ABC konštrukčních systémů rodinných domů

Rumcajs to měl při volbě životní družky jednodušší, vybíral pouze mezi Ankou a Mankou. A nesprávné rozhodnutí mohl napravit. Stavebník, budoucí majitel domu, je v obtížnější situaci. Stavebních materiálů a konstrukčních systémů pro stavbu domů je mnoho a špatná volba se nedá obvykle řešit pouhou výměnou. Pro shrnutí zredukujeme konstrukční systémy na ty základní – zděné domy a dřevostavby a také montované domy.

Ze všeobecného hlediska jsou při stavbě domu důležité parametry pevnosti, konkrétně únosnosti konstrukce, dále akumulace tepla (ovlivňuje tepelnou pohodu během celého roku) a difuzní odpor konstrukce (vlhkost se nesmí držet ani v interiéru, ani v konstrukci, na druhé straně nesmí být v interiéru příliš suchý vzduch). Z ekonomického hlediska je kromě jiného důležitý součinitel prostupu tepla, tedy tepelněizolační vlastnosti. Vždy je však nezbytné porovnávat všechny ideální parametry s návratností nezbytných nákladů.

Z požadavků novelizované normy ČSN 73 0540:2011, podle které domy navrhují všichni architekti a projektanti, vyplývají tyto minimální a doporučené hodnoty pro součinitel prostupu tepla obvodových stěn:
U = 0,30 W/(m² ∙ K) – požadovaná hodnota (maximálně přípustná hodnota pro návrh domu),
U = 0,25 W/(m² ∙ K) – doporučená hodnota pro nízkoenergetické domy
U = 0,18 až 0,12 W/(m² ∙ K) – doporučená hodnota pro pasivní domy.

A: Zděné domy

Zdicí systémy pro výstavbu rodinných domů mají u nás tradiční postavení a z celkově realizovaných staveb tvoří podstatnou část. Výchozími materiály mohou být cihelný střep, betonové nebo plynosilikátové tvárnice, litý beton a vápenopískové cihly. Součástí všech zdicích systémů jsou prvky pro zdění příček, nosných stěn, věncovky, překlady, lícové a komínové zdivo a dále spojovací a pomocný materiál pro zdění. Výběr a použití zdicích prvků určuje projekt domu, vše je proto vhodné konzultovat s projektantem.

Pasivní rodinný dům, první v ČR postavený z jednovrstvého cihelného zdiva vyplněného polystyrenem bez dodatečné tepelné izolace. Obvodové zdivo z cihel HELUZ Family šířky 500 mm opatřené venkovní tepelněizolační omítkou dosahuje hodnoty součinitele prostupu tepla U = 0,15 W/(m2 . K). FOTO HELUZ

Cihla pálená

Nejrozšířenější je pálená cihla v různých provedeních. Jde o ucelený stavební systém pro svislé nosné i nenosné konstrukce, stropy, překlady a podobně. Klasická cihla však již ustupuje do pozadí před kvalitnějšími variantami s lepšími tepelněizolačními vlastnostmi, tvarově upravenými pro kvalitnější a rychlejší výstavbu. Předností cihel je dobrá akumulace tepla, díky pórovitosti také udržují dlouhodobě příznivou vlhkost vzduchu v interiéru. Výborné tepelně i zvukově izolační parametry mají cihelné dutinové bloky, které jsou lehčí, nezatěžují tedy tolik základy či spodní zdivo, a lépe pracují s vlhkostí. Pro přesné zdění jsou bloky opatřeny perem a drážkou. Tento systém obsahuje nosné cihly, prvky pro zdění rohů obvodových zdí, vyzdívání ostění oken, keramobetonové stropní nosníky a podobně. Práce vyžaduje dodržování technologického postupu a zásady zdění. „Tyto postupy se však často liší od zásad zvyklostí,“ říká Ing. Miroslava Caldová z projektového ateliéru C.Projekt, „paradoxně se proto stává, že stavebník, který zvolil pálené cihelné zdivo jako tradiční materiál, podcení nutnost zajistit dostatečnou technologickou kázeň při výstavbě. Cihelné tvárnice také nelze nijak upravovat, aby nedošlo k degradaci tepelněizolačních vlastností. To vyžaduje vysokou profesionalitu zedníků, což je v rozporu jak s tendencí stavebníka tlačit na nízkou cenu prací, tak i se stále přetrvávajícím všeobecným povědomím, že stavařině, podobně jako sportu, rozumí v české kotlině každý.“ Stále větší oblibě se těší broušené cihly, které k sobě díky přesným rozměrům výborně zapadají. Bloky se nesmí nijak upravovat, není také možné dozdívat místa ve stavbě z cihelných úlomků. Velkou předností tohoto systému je až o 80 % nižší spotřeba spojovacího materiálu, což znamená nejen úsporu času a práce, zkracuje se také nezbytný čas k vysychání stavby. Do systému patří kromě běžných prvků třeba i cihly koncové a koncové poloviční, které obsahují zvláštní kapsu pro vložení izolantu. Jestliže stavebník dodrží přesné zdění a technologii prací, nevzniknou ve stavbě tepelné mosty. Další variantou zdicích systémů jsou vápenopískové bloky, jež se svými vlastnostmi přibližují cihle. Uplatňují se, podobně jako cihla, také v sendvičovém zdivu. „Nosnou složkou sendvičového zdiva může být keramická či vápenopísková cihla,“ vysvětluje Miroslava Caldová, „ale pak není vhodné použít jako vnější tepelnou izolaci polystyren, který je sice levný a má vysoký tepelný odpor, ovšem ve výsledku výrazně potlačí přednosti relativně drahé cihly.“ Do této skupiny lze zařadit také cihelné dutinové bloky vyplněné tepelněizolačním materiálem (například minerální vlnou, expandovaným polystyrenem…).

Ztracené bednění lze s výhodou využít i při stavbě bazénu či plotu. Základ systému tvoří duté tvárnice z betonu spojované na sucho na zámek a vylité betonem. Pro zvýšení pevnosti jsou do dutin vkládány ocelové dráty. Výsledná konstrukce je vysoce pevná a bezespárová. FOTO PRESBETON

Betonové tvárnice či ztracené bednění

Mezi zdicí materiály patří i beton. Ten klasický je používán pro zdění v systému takzvaného ztraceného bednění, jinak využívaného při stavbě základů. Dnes nachází uplatnění i při stavbě obvodových stěn a příček, plotů, opěrných zdí a podobně. Základním prvkem systému jsou duté tvárnice z betonu, ale i polystyrenu nebo štěpkocementu, které se spojují na sucho mechanickým zámkovým systémem a vylévají se betonem. Většího zpevnění lze dosáhnout vložením ocelových drátů. Jako bednění lze využít i snadno opracovatelné dřevocementové desky, opatřené z vnitřní strany směrem k exteriéru izolační vrstvou polystyrenu. Bednění je možné vylévat ručně i strojně. Ztracené bednění se po zatvrdnutí betonu neodstraňuje, ale tvoří součást nosné betonové výplně stěn. Výsledná konstrukce vyniká pevností a je bezespárová. Stěny se podle potřeby dále pokrývají tepelnou izolací. Ztracené bednění z polystyrenu je samo o sobě tepelněizolační vrstvou, kromě základových pasů je využíváno také při stavbě nízkoenergetických i pasivních domů. Tvárnice lze povrchově upravit omítkou jako běžné cihly.

Dutinový cihelný blok plněný minerální vatou, která dodá zdivu potřebné tepelněizolační vlastnosti bez nutnosti dodatečného zateplování fasády. Cihly Porotherm 42,5 T Profi mají výborné tepelněizolační a akumulační vlastnosti – v zimě brání rychlému vychladnutí domu a v horku naopak zabraňují přehřátí. Výhodou tohoto materiálu je neomezená životnost. FOTO WIENERBERGER

Lehký skoro jako peří

Mezi betonové stavební materiály se řadí také lehčené, takzvané plynosilikátové tvárnice, pórobetony z křemičitého písku, vápna, cementu, vody a vzduchu, jímž jsou vylehčeny. Vzduch zde funguje současně také jako tepelný izolant. Jde o komplexní systém porézních tvárnic pro hrubou stavbu s nízkou objemovou hmotností a dobrou konstrukční pevností. Pórobeton splňuje všechny normy včetně pasivního standardu. Tvárnice pro přesné zdění mohou být opatřené systémem pero – drážka pro spojování na sucho. Stejně jako u broušených cihel dochází i u tohoto systému k úsporám na omítkách i práci. Určitou nevýhodou je nižší pevnost v tlaku, nicméně pro stavbu rodinných domů je zcela vyhovující pro domy s výškou do 4 až 5 pater samonosné budovy. Určitou nevýhodou mohou být slabší akustické vlastnosti, tato skutečnost se ale projevuje spíše u velkých staveb, u rodinných domů vyhovují normám. „Pórobeton není vhodný do vlhkých horských podmínek,“ doplňuje Miroslava Caldová, „nemůže se používat ve styku se zeminou (například v suterénech) a skutečným problémem je vlekoucí se, nedokončená stavba. V tomto případě může dojít k rychlé degradaci povrchu i materiálu jako takového. Naopak výhodou je snadná opracovatelnost i v podmínkách stavby, neboť nemá vliv na základní vlastnosti plynosilikátového bloku. To umožňuje realizovat relativně složité tvary (půdorysně šikmé stěny či oblouky, falešné klenby překladů apod.) i prostorově precizně využít malé místnosti. Další výhodou je malá hmotnost, a tedy snadná manipulace na stavbě. V neposlední řadě se v plynosilikátových blocích dobře vedou instalace.“

Systém Sendwix – nosná část zdi je sestavena z vápenopískových kvádrů, k nimž je přidána tepelná izolace (minerální vlna, polystyren) a jsou opatřeny vnitřní i vnější omítkou. FOTO XELLA

Stoprocentně přírodní materiál Ytong díky své struktuře se vzduchovými póry slouží jako ochranná membrána domu. Díky pórům materiál přirozeně dýchá a nekondenzují v něm vodní páry. Tvárnice pro přesné zdění můžou být hladké nebo na bocích opatřené systémem pero – drážka pro spojování nasucho. FOTO KM BETA

Vápenopískové cihly

Zdicí prvek SENDWIX pro systém vícevrstvého zdiva KMB SENDWIX je zhotoven z vápna a přírodního křemičitého písku a je vytvrzen účinkem páry za vysokého tlaku. Jeho základem je vápenopísková cihla nebo kvádr, které se používají ke zdění vnitřní nosné a v některých variantách také vnější pohledové stěny. Součástí systému jsou také prvky pro zdění příček, překlady, věncovky, lícové a komínové zdivo, zdicí a spárovací malty, lepidla a pomocný materiál. Lícové prvky jsou vyráběny jak v přírodní bílé barvě, tak v barevných odstínech. Přednosti systému KMB SENDWIX spočívají v nadstandardních tepelnětechnických, akustických a statických hodnotách, které vyjadřují tyto parametry: tepelný odpor R = 6,87 (m² . K)/W, součinitel prostupu tepla U = 0,14 W/(m² . K), index vzduchové průzvučnosti R_w = 54 dB, pevnost 40 MPa.

Dřevostavby stavěné systémem two by four mají jednoduchou, ale stabilní a pevnou konstrukci. FOTO PENATUS

B. Dřevostavba není dnes jen „drevenica“

Domy ze dřeva se stále více zabydlují i u nás, i když obecně stále panuje určitá nedůvěra vůči tomuto dříve velmi zpochybňovanému stavebnímu materiálu. Ovšem toto odvětví se stále rozvíjí a dřevostavby jsou kvalitativně srovnatelné s domy z jiných materiálů a odpovídají všem standardům. Nejpoužívanější jsou dnes čtyři způsoby výstavby dřevěných domů. Pro svou jednoduchost se u nás rozšířil americký systém two by four. Nosnou konstrukci tvoří rám z tyčového řeziva vyplněný tepelnou izolací. Z obou stran je opláštěn konstrukčními deskami, které zajišťují pevnost a stabilitu. Druhým typem jsou skeletové stavby s nosnou konstrukcí z prutových prvků. Opláštění zde nemá zpevňující konstrukční funkci, pruty skeletu tak lze ponechat jako pohledové. O montovaných stavbách zde ještě bude řeč, prvky jsou v co nejvyšší míře předvyrobeny v továrně. Stále častěji se ale zákazníci přiklání k volbě masivních materiálů, především k lepeným hranolům či panelům různých typů a obchodních názvů, například systémů KLH, CLT či NOVATOP, z nichž mohou být nosné zdi, příčky, strop i střecha. „Pro velkou část stavebníků je dům ze dřeva jakýmsi neseriózním řešením, ale moderní dřevostavby si tuto pověst už dávno nezasluhují,“ vysvětluje Miroslava Caldová a pokračuje: „Vyhledávají je většinou mladí stavebníci, kterým mimo jiné vyhovuje „suchá“ montáž stavby. Navíc je dřevostavba velmi elegantním řešením pro objekty s velmi nízkou spotřebou energie. Určitou nevýhodou oproti těžkým zděným konstrukcím je malá schopnost akumulace tepla. Tu lze řešit zděným jádrem, které v sobě kromě koupelny a WC může skrývat i bezpečně umístěný komín krbového tělesa.“ Velkou předností dřevostaveb je jejich šetrnost vůči životnímu prostředí, a to nejen proto, že je dřevo obnovitelná a recyklovatelná surovina. I další materiály využívané v konstrukci domů na bázi dřeva jsou zčásti nebo zcela ekologické – přírodní tepelné izolace z konopí nebo ovčí vlny, foukané celulózové izolace a podobně. Navíc jsou dřevostavby stavěny výhradně v nízkoenergetickém, pasivním a také nulovém standardu.

Vizualizace projektu energeticky úsporného domu E Singl. Dům je postaven z Ekopanelů (jádro panelu z lisované slámy, opláštěné recyklovaným papírem). Vše bez použití chemických přísad. Tento materiál se vyznačuje vysokou požární odolností, výbornými tepelněakumulačními a zvukověizolačními vlastnostmi). Vypočtený průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy Uem = 0,18 W/(m2 . K). ZDROJ EKOPANELY

C. Montované stavby

Už z názvu je patrné, že v případě montovaných domů jsou základními stavebními prvky panely a velké části konstrukce, ve své většině vyrobené již v továrně. Na samotné stavbě probíhá až jejich finální kompletace. Tento výrobní postup má výrazný vliv nejen na dobu výroby jednotlivých komponent, ale také na přesnost a kvalitu jednotlivých stavebních prvků. Výchozím materiálem pro montované domy může být beton nebo dřevo. Základem konstrukce masivních montovaných staveb na bázi betonu jsou velkoplošné stěnové či stropní panelové dílce a další části stavby, jako monolitická betonová schodiště, podesty, překlady, sloupy a podobně. Investor však může zvolit různý stupeň dohotovení stavby. Podstatou stavebního skeletu u panelů montovaných dřevostaveb je opláštěný dřevěný rám, vyplněný některým z tepelněizolačních materiálů. U montovaných domů na bázi dřeva může být stupeň dohotovení z továrny v závislosti na přání klienta různý od rámů, opláštěných pouze z vnější strany až po panely s osazenými stavebními otvory, dohotovenými rozvody a s finální úpravou vnějších i vnitřních stěn. Konstrukce panelů montovaných staveb obou výše zmíněných typů odpovídá dané funkci – jde buď o obvodové, příčkové, podlahové, stropní a střešní panely, které se mohou navíc lišit i velikostí – cca od 3 m² až po celostěnové.
Výhodou tohoto typu výstavby je mimo jiné absence mokrých procesů při výstavbě, realizace domu tedy není ovlivňována počasím, práce jdou také rychleji, protože odpadají technologické přestávky. Možnou nevýhodou montovaných domů je určitá uniformita – domy jsou typizované, aby se dalo co nejvíce dílů vyrobit sériově, ovšem je možné je přizpůsobit vybavením a použitými materiály.

„U stavby je nejdůležitější vyladit vůči sobě vlastnosti všech materiálů a konstrukčních řešení, brát v úvahu předpokládaný životní styl uživatele a způsob realizace (na klíč, zadáváním jednotlivých stavebních etap nebo svépomocí) a toto všechno podřídit nalezené ústřední myšlence, kterou ještě ovlivňují předem dané podmínky lokality a technologické možnosti stavby.“
                                                                 Ing. Miroslava Caldová, C.Projekt

TEXT Dana D. Daňková
FOTO archiv firem
ZDROJ časopis HOME speciál jaro 2015, JAGA MEDIA, s.r.o.