Kámen a dřevo jsou přírodní stavební materiály, které člověku slouží při výstavbě obydlí a sídel po celou dobu vývoje lidstva. Dřevo je díky svým tepelně izolačním vlastnostem, jednoduchosti opracování, ale hlavně obnovitelnosti stále využívaným materiálem.
Dnes vnímáme beton, ocel a keramické bloky jako "tradiční" ve výstavbě našich obydlí. Protože surovinové zdroje pro výrobu betonů a ocelí jsou vyčerpatelné, budou jejich výrobní náklady stále stoupat. Dřevo je z tohoto pohledu velmi ekologický materiál. Lze ho zpracovávat s minimálními energetickými nároky a při jeho zpracování nevzniká žádný odpad. Navíc dřevo při růstu odebírá ze vzduchu CO2, které způsobuje oteplování naší Země. Z tohoto pohledu je dřevo stavební materiál pro 21. století.
Historické dřevěné stavby odrážejí způsob života lidí, jejich náboženství a stupeň technické vyspělosti. Tesařská architektura se stala obdivovaným mistrovským uměním. Dřevo si udrželo svoje postavení mezi stavebními materiály díky mnohostrannosti použití: od nosných konstrukcí, konstrukčních záklopů, nášlapných vrstev podlah, vnitřních i vnějších obkladů, schodiště, až po vnitřní vybavení obytných prostorů. Dřevo na člověka působí pozitivně, je "teplé" na dotek.
Míra využití dřeva pro konstrukce bytových domů je po celém světě velmi rozdílná. Území s velkým výskytem jehličnatých lesů, jako jsou Skandinávie, Kanada, USA, Japonsko, dřevo často používají ke stavebním účelům. V těchto zemích je 50-90 % bytových domů postaveno ze dřeva. V Německu, Rakousku a Švýcarsku tento podíl činní 7-15 %.
Nové postupy zpracování dřevní hmoty přinášejí nové materiály na bázi dřeva. Ty budou mít exaktněji definovatelné materiálové vlastnosti. Díky propracovanějším postupům navrhování budou tyto materiály efektivněji využity. Opracování řeziva pomocí digitálně řízených automatů téměř s nulovou tolerancí urychluje výstavbu.
Čtěte také: Kladenská skládka: Vše, co potřebujete vědět
Lehký dřevěný skelet
Lehký dřevěný skelet je systém výstavby, který se rozvinul na území Severní Ameriky. Byl vylepšen díky strojnímu opracování dřeva a sériové průmyslové výrobě hřebíků. Hřebíky nahradily pracné tesařské spoje. Výstavba lehkého dřevěného skeletu není závislá na modulových rozměrech. Jsou používány jen dva až tři základní profily řeziva, ze kterých je sestavena celá nosná kostra domu.
Prvky lehkého dřevěného skeletu mohou být vyrobeny předem v továrně a následně smontovány přímo na stavbě. Je snadné definovat vlastnosti konstrukcí. Stejný systém vytvoří konstrukci nezateplené garáže i supermoderního nízkoenergetického domu.
Skladování a ochrana materiálů
Stavební materiál a kompletační prvky skladované před použitím na staveništi musí být řádně ochráněny proti povětrnostním vlivům, v teplotních a vlhkostních podmínkách, které jsou udány výrobcem. Nedodržení těchto podmínek může způsobit jejich přímé poškození nebo následné problémy po zabudování do konstrukce. Dobré je minimalizovat čas skladování dodáváním materiálů a výrobků těsně před jejich zabudováním. Materiály pro finální vrstvy by měly být skladovány na místě použití, aby došlo k vyrovnání teplot a vlhkosti materiálu s prostředím. Předcházíme tím problémům objemových změn.
Konstrukční dřevo je dodáno na stavbu až po kompletním ukončení základových konstrukcí. Skladované řezivo nesmí spočívat přímo na terénu, je podloženo příčníky v maximální vzdálenosti 2 m. Dále je chráněno nejlépe polyetylenovou fólií (PE) proti povětrnostním vlivům. Pod podkladní příčníky je vhodné umístit též pruh PE fólie.
Na stavbu dodaný materiál je hned zabudován do konstrukce. Základním konstrukčním prvkem lehkého dřevěného skeletu je přesně hraněné řezivo s vlhkostí dle místa zabudování 8-18 %. Pro nosnou konstrukci nelze použít syrové dřevo.
Čtěte také: Kvalita dřeva a skladování
Konstrukční řezivo
Vysušením a opracováním dřeva vytváříme konstrukční řezivo. Nosná konstrukce je tvořena prvky se stejným průřezem. Pro výrobu může být použito rostlého dřeva nebo lepeného profilu. Výhodou lepeného profilu je vyšší stupeň využití materiálu. Z rostlého dřeva jsou vyřezány části s nižší pevností. Patří sem větší nezarostlé suky, trhliny, nerovné úseky, vzniklé růstem stromu. Zbývající homogenní dřevo je nařezáno na kratší lamely a spojeno polyuretanovým lepidlem pomocí zubových spojů.
Z řeziva příslušných délek je pomocí hřebíkových spojů sestaven nosný skelet. Pro zajištění tuhosti je skelet opláštěn z vnější strany deskovým materiálem. Tato konstrukce vymezuje prostor objektu a předurčuje jeho vnitřní členění.
Rostlé dřevo má v poměru k objemové hmotnosti velmi dobrou únosnost. Dřevo je lehké a pružné. Pro nejlepší využití tohoto organického materiálu je důležité respektovat různé vlastnosti dle směru působení zatížení. Abychom odstranili anizotropní chování, je možné rostlé dřevo do různých stupňů defragmentovat (lamely, štěpky, piliny...) Následuje smíchání s pojivem, vytvrzení za vysokého tlaku a teploty získáváme materiály na bázi dřeva. Tyto postupy nám umožňují využívat téměř 100 % z objemu rostlého dřeva, a to i dřevin nižší kvality.
Deskové materiály na bázi dřeva
Překližka je vyrobena z lichého počtu tenkých vrstev slepených dohromady. Směr vláken každé vrstvy je kolmý na vlákna předcházející vrstvy. Celkové tloušťky desek se pohybují od 6 do 22 mm. Nejčastěji se používá na konstrukční opláštění stěn, vytvoření hrubé podlahy, záklop ve střešní rovině, vnitřní finální povrchy atd.
OSB deska je vyrobena z několika vrstev štěpek (podlouhlé hobliny) slepených za velkého tlaku a teploty dohromady. Vnější vrstvy jsou orientovány v delším směru desky a vnitřní jsou uspořádány náhodně nebo křížově. OSB má ve srovnání s překližkou horší materiální vlastnosti, ale je cenově dostupnější. Použití v konstrukci je shodné.
Čtěte také: Slzí Plačice: Co skrývá tato skladba?
Dřevovláknitá deska je vyrobena z dřevěných vláken slepených pod tlakem za vysoké teploty. Tlak rozhoduje o konečné objemové hmotnosti, dle které jsou dřevovláknité desky používány k různým účelům. Desky s nižší hustotou jsou často po impregnaci bitumeny používány jako pláštění stěn. Dřevovláknité desky s vysokou objemovou hmotností (Hobra) jsou nejčastěji použity pro truhlářskou výrobu nábytku. Dřevovláknité desky s barevnou povrchovou úpravou jsou používány také jako obkladový materiál. Je používána pro podkladní vrstvy nebo pro skryté části kuchyňského nábytku atd.
Deskové materiály na bázi dřeva se vyrábějí v základních formátech 625 x 2500 mm, 675x2500 mm a 1250 x 2500 mm.
Z obrázku je patrná štíhlost použitých prvků. Stropní nosníky musí být vyztuženy, aby bylo omezeno klopení. Prostorovou tuhost celého objektu zajišťují konstrukční záklopy podlah, stěn i stropů. Ze stejného důvodu jsou do rámů vnitřních nosných stěn osazeny diagonální vzpěry.
V ideálním případě je materiál objednán dle postupu výstavby. Zbytečná manipulace zvyšuje riziko poškození. Materiál musí být při skladování náležitě chráněn před povětrnostními vlivy. Degradace způsobená skladováním v nevyhovujících podmínkách je též příčinou velkých ztrát.
Montáž stropních nosníků
U lehkého dřevěného skeletu jsou podélné stropní nosníky průřezu zpravidla 50x200 mm osazeny na obvodový podkladní pás s minimální délkou uložení 70 mm. U objektů s více trakty spočívají stropní nosníky též na průvlacích nebo středních nosných stěnách. Čela stropních nosníků jsou hřebíky spojena s obvodovým příčníkem stejného průřezu.
Stropní nosníky jsou mezi sebou po pravidelných délkách rozepřeny, dle potřeby plným prvkem nebo diagonálami. Počáteční vysoká vlhkost by umožnila konstrukci pod zatížením nežádoucí dotvarování a při vysychání též objemové změny. To by mohlo způsobit estetické poruchy finálních vrstev v interiéru.
Podkladní práh je z dřevěných hraněných prvků 50x140 mm, musí být po celé délce horizontálně vyrovnán, proto je důležité pečlivé provedení povrchu základových konstrukcí. Pokud není dosaženo roviny při betonáži nebo zdění betonových tvarovek, lze pro vyrovnání použít zdící maltu. Podkladní dřevěný pás je položen na pruh asfaltového pásu nebo pěněnou PE fólii s uzavřenou strukturou. Tento separační prvek slouží jako bariéra proti vlhkosti v základové konstrukci a také jako těsnění proti úniku vzduchu z objektu.
Lze použít zabetonovanou závitovou tyč minimálního průměru 12 mm nebo ocelovou pásovinu 3x50 mm. Protože tento způsob klade vysoké nároky na přesnost, častěji jsou používány dodatečně vrtané kotevní šrouby. Každá stěna je kotvena minimálně na dvou místech. Maximální vzdálenost kotevních prvků je 2,4 m.
Podpěry a průvlaky
V suterénu jsou používány dřevěné nebo ocelové sloupky pro podepření průvlaků. Ty přenášejí zatížení ze stropních nosníků a středních nosných stěn. Ocelové sloupy jsou používány většinou kruhového průřezu pro snadnější kotvení opatřené horní i dolní roznášecí deskou. Šířka horní roznášecí desky odpovídá šířce průvlaku. V případě dřevěného průvlaku je opatřena kruhovými otvory pro kotvení pomocí hřebíků nebo šroubů.
Dřevěné se používají minimálního průřezu 140x140 mm. Mohou být z jednoho kusu nebo na stavbě sbíjené (3x 50x140 mm). Spojení zajišťují hřebíky 3,55/90 mm v maximální vzdálenosti 300 mm. Sloup musí být chráněn proti vlhkosti z betonové vrstvy podlahy asfaltovým pásem nebo PE fólií minimální tloušťky 0,15 mm. Dřevěné sloupy se po zatížení dotvarují, proto je nutno zkontrolovat jejich kotvení, případně adjustovat.
Sloupy jsou dle zatížení a rozměrů průvlaků v osové vzdálenosti 2, 4-3 m. Pro stropní průvlaky jsou s výhodou používány ocelové I-nosníky. Dřevěné průvlaky mohou být též z jednoho kusu rostlého dřeva nebo na stavbě sbíjené. Alternativou sbíjených průvlaků z rostlého dřeva může být prvek z lepeného lamelového nebo z vrstveného dřeva. Tři profily 50x200 mm jsou postaveny na hranu vedle sebe a následně z obou stran vzájemně probity dvěma řadami hřebíků 4/110 mm v maximální podélné vzdálenosti 450 mm. Poslední řada hřebíků je umístěna ve vzdálenosti 100-150 mm od styčných spár. Čela jednotlivých profilů jsou spojována nejlépe nad průvlakem. Nutné přeplátování neumožňuje spojit všechny profily průvlaku nad sloupem.
Stropní konstrukce a záklopy
Dimenze a osové vzdálenosti stropních nosníků jsou závislé na zatížení a rozponech. Stálé a nahodilé zatížení je přeneseno záklopem hrubé podlahy. Rozhodujícím kritériem je většinou průhyb, maximálně 1/300 rozpětí. Skladba konstrukce stropu musí být navržená tak, aby dostatečně tlumila hluk a nepřenášela vibrace mezi podlažími. Přesná osová vzdálenost vychází z rozměrů desek záklopu hrubé podlahy. Pro záklop se používají desky z překližky nebo OSB desky vyráběné v šířkách 1200, 1220, 1250 mm.
Dle zatížení je každá deska podporována třemi, nejčastěji čtyřmi a při velkých zatíženích i pěti stropními nosníky. Pro záklop lze použít prkna kladená kolmo na směr stropních nosníků nebo pod úhlem 45°. Počet nosníků podporujících jednu desku stropního záklopu vychází ze statického výpočtu. Šířka prken by neměla přesáhnout 180 mm. Častější variantou je záklop z konstrukčních desek, které vytvářejí rovnější povrch v kratším čase. Pojivo deskového materiálu hrubé podlahy musí být vodovzdorné.
Před připevněním desek záklopu je na horní hranu stropních nosníků naneseno polyuretanové lepidlo. Obvyklým spojovacím prvkem jsou hřebíky nebo sponky vstřelované do materiálu pod vysokým tlakem. Dynamickými účinky chůze je tento spoj namáhán na vytažení spojovacího prvku, proto se používají kroužkové nebo konvexní hřebíky. Další variantou je spojení šrouby používané zvláště u dočasných konstrukcí. Každá deska musí být připevněna po celém svém obvodu a též ke středním nosníkům, na kterých spočívá. Proto jsou příčné rozpěry nosníků umístěny v místech napojení desek hrubé podlahy.
Vzdálenost spojovacích prvků po obvodu desky by neměla přesáhnout 150 mm, uvnitř pak 300 mm. OSB desky jsou šachovnicově posunuty.
Již při navrhování stropních konstrukcí je důležité rozmyslet, jak a kudy povedou instalace. Zvláště pro ventilační potrubí a svody odpadních vod je třeba mít dostatek místa v konstrukcích stropů i stěn. Optimálně mají stropní nosníky v celém podlaží stejný směr. Snažíme se vyhnout případu, kdy by mělo potrubí procházet v kolmém směru na stropní nosníky. Vedení pod nosníky by značně snižovalo světlou výšku. Variantou může být použití nízkých příhradových nosníků, které umožní prostup potrubí v obou směrech. Dělící příčky rovnoběžné se stropními nosníky je dobré vynášet po 1250 mm plnými rozpěrami, protože v tomto případě jsou volně přístupné pro průchod instalací mezi podlažími.
Konstrukce stěn
Stěna přenáší svislé statické zatížení z velké části nosnými rámy. Rámy jsou tvořeny z horizontálních a vertikálních prvků shodného průřezu. Prvky jsou z přesně hraněného konstrukčního řeziva s vlhkostí 15+-2 %. Rozměry průřezu sloupků vycházejí z požadavků na finální vlastnosti stěny. Konstrukce stěny musí přenést stálé a nahodilé zatížení, šířka sloupků musí dovolit pojmout dostatečné množství tepelné izolace a zároveň stěna musí být celistvá. V případě požáru přenášet zatížení a nedovolit šíření kouře minimálně po dobu stanovené požární odolnosti. Dle zatížení a požadavků tepelné izolace nejčastěji pro nosnou obvodovou stěnu 140x50 mm. Pro příčky pak většinou postačuje 100x50 mm.
Rámy jsou sestaveny ze spodního a horního prahu, sloupků, konstrukčního plášťování, věnce, překladů, rozpěr sloupků, případně ztužujících diagonál. Tyto prvky tvoří všechny typy stěn.
Jednotlivé prvky jsou nařezány ze základních profilů přímo na staveništi. Materiál je dodáván na stavbu na paletách. Délka dodaných prvků vychází ze světlé výšky podlaží, která je většinou u bytových staveb 2,5-3,0 m. Ve výrobní hale jsou dle výkresové dokumentace prvky nařezány na potřebné délky, označeny a zabaleny do ochranné fólie. Následné sestavení na stavbě je velmi zrychleno.
Zastřešení
Pro zastřešení budov se dnes využívají průmyslově vyráběné příhradové vazníky se styčníkovými deskami, které nahrazují klasické sbíjené vazníky. Velká variabilita umožňuje využití při zastřešení hal, supermarketů, rodinných i bytových domů. Kromě tradičních sedlových a pultových vazníků je možné realizovat také vazníky obloukové či s obytným podkrovím.
Samotný návrh konstrukce střechy je podložen podrobným statickým výpočtem. Výstupní kontrola probíhá před expedicí ve výrobním závodě a poté ještě na stavbě. Volbu krovové soustavy určuje dispozice a množství vnitřních nosných stěn a sklon střechy. Klasické krovové soustavy se dnes využívají jen v malém měřítku především při rekonstrukcích historických objektů.
Příhradové nosníky se styčníkovými deskami
Příhradový nosník zvýšený v podpoře je identický běžnému příhradovému nosníku s jedinou výjimkou. Podporový styčník zasahuje od horního okraje stěny do určité výšky podél okraje budovy. Příhradové nosníky zvýšené v podpoře se instalují stejným způsobem jako běžné příhradové nosníky.
Zvýšené příhradové nosníky bez kontinuálního pláště vyžadují ztužení na koncích vazníků nad všemi spojenými stěnovými deskami. U příhradových nosníků zvýšených v podpoře nedochází k stlačení podkrovní izolace nad pozednicí, které ohrožuje izolační účinnost. Při použití těchto nosníků lze použít méně izolace pro celý stropní systém.
Stěnový systém, který kombinuje příhradové nosníky zvýšené v podpoře a přesahující kontinuální stěnový plášť z desek na bázi dřeva, má skryté konstrukční výhody proti běžným přípojům stěna-příhradový nosník. Vedle cenové úspory je dům s příhradovými nosníky zvýšenými v podpoře lépe obyvatelný.
Podkrovní příhradový vazník
Jedním z méně známých použití dřevěných příhradových vazníků v občanské výstavbě je podkrovní příhradový vazník. Tento typ střešního vazníku umožňuje provedení plnohodnotného podkrovního prostoru. Vazník lze řešit komplexně jako integrální konstrukci, která spojuje střešní konstrukci se stropní.
Variantně lze použít řešení, kdy je samostatný střešní vazník ukládán na svislé konstrukce ukončené železobetonovým věncem (strop podkroví je jiný než dřevěný). Dolní pasy podkrovních vazníků lze navrhovat z rostlého řeziva i lepeného dřeva (např. KVH, LVL).
V případě použití tohoto typu konstrukce jsou zajištěny výhody jako ekonomika spotřeby materiálu, rychlost výroby i montáže na staveništi.
Příhradové stropní nosníky
Ekonomicky zajímavou variantou k lehkým trámovým nebo keramickým stropům je použití dřevěných příhradových stropních nosníků. V článku jsou prezentovány dva základní typy: celodřevěné nosníky a kombinované dřevěné nosníky s ocelovými diagonálami (POSI). Nosníky je možné navrhovat na rozpětí a zatížení běžná pro stavby pro bydlení. Celodřevěné nosníky jsou tvořeny jako přímo-pasé s dřevěnými diagonálami.
Kombinované dřevěné nosníky s POSI diagonálami jsou tvořeny horními a dolními pasy, které jsou vzájemně spojeny pomocí ocelových, žárově zinkovaných diagonál. Použitím řeziva „naplocho“ ve vodorovné poloze je zvýšena tuhost nosníku z jeho roviny.
Příhradové stěnové sloupky
Ocelové POSI diagonály lze výhodně využít také pro konstrukci stěnových sloupků například rodinných domů. Výhodou tohoto řešení je opět snadné vedení instalačních rozvodů, možnost umístění tepelné izolace i do místa mezi diagonálami a tím značné omezení teplených mostů.
Konstrukce bednění
Příhradové konstrukce spojované styčníkovou deskou s prolisovanými trny lze výhodně použít také pro konstrukce bednění. Nejčastěji se jedná o bednění železobetonových pilířů, komorových mostních nosníků, mostních opěr, ale i bednění propustků nebo sekundárního ostění tunelů.
Celodřevěné haly
Další možností využití dřevěných příhradových konstrukcí spojovaných styčníkovými deskami s prolisovanými trny jsou objekty skladovacích, výrobních, zemědělských a jiných hal. Jednou z nich je návrh haly jako dvou- nebo trojkloubového rámu. Tato varianta je vhodná např. pro obloukové haly. Konstrukce je tvořena soustavou příčných rámů tuhých ve své rovině a dále soustavou podélných a střešních ztužidel, které zajišťují prostorovou stabilitu objektu.
Dalším možným konstrukčním řešením je návrh svislého dřevěného panelu, na který je osazena soustava střešních vazníků. U tohoto řešení je důležité vytvořit v úrovni dolních pasů střešních vazníků tuhou rovinu. Tuhá rovina zajistí omezení vodorovných deformací, které vznikají v konstrukci od zatížení větrem na svislé konstrukce.
Třetí, často používanou variantou konstrukčního řešení je uložení střešní konstrukce na soustavu sloupů z lepeného lamelového dřeva. Sloupy bývají ve vrcholu spojeny pomocí přímo-pasých vazníků, na které jsou ukládány střešní vazníky. Přímo-pasé vazníky mohou tvořit také překlady pro případná vrata a jiné prostupy.
Dřevěná nosná konstrukce může sloužit jako nezateplená hala pro sklad např. zemědělských produktů nebo techniky. Lze samozřejmě provést zateplený obvodový plášť např. pomocí PUR nebo minerálních panelů. Tím získá hala velmi atraktivní vzhled.
Hlavní výhodou dřevěných hal je především rychlost jejich výstavby, nízké náklady na materiál, lehkost, únosnost a také ekologie.
tags: #skladba #nosníku #na #staveništi
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]