ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební
KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB – komplexní přehled Petr Hájek, Ctislav Fiala Praha 2011
Evropský p ý sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
KPKP
STŘECHY A STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
Petr Hájek Ctislav Fiala
Fakulta stavební ČVUT© vPetrPraze Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
STŘEŠNÍ KONSTRUKCE © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● Třídění střešních konstrukcí ● základní prvky střechy ákladní pr k střech
1 2 3 4 5 6
hřeben okap nároží úžlabí štít sběžiště
● základní části konstrukce střechy ‐ nosná konstrukce zastřešení ‐ střešní plášť ‐ podhled střechy podhled střechy STŘEŠNÍ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● Třídění střešních konstrukcí ● podle tvaru zastřešení a sklonu střešního pláště podle t ar astřešení a sklon střešního pláště ‐ Sklonité rovinné | strmé (sklon větší než 45° a menší než 90°) ‐ sklonité rovinné |šikmé (sklon větší než 5 sklonité rovinné |šikmé (sklon větší než 5° a max. roven 45 a max. roven 45°)) ‐ ploché (sklon max. roven 5°) ‐ sklonité s proměnným sklonem ● podle tvaru sklonitých střech ‐ pultová střecha (a) ‐ sedlová střecha (b) dl á ř h (b) ‐ valbová střecha (c) ‐ polovalbová střecha (d,e) ‐ stanová střecha (f) ‐ mansardová střecha (g) ‐ věžová střecha (h) ( ) ‐ pilová střecha (i)
STŘEŠNÍ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● Nosné konstrukce zastřešení ● typy nosných konstrukcí zastřešení podle konstrukčního řešení t p nosných konstr kcí astřešení podle konstr kčního řešení ‐ tuhé konstrukce stropu (pod plochými nebo pultovými střechami) ‐ krovy o y ‐ vazníky ‐ tlačené oblouky ‐ lomenice ‐ skořepiny ‐ tažené konstrukce (membránové a lanové) ● podle materiálu nosné konstrukce ‐ dřevěné ‐ železobetonové ‐ kovové (ocelové, hliníkové aj.) kovové (ocelové hliníkové aj ) ‐ na bázi dalších materiálů (textilní nebo plastové membrány aj.)
STŘEŠNÍ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● Nosné konstrukce zastřešení ● podmínky pro volbu hlavní nosné konstrukce zastřešení podmínk pro olb hla ní nosné konstr kce astřešení ‐ uspořádání nosné konstrukce budovy ‐ zatížení (stálé od vlastní tíhy konstrukce a střešního pláště, nahodilá) ‐ druh krytiny ‐ místní klimatické podmínky ‐ charakter provozu objektu (vnitřní mikroklima, osvětlení, aj.) ‐ požární bezpečnost ‐ architektonické požadavky architektonické požadavky
STŘEŠNÍ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● Nosné dřevěné konstrukce zastřešení ● vzpěradlo ● věšadlo ● vzpínadlo
● příhradový vazník
● plnostěnný vazník ● lepené lamelové dřevěné vazníky a rámy ● tradiční dřevěné krovy © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● SKLONITÉ STŘECHY – dřevěné střešní konstrukce ● tradiční dřevěné krovy tradiční dře ěné kro Výhody dřevěných konstrukcí: ‐ využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost… ‐ suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách ‐ výborná opracovatelnost ‐ dostatečná pevnost Nevýhody dřevěných konstrukcí: ‐ pečlivé řešení detailů s ohledem na průvzdušnost a šíření vlhkosti konstrukcí a šíření vlhkosti konstrukcí ‐ nižší tepelná akumulace střešní konstrukce, tepelná stabilita podkroví ‐ náročnější spoje prvků ‐ nižší modul pružnosti (deformace) nižší modul pružnosti (deformace)
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● tradiční dřevěné krovy ● prostá krokevní soustava ‐ běžně do 6 m, se vzpínadly i do 9 m se vzpínadly i do 9 m ● vlašská soustava ‐ dnes využívají vazníkové soustavy zastřešení ● hambalková soustava ‐ běžně do 6 – 8 m ● vaznicová soustava ‐ dle počtu vaznic 6 – 14 m
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● hambalková soustava ● hambalková soustava, běžně 6 – , 8 m
‐ běžně do 6 – 8 m, u lepených průřezů i 10 m a více ‐ nutné zachycení vodorovných sil v místě pozednice nebo stropní konstrukce ‐ nutné zajištění prostorové tuhosti konstrukce zavětrováním t é jiště í t é t h ti k t k ět á í TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● hambalková soustava ● hambalková soustava
‐ vysoká nadezdívka bez ztužujícího věnce ?! ‐ kotvení pozednic – vodorovné síly?!
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● vaznicová soustava se stojatou stolicí a nico á so sta a se stojato stolicí 1 vazní trám 2 půdní půdní nadezdívka 3 pozednice 4 vaznice 5 krokev 6 sloupek 7 vzpěra p 8 pásek 9 kleštiny 10 jalová vazba 11 římsa
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● vaznicová soustava se stojatou stolicí a nico á so sta a se stojato stolicí
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● vaznicová soustava se stojatou stolicí a nico á so sta a se stojato stolicí
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● vaznicová soustava s ležatou stolicí a nico á so sta a s ležato stolicí 1 vazní trám 2 půdní půdní nadezdívka 3 pozednice 4 vaznice 5 krokev 6 šikmý sloupek 7 pásek p 8 kleštiny 9 jalová vazba 10 římsa
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● vaznicová soustava s ležatou stolicí a nico á so sta a s ležato stolicí
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● schémata plných vazeb – p ý sedlové střechyy ● stojatá stolice
● ležatá stolice
● 1 vaznice (vrcholová), 6 až 8 m
● 2 vaznice (střední), 8 až 11 m
● 3 vaznice (vrcholová + střední), 11 až 14 m TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● schémata plných vazeb – schémata plných a eb pultové střechy p lto é střech
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● krovy valbových střech ● valbová střecha o rozponu 8 – 11 m
● stanová střecha s ležatou stolicí 1 2 3 4 5
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
vazní trám výměna střední vaznice sběžiště ztužující vodorovný pásek ztužující vodorovný pásek
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy, krovy valbových střech – stanová střecha
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● vaznicové soustavy ● konstrukční řešení – konstr kční řešení spoje prvků krovu spoje pr ků kro 1 krokev 2 vrcholová vrcholová vaznice 3 střední vaznice 4 pozednice
1 vzduchová mezera kolem zhlaví 2 impregnace zhlaví 3 pozednice
TRADIČNÍ DŘEVĚNÉ KROVY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● novodobé úsporné konstrukce ● dřevěné lepené, sbíjené a šroubované konstrukce ● příhradový vazník
DŘEVĚNÉ LEPENÉ, SBÍJENÉ A ŠROUBOVANÉ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● novodobé úsporné konstrukce ● dřevěné lepené, sbíjené a šroubované konstrukce ● lepené krovy, lepené lamelové dřevěné vazníky a rámy Zastřešení bazénové haly v Brně – Kohoutovicích (www.tzb‐info.cz, foto Doc. B. Straka)
DŘEVĚNÉ LEPENÉ, SBÍJENÉ A ŠROUBOVANÉ KONSTRUKCE
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● s tepelnou izolací X bez tepelné izolace s tepelno i olací X be tepelné i olace
1 krytina, 2 latě, 3 kontralatě, 4, 6 provětrávaná vzduchová mezera, 5 pojistná hydroizolace, 7 krokve, 8 tepelná izolace, 9 parotěsná zábrana, 10 vnitřní povrchová úprava
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● provětrávání šikmých střech pro ětrá ání šikmých střech
‐ nekontaktní pojistná hydroizolace ::: ve dvou úrovních pod a nad pojistnou hydroizolací ::: ve dvou úrovních pod a nad pojistnou hydroizolací
‐ kontaktní pojistná hydroizolace ::: v jedné úrovni nad pojistnou hydroizolací ::: v jedné úrovni nad pojistnou hydroizolací ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● umístění tepelné izolace ve skladbě šikmé střechy místění tepelné i olace e skladbě šikmé střech
::: v současné době ve většině případů nevyhovující řešení
5 7 8 9
pojistná hydroizolace krokev tepelná izolace parozábrana
::: v současné době vyhovující řešení
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● příklady šikmých střešních plášťů příklad šikmých střešních plášťů ::: provětrávaný ve dvou úrovních
::: provětrávaný v jedné úrovni
::: provětrávaný v jedné úrovni p ý j
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● provedení tepelné izolace v souvrství pro edení tepelné i olace so rst í
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● princip řešení šikmých střešních plášťů ● střešní krytiny – střešní kr tin nejběžnější druhy střešních krytin dle materiálu nejběžnější dr h střešních kr tin dle materiál ‐ betonové nebo keramické tvarovky ‐ asfaltové šindele a vlnité desky as a to é š de e a té des y ‐ kovové krytiny – šablony, vlnité desky, falcové plechy ‐ cementovláknité šablony a vlnité desky ‐ břidličné šablony břidličné šablony ‐ došky a dřevěné šindele (historické a horské stavby) ‐ tvarovky a vlnité desky ze skla, polykarbonátu aj. Nepropustnost proti srážkové vodě zajištěna pomocí: ::: prostého přesahu (bobrovky aj.) ::: přesahu opatřeného zámkem ::: klempířských spojů (ležaté a stojaté drážky) ::: těsnicích prvků umístěných do přesahu
ŠIKMÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● betonové tvarovky
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● keramické tvarovky
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● asfaltové šindele
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● kovové krytiny ‐ falcové plechy
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● kovové krytiny ‐ profilovaný plech
STŘEŠNÍ KRYTINY
‐ šablony
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● kovové krytiny ‐ profilovaný plech
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● cementovláknité šablony
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● břidličné šablony
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● dřevěné šindele
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● tvarovky a vlnité desky ze skla, polykarbonátu
STŘEŠNÍ KRYTINY
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● rozdělení plochých střešních plášťů ● podle funkce podle f nkce ‐ nepochůzné ‐p provozní (pochůzné, pojížděné, zelené střechy) o o (poc ů é, poj dě é, e e é st ec y)
● podle konstrukčního řešení
‐ pro účely dopravy, parkování, sportu, rekreace, umístění technologického vybavení objektů apod.
‐ jednoplášťové ‐ dvouplášťové ‐ víceplášťové
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
‐ pro ploché pláště výjimečně, pro ploché pláště výjimečně u šikmých střešních plášťů ve specifických případech: ::: omezení odtávání sněhu na střeše í d á á í ěh ř š ::: minimalizace prohřívání podstřešního prostoru v letním období ::: zvýšení hydroizolační bezpečnosti © Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● základní vrstvy střešního pláště ● provozní vrstva ● dilatační vrstva ● stabilizační vrstva (10) ● filtrační vrstva (9) ● drenážní vrstva (7) ● hydroizolační vrstva (6) ● ochranná vrstva ochranná vrstva ● separační vrstva ● tepelně izolační vrstva (5, 8) ● parotěsná vrstva (4) ● expanzní (mikroventilační) vrstva (3) ● spádová vrstva (2) ád á (2) ● nosná vrstva střešního pláště (1)
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● jednoplášťové střechy ● rozdělení podle umístění hydroizolační vrstvy ro dělení podle místění h droi olační rst (HV) ve skladbě (HV) e skladbě ‐ tradiční skladba ‐ s HV na vrchním líci ‐ ob obrácená skladba ‐ áce á s adba ss HV pod tepelnou izolací pod tepe ou o ac ‐ duo střecha ‐ s HV mezi dvěma tepelnými izolacemi ● rozdělení podle umístění tepelné izolace ve skladbě rozdělení podle umístění tepelné izolace ve skladbě ‐ s tepelnou izolací nad nosnou konstrukcí ‐ s teplenou izolací pod nosnou konstrukcí problematické s ohledem na míru kondenzace, vč. celoroční bilance vodní páry v souvrství ● rozdělení podle způsobu větrání střešního pláště ‐ s větracími kanálky (historické řešení) ‐ bez větracích kanálků
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● jednoplášťové střechy ● příklad lepené skladby střechy s tradičním pořadím vrstev příklad lepené skladb střech s tradičním pořadím rste
1 nosná konstrukce, 2 expanzní vrstva, 3 parotěsná vrstva, 4 tepelná izolace (spádová vrstva – spádové klíny), 5 hydroizolační souvrství
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● jednoplášťové střechy ● příklad skladby střechy s opačným pořadím vrstev ‐ příklad skladb střech s opačným pořadím rste obrácená skladba obrácená skladba
1 nosná konstrukce, 2 spádová vrstva, 3 expanzní vrstva, 4 hydroizolační souvrství, 5 drenážní vrstva, 6 , nenasákavá tepelná izolace, 7 p , filtrační vrstva, 8 , stabilizační vrstva PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● jednoplášťové střechy ● příklad skladby duo střechy příklad skladb d o střech
1 nosná konstrukce, 2 spádová vrstva, 3 expanzní vrstva, 4 parotěsná vrstva, 5 tepelná izolace, 6 p , hydroizolační souvrství, 7 y , drenážní vrstva, , 8 nenasákavá tepelná izolace, 9 filtrační vrstva, 10 stabilizační vrstva PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● dvouplášťové střechy ● rozdělení podle větrání vzduchové mezery ro dělení podle ětrání d cho é me er ‐ s nevětranou vzduchovou mezerou ‐ s větranou vzduchovou mezerou ● rozdělení podle hodnoty tepelného odporu horního pláště (HP) rozdělení podle hodnoty tepelného odporu horního pláště (HP) ‐ s tepelným odporem horního pláště R ≥ 0,2 m2.K.W‐1 ‐ s tepelným odporem horního pláště R < 0,2 m t l ý d h íh láště R 0 2 2.K.W K W‐11
problematické řešení HP s ohledem na riziko kondenzace vodní páry na vnitřním riziko kondenzace vodní páry na vnitřním povrchu vnějšího (horního) pláště, např. z profilovaného plechu
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● dvouplášťové střechy ● příklad dvouplášťové střechy s větranou vzduchovou mezerou příklad d o plášťo é střech s ětrano d cho o me ero
1 nosná konstrukce, 2 expanzní vrstva, 3 parotěsná vrstva, 4 tepelná izolace, 5 ochranná vrstva, 6 , větraná vzduchová mezera, 7 , nosná konstrukce horního pláště, p , 8 hydroizolační souvrství PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● odvodnění plochých střešních plášťů
‐ odvodnění do úžlabí
‐ odvodnění do žlabu
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● detaily řešení ATIKA
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● detaily řešení OKAP
použití ISO‐nosníku A/N ISO nosníku A/N
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● rekonstrukce ploché střechy
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● rekonstrukce ploché střechy
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● detaily prostupů střešním pláštěm
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● detaily
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● konstrukční řešení plochých střešních plášťů ● plochá střecha se stabilizační vrstvou z kačírku ● plochá střecha s extenzivním ozeleněním
PLOCHÉ STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
● snaha o optimalizované řešení z hlediska dlouhodobé trvanlivosti konstrukcí
STŘEŠNÍ PLÁŠTĚ
© Petr Hájek, Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze