Plánujete dřevostavbu? Nerozhodujte se zbrkle!

Jelikož úkolem konstrukčního systému je spolehlivým způsobem přenést zatížení, přičemž musí být ekonomický a musí vyhovovat danému dispozičnímu řešení, při jeho výběru budou nejdůležitější rozměry místností a celková dispozice budovy. Obecně se konstrukční systémy podle nosných prvků dělí na stěnové, sloupové, kombinované a ostatní. Dřevostavby mají své specifické konstrukční systémy, dané charakterem nosného prvku, dimenzemi a vzdálenostmi nosných prvků:

• sloupkový (nebo rámový),

• prefabrikovaný panelový,

• z masivních lepených panelů,

• srubový,

• ze stěnových modulů – tvarovek na bázi dřeva,

• masivní skeletový,

• hrázděný.

V tomto textu se dotkneme těch nejpoužívanějších z nich.

Příklad sloupkové konstrukce dřevostavby – konstrukce se zavětřením pomocí OSB desek. FOTO STANO BOTUR

Sloupková (rámová) soustava

Sloupková nosná soustava byla vyvinuta z amerického systému „two by four“, toto pojmenování vyjadřuje průřez sloupku v palcích. Tomu odpovídá v metrické míře hranol o průřezu 50/100 mm.
Sloupky jsou vzdáleny osově 400 až 600 mm, kotvené jsou do spodního hranolu rámu (prahu) a shora přeložené vrchním hranolem. Takový rám dokáže při dané dimenzi a vzdálenosti sloupků díky vysoké pevnosti dřeva přenést standardní zatížení dvou podlaží s běžnými rozměry místností. V případě lokálního vyššího zatížení (pokud je v daném místě uložen průvlak nebo nadokenní překlad většího okna) se sloupky spojují do dvou-, tří- nebo vícenásobně sdruženého průřezu. To umožňuje flexibilitu systému při malém sortimentu dimenzí, spojenou s ekonomickým efektem – i pro velmi nízkou celkovou spotřebu řeziva.

Sloupkový stavební systém umožňuje poměrně snadno vytvářet i složitější členěné nepravoúhlé půdorysy či obloukové stěny nebo šikmé stěny podkroví. Stěna je posléze buď opláštěna tuhým velkoplošným materiálem (například deskami OSB silnými 12 nebo 15 mm, či tuhými sádrovláknitými deskami), nebo je doplněna diagonálními zavětrovacími prvky. Jednotlivé prvky jsou přitom spojovány nenáročnými spojovacími prvky – hřebíky a šrouby. Sloupkový systém se v klasickém pojetí zhotovoval přímo na stavbě a tento způsob výstavby umožňuje i dnes velkou úsporu nákladů na stavbu. Nevýhodou je vysoká citlivost na povětrnostní vlivy a kvalitu výstavby.

Celá konstrukce domku „Zilvar“ od Gabriely Kaprálové z ASGK je ze dřeva. Velká část prvků byla prefabrikovaná, na stavbě se pak panely jen usazovaly do sloupkové konstrukce. FOTO VERONIKA NEHASILOVÁ

Panelový konstrukční systém

Nejrozšířenějším stavebním systémem při výstavbě dřevěných rodinných domů v evropských zemích je panelový konstrukční systém. Základem konstrukce panelů je dřevěný rám s opláštěním a výplní, statické principy a skladba jsou podobné jako u sloupkové soustavy. Panelový konstrukční systém umožňuje prefabrikovanou výstavbu, ale vzhledem k širokým výrobním možnostem a technologickým vlastnostem dřevních materiálů výstavba nepůsobí unifikovaným dojmem, umožňuje velkou variabilitu a rozmanitost. Dřevěný rám panelu je konstrukčně přizpůsoben funkci, kterou plní ve stavební konstrukci. V návrzích rámu stropního, stěnového, obvodového, příčkového, nosného nebo příčkového nenosného panelu jsou rozdíly.

Prefabrikovaný způsob výstavby má následující přednosti:

• Extrémně rychlý způsob výstavby. Běžný čas montáže vrchní stavby (nad základovou deskou) je 3 až 10 dnů. Tím se eliminují povětrnostní vlivy, podstatně se zkrátí doba do zahájení užívání budovy. Uživatelům se ušetří trápení z přechodného období před nastěhováním a mnohdy se ušetří náklady na dočasné bydlení například v podnájmu.

• Suchá montáž bez mokrých procesů. Zabudované mokré stavební dílce a nevysušené omítky mívají neblahý dlouhodobý vliv na vnitřní vlhkost vzduchu a často způsobují v počátečním období užívání zvýšenou kondenzaci na oknech i v místech vzniku nepatrných tepelných mostů s následkem vzniku plísní, které se mohou vyskytnout i na nábytku.

• Vysoká kvalita stavebních dílců. Výroba prefabrikátů je zpravidla přesný proces v chráněném prostředí výrobny prefabrikátů. Musí jít samozřejmě o standardního výrobce se systémem kontroly kvality, ne o „garážovou“ firmu. Přesnost a kvalitu umocňuje i vysoký stupeň automatizace s číslicově řízenými obráběcími stroji. Chráněné prostředí výrobny umožňuje přímou kontrolu celého prvního stadia stavby.

• Maximální vyloučení povětrnostních vlivů během výstavby, což se projeví prodloužením životnosti stavby a snížením výskytu případných poruch vznikajících vlivem vlhkosti.
Panely mohou být ve výrobě dokončeny nahrubo nebo finálně s exteriérovým a interiérovým opláštěním, případně se zabudovanými okny a dveřmi. Při nízkonákladové výstavbě se na snížení vlivu počasí výhodně uplatňuje poloprefabrikovaný způsob výstavby, kdy se nosný rám s jednostranným opláštěním připraví ve výrobně, hrubá stavba se rychle smontuje a zakryje střechou, následně se realizují izolační výplně, obklady a dokončovací práce. Rozměry panelů závisejí na nárocích na dopravu a montáž, taktéž na způsobu výstavby. Pohybují se od modulu šířky 1,2 m (montáž svépomocí s hmotností panelu do 80 kg a bez nároků na mechanismy) až po celostěnové panely dlouhé až 12 m.

U tradičního srubu z kulatiny je potřeba klást velký důraz zejména na splnění všech tepelnětechnických požadavků aktuálně platných norem. FOTO SHUTTERSTOCK

Srubová konstrukce

V originální srubové stavbě se zhmotňují všechny přednosti a výjimečné vlastnosti dřeva. Kdo měl možnost potěšit se exteriérem s citem navržené srubové stavby, vstoupit do čerstvě postaveného srubu a nasát vůni pryskyřice či pobývat v útulném prostředí dřevěného srubu, ví, o čem je řeč. Konstrukce srubové stavby vyplynula ze staleté technologie spojování vodorovných prvků vytesaných nebo ohraněných z kmenů stromu, kladených podélně na sebe. Nosným prvkem je stěna sestávající z vodorovně ukládaných trámů – srubů z nehraněného, polohraněného nebo hraněného řeziva (kulatiny, půlkulatiny, hranoly). Tloušťka srubu (obvodových a příčkových stěn) se pohybuje od 150 do 350 mm. Tímto byla v minulosti plněna tepelně izolační funkce objektu. Nedoléhající styky se těsnily vloženým mechem nebo dřevní vlnou, která se obložila lištami nebo vymazala jílem.

Současné nehraněné sruby (tzv. kanadská technologie) se v místě ložné spáry opatří výřezem ve tvaru U a výplní z tepelné izolace. Těsnost stěny závisí na přesnosti doléhání styků a rohových spojů. Stěny nehraněných srubů se zpravidla realizují z čerstvě pokáceného dřeva s vysokou vlhkostí, proto je třeba počítat se seschnutím stěny na výšku řádově o několik centimetrů (běžné je seschnutí stěny 150 mm na výšku podlaží po první sezóně). Tomu je třeba přizpůsobit i detaily ostění otvorů, nadpraží, styk s komínem. V nadpraží dveří a oken je třeba počítat s dilatací, jinak vznikne při dosednutí stěny napětí, kterému zasklení a rámy oken nedokážou čelit. Obzvlášť problematická je kombinace srubové stěny z mokrého dřeva s nosnými sloupy – sesychání dřeva v podélném směru je řádově menší než ve směru kolmém na vlákna, čili dochází k nerovnoměrnému dosedání stropní konstrukce. Proto je třeba patku nebo hlavici sloupu pravidelně rektifikovat, a to až do úplného seschnutí srubu.

Z hlediska současných normativních požadavků na tepelnou ochranu budov ani masivní srubová stěna nedokáže zajistit dostatečnou tepelnou ochranu trvale obydlené nebo vytápěné budovy. Proto moderní srubová konstrukce počítá s vrstvou účinné tepelné izolace – buď ve zdvojené spřažené konstrukci hraněného srubu s tloušťkou 68 + 68 mm, nebo u vnitřního obkladu sendvičové konstrukce s nosnou vrstvou hraněného srubu o tloušťce nejméně 100 mm.

Srubové stěny mají samy o sobě malou stabilitu a smykovou únosnost, proto musí být navzájem spojeny důmyslnými tesařskými spoji, které vytvoří systém s prostorovou stabilitou a tuhostí.

Typický případ skladby z moderních CLT panelů. FOTO NOVATOP

Masivní dřevěné celostěnové panely

Konstrukční systém z masivních celostěnových panelů se stal ikonou současné dřevěné architektury. Charakteristické rysy – jednoduché elegantní až strohé pravoúhlé tvary a čistý precizní detail bez zbytečných příkras – se zde snoubí s ušlechtilou texturou přírodního dřeva. Zároveň se demonstruje pokrok v materiálové technologii a racionální smysluplné zhodnocení výjimečných vlastností dřeva. Vynikající mechanické vlastnosti i poměrně nízká hmotnost se využívají při výstavbě vícepodlažních objektů i výškových staveb; masivní dřevo hraje klíčovou roli v neprůzvučnosti, požární odolnosti i tepelnětechnických vlastnostech (dřevo má i vynikající akumulační schopnosti). Jelikož jde o difuzně propustný materiál, zároveň však vzduchotěsný, dá se s výhodou použít na difuzně otevřené skladby obvodových stěn nízkoenergetických budov s prokázanou vzduchotěsností. Zároveň se do stavby zabudovává materiál s minimální negativní stopou na životním prostředí.

Existuje několik technologií masivních celostěnových panelů. Nejvíce se používají prvky z lepeného lamelového dřeva a křížem lepeného dřeva. V prvním případě se panel vyrábí lepením lamel na výšku panelu pod lisovacím tlakem. U křížem lepených panelů jde o velkoplošné vícevrstvé desky, které jsou vytvářeny slepením tří a více vrstev z masivního vysušeného smrkového dřeva. Vrchní vrstvy mají vlákna ve stejném směru, středová vrstva je orientována kolmo na vrchní a jsou navzájem slepené pod tlakem. Tyto velkoplošné panely jsou známé pod názvem CLT (cross laminated timber). Délka panelů je až 6 m a šířka až 2,5 m. Stěnové prvky se vyrábějí v tloušťkách od 62 do 250 mm, na plnostěnové stropy se vyrábějí panely tlusté 80 až 120 mm.
Stavební konstrukce z těchto panelů jsou tvarově stálé a jejich vzájemná montáž na stavbách je velmi flexibilní. Velkou výhodou je eliminace tepelných mostů, jelikož panely jsou homogenní.

Hrázděné stavby patří spíše do historie. U nás se touto technologií stavělo zejména v podhorských oblastech. Dnes tuto technologii využívají architekti spíše z estetických důvodů. FOTO SHUTTERSTOCK

Hrázděný konstrukční systém

Hrázděná konstrukce je vytvořena z dřevěné kostry, jejíž jednotlivá pole jsou nejčastěji vyplněna cihlovým zdivem. Svislé zatížení se přenáší přes sloupky. Prostorovou tuhost zajišťují diagonální prvky a případně spolupůsobení kostry a zdiva. Kostra se skládá z prahu, sloupů, vzpěr, vaznic, překladů. Prahový věnec bývá vyroben z trvanlivějšího dřeva (např. dubu, modřínu). Kostra je přiznaná a je dominantním architektonickým prvkem dané konstrukce – to klade zvýšené nároky na její opracování a povrchovou úpravu. V současnosti se hrázděná konstrukce uvádí zejména v souvislosti s ekologickou výstavbou – s použitím kombinace dřeva a nepálené hlíny, přičemž se kvůli tepelné ochraně uplatňuje skladba s vrstvou účinné tepelné izolace z vnitřní strany stěny.

Celý text vyšel v publikaci
Moderní dřevostavby, Jaga Media 2014

Odborník radí: jak ochránit dřevostavbu?

Dřevostavby patří k oblíbeným formám bydlení, nicméně aby mohla být dřevostavba plně funkční, je potřeba se vedle statických a konstrukčních požadavků soustředit i na oblast tepelné izolace, akustiky či požární bezpečnosti. Několik tipů, jak tyto problémy vyřešit, nabízí Ing. Karel Sedláček, Ph.D., manažer technické podpory společnosti ISOVER.
Možností, jak dřevostavby zateplit, je mnoho, vždy však záleží na konkrétním očekávání majitele. Nejčastěji se zateplení provádí vložením tepelné izolace do připravených roštů obvodové stěny, která se následně z obou stran zaklopí pomocí desek, často na bázi dřeva či sádrovláknitých materiálů. Speciálně pro potřeby dřevostaveb ISOVER vyvinul desky z minerální vlny Isover Woodsil, které vlastnostmi naprosto zapadají do všech vnějších i vnitřních stěn či prefabrikovaných konstrukcí. Jak již bylo zmíněno, největšími přednostmi jsou nehořlavost dosahující stupeň třídy reakce na oheň A1, velmi dobré tepelněizolační vlastnosti, kdy λD je 0,035 W.m-1.K-1, a výborná akustická pohltivost.

Pro plně funkční dřevostavby je důležitá také práce s vlhkostí. Jako v každém opláštění budovy je i zde potřeba zvážit využití parobrzdy či parozábrany, aby nenavlhly dřevěné konstrukce včetně izolací. Zde pomáhá parozábrana Isover Vario KM Duplex UV a její vylepšená verze Isover XtraSafe, která byla vyvinuta tak, breitling repliky hodinek aby v zimním období vlhkost z interiéru nepropouštěla, v létě naopak dokáže „větrat“ a pomáhá vysušit případnou vlhkost v dřevěné konstrukci či minerální izolaci.

V neposlední řadě je třeba zmínit půdní prostory. Kromě obvodových stěn a příček je možné materiálem Isover Woodsil zateplit i prostor mezi krokvemi či obytné podkroví, aby teplo neunikalo střechou. V neobydlených půdách pak Isover nabízí úsporné systémové řešení při zachování tepelně izolačních, odkládacích a zároveň pochozích vlastností půdy ve formě kombinace minerální vaty a EPS. Systém Isover STEPcross využívá pevnosti EPS trámců v kombinaci s tepelnou účinností měkčích desek z minerálních vláken. Aplikace je jednoduchá bez tepelných mostů a s minimálním zatížením stropu.

TEXT: JOZEF ŠTEFKO, RED
FOTO: ARCHIV FIREM, SHUTTERSTOCK