruba
Stavby z materiálů na bázi dřeva pro bydlení, výrobu, kulturu a sport Podíl dřevostaveb na bytové výstavbě: ČR: 1-2% (lesnatost cca 34%) Rakousko: 10 % (lesnatost cca 47%) Německo: 7 % (Bavorsko: 30 %) V. Británie: 10 % (A+W: 5%, Skotsko: 50 %) Švýcarsko: 10 % (lesnatost cca 30%) Skandinávie: více než 70%, (lesnatost cca 74%) USA: 65 % Kanada: 90 % Japonsko: 50 % (lesnatost cca 70%, dovoz cca 70%)
Uplatnění dřeva v ČR a ve světě 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 USA západní Evropa východní Evropa Čína m³/rok 0,72 0,3 0,13 0,03 Spotřeba výrobků ze dřeva na obyvatele ČR: : cca 0,46 m 3 /obyvatele
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR -Tradiční důvěra ke zdícím stavebním materiálům, zkvalitnění těchto to technologií -bytová výstavba byla ve 2. pol. 20. stol. zajišťována průmyslově (prefabrikovaná betonová výstavba), alternativně svépomocí
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Vnímání dřeva veřejností jako materiálu pro provizoria pro sociálně slabší vrstvy Finské domky
Karlova Studánka lázeňský dům Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Obavy veřejnosti z krátké životnosti staveb na bázi dřeva
Životnost dřevěných konstrukcí Pustevny D. Jurkovič
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Obavy veřejnosti z rizika požáru kouška požární odolnosti stěnového panelu kušební zařízení (PAVUS Veselí n. L.)
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Obavy veřejnosti z malé robustnosti Masivní systémy montovaných staveb
Moderní těžký skelet
Masivní panelová konstrukce (Křížem lamelované dřevo = CLT = KLH)
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Obavy veřejnosti z malé robustnosti Ověřování tuhosti stěnového panelu
Příčiny nízkého uplatnění dřeva v ČR Nedostatek zkušeností a kapitálu dřevozpracujícího průmyslu (cca 2% HDP). Nedůvěra a nedostatek znalostí i u odborné veřejnosti.
Tradice dřevostaveb v ČR RD Rýmařov - OKAL
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Rychlost a nesezónnost výstavby
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Rychlost a nesezónnost výstavby
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vysoký stupeň lehké prefabrikace a snížení požadavků na zařízení staveniště. Vysoká produktivita práce při výrobě a montáži.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vysoký stupeň lehké prefabrikace a snížení požadavků na zařízení staveniště. Vysoká produktivita práce při výrobě a montáži.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vysoký stupeň lehké prefabrikace a snížení požadavků na zařízení staveniště. Vysoká produktivita práce při výrobě a montáži.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vysoký stupeň lehké prefabrikace a snížení požadavků na zařízení staveniště. Vysoká produktivita práce při výrobě a montáži.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Nižší zatížení základů a tím nižší náklady na jejich realizaci
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vysoká tepelná účinnost. Nižší náklady na provoz. Vyšší využití obestavěného prostoru.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Architektonická a dispoziční flexibilita. Rozměrová přesnost.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Architektonická a dispoziční flexibilita. Rozměrová přesnost.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Architektonická a dispoziční flexibilita.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vícepodlažní, vícebytové domy (tuhost, zvuková izolace, požární odolnost)
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Vícepodlažní, vícebytové domy
růměrná spotřeba materiálů na 100 m 2 užitné lochy montovaného domku na bázi dřeva: 18 m 3 řeziva; 200 m 2 desek na bázi dřeva (cca 3 m 3 ); 300 m 2 sádrokartonových/sádrovláknitých desek; 30 m 3 tepelných izolací; o cca 10% vyšší užitná plocha; nižší náklady na vytápění; kratší doba výstavby.
Výhody montovaných staveb na bázi dřeva Montované dřevostavby: Vykazují dobré parametry z hlediska vlivu na životní prostředí (využití obnovitelných zdrojů, snížení odpadů a spotřeby energií). Přinášejí oproti tradičním technologiím výstavby řadu výhod, mj. zrychlení a zlevnění výstavby, nižší provozní náklady, krátkodobé vázání kapitálu.
Konstrukční prvky dřevěných staveb: Malé moduly 1) Dílce o výšce podlaží a šířce 1-1,25 m 2) Dílce o rozměru místnosti/stropu 3) Prostorové systémy Stavby z materiálů na bázi dřeva pro bydlení, výrobu, kulturu a sport Konstrukční systémy dřevěných staveb: 1) Srubové stavby 2) Hrázděné stavby 3) Sloupkové systémy (Balloon-Frame, Platform-Frame) 4) Rámové (panelové) stavby 5) Skeletové stavby 6) Stavby z masivního dřeva
1) Srubové stavby Tradiční technologie, zejména v hornatých oblastech. Charakteristické znaky: 1) Potřeba vysoké řemeslné dovednosti 2) Speciální výběr dřeva 3) Náročné a vizuálně přiznané rohové spoje 4) Malá dispoziční variabilita 5) Vysoká spotřeba dřeva 6) Sedání (stlačení a sesychání)
Srubové/roubené stavby
Roubené stavby
Beskydy
Ostrava-Hrabová (kostel Sv. Kateřiny)
Ostrava-Hrabová (kostel Sv. Kateřiny)
Roubené stavby (Norsko Heddal)
Roubené stavby (Rakousko)
Roubené stavby (Dánsko)
2) Hrázděné stavby Tradiční technologie rozšířená po celé Evropě, zejména v regionech s menším množstvím dřeva. Využívá se kratší listnaté řezivo. Charakteristické znaky: 1) Nosná kostra vizuálně přiznaná 2) Vícepatrové stavby 3) Tesařské spoje (čepy, zapuštění, atp.) 4) Masivní hraněné průřezy 5) Nákladná údržba 6) Sedání (stlačení a sesychání)
Hrázděné stavby
Hrázděné stavby Luhačovice (D. Jurkovič)
Německo Hrázděné stavby
3) Sloupkové systémy dřevostaveb Tradiční technologie v USA a Kanadě od r. 1833. Charakteristické znaky: 1) Malá možnost prefabrikace 2) Vysoká pracnost na staveništi 3) Ztužení budovy pláštěm 4) Štíhlé průřezy 5) Malá vzdálenost sloupků 6) Sedání (stlačení a sesychání) Platform-Frame
Sloupkové systémy: a) Balloon-Frame b) Platform-Frame
4) Rámové stavby: Sloupkový systém v panelovém provedení Nejrozšířenější technologie rozšířená po celé Evropě. Charakteristické znaky: 1) Volnost architektonického řešení 2) Jednoduchý konstrukční systém s opakujícími se detaily 3) Nosná kostra ze štíhlých dostupných profilů v rastru 625 mm 4) Ztužení opláštěním 5) Spoje kontaktními styky a mechanickými spojovacími prostředky 6) Možnost vícepodlažní výstavby 7) Krátká doba výstavby, možnost vysokého stupně prefabrikace
5) Skeletové stavby Charakteristické znaky: 1) Volnost dispozičního řešení 2) Nosný systém (sloupy, průvlaky a stropnice) je oddělen od opláštění i vnitřních stěn 3) Nosná kostra z masivních profilů většinou z LLD 4) Ztužení výztužnými stěnami, příhradovými ztužidly, či rámovými ztužidly 5) Spoje kontaktními styky a mechanickými spojovacími prostředky 6) Možnost vícepodlažní výstavby 7) Krátká doba výstavby, možnost vysokého stupně prefabrikace
Těžký skelet Čechy-19. stol.
Těžký skelet Severní Amerika
Moderní těžký skelet
Moderní těžký skelet
Moderní těžký skelet
6) Stavby z masivního dřeva
Masivní panelová konstrukce (Křížem lamelované dřevo = CLT = KLH)
Vícepodlažní budovy na bázi dřeva - problematika: Vedle architektonického, dispozičního a ekonomického řešení jsou velmi důležité otázky: 1) Statické (stabilita, bezpečnost, provozuschopnost, trvanlivost) 2) Tepelně-technické 3) Akustické 4) Požární odolnost
Vícepodlažní budovy na bázi dřeva TP: 1) Pro přenos svislého i vodorovného zatížení se musí použít stejné stěny 2) Pro prostorovou tuhost co nejtužší stropní desky a jejich přípoje ke stěnám 3) Stropní desku lze řešit jako vodorovný prostý nosník 4) Zvážit možnost použití kompozitní dřevobetonové stropní desky (+ požár a akustika) 5) Smykovou únosnost stěny stanovit také v závislosti na kvalitě přikotvení 6) Mezní hodnota průhybu stropních nosníků je 14 mm 7) Kvůli omezení účinků smrštění nosné kce omezovat vznik soustředěného zatížení, sušit dřevo na 12%, minimalizovat účinky v tlaku kolmo k vláknům u sloupků a stropnic 8) U 5 a více podlaží je nutné posoudit disproporční kolaps v důsledku požáru, výbuchu, apod. 9) Pozor na krátkodobá montážní přetížení
Vícepodlažní budovy na bázi dřeva TP: Požární odolnost: Konstrukce stěn a příček-bez dutin, příp. se zarážkami Tepelněizolační materiály nehořlavé Nehořlavé obklady v interiéru Nosné prvky celistvé, hoblované Materiál vysušen na rovnovážnou vlhkost Max. osová vzdálenost sloupků 625 mm Provádět podokenní a nadokenní parapety kvůli zabránění šíření požáru Ventilační otvory ve střeše nenavrhovat nad okny U provětrávaných střešních plášťů se mají zabudovat automatické protipožární uzávěry Mezibytové stěny zdvojit a doplnit případně nehořlavou vnitřní vrstvou
Rýmařov Jeseníky - obytný dům v panelovém provedení Střední Čechy kancelářský objekt v panelovém provedení
Vícepodlažní administrativní budova v Praze