MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERSITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV ZÁKLADNÍHO ZPRACOVÁNÍ DŘEVA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
Dřevěné konstrukce stropů
2005/2006
JAN FILÍPEK
2
„Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Dřevěné konstrukce stropů zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny”. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendlovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Ke zveřejnění nebo zapůjčení práce musí dát souhlas i poskytovatel vstupních údajů.
V Brně, dne: 21.dubna 2006
……………………….. podpis studenta
Autor práce se 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 současně uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle kalkulace.
V Brně, dne: 21.dubna 2006
..……………………… podpis studenta
3
Úvodem bych chtěl poděkovat paní dr. Ing. Havířové za velmi cenné rady, názory a spolupráci, kterými se podílela na konečném zpracování této bakalářské práce. Další poděkování patří mým rodičům, kteří mi byli vždy ve všem oporou.
Jan Filípek
4
Jméno posluchače: Jan Filípek Název bakalářské práce: Dřevěné konstrukce stropů Abstrakt Těžištěm této práce je vytvoření uceleného přehledu stropních konstrukcí, které jsou zde rozděleny do jednotlivých slohů, popsat jejich konstrukce, sledovat vlivy ovlivňující jejich vývoj. Dřevěné stropní konstrukce můžeme hodnotit z hlediska tepelně izolačního, protipožárního, akustického a konstrukčního. Z pohledu těchto vlastností jsou porovnávány jednotlivé konstrukce stropů, začleněné podle historických období. Jako nejlepší vlastnost dřevěných stropů byly jistě tepelně izolační, naopak nejhorší byly akustické vlastnosti a hlavně protipožární. Tyto požadavky, v naší době negativa, v minulosti nepředstavovala pro své uživatele velkou závadu, a tak snaha ochránit tyto konstrukce proti těmto vlivům přichází až v době secese. Klíčová slova: stropnice, spalné stropy, ,dekorace stropů,historický vývoj, násyp, povalový strop, jednoduchý trámový strop, kazetový strop, fošnový strop, příhradové nosníky Name listener: Jan Filípek Title bachelor work: Wooden construction ceiling Abstract This paper is focused on creating a general overview of the ceilings sorted into individual architecture styles, on describing constructions of the ceilings and on studying what influenced evolution of the ceilings. Properties of wooden ceilings can be evaluated from different points of view such as the heat insulation properties, the acoustic properties, the fire stopping properties and the design of the ceilings. From look these quality they are collation in singles construction ceiling, incorporation according to historical period. Like best property wooden ceiling was certainly thermal insulating, on the contrary worst was acoustic characteristics and largely fire-stopping. These requests, nowadays a defect, in the past they did not posed a great defect for the occupants, so the effort to protect the structures against these flaws first appears in the time of the art noveau. Keywords: joist, combustible ceiling, decoration ceiling,historical development, mound, deck ceiling, simple beam grillage, cartridge ceiling, plank ceiling, truss girder 5
Anotace Použití historických stropů s masivními stropnicemi není příliš reálné (jen u rekonstrukcí rozponů menších jak 6metrů) Tyto stropy sice jsou únosné, ale nevyhovují z důvodu nedovoleného průhybu, tento problém se vyřešil až u nových stropních systémů, kde se využívá lepených nosníků výhodných modulů pružnosti, takže se nejen viditelně zvětšila využitelnost řeziva, ale zároveň se umožnilo vytvořit velké rozpony při přijatelné ekonomické náročnosti a s minimálním průhybem.
Annotation Using historic ceiling with massive joist is not much real (only near reconstruction span smaller how 6metre). These ceiling or else they are profitable, but unsatisfactory from reason illicit deflextion, this problem with resolve till at new ceiling system, where with exploitation glued beam advantageous modulus of elasticity so that with not only visibly increase yield lumber, but simultaneously with make create great span at acceptable economic heftiness and with minimum deflextion.
6
Obsah: 0 Úvod 1 Cíl práce 2 Všeobecné požadavky na stropní konstrukce 2.1 Dimenzování stropů 2.2 Zásady pro stropní konstrukce 2.3 Protipožární opatření 3 Dekorace stropů 4 Průzkum stropních konstrukcí 5 Historický vývoj stropních konstrukcí 5.1 Románské a gotické období 5.1.1 Povalové stropy 5.1.2 Jednoduchý strop trámový 5.2 Renesanční období 5.2.1 Stropy kazetové 5.3 Barokní a klasicistní období 5.3.1 Jednoduchý strop trámový se záklopem a násypem 5.3.2 Trámový strop s rákosníky 5.4 Období 2. poloviny 19. století až 30.léta 20. století 5.4.1 Fošnové stropy 5.4.2 Dřevěné stropy uložené do ocelových nosníků 5.4.3 Patentovaný strop systému Parsimon 5.5 Novodobé stropy 5.5.1 Stropy s použitím dřevěných nosníků „I“ a „U“ 5.5.2 Nové deskové materiály 5.5.2.1 Vrstvené masivní bloky 5.5.2.2 Skládané masivní bloky 5.5.2.3 Lepené masivní bloky 5.5.3 Trámový strop s rovným podhledem 5.5.4 Trámový strop s viditelnými trámy 5.5.5 Stropy s příhradovými nosníky 6 Studie cen čtyř vybraných stropních systémů 6.1 Klasický dřevěný strop se záklopem a násypem
Str. 8 9 10 10 13 15 17 19 22 22 23 25 26 27 30 31 33 35 35 36 37 41 40 41 42 43 43 44 45 45 47 48
6.2 Keramický strop z CSD Hurdis a nosníků HF
49
6.3 Porobetonový strop YTONG
50
6.4 Dřevěný strop z dřevěných I nosníků, s viditelnými trámy
51
6.5 Shrnutí 7 Závěr Resume Seznam použitých zdrojů
53 54 57 58
7
0 ÚVOD Stropy jsou vodorovné nosné konstrukce, rozdělující budovu po výšce na jednotlivá podlaží. Často se stávaly charakteristickou konstrukcí pro jednotlivá historická období. Dřevěné stropy vždy plnily význam jakési „druhé střechy“, dodávaly tak lidem pocit domova a bezpečí. Dřevěné stropy jsou konstrukce velmi trvanlivé, vždyť v některých objektech se dochovaly i z dob gotiky či renesance, i když nejčastěji z 19. a začátku 20. století. Během historického vývoje se vytvořilo několik stropních systémů, které se pak používaly mnoho desetiletí a to nejen z důvodu u nás silných řemeslných tradic, snadné dostupnosti, ale hlavně díky osvědčenosti. Jenže už na začátku našeho století se zdálo, že ocelové a hlavně železobetonové konstrukce vytlačí navždy konstrukce dřevěné, které ustrnuly v tradičním pojetí neměnnosti těchto konstrukcí pro nedostatečný zájem technické inteligence o rozvoj na poli moderního výzkumu. S využíváním dřevěných stropů pak pokračovaly už jen skandinávské státy a severní Amerika. K oživení těchto konstrukcí došlo v západní Evropě a tím i u nás až na konci 20.století. Tedy zhruba po 80 letech evropští investoři znovuobjevily dřevěné stropy a jejich výhodné vlastnosti jako: malá plošná hmotnost, možnost zajištění dobré tepelné izolace a nenáročná technologie výstavby. Zatím ale platí ,že většímu použití brání hlavně strach před nižší odolností proti ohni.
8
1 CÍL Cílem je vytvoření uceleného přehledu dřevěných stropních konstrukcí a začlenění jednotlivých konstrukčních systémů stropů do vývojových období. Bude popsána nosná konstrukce stropů s ohledem na vliv jednotlivých historických období a s tím související jejich vývoj. Zhodnoceny budou nosné konstrukce z hlediska statických, akustických a protipožárních vlastností stropů, opět v návaznosti na historický vývoj.
9
2 VŠEOBECNÉ POŽADAVKY NA STROPNÍ KONSTRUKCE -deskové konstrukce: nosná konstrukce tvořena dřevěnými trámy uloženými vedle sebe na sraz a vzájemně spojenými pro zajištění spolupůsobení (povalové stropy) , konstrukce zatěžuje podpírající stěny spojitě po celé délce uložení
Obr.1- desková konstrukce (Hájek,1999)
-nosníkové konstrukce: hlavními nosnými prvky jsou dřevěné nosníky (trám, lepený nosník, příhradový nosník), na které je uložena podpůrná konstrukce podlahy a podhled, nosníky zatěžují stěny lokálně v místech uložení záhlaví.
Obr.2- nosníková konstrukce (Hájek,1999)
2.1 Dimenzování stropů Hlavním nosným prvkem dřevěných stropních konstrukcí jsou dřevěné trámy nazývané stropnice. Jsou to ostře hraněné trámy (obyčejně smrkové), avšak nezřídka se dovoluje, aby stropnice měly do jedné třetiny délku obliny 3 – 4cm široké. Poměr šířky stropnice k její výšce se volí b:h= 5:7 až 1:2.
(Kohout, Tobek,1921)
10
h
b
obr.3- Průřezy a dimenze dřevěných stropních trámů pod byty (Kos, 1999)
11
Pro bežné případy byly rozměry průřezu stropnic určovány z empirických vzorců: - v obytných místnostech:
h = 2L + 16, b = 2/3h až 3/4h (cm)
- ve školních místnostech
h = 2L + 20, b = 2/3h až 3/4h (cm)
(L volná délka trámu (m), h výška trámu (cm), b šířka trámu (cm) ) Ve vyjímečných případech se velikost profilu určovala statickým výpočtem z rovnice W = Q.L / 8k ( Q celkové rovnoměrné zatížení trámu q. L, L volná délka trámu, k dovolené napětí stropnic v tlaku, popř.ohybu)
(Witzany,1995)
dovolená napětí (Mpa) dřevina
v tahu II
v tlaku II
ve smyku II
v ohybu II
modřín, jedle
8
6
1
8
buk, dub
10
7
1,5
10
borovice, smrk
(Technický průvodce, svazek prvý 1915)
Stropnice se ukládaly na zdi hlavní- průčelní a obvodové- a střední. Ve vyjímečných případech se ukládaly se ukládaly na příčné zdi štítové a schodišťové, popř.příčky pokud jejich tloušťka byla nejméně 300mm. Na příčku tloušťky 150mm bylo možné ukládat jen ve zvláštních případech prostřednictvím ocelových nosníků, které musely být dimenzovány tak, aby přenesly i zatížení od zdiva příčky. Podle zákona o stavebních úlevách z r.1919 bylo možné uložit probíhající stropnice v přízemních domech s podkrovím také na střední zdi tl. 150mm jestliže výška místnosti nebyla vyšší než 2,6m a hloubka traktu nepřesahovala 5,5m. Cihelné zdi nesoucí stropní mají zpravidla tloušťku nejméně 300mm u zdi do 4,5m volné délky, 450mm u zdi do 6,5m volné délky a 600mm u zdi přes 6,5m volné délky, pokud nebyly tloušťky stanoveny v jiných tloušťkách v závislosti na počtu podlaží nebo namáhání. Vzdálenost mezi dřevěnými trámy se pohybuje v rozmezí mezi 0,75 až 1,25m. Trámy jsou vždy odsazeny 20 až 30mm od zdi a příček, aby bylo zabráněno přenosu vlhkosti ze zdi do dřeva.
(Hájek,1999)
12
2.2 Zásady pro provádění stropní konstrukce Úložná délka zhlaví stropnic je nejméně 100mm ( do 2m volné délky), 150mm (do 4m volné délky), 200mm ( do 6m volné délky) a 250mm (do 8m volné délky). (Witzany,1995)
Zhlaví trámu je třeba z důvodů zabránění vzlínání vlhkosti ze zdiva do dřeva ukládat na podkladky (např. z tvrdého impregnovaného dřeva tl.25- 50mm) podložené kusem hydroizolačního pásu a mezi zdivem a zhlavím trámu ponechat vzduchovou mezeru šířky 30- 50mm. Styk trámu sezdí je ze statického hlediska kloubový s umožněným vodorovným posuvem. Vlastní konstrukce dřevěného stropu je horizontálně netuhá. (Hájek,1999)
5
1
3
2
obr.3- Uložení dřevěného nosníku do obvodové zděné konstrukce (Hájek, 1999) 1 – dřevěný nosník, 2 – vzduchová mezera 30- 50mm, 3 – impregnovaný podkladek, 4- izolace proti vlhkosti, 5 – zhlaví trámu ošetřené proti působení vlhkosti
U starších staveb se dá setkat i s touto alternativou, která podle mého názoru není tak účinná z hlediska odvětrání.
3 1
2
1
obr.4. Uložení dřevěného nosníku do obvodové zděné konstrukce- starší alternativa (Kohout,Tobek, 1921) 1- cihly položené nasucho, 2- impregnovaný podkladek, 3- dřevěný nosník
13
Pro zvýšení stability nosných zdí se některé dřevěné stropnice ( na každou třetí až čtvrtou) kotví ke zdi ocelovými kotvami připevněnými na zhlaví trámu a zakotvenými do zdi. V dřívějších dobách se pro tuto funkci používaly tzv. trámové kleště zakotvené pomocí závlače do vnějšího líce obvodové zdi. Závlače a táhla trámových kleští se zhotovovaly z plochého železa profilu 8 až 12/40 mm (bytové budovy) a profilu 9 až 13/45 mm (veřejné budovy). Táhlo má přesahovat 400 až 500mm konec trámů. Délka závlače bývá 450 až 600 mm a má větší průřez než táhlo. Trámové kleště nezajišťují pouze stropnice, ale především “svazují“ protilehlé zdi proti vybočení ze svislé polohy. (Witzany,1995)
obr.5- Zakotvení dřevěného trámu do zdi pomocí trámových kleští (Hájek, 1999) 1 – zhlaví trámu, 2 – impregnovaný podkladek, 3 – ocelové kleštinové táhlo z pásové oceli 40/7 až 45/9 mm, 4 – ocelová závlač 45/8 mm
U starších objektů se často setkáváme s nejvíce porušenými zhlavími trámů právě v místech, kde jsou osazeny trámové kleště. Důvodem je kondenzace vodní páry na chladném povrchu trámových kleští v zimním období. Zkondenzovaná vodní pára způsobuje korozi oceli a zvýšení vlhkosti ve zhlaví trámu a tím aktivuje nebo urychluje hnilobu, výskyt dřevokazných hub nebo dřevokazného hmyzu. Těžké cihelné příčky (tl.150mm) je třeba vyzdívat na ocelový profil I, železobetonový nosník nebo samostatný dřevěný trám. Někdy se zdily příčky i přes více podlaží bez přerušení v místě stropu. V současnosti se při rekonstrukcích často používají lehké příčky sádrokartonové, které lze osadit přímo na podlahovou konstrukci. (Hájek,1999)
14
obr.6- Uložení zděné příčky na samostatný ocelový nosník (Hájek, 1999) 1 – ocelový válcovaný nosník, 2 – zděná příčka, 3 – stropní trám, 4 – podhled stropu, 5 – mezi ocelovým nosníkem a podhledem ponechána mezera min.30m
2.3 Protipožární opatření Rozdělení stropů dle požární odolnosti: a)spalné, jejíchž dřevěná nosná konstrukce je vidět a ze spodu se nechrání proti přímým účinkům ohně. b)polospalné, jejíchž dřevěná konstrukce se chrání proti přímým účinkům ohně shora dostatečně silnou vrstvou suchého ohnivzdorného násypu z anorganických hmot nebo vrstvou betonové mazaniny a zespodu ( v podhledu) různě upravenou vrstvou nespalné omítky; těmito povrchovými úpravami se chrání spalná dřevěná nosná stropní konstrukce tak, že odolává přímým účinkům požáru nejméně patnáct minut. (Mencl,1962)
Tento požadavek byl dříve zajišťován provedením zásypu na záklop (škvára, hrubozrnný písek) a omítaného podhledu. Minimální tloušťka násypu byla 80mm. U jednoduchých staveb se někdy místo násypu používala hliněná mazanina. Spodní líc dřevěných stropů se z protipožárních důvodů opatřoval omítkou prováděnou na jednoduchou nebo dvojitou, křížem kladenou rákosovou rohož ( tzv. rákosová omítka) připevněnou buď přímo na konstrukci stropu u stropu povalového, nebo na prkenné podbití trámového stropu. V pozdějších dobách byly rákosové rohože nahrazovány keramidovým nebo drátěným (rabicovým) pletivem napnutým na podbití z prken nebo později z dřevocementových desek. U současných dřevěných konstrukcí a rekonstrukcí se podhled často navrhuje
15
ze sádrokartonových desek, které při podstatně menší tloušťce (15-25mm) splňují kriterium pro smíšenou konstrukci z hlediska hořlavosti a zároveň umožňují jednoduchou realizaci definitivního povrchu vysoké kvality bez použití mokrého procesu. Dřevěné nosníky se nesmí z důvodů požární bezpečnosti ukládat do zdiva komínů. V těchto místech se provádí výměna (dřevěná nebo ocelová), přenášející zatížení do sousedních nosníků nebo se nosník uloží na ocelovou konzolu. Vzdálenost dřevěné konstrukce od omítnutého vnějšího líce komínového zdiva je minimálně 50mm. Zároveň musí být dodržena podmínka že zhlaví uložené do zdi musí být vzdáleno min.300mm od vnitřního líce komínového průduchu.
1
2 3 min. 50 mm
4
min. 300 mm
obr.6- Výměna v místě komínového tělesa (Hájek, 1999) 1- dřevěný nosník, 2- zkrácený dřevěný nosník, 3- výměna, 4- komínové těleso
Těžké cihelné příčky (tl.150mm) je třeba vyzdívat na ocelový profil I, železobetonový nosník nebo samostatný dřevěný trám. Někdy se zdily příčky i přes více podlaží bez přerušení v místě stropu. V současnosti se při rekonstrukcích často používají lehké příčky sádrokartonové,které lze osadit přímo na podlahovou konstrukci. (Hájek,1999)
16
3 DEKORACE STROPŮ Historické stropy bývaly zdobeny malbou, řezáním, případně obojím způsobem současně. Nejjednodušší členění trámů a záklopových prken bylo účelové okosení hran, které nicméně bylo zpravidla ukončováno před koncem prvku trojúhelnou ploškou. Souvislost s tesanými prvky, stejně jako u nejbohatších způsobů členění řezbou. Vyskytuje se zde výhradně profilace oblounky, výžlabky, stezkami, táž která je obvyklá u klenebních žeber a portálových ostění. Ukončení profilací je kolínkovitým vytrácením. Nejstarším příkladem je patrně strop Staroměstské radniční síně z doby kolem roku 1400. Také barevné pojednání bývalo shodné s pojednáním kamenných prvků. V Bechyni byl odhalen gotický strop zdobený řezáním, jehož jednotlivé linie profilace byli barevně odlišeny. Byl datován do roku 1518. V pozdní gotice vznikaly typické pletence na spodním okraji průvlaků napodobující zřejmě provazce. Všeobecně jsou datovatelné od doby kolem roku 1500. Gotizující profilace přežívá zřejmě hluboko do 16. století, patrně ze 17.století pocházejí zploštělé verze.
obr.7- Trámový vyřezávaný strop ( Kollárův dům v Banské Štiavnici )
Výhradně malbou jsou zdobeny italizující stropy renesanční a barokní. Na trámech i záklopech bývají figurální motivy, žánrové výjevy, ornamentální a rostlinné motivy podléhající slohovým proměnám, které dovolují datování. Např. pro pozdní 17.století jsou charakteristické květinové motivy, v renesančním zpodobení, tulipány apod. na bílé ploše. Strop tohoto tipu v lodi kostela sv. Mikuláše v Kašperských Horách je datován rokem 1700. Trámové stropy s malovanou dekorací vznikaly v baroku i v pražských palácích v méně exponovaných prostorách, současně již se štukovými podhledy.
17
obr.8- Trámový malovaný strop ( Kollárův dům v Banské Štiavnici ) Štuková stropní dekorace dovršuje v českých zemích výzdobu stropů, v baroku od pozdního 17. století, ač existují i příklady renesanční. Patrně již konce 16. století pochází štuková dekorace stropů ve třech prachatických domech ( čp.11, 43, 45 ). Na ploše zde nasazených drobné maskarony, andílčí hlavičky, lištové rámy. Předpokládáme vznik této dekorace z iniciativy umělců zúčastněných na výstavbě blízkého zámku Kratochvíle, kde vznikla náročná štuková dekorace na klenbách. Souběžně s dekorací kleneb vznikají i štukové dekorace stropů od 3. čtvrti 17.století, s uplatnění typických, dobově podmíněných motivů. V měšťanských domech vznikají štukové stropní barokní rámy s lištovými profily i vpadlá prostá pole. Takto jsou zřejmě členěny stropy v našich měšťanských domech po roce 1785 současně s povinným osazování štukových podhledů. Štukové dekorace stropů vznikají i v 19. století. (Muk,1996)
obr.9- Štukový podhled ( Nastätten – Sohlernův dvůr)
18
4 PRŮZKUM STROPNÍCH KONSTRUKCÍ Hloubkový stavebně historický průzkum stropních konstrukcí ověřuje možné zachování starších stropů dodatečně skrytých mladšími vloženými podhledy. Předpokladem zachování jsou neúměrně velké výšky stropních konstrukcí, jestliže snížený strop snižoval světlou výšku místností. Pochopitelně nesondujeme stropy vznikající po roce 1785. neodrazuje nás však zpráva o požáru, neboť trámové stropy dekorativně řešené dokázaly přežít i celoměstské požáry a to dokonce poblíž epicentra. Ochraňovaly je lněné půdní mazaniny. Účelně spojujeme výzkum s průzkumem statickým, který ověřuje dimense konstrukcí, jejich zachování a porušení hnilobou, dřevokaznými houbami, hmyzem. Podobu stropů odhalí spolehlivě stropní vlys. Statický průzkum endoskop jednoznačně řeší, ač touto metodou lze zjistit i rozměry trámů. Narušení hmoty trámů lze určit pouze vrtanými sondami do hmoty dřeva. Sondy do stropů provádíme proto s výhodou při obvodových zdivech. Dřevěné stropy často zanikaly požárem a byly proto nahrazovány klenbami. Někdy však byly tyto klenby vkládány pod dosud existující stropní konstrukce, které takto přežívají v klenebních násypech. Např. na zámku v Bechyni, ve Vimperku s vzácnými renesančními malbami nad klenbami barokními historicky a výtvarně cenné prvky stropů se mohou vyskytovat i jako prvky druhotně použité. V případě nemožnosti uplatnění stropů v objektu, ve kterém se nacházejí, lze uvažovat o transferu, zejména v případě demolic. Např.v Muzeu hl. města Prahy je soubor stropů přenesených ze staroměstských domů zbořených v době asanace. Tradiční nosnou stropní konstrukcí jsou dřevěné trámy používané v celém průběhu historického vývoji stavitelství, od pravěku až do současnosti. Dřevěné trámy byly z materiálu nejsnáze dostupného, tepelně, staticky a v kombinaci s omítkou i požárně vyhovujícího. Z hlediska ekonomie a statické únosnosti byly výhodné do rozpětí cca 6m, které takto, s ohledem na délku trámu, z pravidla limitovaly hloubku traktu. Překvapuje, jak často se v dispozicích např. měšťanských domů, ale i paláců vyskytuje hloubka traktu právě 6m. Tato byla ovšem určena i historickou délkovou mírou, odpovídala totiž zhruba deseti českým loktům. Výjimečně se ovšem setkáváme i s většími rozpětími, v původně plochostropých chrámech a v zámeckých prostorech. Tato větší rozpětí bývala konstruována za pomoci krovu, do kterého byly stropní trámy vyvěšeny nebo za pomoci středního podvlaku, u podélných prostorů podpíraného středními dřevěnými nebo kamennými 19
sloupy. U kratších rozponů zpravidla v obytných prostorech, býval podvlak bez sloupů, nicméně vždy se osazoval ve směru hloubky traktu, na delší rozměr, trámy pak spočinuly ve směru rozměru kratšího. U řadových, měšťanských domů se kladly trámy zpravidla napříč. Máme doloženou výstavbu měšťanského domu, kde hmota průčelí se vyzdívala nakonec, po vybudování všech stropních konstrukcí. Souvislost stropů nad horním patrem s krovem, ve kterém byly stropní trámy vaznými, přetrvala až do pozdního 18.století, kdy v souvislosti s požárními nařízeními se nově požadovala konstrukce krovu na stropech nezávislá. Krov se uváděl přímo jako na stropě položený. Výjimečně ovšem tato dualita obou konstrukcí se vyskytovala již dříve, když byl strop pokrýván hliněnou vrstvou, aby tato chránila proti ohni. Princip ochrany stropu tedy byl znám již podstatně dříve. Koncem 18.století byl pouze zobecněn. Větší rozpony se od 60.let 19.století řešily kombinací dřevěných trámů a ocelových nosníků I, Které nahradily tradiční průvlaky. Mezi příruby ocelových nosníků se osazovala zhlaví trámů. Trámy se osazují zpravidla ve vzdálenostech 80-100 cm. Svými konci spočívají v kapsách ve zdivu. V historických budovách se setkáváme s uložením zhlaví na průběžném zazděném trámu analogickém krovové pozednici který patrně zajišťoval jednotnou výškovou úroveň spodního líce trámů pochopitelně se mohl stát zdrojem poruch vyhníváním. Nejčastější poruchou stropů je právě hniloba ve zhlavích. Požaduje se podložení zhlaví impregnovanou podložkou a ponechání dutiny po obvodu. Tuto zkušenost publikoval již L.B.Alberti, doporučoval podložení zhlaví poduškou ze suchého kapradí nebo dřevěného uhlí nebo ještě lépe olejovou ssedlinu. Rozměry trámů určovaly od pozdního 19.století empirické vzorce. Nejobvyklejším rozměrem stropního trámu v historických objektech byl profil 25/25 cm. Opět již L.B.Alberti stejně jako novodobé učebnice doporučoval při výřezu trámu asymetricky z kuláče osadit střed původního kruhu do horní části nosného profilu. Zatížení stropu bezprostředně na trámy přenáší plošná konstrukce záklopu, tradičně z fošen 2,6 cm a silnější. Tento záklop byl v hospodářských objektech současně podlahou. Ke kultuře bydlení měšťanského domu náležela již ve středověku samostatná konstrukce podlahy, i ve obytných prostorech nezřídka cihlová, kladená do malty či násypu na zákopu. Tradiční je i fošnová podlaha na polštářích v násypu. Již od středověku byly výjimečně v sakrálních i v obytných 20
prostorech na spodní lýce trámu osazovány prkenné podhledy. V renesanci a později byly tyto podhledy kultivovány, pokrývány omítkou z důvodů výtvarných a současně jako ochrana proti ohni. Tyto štukové podhledy byly nařízeny jako závazná konstrukce patentem císaře Josefa II. z roku 1785 a později osazovány druhotně i na stávající starší stropní konstrukce. Od té doby jsou mnohé, dekorativně hodnotné stropní konstrukce skryté. Setkáváme se i s výjimkami, kdy předpis nebyl dodržován a nadále vznikaly konstrukce s viditelnými trámy. Štukové podhledy bývaly členěny ještě barokizujícími vpadlými poli, nápadně uniformní podoby, např. v Českém Krumlově. Rovněž z Českého Krumlova ze zámku je doložen již z 1.poloviny 18.století záměr vybudovat štukový podhled jako ochranu proti ohni.Princip byl tedy znám již podstatně dříve a Josefem II. byl pouze kodifikován.
(HMuk,1996)
Dle výsledků průzkumu, které máme v dnešní době k dispozici můžeme rozdělit jednotlivé stropní systémy do příslušných slohových období, pro které byly charakteristické.
21
5
HISTORICKÝ VÝVOJ STROPNÍCH KONSTRUKCÍ
Dřevěné stropy byly používány ve starověku ve vyspělých oblastech Východu a jižní Evropy. U nás se zachovalo několik staveb až z románského období, ale dá se předpokládat, že se používaly už dříve. 5.1 Románské a gotické období Románské stavby: raný středověk, 11. - 1. třetina 13. století. Informace jsou zatím omezeny na nejnáročnější, výjimečné zděné stavby, z nichž se dochovaly pozůstatky: stavby církevní (kostely, kláštery, objekty biskupství a kapitul), několik hradů a v Praze i městské domy. Stropy - v náročnějších stavbách trámové, podrobněji se neví. 1)
Gotické stavby: vrcholný a pozdní středověk, třetina 13. - počátek 16. století: raná gotika 2. polovina 13. století, vrcholná gotika 14. století („krásný sloh“ s počátky pozdně gotických projevů na přelomu 14. a 15. století), pozdní gotika až po „husitské přestávce“ od poloviny 15. století. Známy už existující stavby nebo jejich pozůstatky v celé sociální šíři včetně vesnických (ty spíše z archeologických výzkumů). K poznání staveb v tomto období začínají přispívat ojedinělé prameny ikonografické, písemné i vzácné fragmenty projektů. Stropy - povalové s jedním hraněným trámem, zřejmě s častějším užitím „klenutých“ tvarů, počátky užití pohledových trámových stropů s deskovými záklopy v různých variantách, na trámech s charakteristickou profilací (varianty okosení a jejich výběhů), v závěru období počátky malované výzdoby. 1) Od pozdní gotiky se vyskytuje záklop dvojitý, který nevýhodu propadání nečistot vylučuje. Záklopové fošny jsou kladeny ve dvou vrstvách nad sebou, horní vrstva se spodní vrstvou na bocích fošen překrývá. Aby byla skryta dutina nad trámem pod horní fošnou, osazuje se na boky trámů zazubené prkno nebo se spodní fošny do trámu zapouštějí. Buď svými konci, jestliže mají délky na vzdálenost trámů, nebo v celém rozsahu, pokud jsou fošny průběžné. Kuriosním řešením je klasovitá skladba záklopu ve sklonu 45º k ose trámu, vždy střídavě v jednotlivých polích. Povalové stropy se vytvářely v gotice ještě z kuláčů. (Muk,1996)
1)
http://web.cvut.cz/fa/predmety/rp2/index.htm
22
obr.10- Gotickorenesanční strop z Mostu s dvojitým překládaným záklopem, zdobený řezbou (Muk, 1996)
5.1.1 Povalové stropy Nosnou část stropu tvoří dřevěné trámy – povaly kladené těsně vedle sebe na sraz a vzájemně spojené ve styčných spárách dřevěnými klínky nebo železnými skobami. Klínky a skoby se vrážejí do povalů ve styčných spárách 1 – 1,5 m od sebe a v sousední spáře se vystřídají, klínky se zarážejí seshora.. Tímto ztužením se dosáhne, že se povaly chovaly jako celistvá deska. Vzniká tak desková konstrukce, která tvoří současně rovný podhled.
1
2
obr.11- Povalový strop typická skladba 1- dřevěné povaly, 2- ocelové skoby (Hájek,1999)
Povaly jsou zpravidla ze tří stran hraněné trámy, u některých nenáročných objektů jsou povaly z kulatiny. Na horní líc povalů může být provedena vrstva hliněné mazaniny nebo násyp s podlahou na polštářích. Spodní líc je opatřen rákosovou omítkou nebo je bez omítky. Tloušťka povalů se stanoví podle empirického vzorce: h=2L +6 ,kde h…je tloušťka povalů [cm], L…volná délka [m]. Na šířce povalů nezáleží, neboť jsou mezi sebou ztuženy, takže se chovají jako celistvá deska. Vzhledem k tomu, že tloušťka povalů je až do rozpětí 3,5 m malá ( jsou to vlastně silnější omítané krajiny), používá se povalových stropů s výhodou nad
23
místnostmi malého rozpětí. V 19. století se při větším rozpětí kladl povalový strop na spodní příruby do traverz. 3
4
2
1 obr.12- Povalový strop kladený do traverz- varianta z 19.století 1- povaly, 2- válcovaný U nosník , 3- násyp, 4- konstrukce podlahy (Kohout, Tobek,1921) Nevýhodou je , že uložení povalového stropu je po celé délce stěny a dochazí tak ke značnému zeslabení nosného zdiva. Povalové stropy se používaly do rozponu 4,5 m, vyjímečně až do 6 m. Povalové stropy mají velkou spotřebu dřeva a proto se používaly tam, kde byl dostatek levného dřeva. (Kohout, Tobek,1921)
1
2
3
obr.13- Alternativy spojeni povalů mezi sebou 1- dřevěnými klínky, 2- železnými skobami,3- železnými skobami (Kohout, Tobek,1921)
obr.14- Povalový strop (Staroměstské náměstí)
(Žák, Reinprecht, 1998)
24
5.1.2 Jednoduchý strop trámový Jednoduchý strop trámový skládá se ze stropnic vypočtené tloušťky 900 – 1000 mm od sebe vzdálených, na které se klade podlaha z prken 35 – 40 – 45 mm silných buď prostě k sobě sražených, nejčastěji drážkovaných nebo falcovaných, spára mezi podlahou a zdí se kryje různě profilovanou podlažní lištou.
900 - 1000
lišta polodrážka stropnice180/240
drážka 35 – 45mm
obr.15- Jednoduchý strop trámový- uložení stropnice do zdi
200
(Kohout, Tobek,1921)
Při rozpětí větším než 6 m vychází průřez stropnic a tudíž i jejich cena veliká, a proto volíme výšku profilu nejvýše 280 – 300 mm a stropnice podporujeme jedním nebo dvěma průvlaky; průvlaky podpírají se dřevěnými nebo litinovými sloupy. Stropnice jsou podporovány ve vzdálenosti 3,5 – 5 m průvlaky a v těchto vzdálenostech průvlak sloupy.
obr.16- Jednoduchý strop trámový- uložení podvlaku do zdi (Kohout, Tobek,1921)
25
Jednoduché trámové stropy se užívalo v mlýnech, skladištích, na sýpkách a v průmyslových budovách.
(Kohout, Tobek,1921)
5.2 Renesanční období Renesanční stavby: raný novověk, od přelomu 15. a 16. století do třicetileté války, tedy do počátku 17. století (na venkově s dlouhým přežíváním pozdně gotických tvarů). Stavby existují v celé sociální šíři včetně vesnických. K poznání staveb v tomto období již více přispívají prameny písemné, ikonografické a ojediněle i dochované projekty. Stropy - pohledové trámové převážně s deskovými záklopy (rovnými s lištami nebo překládanými), často (zejména v městském prostředí) malované, na vesnici stále starší typ povalového stropu s jedním trámem. V nejvyšším prostředí počátky dřevěných stropů s omítanými podhledy. Povalové stropy se štukovým podhledem jsou zde tvořeny hranoly.Jsou to tzv. stropy typlové.2)
Obr.17- Renesanční kazetový strop chrámu S. Maria Maggiore v Římě
U kazetových stropů jsou jednotlivé kazety konstruovány prkny a lištami přibitými k prkennému podhledu. Strop je zejména v renesanci doplňován náročnou malovanou výzdobou. V Hrádku v Kutné Hoře vznikl strop s podbitím prkny s ilusivní malbou představující kazetový renesanční strop již v roce 1493. V nejjednodušších případech byly kazety vymezovány lištami jednoduchého profilu. Snad z důvodů tepelné ochrany a estetických důvodů (bílá plocha podhledu) vznikly stropy se zapuštěným záklopem (u mladších stropů, tzv. vídeňských se záměrem snížit výšku násypu podlahy). Záklop plní funkci podlahy, mezi trámy je vložen
26
druhý snížený podhled - spuštěný záklop. Tvoří jej štěpiny omotané povřísly zapuštěné hrotitými konci do drážek vydlabaných do boků trámů. Povřísla jsou namočena do hliněné kaše, hlínou je vyrovnán horní povrch, spodek omítán.
obr.18- Strop s polozapuštěným záklopem tvořeným štěpinami omotanými smotky trávy namočenými v hlíně, 16. až 18.století.
(Muk, 1996)
V podhledu se uplatňují bílé pásy případně s tmavými oddělujícími trámy, konstrukce připomíná klenbu do travers. Konstruktivně je tato výplň obdobná jako u hrázděných stěn, se kterými má pravděpodobně shodné stáří. Běžně je známé ze západní Evropy, u nás zjištěna v Domažlicích (16. stol.) a v Táboře. (Muk,1996) 5.2.1 Stropy kazetové Vloží-li se mezi stropy příčné trámy neboli výměny rozdělí se strop v podhledu na čtverce a obdélníky čili kazety. Takto provedený strop jmenuje se tesařský strop kazetový, na rozdíl od truhlářského nebo v omítce taženého stropu kazetového, kde jednotlivé kazety nejsou často závislé na poloze stropnic. Tesařských stropů kazetových se stropnice hoblují a různě profilují. Na záklop volí se prkénka 100 – 180 mm široká hoblovaná a drážkovaná, která se kladou v jednotlivých kazetách různými směry. (Kohout,
Tobek,1921)
27
obr.19- Kazetový strop- jeden z možných způsobů kladení prkének (Kohout, Tobek,1921)
2
6
1
3
4 5
2
6
3
5
1
4
obr.20- Kazetový trámový strop- řez příčný a podélný předchozího obrázku (Kohout, Tobek,1921)
1- profilovaná výměna, 2- podlaha z prken, 3- záklop, 4- stropní trám, 5- profilovaná lať, 6- podlahová lišta
Také je možné obložit stropnice hoblovanými a profilovanými prkny a výměny Nahradit hoblovanými a profilovanými truhlíky, které se prostřednictvím špalíků připevní do stropnic.
1
2 3 obr.21- Spojení stropnice s truhlíkovou výměnou (Kohout, Tobek,1921) 1- truhlík výměny z prken, 2- stropnice, 3- obložení stropnice
28
2
1
1
2
obr. 22- Další varianty spojení stropnice s výměnou (Kohout, Tobek,1921) 1- výměna, 2- stropnice
Zvláštní variantou je kazetový strop tažený v omítce; kostra stropu se orákosuje a omítne a jednotlivé kazety se vytáhnou sájmem. Takže strop je odizolován zespodu rákosovou omítkou a svrchu násypem. 7
6
4
1
5
2
3 obr.23- Kazetový strop tažený v omítce (Kohout, Tobek,1921) 1- rákosová omítka, 2- spodní záklop, 3- stropnice, 4- horní záklop, 5- podlaha, 6- polštář jdoucí rovnoběžně se stropnicí, 7- podlahová lišt
Dřevěné stropy kazetové se prováděli z různých druhů dřev, vynikajících barvou nebo fládrem, napouštěli se fermeží, často se napodobovala různá dřeva nebo se polychromovala, článkování se zlatilo, stříbřilo. Také se celé plochy zdobily ornamenty nebo obrazy. Stropy kazetové, jsou-li dekorativně řešeny, působí velmi esteticky, a proto se navrhovaly do vil, výstavních budov, kostelů. (Kohout, Tobek,1921)
5.3 Barokní a klasicistní období 29
Barokní stavby: rané baroko od třicetileté války do závěru 17. století, vrcholné období slohu v 1. třetině 18. století, pozdní baroko 2. polovina 18. století, s postupným pronikáním klasicistních prvků. Počátky stavebního školství, v závěru období stabilizace tradičního konstrukčního aparátu zděných staveb v sociálně vyšším prostředí, na vesnici vrcholí dřevěná výstavba. K poznání staveb v tomto období již značně a běžně přispívají prameny písemné, ikonografické i dochované projekty Stropy - pohledové trámové s deskovým překládaným záklopem, ve vyšším prostředí postupně s omítanými podhledy s případnou štukovou výzdobou (fabiony, zrcadla). Od poloviny 18. století administrativní tlak na nespalnou úpravu stropů dodatečné podbíjení starých, nové omítané stropy už s hrubě tesanými trámy. Počátky užití dvou vrstev trámů (pro podlahu a podhled), zejména u erárních stavbách „typlové“ stropy z hraněných trámů na sraz, s omítaným lícem.3) Typické jsou štukové podhledy . Omítka se nahazovala v historických objektech na rákosové rohože upevněné na prkenném podhledu hřeby a dráty. Prkna se používají tenká, tloušťky 1,3 cm, štípaná do užších dílů, aby se při namočení nekroutila. Technika rákosových rohoží s dráty je doložena řadou účtů již z 18. století. Podhledy se proto nazývají rákosové. Rákosové omítky na latích udělal již Vitruvius. Alternativně byly na prkenný podhled přibíjeny a omítány subtilní lišty v charakteru dýh, rovněž jako podklad pro omítku. Jestliže se rákosová omítka ohazovala bezprostředně na podhled na spodním líci trámů, tento podhled sledující pohyb stropu a otřesy může být porušován trhlinami. Z tohoto důvodu se podhled osazuje na druhou, samostatnou konstrukci stropní, níže položenou. Trámy této konstrukce se označují jako rákosníky. Mohutnější fabiony štukových podhledů se řeší osazováním ramenátů, které se upevní do zdi a do trámu a obedňují. Takto jsou řešeny i kašírované klenby. Snížené stropní podhledy se osazovaly i tehdy, jestliže bylo záměrem snížit světlou výšku místnosti. Obecně lze charakterizovat stropy se štukovými podhledy jako stropy dvojité. Štukové omítky se nahlazovaly na přibité latě. (Muk,1996)
3)
http://web.cvut.cz/fa/predmety/rp2/index.htm
30
obr.24- Trámový strop s jednoduchým záklopem, spáry kryty lištami zapuštěnými do dlabů v trámech. Typické pozdně renesanční a ranně barokní řešení. (Muk, 1996)
Klasicistní stavby: od závěru 18. do poloviny 19. století. Závěr vývoje tradičního nízkopodlažního stavitelství, velký sídelní rozvoj zejména na venkově, kde začíná masová materiálová proměna ke zděným stavbám. Nové stavební druhy (erární stavby, vícebytové nájemné domy). Stejnorodá kvalita stavební kultury, daná rozvojem stavebního školství i silniční dopravní sítě v rámci velkého státoprávního útvaru. V závěru období zákaz projektové činnosti neškolených stavitelů. K poznání staveb v tomto období již běžně přispívají prameny písemné, ikonografické a dochované projekty Stropy - pohledové trámové už jenom ojediněle na venkově (zákaz), běžné jsou trámové s omítaným podhledem a fabionem, často v kompaktní „typlové“ skladbě. Dvouvrstvé kladení trámů v sociálně vyšším prostředí již běžné. 4)
5.3.1 Jednoduchý trámový strop se záklopem a násypem Žádá- li se částečná ohnivzdornost a neprůzvučnost trámového stropu, položí se na stropnice záklop z prken 2,5 – 3 cm silných a na záklop rozprostře se násyp, do kterého se kolmo na směr trámů ve vzdálenosti 0,6 až 0,8 m kladly polštáře ( trámky průřezu 50 x 100 až 80 x 120) a na ně se přibíjela dřevěná podlaha. Spodní líc trámů se opatřil podbíjením z prken tl.13 mm s rákosovými rohožemi a omítkou.
4)
http://web.cvut.cz/fa/predmety/rp2/index.htm
31
obr.25- Tradiční trámový strop s omítnutým podhledem a násypem (Hájek,1999) 1 – trám, 2 – násyp, 3 – lišta, 4 – násyp, 5 – polštář kolmo na stropní trámy, 6 – hrubá podlaha z prken, 7 – čistá podlaha, 8 – podbití z prken, 9 – rákosová omítka, 10 – omítka, 11 – podlahová lišta
Nevýhodou dřevěných stropů je jejich velká konstrukční tloušťka. Alternativou předchozího stropu je trámový strop se zapuštěným záklopem, u kterého bylo možno snížit tloušťku stropu o výšku polštáře tj. o 80 – 100mm. Záklop byl zapuštěn mezi stropní trámy a byl osazen na latích a polštáře se kladly rovnoběžně s trámy ve vzdálenosti minimálně 80mm od trámu. (Hájek,1999)
obr.26- Trámový strop se zapuštěným záklopem (Hájek,1999) 1 –trám, 2 – lať 30 x 50 mm, 3 – prkenný záklop, 4 – násyp, 5 – polštář, 6 – hrubá podlaha
V podřadných místnostech se dělal záklop z omítaných
neopracovaných
prken, která se na sebe kladou s přesahováním 3 – 4cm anebo se prkna prostě srazí k sobě a spáry se překryjí lištami 4/1,5cm silnými nebo proužky lepenky 8cm širokými. V lepších místnostech se užije stropnic hoblovaných s okosenými hranami nebo profilovaných; záklopová prkna se také hoblují, drážkují anebo se spáry mezi
32
nimi překryjí hoblovanými a profilovanými lištami.
obr.27- Alternativy srazu záklopových prken (Kohout, Tobek,1921)
Násyp na stropech tvoří izolační vrstvu, která zabraňuje ohni z hořící podlahy přístup k zákopu a tlumí také zvuk. Jako násypu pod podlahy používá se: 1.Čistého, hrubozrnného, nejlépe praženého písku, jenž je nejlepším, ale také nejdražším násypem. 2.Suchého čistého rumu vápenného, jenž musí býti prost rostlinných i živočišných přimísenin; tuto suť jest před upotřebením také pražiti, aby se zárodky plísní a bakterií zničily. 3.Odpadků z roztlučených cihel nebo čisté, suché a dobře vypálené drobné škváry. Výška násypu má být taková, aby mezi polštáři a násypem byly aspoň 30 mm násypu; celková tloušťka násypu závisí na tloušťce polštářů a bývá 80 až 100 mm. (Kohout, Tobek,1921)
5.3.2 Trámové stropy s rákosníky Dřevěné stropy vykazují značné změny průhybů při měnícím se zatížení. Pohyblivým zatížením stropu objevují se v rákosové omítce trhlinky, a proto přibíjí se podbíjením na slabší trámce neboli rákosníky, aby průhyb stropnic na ně (na podbíjení) nepůsobil. Rákosníky profilu 80/160 – 100/200 mm nesou jen vlastní váhu a váhu rákosové omítky s podbíjením a kladou se asi 3 cm od stropnic, ale o 5cm níže, aby se průhyb stropnic nepřenášel na rákosovou omítku; v uložení mají své vlastní podložky.
2
4 3
1
obr.28- Detail uložení trámového stropu s rákosníky (Kohout, Tobek,1921) 1- impregnovaný podkladek rákosníku, 2- rákosník, 3- impregnovaný podkladek stropnice, 4- stropnice
33
Vedle příček osadí se dříve rákosníky a potom teprve stropnice, aby se rákosová omítka dobře připojila k omítce zdí a přechod zvaný fabion tak snadno nepopraskal. 6
7 5 4 2 1 3
obr.29- Trámový strop s rákosníky- podélný řez (Kohout, Tobek,1921) 1- rákosník, 2- stropnice, 3- podbití + rákosová omítka, 4- záklop, 5- podlaha, 6- polštář kolmo na stropnice, 7- podlahová lišt
7 6
5
4
1
2 3 obr.30- Trámový strop s rákosníky- příčný řez (Kohout, Tobek,1921) 1- rákosník, 2- stropnice, 3- podbití + rákosová omítka, 4- záklop, 5- podlaha, 6- polštář kolmo na stropnice, 7- podlahová lišt
Stropy s rákosníky se navrhují tam, kde je stropní omítka bohatě zdobená nebo ve štuku kazetovaná. Oddělením podhledu od nosné konstrukce se zlepší také akustické vlastnosti stropu. Nevýhodou je ale velká konstrukční výška, dvojité úložné kapsy, které oslabují únosnost nosných stěn a větší spotřeba dřeva. Není-li rozpětí stropu velké rákosníky dobře plní svou funkci. Ale při větším rozpětí a
34
pohyblivém zatížení, přenáší se chvění i na rákosníky, takže stropní omítka může popraskat. (Kohout,
Tobek,1921)
Rákosníkový strop představuje vrcholnou konstrukci u stropů. Vytvořením podhledu nezávislého na vlastní stropní konstrukci se odstranily nejen akustické, ale zamezilo se také praskání omítky, obvyklého u ostatních tipů stropů.
5.4 Období 2.poloviny 19. století až 30.léta 20.století Stavby ze 2. poloviny 19. století: počátky novodobého průmyslového sídelního a stavebního rozvoje, v souvislosti s rozvojem železniční sítě začátek konce tradičního regionálního užívání stavebních materiálů. Další nárůst nových stavebních druhů s počátky vícepodlažní výstavby (nájemné domy). Nová výstavba je převážně zděná i na venkově, projektují již výhradně školení odborníci, povinné archivování projektů. Stropy- trámové s omítanými podhledy, v náročnějším provedení s oddělenou konstrukcí pro podlahu a podhled, na venkově často „typlové“. V závěru období nástup ocelových válcovaných profilů, kombinovaných s kolmo vkládanými trámky.5) Dřevěné stropy byly převažujícím tipem stropů až do 30.let 20.století, kdy byly vytlačeny železobetonovými a keramickými stropy. V 90.letech se začínají vracet, i když už pouze do menších objektů (rodinných domů, chat).
5.4.1 Fošnové stropy Tohoto stropu se užívá pro rozpětí 6,5 – 10m. Stropnice 100/300 – 180/240 mm silné kladou se na 0,5 – 0,8m od sebe, což záleží na rozpětí, na zatížení stropu a na jejich vzdálenosti. Stropnice jsou mezi sebou ztuženy ve vzdálenostech 1 – 1,5m křížovými vzpěrami z latí 40/60 – 40/80mm silných a aby nemohly vybočit, stáhnou se na 2 – 3m od sebe železnými táhly s rektifikačními články. Křížovými vzpěrami a táhly sváže se strop v pevný celek, takže značnější zatížení z jedné stropnice přenáší se na stropnice sousední. Křížové vzpěry se buď zadrápnou, nebo se opřou o přibité latě. Spodem možno přibíti podbíjení nebo použije-li se dvojitých rákosových rohoží, možno podbíjení vynechat a rohože přibít přímo na stropnice.
35
1
4
5
2
7
3
6
obr.31- Fošnový strop (Kohout, Tobek, 1921) 1- stropnice z fošen, 2- rozpěry, 3- záklop, 4- polštář, 5- podlaha, 6- ocelové táhlo s rektifikačním šroubem, 7 – podbití + rákosová omítka
Tyto stropy jsou velmi únosné, spotřebuje se na ně méně řeziva (oproti trámovým stropům úspora 30 – 40% dřeva), ale četnými kapsami se zeslabují nosné zdi, jsou velmi pracné. Vzhledem k malé plošné hmotnosti má horší akustické vlastnosti. Fošnový strop se používá do nízkých staveb, tj. tam, kde není na závadu menší požární odolnost a malá tuhost v horizontální rovině. (Kohout,
Tobek,1921)
Tyto stropy využívají osvědčenou konstrukci trámových stropů s násypem. Jen stropnice jsou zde nahrazeny ekonomičtějšími fošnami. Aby nedošlo k překlopení fošny ztuží se křížovými vzpěrami. Vzhledem k jeho horším akustickým a požárním vlastnostem používal se na méně hodnotné stavby.
5.4.2 Dřevěné stropy uložené do ocelových nosníků I Tyto stropy se dělaly dříve hlavně nad prostory, které měly větší rozpětí než 8 m. Ocelové nosníky jsou zde nosnými průvlaky, do nichž se na jejich spodních přírubách dřevěné stropní trámy. Ocelové nosníky se zpravidla osazují na meziokenních pilířích a jsou od sebe vzdáleny průměrně 2,5 – 4 m. Proto mají dřevěné stropnice do nich příčně upínané a osazované v osových vzdálenostech 0,6 – 1 m malé průřezové rozměry (60/140 – 80/160 mm) a neprohýbají se . Proto jsou také dřevěné stropy do traverz vždy tužší než normální dřevěné stropy. (Mencl,1962)
Traverzy se opatří kleštěmi a osazují se na kamenné nebo betonové kvádříky. Nejmenší délka uložení traverz činí 25 cm, v praxi platí, že délka uložení rovná se výšce traverzy.
36
3
1 2
obr.32- Celkový pohled na dřevěný strop uložený do ocelových nosníků I (Kohout, Tobek, 1921)
1- ocelový nosník I č.28, 2- dřevěný trám 80/160 mm, 3- podbití
6
7
2
5 8
1
8
2
1
3 4
obr.33- Dřevěný strop uložený do ocelových nosníků I (Kohout, Tobek, 1921) 1- dřevěná stropnice, 2- ocelový nosník I, 3- ocelové táhlo, 4- podkladní kvádr, 5- záklop, 6- polštář, 7- konstrukce podlahy, 8- podbití + rákosová omítka
Mezi traverzami utáhnou se stropnice klíny. Jsou-li příruby pro uložení stropnic úzké, kotví se stropnice ocelovým pásem položeným přes horní přírubu.
2
1 3
obr.34- Dřevěný strop uložený do ocelových nosníků I- varianta s kotvením pomocí ocelového pásu 1- ocelový pás přetažený přes horní přírubu nosníku I, 2- nosník I, 3- dřevěná stropnice
37
Kladou-li se stropnice na vrchní příruby traverz a je-li nutno třeba traverzy zakrýt, přišroubují se do nich na 1 m od sebe špalíky a pobijí se prkny pod rákosovou omítkou. 4
6
5
3
6
7 2
1
2
(Kohout, Tobek, 1921) obr.35- Dřevěný strop uložený do ocelových nosníků I- varianta 1- dřevěné špalíky přišroubované k nosníku I, 2- nosník I, 3- dřevěná stropnice, 4- polštář, 5- konstrukce podlahy, 6- záklop, 7- podbití + rákosová omítka
Výhodou (oproti stropům dřevěným) větší únosnost, možné užít i pro větší rozpětí, dřevěné stropnice mají menší rozpětí a mají tedy menší průřez, stropnice nejsou ve styku se zdí (jsou ve vzdálenosti 3 cm ode zdi) jsou tedy lépe chráněné před vlhkostí, není tak oslabována nosná zeď úložnými kapsami. (Kohout,
Tobek,1921)
Tato konstrukce používaná až do konce „zlaté éry“ dřevěných stropů, tedy do 30. let 20.století umožnila vytvořit stropy větších rozměrů, podstatně ušetřit řeziva na méně masívní stropnice, tím že hlavní zatížení přenášely I nosníky a dřevěné trámy zde tvořily jen jakési výměny. Použití této konstrukce by bylo i v dnešní době určitě reálné, jen ocelové nosníky by byly nahrazeny třeba lepenými dřevěnými I nosníky. 5.4.3 Patentovaný strop systému “Parsimon“ Tento strop sestrojuje se ze stropnic zbitých ze stejně širokých prken nebo fošen, mezi které se vkládá cihelná vložka. Vzdálenost stropnic od sebe závisí na délce cihly a činí od osy k ose asi 33 cm. Stropnice jsou složeny ze tří prken 12 – 24 cm širokých, z nichž střední bývá 2,6 cm silná a krajní 3,3 až 5,3 cm silné (tloušťka a šířka se určí statickým výpočtem). Sbíjení stropnic se provádí se tak, že na nízké pracovní lešení položí se nejprve jedno postraní prkno stropnicové, na než se položí střední a na toto opět postraní prkno. Střední prkno vysune se tak, aby povstal ozub 5 cm hluboký.
38
obr.36- Sbíjená stropnice systému Parsimon (Kohout, Tobek, 1921)
Takto sestavená prkna probijí se z obou stran hřeby ve vzdálenosti asi 30 cm, aby se stropnice chovala jako jeden konstrukční celek. Hlavy stropnic se impregnovaly dehtem nebo karbolínem. Stropnice se kladou přímo na poslední vrstvu cihel ( použití podkladového prkna se nedoporučuje). Délka uložení stropnic na zdi bývá 8 – 12 cm. Vzdálenost stropnic od sebe se určovala dvěma cihlami vloženými do ozubů. Proti postrannímu vybočení se ztužují prkénky kladenými a přibitými mezi stropnicemi ve vzdálenostech 1 – 1,5 m. Cihly vkládají se do ozubů stropnic a od dřeva se odizolují asfaltovou vrstvou nebo slabou lepenkou. Totéž je potřeba provést u horní plochy stropnice, která přijde do styku s cihlami. Cihly spojují se ve styčných spárách mezi sebou maltou a drážka vzniklá mezi středním prknem stropnice se částečně zalije asfaltem a doplní se maltou. Potom se cihelné vložky zalijí řídkou maltou. Spodní plocha stropu se vytvoří omítkou na dvojitou, křížem kladenou rákosovou rohož připevněnou dráty přímo na stropnice, což má tu výhodu, že se stropní omítka tak snadno netrhá. Při použití ohnivzdorných vložek se často neprováděl i násyp a záklop, čímž se sice vyloučila možnost hnití záklopu a zlepšily hygienické vlastnosti ale současně se zhoršili tepelné a akustické vlastnosti.
39
2
1
3
4
5
obr.37- Dřevěný strop systému Pasimon- varianta s použitím ohnivzdorných cihel (Kohout, Tobek, 1921)
1- sbíjená stropnice, 2- lepenka, 3- ohnivzdorná cihelná vložka, 4- dvojitá rákosová rohož, 5- dřevěný špalík pro uchycení rohože
Při použití obyčejných cihel se podlaha kladla klasicky na polštáře v násypu anebo na laťky položené nad středy stropnic na cihelných vložkách, přičemž se hřebíky probily až do středního prkna stropnic a prostor mezi cihlami a podlahou se vyplnil lehkým násypem. 5
6
2
3
1
4
obr.38- Dřevěný strop systému Pasimon- klasická stavba (Kohout, Tobek, 1921) 1- sbíjená stropnice, 2- lepenka, 3- cihelná vložka, 4- dvojitá rákosová rohož, 5- polštář v násypu rovnoběžně se stropnicemi, 6- podlaha
6 2
1
3
5
4
obr.38- Dřevěný strop systému Pasimon- varianta s podlahou kladenou na laťky (Kohout, Tobek, 1921)
1- sbíjená stropnice, 2- lepenka, 3- cihelná vložka, 4- dvojitá rákosová rohož, 5- laťky, 6- podlaha
Stropy systému Parsimon jsou únosné, tuhé, úsporné, mají malou konstrukční výšku a malou vlastní váhu, z čehož ale vyplývají horší akustické vlastnosti. Další
40
nevýhodou jsou příliš četné úložné otvory pro stropnice, které výrazně oslabují úložné zdi. Nejlépe se hodí na půdové stropy. (Kohout,
Tobek,1921)
Tento strop používaný až kolem začátku 20. století má už viditelně blízko k moderním systémům. Masivní stropní trámy jsou zde nahrazeny subtilnějšími nosníky, které jsou zatím jen zbíjené, ale výhodnějšího geometrického tvaru, takže dochází ke značné úspoře řeziva. S tímto tipem konstrukce se ale setkáme opravdu vyjímečně.
5.5 Novodobé stropy 5.5.1 Stropy s použitím dřevěných nosníků „I“ a „U“ Tyto stropy vznikaly se zřetelem na úsporu dřeva. Stropnice tvaru „I“ nebo „U“ sestavené z ostře hraněného řeziva, spojovaného buď lepením nebo sbíjením. Tyto stropnice mohou mít rozpon až 6m a osazovaly se v osových vzdálenostech 1000 mm. Výhodou byla značná únosnost při velké úspoře řeziva, nevýhodou jejich vyšší cena. Tyto stropy byly uplatňovány zvláště ve státech severní Evropy nebo ve Spojených státech, kde výstavba dřevěných rodinných domků je i v současné době běžnou a velmi oblíbenou materiálovou formou výstavby. (Hájek,1997)
Obr.39- Typy sbíjených a lepených stropnic „I“ nebo „U“ (Hájek,1997)
41
5.5.2 Nové deskové materiály Vzhledem ke specifickým vlastnostem dřeva, jako je anizotropie, omezené rozměry nebo vady, bylo třeba vyvinout nové formy dřeva, průmyslově zpracované. Tím vzniklo nejenom lepené lamelové dřevo, ale především deskové materiály na bázi dřeva, vyráběné různými technologiemi zpracování. Mezi tyto materiály patří třískové desky, vláknité desky, desky OSB, vrstvené dřevo z dýhových pásů a překližka. V takto zpracovaných materiálech je dřevo využito mnohem efektivněji, je možno využít ke zpracování i odpadové dřevo a dřevo ze stromů malých průměrů. Uvedené výhody dostatečně kompenzují i náklady spojené z větší energetickou náročností při jejich výrobě. Tyto materiály jsou využívány pro stropní konstrukce ,ale i na stojiny I nosníků nebo výrobu skříňových nosníků. Nejlepší vlastnosti z uvedených materiálů na stropní konstrukce splňují vrstvené masivní bloky a skládané masivní bloky. (Havířová,2005)
5.5.2.1 Vrstvené masivní bloky Jsou vytvořeny ze tří nebo pěti vzájemně křížem kladených vrstev pravoúhlých přířezových prvků. Prvky jsou vzájemně spojovány lepením a díky tomuto spoji a kladení přířezů ve dvou směrech jsou hotové dílce rozměrově i tvarově stabilní. Důvodem pro jejich použití u stropních konstrukcí je jejich vyšší plošná hmotnost, což má za následek lepší akustické schopnosti než u lehčích konstrukcí. (Havířová,2005)
obr. 40- Vrstvený masivní blok z pěti vrstev (Havířová, 2005)
42
obr.41- Vrstvené masivní bloky pro nosné konstrukce stropů (Havířová, 2005)
5.5.2.2 Skládané masivní bloky Vzniknou skládáním jednotlivých pravoúhlých přířezů (prken) vedle sebe tak, že se stýkají širší stranou a tloušťky jednotlivých prken tvoří vnější povrch vytvořeného bloku (v němčině je pro tento systém používán název „Brettsapell“). Takto naskládaná prkna se navzájem spojují do bloku. Spojení je provedeno pomocí hřebíků nebo tak, že se na několika místech provrtají ve směru kolmém k rovině prkna a do vyvrtaného otvoru se pod tlakem zalisuje dubový kolík o vlhkosti asi 6%, kde z důsledku vyrovnání vlhkosti zvětší svůj objem. I zde jako u předchozího systému výhodně využijem vyšší plošnou hmotnost, a tedy získáme i lepší zvukoizolační vlastnosti. (Havířová,2005)
obr.42- Masivní dílec skládaný z jednotlivých přířezů spojených kolíkováním, spojovací dubový kolík (Havířová, 2005)
5.5.2.3 Lepené masivní bloky Lepením pravoúhlých přířezů vzájemně spojených do tvaru dřevěného truhlíku je vtvořen další novodobý systém masivních dřevěných staveb. Lepený dřevěný truhlík je obdelníkového průřezu a uvnitř je vyplněn vláknitou izolační hmotou. Obvykle je spojeno několik takto utvořených prvků do jednoho bloku. Délka slepovaných přířezů je současně délkou vtvořených nosných bloků. I tento systém si našel u dnešních stropů uplatnění, je sice podstatně lehčí než výše uvedené typy, ale zvukoizolační a zároveň tepelněizolační vlastnosti jsou zde vylepšeny použitím izolačního materiálu v dutinách. (Havířová,2005)
43
obr.43- Lepené dřevěné bloky ve tvaru truhlíků (Havířová, 2005)
5.5.3 Trámový strop s rovným podhledem Jednoduchý trámový strop s malou zvukoizolační schopností vhodný pouze pro stropy v rodinném domě, je vytvořen tak, že na nosné dřevěné trámy je položena dřevotřísková deska jako nosná konstrukce podlahy. Podhled je zavěšen pomocí speciálních objímek tlumících šíření kročejového hluku, mezi stropní trámy je vložena izolace z minerální vlny. Protipožární ochrana je zajištěna podhledem ze sádrokartonových desek. Zlepšení zvukoizolačních schopností tohoto stropu je dosaženo zvýšením jeho hmotnosti pomocí betonových desek. Tato konstrukce má dobrou zvukoizolační schopnost a lze ji použít i pro stropy mezi jednotlivými byty. Na dřevotřískovou podlahu je položen pás plsti z minerálních vláken jako tlumící vrstva, do které jsou položeny betonové desky v tloušťce 40- 50mm. Na betonových deskách je izolace z minerální vlny tlumící kročejový krok a dřevotřísková deska jako nosná konstrukce podlahy. Stejného účinku lze dosáhnout nadbetonováním desky, nevýhodou je však mokrý proces a doba potřebná pro tuhnutí. (Havířová,2005)
obr.44- Trámový strop s rovným podhledem (Havířová, 2005)
44
5.5.4 Trámový strop s viditelnými trámy U těchto stropů se dosahuje zvukoizolační schopnosti obdobným způsobem jak u předešlého typu, tedy zvýšení hmotnosti a oddělením jednotlivých vrstev měkkou tlumící vrstvou. Protože však jsou stropní trámy viditelné a nejsou ze spodní strany chráněny proti požáru, musí být jejich průřez patřičně zvětšen. Skladba může být provedena stejně jak v předchozím případě se zvýšením hmotnosti stropu betonovými deskami, případně vrstvou násypu. Při použití násypu je podlaha tvořena dřevotřískovou deskou připevněnou na latích uložených v násypu a oddělených od nosné konstrukce trámů tlumícím pásem z měkké plsti. (Havířová,2005)
obr.45- Trámový strop s viditelnými trámy (Havířová, 2005)
5.5.5 Stropy s příhradovými nosníky Systémy z příhradových nosníků nejsou lidem neznámy, vždyť do dnešních dob můžeme obdivovat hrázděné stavby. Jejich využití v konstrukcích stropů přišlo ale mnohem později. Realizací styčníkových staveb se zabývali hlavně na přelomu 19. a 20. století a proslavilo takového může jako byl Gustav Eiffel. Tyto konstrukce tedy patří mezi již vyzkoušené systémy.. Výhodou těchto stropů bude nejen vysoká únosnost, vysoké využití řeziva, snadná montáž, ale třeba i snadné provádění instalací v jeho prostoru. I pokud ocel nahradíme dřevem. Určitou nevýhodou však může být poměrně větší výška stropu.
45
obr.46-Stropy z příhradových nosníků (fa Mitek)
Další zajímavost uvedla na trh firma MITEK. Jedná se o systém POSISTRUT. Stropnice zde jsou tvořeny dřevěným rámem, v němž probíhá kovová pásnice a vytváří tak opět příhradový sytém.
obr.47-Stropní příhradový nosník POSISTRUT (fa Mitek)
46
6 STUDIE CEN ČTYŘ VYBRANÝCH STROPNÍCH SYSTÉMŮ
Zvolený půdorys
Nad zvoleným půdorysem 4 x 4m jsem navrhnul jeden tip stropního systému. Sledoval jsem při tom jejich rozdílné cenové úrovně. Vybrané stropní systémy: 1) Klasický dřevěný strop se záklopem a násypem, s viditelnými trámy (historická konstrukce) 2) Keramický strop z CSD Hurdis a nosníků HF 3) Porobetonový strop YTONG 4) Dřevěný strop z dřevěných I nosníků, s viditelnými trámy (Veškeré ceny jsou bez DPH a nejsou v ní zahrnuty spojovací materiály a žádná povrchová úprava)
47
6.1 Klasický dřevěný strop se záklopem a násypem, s viditelnými trámy (hist. konstrukce)
Stropnice Výpočet rozměrů stropnice (viz. kapitola 2.1 Dimenzování stropů) L………….4 m h………….? (cm) b…………..? (cm) ------------------------------h=2L +16 cm
h=2 x 4 +16 h=24 cm b= 5/7 h b=5/7 x 24 b=17cm
uložení = světlá šířka + 2 x uložení (20cm na každé straně)= 4+2 x 0,2= 4,4 m Stropnice má rozměry výška 24 cm, šířka 17cm, délka 4,4m Cena stropnic……………………...6.150 Kč/m3 (pila Račice) Cena polštářů……………………...4.900 Kč/ m3 (pila Belcredi) Cena prken tl.25mm délky 2m……3.100 Kč/ m3 (pila Belcredi) Cena asfaltové lepenky……………12 Kč/ m2 (www.unreality.cz/dehtochema/p.php?p=cenik) Výpočet ceny materiálu ( nejsou v ní zahrnuty spojovací materiály a žádná povrchová úprava) 4 stropnice objem V=4 x 0,24 x 0,17 x 4,4 V=0,7181 m3 Cena C= 0,7181 x 6150 C= 4.416 Kč
3 vrstvy prken objem V= 3 x 4 x 4 x 0,025 V= 1,2 m3 Cena C=1,2 x 3100 C=3.600 Kč
5 polštářů objem V=5 x 0,1 x 0,05 V=0,1 m3 Cena C=0,1 x 4900 C=490 Kč
Vrstva lepenky Plocha S=4 x 4 S=16 m2 Cena C=16 x 12 C=192 Kč
48
Celková cena materiálu činí 8.698 Kč. Na 1m2 činí spotřeba 543,6 Kč.
6.2 Keramický strop z CSD Hurdis a nosníků HF
Použitá skladba je doporučená výrobcem, já jsem zde navrhl pouze přiměřenou délku nosníku. Cena zdící malty 10…………………………………….99 Kč/pytel (www.calofrig.cz) Cena polystyrenu EPS 70F…………………………….230 Kč/m2 (www.darte.cz ) Cena ocelové sítě 5/200/200……….…………………..245 Kč/ks (www.kondor.cz ) Cena betonu B12,5…………………….…………...…1.570 Kč/ m3 (www.stappa.cz) Cena stropních vložek SCD Hurdis II………………....51,50 Kč/ks (www.flachs-hurdis.cz) Cena stropních nosníků HF 450……………………….1.252 Kč/ ks (www.flachs-hurdis.cz) Výpočet ceny materiálu ( nejsou v ní zahrnuty spojovací materiály a žádná povrchová úprava) Malta Vydatnost 1 pytel na 2,7 m2 při tloušťce 1 cm. Plocha Plocha vrstvy malty =plocha celková- plocha nosníků SM=SC-SN SM =16- (3 x 0,15 x 4) SM =14,2 m2 Vydatnost (dle výrobce):1 pytel na 2,7 m2 při tloušťce 1 cm Q = SM : 2,7
Q= 6 pytlů Cena C= 6 x 99 C=594 Kč Polystyren EPS 70F tl. 100mm SP=SC-SN SP =16- (3 x 0,15 x 4) SP =14,2 m2 Cena C= 14,2 x 230
49
C= 3.266 Kč Ocelová síť Celkem 3 sítě Beton B 12,5 Objem VB=VV-VN VB=14,2 x 0,05 + 0,116x 1,8 VB=0,92 m3 Cena C=0,92 x 1.570 C=1.444,4 Kč
Cena C=3 x 245 C= 735 Kč VložkyCSD hurdis II C=48 x 51,50 C=2.472 Kč 3 nosníky HF 450 Cena C= 3 x 1252 C= 3.756 Kč
Celková cena materiálu činí 12.267,4 Kč. Na 1m2 činí cena 766,7 Kč. 6.3 Porobetonový strop YTONG
Zvolená skladba je opět převzatá od výrobce, já jsem zde navrhl opět pouze přiměřenou délku nosníku. V tomto případě jsem musel použít delší nosník než je nutný (PG 22a/4,4) z důvodu, že požadovaný nosník chybí v ceníku výrobce. Cena stropního nosníku PG 22a/4,6…………………………...943 Kč/ks (www.ytong.cz) Cena stropní vložky PSM II…………………………………...84 Kč/ks (www.ytong.cz) Cena betonu B25………………………………………………1.845 Kč/m3 (www.stappa.cz) Cena betonu B12,5…………………………………………….1.570 Kč/m3 (www.stappa.cz) Cena ocelové sítě 5/200/200……….…………………………..245 Kč/ks (www.kondor.cz ) 50
Cena tepelné izolace ORSTROP 40mm………………………..41 Kč/m2 (www.dt-izol.cz ) Výpočet ceny materiálu ( nejsou v ní zahrnuty spojovací materiály a žádná povrchová úprava) 5 stropních nosníků Cena C= 5 x 943 C= 4.715 Kč Stropní vložky Cena C= 96 x 84 C= 8.064 Kč Beton B25 Objem Objem betonu = objemu betonu nad nosníky VB=VN VB=2,4 x 0,15 VB =0,036 m3 Cena C= 0,036 x 1.845 C=66,4 Kč
Beton B12,5 Objem Objem betonu = objemu betonu nad vložkami VB=VV VB=13,6 x 0,05 VB =0,68 m3 Cena C= 0,68 x 1.570 C= 1.067,6 Kč Ocelová síť Celkem 3 sítě Cena C=3 x 245 C= 735 Kč Tepelná izolace Cena C= 16 x 41 C=656 Kč
Celková cena materiálu činí 15.304 Kč. Na 1m2 činí cena 956,5 Kč. 6.4 Dřevěný strop z dřevěných I nosníků, s viditelnými trámy
51
Pro zvolení této skladby jsem čerpal z publikace Dům ze dřeva od paní dr. Havířové. Cena dřevěného stropního nosníku I stabil-250………………...199 Kč/bm (www.mta.cz) Cena dřevotřískové desky tloušťky 38 mm……………………..216 Kč/m2 (www.delika.cz) Cena tepelné izolace ORSIL N 20mm………………………..…68 Kč/m2 (www.isover.cz) Cena hydroizolace IPA 400 H PE……………………………….45,55 Kč/m2 (www.unreality.cz/dehtochema/p.php?p=cenik) Cena ocelové sítě 5/200/200……….…………………………….245 Kč/ks (www.kondor.cz ) Cena betonu B25…………………………………………….1.845 Kč/m3 (www.stappa.cz) Výpočet ceny materiálu ( nejsou v ní zahrnuty spojovací materiály a žádná povrchová úprava) 5 stropních nosníků Cena C= 5 x 4 x 199 C= 3.980 Kč Tepelná izolace ORSIL N Cena C= 16 x 68 C=1.088 Kč Ocelová síť Celkem 3 sítě Cena C=3 x 245 C= 735 Kč
Beton B25 Objem VB=4 x 4 x 0,4 VB =0,64 m3 Cena C= 0,64 x 1.845 C=1.180,8 Kč Dřevotřísková deska tl. 38 mm Cena C=16 x 216 C= 3.456 Kč Hydroizolace IPA Cena C=16 x 68 C= 728,8 K
Celková cena materiálu činí 11.168,6Kččč. Na 1m2 činí cena 698 Kč.
52
6.5 Shrnutí
Srovnání cen vybraných stropních systémů
1200 1000
Kč
800 600
cena za 1m2
400 200 0 dřevěný trámový
CSD Hurdis
YTONG
dřevěný s I nosníky
stropní systém
Z uvedené studie vyplývá, že dřevěné stropy jsou, při současné ceně řeziva, podstatně cenově přijatelnější než moderní keramické nebo porobetonové systémy. Kupodivu nejlevněji vyšel klasický trámový strop. I když tato konstrukce se už v klasické skladbě už vůbec nepoužívá, její cena je velmi zajímavá, a pokud by stavebník použil moderních tepelných izolací, vytvořil by velmi efektivní a estetickou konstrukci jakou nemůže žádný moderní stropní systém nabídnout.
53
7 ZÁVĚR Vývoj stropních konstrukcí byl z největší části ovlivněn dobovými požadavky, které na ně byly kladeny. S těmito konstrukcemi se setkáváme již v pravěku, ale do dnešních dob se na našem území se dochovaly jen středověké stropy. Původně měly funkci požadavky hlavně jen nosné a rozdělovací. Jelikož se jednalo téměř vždy o stavby jednopodlažní obytné, tak zde nebylo vůbec počítáno s nějakou požární odolností. Škoda totiž nedosahovala velkých hodnot. Zároveň docházelo k častým válečným událostem, kdy bylo mnohem důležitější zachránit životy a mobilnější majetek. U obytných budov se neuvažovalo ani s teplotními požadavky, můj názor je, že byly částečně splněny tím, že se do podkroví umísťovalo seno čí sláma. Snaha ochránit stropní konstrukci proti ohni přišla mnohem později. Sice se budovaly domy od sebe oddělené tzv. požárními uličkami, ale i tak často vyhořely některé obce až do základů. První požární ochrana ve formě omítky se objevovala zprvu jen u objektů vyšších hodnot a to až během renesance. Jako přikázaná součást stropů vyskytuje se až během klasicizmu. Dalším tipem ochrany jsou často hliněné mazaniny, s násypy se setkáme hojně až po jejich nařízení v 19.století. Ty se prováděly nejen u nových stropů, ale doplnily se jimi i už stávající konstrukce, snad jen mimo hospodářské a průmyslové objekty. V nynější době je klasický násyp (písek či stavební rum) nahrazen moderními granuláty jako je např. liapor. Výhodou násypů bylo zároveň i zlepšení akustických vlastností a částečně i tepelných. U jednotlivých typů stropních konstrukcí je vidět rozvoj ještě dynamičtější. Zatímco k ochranným vrstvám se přistupuje až v průběhu několika období, tak v každém období vzniká alespoň jeden nový stropní systém. Jejich vývoj byl závislý nejen na dostupnosti dřevního materiálu, ale hlavně na zvyšujících se požadavcích kladených na tyto konstrukce. Během románského období se nepohlíželo na estetické ztvárnění, ale už v gotice byla snaha alespoň zkrášlit stropnice řezbou, popř. malbou. V období renesance je estetika tvořena skládáním kazet. V průběhu dalšího vývoje vlastní strop ztrácí estetický význam. Ten je vytvořen pomocí omítek a štuků čímž se zakrývá vlastní konstrukce. Použitím omítek jako podhledu ale vznikl další problém. Dřevěná konstrukce se totiž chová pružně a reaguje na zatížení, to často způsobovalo trhliny omítky. V případě cenných podhledů (štuk či maleb) to byl závažný problém jehož odstraněním by se buď muselo přestat umělecky zdobit dřevění stropy a zaměřit se raději na klenby, a nebo vyvinout nový stropní systém. Dřevěný strop
54
s rákosníky nejen že tento problém vyřešil ale zároveň vylepšil akustické vlastnosti, téměř úplně omezilo šíření kročejového hluku a umožnil tak využít tuto konstrukci i mezi jednotlivými byty a také i v budovách, kde zvuková neprůzvučnost je přímo závazná, jako jsou školy, banky. Statika plnila u stropů vždy prvořadý požadavek. Ostatní vlastnosti, hlavně v dřívějších dobách nebyly brány jako tak důležité, některé nebyly přímo vůbec zohledňovány, jako třeba akustika. Statika kupodivu během historického vývoje stropů se příliš nerozvíjela. Už na začátku se rýsovaly dvě možnosti: buď realizace povalového stropu nebo trámového. Tento druhý systém se jevil jako mnohem méně nákladný a určitě neskonale pružnější pro další vývoj. Takže na našem území můžeme říci, že se od období gotického až do 19. století statika, tzn. profily stropnic příliš nelišily. První změna rozměru přišla až zavedením dřevěného stropu do ocelových nosníků. Zde dřevěné stropnice ztratily hlavní nosný význam a plnily funkci jakýchsi pomocných nosníků – výměn. To způsobilo podstatné zmenšení dimenze dřevěných nosníků. U následujícího fošnového stropu je už zřejmá snaha o úsporu řeziva, ovšem za cenu zhoršení akustiky. Podle mne mezním bodem bylo používání systému Parsimon. I když se zde jednalo jen o zbíjené nosníky a ještě ne lepené, je u nich vidět, kam vývoj začal směřovat. Stropnice se stávají subtilnější a tím dochází k úspoře řeziva a snížená únosnost je pak vyvážena mnohem menší osovou vzdáleností stropnic, než jaká byla u masivních trámů. Nutno ale počítat s tím. Že vysoký a úzký nosník má sklon ke překlopení. Proto k zabránění tzv. dominového efektu bylo by vhodné vytvořit mezi jednotlivými stropnicemi zavětrování nebo alespoň rozšířit jejich základny příložkami. V dnešní době, kdy je prudký rozmach výstavby, hlavně rodinných domů, bychom měli stále více uplatňovat progresivní konstrukce, využívat nové technologie a materiály, abychom zajistili co nejhospodárnější a nejrychlejší výstavbu. Použití historických stropů s masivními stropnicemi je v dnešní době reálné jen u rekonstrukcí nebo u menších objektů, kde rozpon stropů je menší než 6metrů, pro větší rozpony nejsou ekonomické z důvodu příliš velkých profilů nosníků. Tyto stropy sice splňují I.mezní stav (únosnosti), ale ve II. nevyhovují z důvodu nedovoleného průhybu, tento problém se vyřešil až u nových stropních systémů, kde se využívá lepených nosníků výhodných modulů pružnosti, takže se nejen viditelně zvětšila využitelnost řeziva, ale zároveň se umožnilo vytvořit velké rozpony při přijatelné ekonomické náročnosti a s minimálním průhybem. 55
Z uvedené studie vyplývá, že dřevěné stropy jsou, při současné ceně řeziva, podstatně cenově přijatelnější než moderní keramické nebo porobetonové systémy. Kupodivu nejlevněji vyšel klasický trámový strop. I když tato konstrukce se už vůbec nepoužívá, její cena je velmi zajímavá, a pokud by stavebník místo vrstvy škváry nebo stavebního odpadu položil tepelné izolace, vytvořil by velmi efektivní konstrukci o takové výši estetičnosti jakou nemůže žádný moderní stropní systém nabídnout. Dřevěné stropy, konstrukce, která se vyskytovala téměř v každém objektu, zmizela z ponětí stavebníků. Nahradily ji konstrukce „modernější“. I když se zdá, že už těmto stropům na určité období odzvonilo, tak nyní dochází k jejich renezanci, tedy alespoň v našich zeměpisných šířkách, takže bych jejich situaci neviděl nijak černě, jejich výhody z nich činí možná konstrukci budoucnosti.
56
Resume With wooden ceiling with get-togetherness already in primeval ages, but into today's time with on our territory with preserve only medieval construction. Initially bottle only function bearing and desjunctive. Initially bottle only function bearing and desjunctive. Initially bottle only function bearing and desjunctive, nor with thermal or and acoustical requirements. While to protective measures with approach till during several period, so in every period originates at least one new ceiling system. During Romance period with unstudied on aesthetic rendering, but already in Gothic style was endeavour at least glamorize joist imagery, contradicts. paintings. During Renaissance is aesthetics creation folding cartridge. With whom using valuable plaster in time baroque with finding exceedingly happy system ceiling with reed babbler. Development here jump quickly forward. Improve acoustics, thermal isolation and immunity solid soffit against cracking. In static quality ceiling pass during development from tabular construction on frame-work, joist with current fragile and herewith happen to savings lumber and decrease carrying-capacity is then balancing much smaller axial distance joist, beyond what a be in at massive timber. For the first time with it apply at ceiling Parsimon already hundred years ago and advancement with now unchanged. Interest in these construction meanwhile is not in our country adequate, but today people again rediscovery their profitable sideline properties as: dinky areal weight, possibility reservation good thermal isolation and unpretentious building method.
57
Seznam použitých zdrojů 1. Kohout, J., Tobek, A., Konstruktivní stavitelství, II.díl, IV.vydání,1921, s.53- 69 2. Witzany, J., Konstrukce pozemních staveb 60, Poruchy a rekonstrukce staveb, II.díl, I.vydání, ČVUT,1995, s.238,239 3. Hájek, V., a kol., Pozemní stavitelství, II.díl, Sobotáles Praha, 1999, s. 19- 26 4. Mencl, M., Stropy, 1962, s.28 5. Muk, J., Historické konstrukce I, ČVUT ,1996, s.16- 20, 42- 43 6. http://web.cvut.cz/fa/predmety/rp2/index.htm 7. Hájek, V., Stavíme ze dřeva, , nakladatelství Sobotáles,1997, s. 97-98 8. Havířová, Z., Dům ze dřeva, nakladatelství Era, 2005, s.61- 64, 81- 85 9. Žák, J., Reinprecht L., Ochrana dřeva ve stavbě, nakladatelství Arch, 1998, s.52 10. http://www.mitek.cz/
58
