Konstrukce roubené dřevostavby

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Konstrukce roubené dřevostavby Bakalářská práce

2009

Štěpán Pavka

Prohlašuji, ţe jsem Bakalářskou práci na téma: Konstrukce roubené dřevostavby zpracoval sám a uvedl jsem všechny pouţité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uloţena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, ţe před sepsáním licenční smlouvy o vyuţití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyţádá písemné stanovisko univerzity o tom, ţe předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:........................................

Podpis studenta,…………………………….

Dovoluji si touto formou poděkovat za cenné rady a odbornou pomoc při zpracování zadaného tématu vedoucímu bakalářské práce doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové.

Abstrakt: Práce je zaměřena na charakteristiku moderních roubených dřevostaveb, jejich konstrukci a moţnosti materiálové skladby. Typy skladby obvodových stěn jsou mezi sebou srovnány a poté podle výsledků jednotlivě charakterizovány a vybrána nejlepší varianta z pohledu potencionálního zákazníka.

Klíčová slova: Roubená dřevostavba, skladba obvodové stěny, materiál, dřevo jako stavební materiál, tepelná izolace, izolační fólie, porovnání, vyhodnocení.

Abstract: This work is focused on charakteristic of modern timbered wooden-houses, their construction and posibilities of material structure. Structure types of externall walls are compared and then according to results are individual systems reviewed and picked up the best option from the point of view of a potencial customer.

Key words: Timbered wooden-house,external wall structure, material, wood as a construction material, thermal insulation, flexible damp course, comparison, evaluation.

Obsah 1

Úvod .................................................................................................................................... 2

2

Cíl práce ............................................................................................................................. 3

3

Metodika............................................................................................................................. 3

4

Dřevěné stavby ................................................................................................................... 4

4.1

Rámové dřevostavby ............................................................................................. 5

4.2

Skeletové dřevostavby .......................................................................................... 6

4.3

Masivní dřevostavby ............................................................................................. 7 Roubené systémy dřevostaveb ........................................................................................ 10

5

5.1

Novodobé roubené systémy ................................................................................ 12

5.2

Materiály pro moderní roubené dřevostavby ..................................................... 14 5.2.1 Dřevo pro stavební účely ..................................................................................... 14 5.2.2 Izolační fólie ......................................................................................................... 17 5.2.3 Tepelná izolace..................................................................................................... 18

5.3

Typy skladeb ....................................................................................................... 22 5.3.1 Roubená stěna sendvičového typu s vnitřním obkladem .................................... 22 5.3.2 Roubená stěna sendvičového typu s vnitřní vyzdívkou ....................................... 24 5.3.3 Roubená dvojitá stěna s izolací ............................................................................ 26

6

Vzájemné porovnání jednotlivých typů na základě zvolených kritérií ...................... 28

7

Diskuze ............................................................................................................................. 32

8

Závěr ................................................................................................................................. 34

9

Summary .......................................................................................................................... 34

10

Seznam použité literatury ............................................................................................... 35

11

Seznam tabulek ................................................................................................................ 36

12

Seznam obrázků .............................................................................................................. 36

13

Seznam detailů ................................................................................................................. 36

14

Přílohy .............................................................................................................................. 37 1

1

Úvod Proč dřevěný roubený dům? Protoţe stojí za to okusit příjemnou atmosféru domu, kde obklopeni dřevěnými stěnami, v útulném prostředí prosyceném charakteristickou vůní dřeva, budete čerpat novou energii. Roubený dům má naprosto nenapodobitelný půvab a bydlení v něm je velmi příjemné a pohodlné. Vzhledem ke specifickým vlastnostem dřeva jsou roubené domy výborné pro zdravý způsob ţivota a styl bydlení. Dřevo je čistě přírodní surovina, která je obnovitelná, plně recyklovatelná a v podstatě nevyčerpatelná. Díky svým vlastnostem udrţuje elektrostaticky neutrální prostředí s vyrovnaným mikroklimatem. Velmi dobrá je schopnost dřevěných stěn roubeného domu tzv. "dýchat" a uvolňovat tak kyslík do prostředí, v kterém ţijí lidé. Díky této schopnosti dokáţe dřevo udrţovat i příznivou relativní vlhkost vzduchu. Dobře navrţený, zkonstruovaný a udrţovaný roubený dům z masivního dřeva má velmi dlouhou ţivotnost. Důkazem toho mohou být roubenky z 16. a 17. století, které se dodnes dochovaly v některých našich lokalitách. Dřevo je díky skvělým konstrukčně fyzikálním vlastnostem, dlouhé ţivotnosti a rozmanitým moţnostem vyuţití výborným stavebním materiálem, navíc s vyváţeným vztahem mezi ekonomikou a ekologií. Další výbornou vlastností dřeva je velmi dobrá tepelná izolace, proto je v roubeném domě v létě osvěţující chládek a v zimě příjemné teplo. Náklady na provoz roubeného domu jsou tudíţ velmi nízké. V domě ze dřeva získáte navíc 8 – 10% obytné plochy oproti klasické zděné konstrukci. Tento rozdíl je dán menší tloušťkou obvodových stěn při srovnatelné tepelné izolaci. Ze dřeva se dá stavět po celý rok a doba výstavby činí pouze několik týdnů. Je ho dostatek a jeho cena příliš nestoupá. Toto jsou jistě pádné důvody, proč uvaţovat právě o tomto druhu bydlení. (http://www.cedar-home.cz/zdrave-bydleni/)

2

2 Cíl práce Cílem práce je vypracovat přehled v současnosti pouţívaných typů moderních roubených staveb na našem území. V práci budou uvedeny různé skladby obvodového pláště pro roubenou stavbu, které budou převzaty od realizačních firem působících na našem trhu. Bude uvedena charakteristika jednotlivých systémů a jejich základní vlastnosti. Součástí práce bude rovněţ materiálová skladba, ve které budou ukázány různé varianty a moţnosti pouţití nových, progresivních materiálů. Jednotlivé skladby budou vzájemně mezi sebou porovnány podle zvolených kritérií. Na závěr bude provedeno

vyhodnocení, který z těchto typů skladeb obvodového pláště je

nejvýhodnější pro potencionálního zákazníka.

3

Metodika Z dostupné literatury budou porovnány klasické roubené obvodové typy stěn spolu se srubovými. Dále budou od firem působících na našem trhu převzaty jednotlivé typy obvodových stěn roubených dřevostaveb a jejich materiálová skladba. Tyto typy budou charakterizovány dle jejich konstrukce a materiálové skladby. Typy budou mezi sebou vzájemně porovnány na základě vlastností jednotlivých vrstev a tloušťky obvodové stěny vzhledem k součiniteli prostupu tepla U. Na základě výsledků bude výsledná tloušťka obvodových stěn přenesena na případovou plochu a vyhodnoceno, kolik jednotlivé typy poskytují m2 obytné plochy při předem stanovených typových rozměrech. Jednotlivé výhody a nevýhody těchto typů obvodových plášťů budou zváţeny.

Na

základě

výsledků

bude

potencionálního zákazníka.

3

vybrána

nejlepší

varianta

z pohledu

4

Dřevěné stavby Nové materiály na bázi dřeva, moderní spojovací prostředky, racionální metody zpracování a efektivní zdvihací a přepravní zařízení umoţňují nové formy pro stavění se dřevem. V dřevěných stavbách se v technické oblasti objevují s ohledem na skladbu a uspořádání vrstev pláště budovy novodobá a výhodná řešení. Rovněţ je patrná nová orientace v různých nosných systémech a tedy i ve vlastních systémech dřevěných staveb.

Základní typy jsou: Srubové stavby Hrázděné stavby Ballon-Frame, Platform-Frame Rámové stavby Skeletové stavby Stavby z masivního dřeva

Jak Ballon-Frame a Platform-Frame vyráběné a hojně uţívané konstrukční systémy v zámoří a v anglosaských zemích tak i tradiční systémy srubových nebo hrázděných staveb, vyráběné pod vedením odborných stavitelů, ztrácejí v dnešní době na významu a vyskytují se uţ pouze jen v jednotlivých regionech. V současné době se pouţívají převáţně tyto konstrukční systémy: Rámové stavby Skeletové stavby Masivní dřevěné stavby

4

4.1 Rámové dřevostavby Jedná se o domy, u kterých je nosná konstrukce tvořena dřevěnou kostrou z řeziva opláštěnou deskovými materiály, které s dřevěnou kostrou spolupůsobí při přenosu zatíţení. Systém dřevostaveb s nosnou kostrou z řeziva je tradičním a velmi rozšířeným systémem pouţívaným v Severní Americe, kde je oblíben především proto, ţe se jedná o rychlou a suchou montáţ a výsledkem je stavba s dobrými tepelně – izolačními vlastnostmi při zachování vysoké variability dispozičního a architektonického řešení. Tento systém pronikl z Ameriky i do Evropy, kde byl postupně zdokonalován z hlediska opracování jednotlivých prvků a prefabrikace, čili předvyrobení celých hotových dílců předem ve výrobně tak, aby na stavbě mohly být osazeny s minimální pracností a minimální dobou potřebnou pro vlastní montáţ. Z hlediska provádění stavby je moţno montovanou stavbu s nosným dřevěným rámem provést několika způsoby. Systém „Timber frame houses“ – tento systém praktikuje řada menších firem i u nás. Je to systém stavění z jednotlivých přířezů z deskových materiálů přímo na staveništi. Výhodou tohoto systému je, ţe realizátor nepotřebuje ţádné prostory, ve kterých by prováděl případné práce pro stavbu. Nevýhodou je naopak prodlouţení doby výstavby, manipulace s dřevěnými prvky a deskovými materiály v nechráněném vnějším prostředí. Jednostranné opláštění rámu – sestavení nosného dřevěného rámu předem v krytém výrobním prostoru. Z důvodu následné manipulace musí být tento rám opláštěn jednostranně deskovým materiálem, který je schopen zajistit tuhost vyrobeného rámu. Na stavbě se takto připravené rámy osadí na předem připravenou základovou desku a vzájemně spojí. Pro osazení rámu je na desce připraven základový práh z impregnovaného řeziva, který je kotven ocelovými kotvícími prvky do základové desky. Smontováním jednotlivých rámů nosných, nenosných stěn a stropů je připravena dřevěná nosná kostra domu, která můţe být zastřešena, a tím je stavba chráněna před dešťovými sráţkami. Do takto připravené konstrukce se musí provést všechny potřebné rozvody instalací, dutiny ve stěnách jsou vyplněny tepelnou izolací a je dokončeno opláštění stěn i stropu s provedením všech potřebných vrstev.

5

Oboustranné opláštění rámu – ( dřevostavby panelové). Nejkratší doba provádění prací přímo na staveništi. Celá stěna je připravena předem ve výrobně a dovezena na stavbu. V takto připravené stěně jsou provedeny nejenom kompletní skladby všech vrstev, ale také potřebné rozvody instalací, osazení výplní otvorů a povrchová úprava. Panely mohou být provedeny jako maloplodé nebo velkoplošné. Nevýhodou maloplošných je nutnost vzájemného napojování jednotlivých dílů na stavbě a s tím spojené zajištění těsnosti proti proudícímu vzduchu a proti pronikání vlhkosti dovnitř konstrukce v hotové stavbě. Z tohoto důvodu je dnes nejčastěji prováděným způsobem montáţ z celostěnových panelů, které se vzájemně spojují a vytváří systém svislých nosných konstrukcí. Na ně je pak pokládána konstrukce stropu. U těchto typů rámových staveb je důleţité správné provedení detailů styků jednotlivých dílců, kde při nesprávném provedení vzniká nebezpečí tepelných a akustických mostů. Panely vnějších stěn se mohou provést také jako dvouplášťové, s předsazeným vnějším pláštěm a odvětrávanou vzduchovou mezerou. Předsazená vrstva zvyšuje tepelné a především zvukově izolační vlastnosti stěny a dokonale chrání vnitřní nosnou část konstrukce stěny před povětrnostními vlivy. Protoţe se tato vrstva provádí aţ po montáţi stěn na stavbě, je moţno provést překrytí styčných spár ve stěnách, a tím dosáhnout zvýšení izolačních schopností stěny, ale na druhé straně je tím zvýšena pracnost na staveništi. (Havířová, 2005)

4.2 Skeletové dřevostavby Charakteristikou skeletové stavby je nosná konstrukce z prutových prvků, která je vytvořena v určité modulové síti. Tato konstrukce je pak doplněna plošnými konstrukčními prvky, které jsou nezávislé na nosné konstrukci a uzavírají vnitřní prostor. Pokud mluvíme o dřevěné skeletové stavbě, pak je nosná konstrukce vytvořena z dřevěných tyčových prvků, dnes ve většině případů z lepeného dřeva. Protoţe pomocí skeletové nosné konstrukce lze vytvořit stavby s minimálním počtem svislých nosných prvků v půdoryse a stavby pro překlenutí velkých rozponů, byly u nás skeletové stavby pouţívány většinou pro výstavbu průmyslových objektů, skladovacích prostor a obchodních center, pouţitým materiálem byl ţelezový beton, případně ocel. V poslední době však lze zaznamenat velký posun v oblasti pouţití těchto staveb i pro bytovou 6

výstavbu. Skeletová konstrukce umoţňuje architektům navrhovat stavby s velkým otevřeným prostorem bez nutnosti dělení nosnými konstrukcemi. Umoţňuje vytvářet otevřené části v obvodovém plášti a pouţitím velkých prosklených ploch, konstrukční prvky předsazené před obvodový plášť i obvodový plášť zcela nezávislý na vlastní konstrukci. (Havířová, 2005)

4.3 Masivní dřevostavby Pod pojmem masivní stavba ze dřeva rozumíme stavbu, u které je nosná část stěny vytvořena z řeziva masivního průřezu (srubové stavby) nebo z opracovaných přířezů, které jsou vzájemně spojeny do masivních desek skládáním, vrstvením nebo lepením do různých tvarů.

Srubové dřevostavby (roubené) Dřevěná konstrukce se skládá z trámů pokládaných na sebe ve vodorovném směru. Jedná se o jednu z nejstarších technologií dřevěných stavebních konstrukcí, která je preferovaná i v moderní výstavbě. Mezi její přednosti patří maximální vyuţití vlastností dřeva, jako je schopnost regulace vnitřní vzdušné vlhkosti, filtrace vzduchu, absorpce škodlivin apod. Mezi nevýhody se dá v porovnání se zděnými konstrukcemi zařadit poměrně nízká trvanlivost a vyšší náklady na výstavbu. Stavba, vystavěná touto technikou se nazývá roubená, (lidově roubenka), nebo srub. Novodobé masivní dřevostavby V současnosti pouţívané systémy staveb, u kterých je nosná konstrukce stěny tvořena vrstvou masivního dřeva, nemusí být jenom stavby srubové. Stále častěji se objevují výrobci patentovaných systémů, ve kterých jsou vytvářeny masivní bloky pro nosné konstrukce stěn a stropů vrstvením nebo skládáním z jednotlivých přířezů nebo vytvářením dutých lepených nosných prvků vnitřní výplní izolačním materiálem.

7

Vzájemné spojování přířezů při vytváření bloků je mechanické, nebo jsou pouţity spoje lepené. Vrstvené masivní bloky – nosná konstrukce je vytvořena ze tří nebo pěti vzájemně kříţem kladených vrstev pravoúhlých přířezů. Prvky jsou vzájemně spojovány lepením a díky tomuto spoji a kladení přířezů ve dvou směrech jsou hotové dílce extrémně rozměrově i tvarově stabilní. Výrobci udávaní deformace v rovině akto vytvořeného panelu je přibliţně 1 mm na 10 m. Díky tvarové stálosti také není nutno při montáţi vytvářet dilatační spáry. Výhodou je rovněţ pouţití uměle vysušeného dřeva, jehoţ vlhkost pro lepení musí být přibliţně 12 %. Dřevo je tedy do stavby zabudováno s vlhkostí blízkou vlhkosti v průběhu uţívání stavby. Masivní dřevěné panely vytvořené tímto způsobem mohou být vytvořeny i jako celostěnové. Tím je také umoţněna rychlé montáţ na stavbě, nevýhodou je poměrně velká hmotnost jednotlivých dílců. Jejich celková tloušťka je závislá na rozměrech pouţitých přířezů. Protoţe samotná dřevěná konstrukce nesplňuje poţadavky tepelné ochrany, je nutné i u tohoto typu staveb dodatečné zateplení vláknitými materiály z vnější strany stěny. Na vrstvu tepelné izolace se provádí vnější obklad stěny, většinou dřevěný s odvětrávanou mezerou a difúzní fólií. Vnitřní povrch stěny můţe být obloţen sádrokartonem nebo ponechán jako dřevěný bez obkladu. Tento poţadavek musí být zohledněn uţ při výrobě, kdy je vnitřní povrchová vrstva vytvořena z tříděného hoblovaného řeziva. Vrstvené bloky z masivního dřeva jsou často pouţívány pro stropní konstrukce dřevěných staveb, neboť vzhledem k vyšší plošné hmotnosti vykazují lepší zvukově izolační schopnosti neţ lehké rámové konstrukce. Skládané masivní bloky – skládání jednotlivých pravoúhlých přířezů vedle sebe tak, ţe se stýkají širší stranou a tloušťky jednotlivých prken tvoří vnější povrch vytvořeného bloku. Takto naskládaná prkna se navzájem spojují do bloků. Spojení je provedeno pomocí hřebíků nebo tak, ţe se na několika místech provrtají ve směru kolmém k rovině prkna a do vyvrtaného otvoru se pod tlakem zalisuje dubový kolík z vysušeného dřeva. Protoţe je spojovací kolík vysušen na přibliţně 6% hmotností vlhkosti, přijme vlhkost z okolních přířezů, a tím ţe zvětší svůj objem, je zajištěno spojení jednotlivých přířezů do celistvého bloku. Takto vytvořené bloky se pouţívají pro obvodové stěny v kombinaci s dodatečným zateplením, pro vnitřní nosné stěny a pro nosné konstrukce stropů. V konstrukci stropů je jejich výhodou vyšší objemová hmotnost oproti konstrukcím rámových stropů, a tím jejich lepší zvukově izolační schopnost. Z tohoto

8

důvodu bývá často pouţito kombinování systému rámových nebo skeletových svislých nosných konstrukcí a masivního skládaného stropu tohoto systému. Lepené masivní bloky – lepením pravoúhlých přířezů vzájemně spojených do tvaru dřevěného truhlíku je vytvořen další novodobý systém masivních dřevěných staveb. Lepený „dřevěný truhlík“ je obdélníkového průřezu a uvnitř je vyplněn vláknitou izolační hmotou. Obvykle je spojeno několik takto vytvořených prvků do jednoho bloku. Délka slepovaných přířezů je současně délkou vytvořených nosných bloků. Pouţívají se ve svislé poloze do nosných stěn, ve vodorovné poloze do stropních konstrukcí. Lepením vykrácených přířezů do obdélníkových tvarovek je vytvořen další systém, u kterého se jednotlivé bloky spojují pomocí dřevěných kolíků do předem předvrtaných otvorů. Rozměry těchto bloků odpovídají přibliţně rozměrům tvarovek z klasických stavebních materiálů, jsou tedy lehké a manipulace s nimi na stavbě je jednoduchá, bez těţkých mechanismů, jako je tomu u velkých masivních bloků předchozích systémů. Skládáním lepených bloků se vytváří obvodové stěny, které jsou zatepleny izolací foukanou do dutin v blocích. Vnitřní povrch stěn můţe být podle poţadavku zákazníka viditelný, z kvalitního opracovaného materiálu, nebo můţe být obloţen sádrokartonovými deskami. (Havířová, 2005)

9

5

Roubené systémy dřevostaveb Roubené systémy (srubové) mají konstrukční tradici, která sahá daleko do minulosti. Tento způsob konstrukce výrazně ovlivnil vývoj dřívější evropské architektury dřevěných staveb a je široce rozšířený. V Rusku a Skandinávii se setkáváme se srubovými stavbami, které určují obraz tradičního prostředí. V těchto oblastech nebyly prováděny jako srubové stavby pouze obytné domy, ale také paláce, věţe a kostely. Také v středoevropských horách a především v Alpách měly srubové stavby velké vyuţití jako příbytky obyvatel. Ještě dnes se v horských oblastech zřizují srubové stavby. Ve Švýcarsku, Německu, Rakousku, ale i u nás v některých krajích. Vědomosti generací tesařů, které se předávaly mladé generaci především ústně, pomáhají stavět nové srubové systémy, které však musí být přizpůsobeny novému standardu bydlení. Tím je zajištěno, ţe si tento druh konstrukce zachová svoji svébytnost, konstrukční pravidla budou dodrţována a zůstanou zachovány charakteristické regionální znaky. Srubové stavby postavené do prostředí, v němţ nejsou tradičně zdomácněny, se ovšem nehodí do obrazu současného stavění. Přesto se to stále znovu provádí. Tradiční srubová stavba patří do horského regionu a vyţaduje odborníky, kteří jsou schopni takovou stavbu správně konstrukčně postavit. (Kolb, 2008) Původní srubové stavby měly stěny z loupaných kuláčů kladených vodorovně na sebe. Tím ţe se tyto stavby prováděly z rostlého dřeva, jehoţ povrch nebyl narušen opracováním nebo byl narušen jen minimálně, vyznačovaly se také podstatně větší ţivotností. V nároţích se obvykle ponechával koncový přesah dřeva (zhlaví) a v jeho kříţení se klády spojovaly přeplátováním. Vodorovné spáry mezi jednotlivými prvky byly utěsněny mechem, někdy se spáry ještě vymazávaly hlínou. (Dnes jsou vyvinuty specielní těsnící materiály, přípon celé systémy pro pouţití u tohoto typu staveb.) Později se provádělo lícování kulatiny na jejích styčných horních a dolních hranách, s postupným dalším vývojem se spoj prováděl pomocí vloţeného pera. Zdokonalením těchto staveb bylo pouţití polohraněného, později hraněného řeziva nebo fošen s jednoduchými nebo dvojitými dráţkami ve vodorovné spáře. U původních tesaných trámů bylo těsnění vodorovných spár nezbytné, protoţe tesaný trám, i kdyţ byl 10

trvanlivější, nebyl tak přesně opracovaný, jako je tomu dnes, kdy při moderním způsobu opracování lze dosáhnout vysoké přesnosti v lícování vodorovných spár. Spáry se obvykle provádí se dvěma, případně třemi pery a dráţkami a vloţeným těsněním z pruţné hmoty, aby byl splněn poţadavek neprůvzdušnosti obvodových stěn stavby. Vodorovné trámy obvodových stěn srubových staveb jsou kladeny ve stejné výškové úrovni, nebo jsou vzájemně u dvou sousedních stěn o polovinu výšky vystřídány. V rohovém kříţení se provádí přeplátování, ve kterém se plát provádí jako úplný do poloviny výšky trámu u staveb s trámy ve stejné výškové úrovni nebo jako částečný u vystřídaných trámů. Třecí síly v ploše plátů nejsou ani při zatíţení vrstvou trámů nad spojem schopny přenášet vodorovné síly ve vznikajícím spoji, proto musí být zajištěny proti vodorovnému posuvu. To je moţno provést pomocí hřebíku, skoby nebo kolíku z tvrdého dřeva, který se prostrčí svisle přes několik vrstev otvory vyvrtanými v kaţdé ose plátu. Jiným způsobem zajištění spoje je pouţití rybinového plátu, u kterého dochází k samosvornému účinku vlivem tíhy horních vrstev trámů, nebo pouţití rohové vazby se zhlavím a přeplátováním. I v těchto případech se obvykle doporučuje vytvoření vnitřní výztuţné stěny přibliţně v polovině délky stavby. Výztuţná stěna je připojena k obvodovým stěnám pomocí příčných spojů, které odpovídají pouţitým spojům rohovým. (Havířová, 2005)

Obr. 1. rohová vazba na tzv. rybinu

11

U srubových staveb má sedání mimořádný význam. Pro kaţdé poschodí se musí počítat se sednutím aţ 25 cm. Pomocí konstrukčních opatření se dají tato sednutí akceptovat. Připojení na svislé konstrukce, například na komíny, se vytvářejí tak, aby srubová stěna mohla bez překáţky sedat. U otvorů, jako jsou dveře nebo okna, se pouţívají osazovací rámy. Instalace se musí mimoto vytvořit tak, vysednutí nepůsobilo nepříznivě. (Kolb, 2008)

5.1 Novodobé roubené systémy S vývojem stavebnictví a rostoucími poţadavky na tepelnou ochranu budov se mění rovněţ poţadavky na obvodové stěny srubových či roubených staveb, u kterých většinou samostatná stěna z trámů předepsané poţadavky nesplňovala. Z tohoto důvodu se přibliţně v osmdesátých letech minulého století objevují první srubové stavby, u nichţ je obvodová stěna vytvořena jako vícevrstvá, s vloţenou vrstvou tepelné izolace uvnitř stěny. Tyto elementy smontované do plošných konstrukčních prvků tvoří jádro stěny, která je tvořena obdobně zděným nebo betonovým konstrukcím. Oba typy srubových a roubených staveb, se stěnou jednoduchou nebo vícevrstvou, se realizují v podstatě dodnes, s výrobními technologiemi a materiály odpovídajícími dnešním poznatkům. (Vaverka, Havířová, Jindrák; 2008) Obr. 2 Vývoj srubové stěny (Kolb, 2008)

12

A – kulatina B – kulatina s loţnými plochami a pery v dráţkách C-hranoly spojené perem D-hranoly spojené dráţkou a hřebenem E – prefabrikované sendvičové prvky F – tepelně izolovaná srubová stěna: vrstvy jsou zhotoveny na staveništi v jednotlivých pracovních pochodech. Srubová stěna zůstává uvnitř viditelná. Obklad fasády je z masivního dřeva a musí se podle situace odvětrat. G – tepelně izolovaná srubová stěna: vrstvy jsou zhotoveny na staveništi v jednotlivých pracovních pochodech. Srubová stěna zůstává uvnitř viditelná. Obklad fasády je z masivního dřeva.

Pro jednovrstvou roubenou stavbu platí, ţe minimální průměr klád k výrobě srubových stěn by měl být 200 mm. Klády o průměru menším neţ 200 mm jsou nevhodné pro trvale obytné stavby. Co se týče klasických roubených dřevostaveb, zde se tloušťka roubené stěny pohybovala v rozmezí 140 – 160mm. Tato tloušťka by pro dnešní nároky na stavby byla nepouţitelná. Zde platí norma ČSN 73 0540-2 jako směrodatná. Tato norma stanovuje základní tepelně technické charakteristiky pro obvodové konstrukce vytápěných budov. Jedná se především o součinitel prostupu tepla U (obdoba dřívější veličiny tepelný odpor) – zde je stanovena hodnota poţadovaná a doporučená. Poţadovaná je pro obvodový plášť lehké dřevostavby 0,30 a doporučená 0,20, jednotkou je [W/m2 K] (u součinitele U platí – čím menší, tím lepší). Pro případ klasické roubené stěny o tloušťce 160 mm by se U = 1,1 [W/m2 K] (přibliţně). Coţ samozřejmě není pro dnešní výstavbu v ţádném případě pouţitelné. V dnešních roubených či srubových stavbách jsou jiţ dimenze trámů, klád větší neţ tomu bývalo dříve. U roubených staveb se v mnoha případech pouţívá tloušťka trámu kolem 240 mm. Srubové stavby z kulatiny se pohybují 260 – 380mm. Kvalita obvodové stěny závisí samozřejmě na jejím pečlivém a přesném provedení, na druhu dřeviny, na kvalitním opracování, spojích, a jiné… Avšak ani tyto tloušťky zcela nesplňují normu ČSN 73 05 40-2 viz tab. 1

13

Tabulka 1 (orientační hodnoty)

SROVNÁNÍ ROUBENÝCH A SRUBOVÝCH OBVODOVÝCH STĚN TYP STĚNY

TLOUŠŤKA [mm]

U [W/m2 K]

KLASICKÁ ROUBENÁ STĚNA

160

1,1

DNEŠNÍ ROUBENÁ STĚNA

240

0,75

DNEŠNÍ STĚNA Z KULATINY

380

0,47

600

0,3

TLOUŠŤKA STĚNY PRO SPLNĚNÍ SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA U

Můţeme vidět, ţe dimenze trámů či kulatiny by musely být mnohem větší, neţ je tomu teď. To se začalo v 80. letech nahrazovat vícevrstvými obvodovými stěnami.

5.2 Materiály pro moderní roubené dřevostavby

5.2.1 Dřevo pro stavební účely Dřevo je jeden z nejstarších stavebních materiálů. Zejména pro obytné stavby je svým charakterem velmi vhodné. Navozuje pro člověka velmi příjemné prostředí ať jiţ svým charakteristickým aroma, či příjemnou povrchovou teplotou. V neposlední řadě jsou důleţité i estetické vjemy z různých kombinací dřevěných konstrukcí a zařízení. Fyzikální vlastnosti dřevo řadí mezi nejlepší stavební materiály. Ţe má dřevo velmi dobré tepelně – izolační vlastnosti je všeobecně známé. Ne však kaţdý ví, ţe dřevo má například větší pevnost v tlaku ve směru vláken, neţ beton. Uvedené vlastnosti přísluší přiměřeně i k sendvičovým dřevěným konstrukcím, některé

14

vlastnosti dřevěné sendviče ještě dále vylepšují, např. tepelně – isolační vlastnosti, rychlost stavby, či cenovou zajímavost. Z dnešního pohledu je to ale současně materiál splňující ta nejpřísnější ekologická měřítka a zároveň je energeticky nejúspornějším. Lesy vysazované pro těţbu dřeva plní i funkci ekologickou. Těţba a zpracování dřeva potřebuje jednoznačně nejméně energie, ať jiţ v porovnání s výrobou cihly, betonu, oceli, či jiných stavebních materiálů. Domy montované na bázi dřeva jsou však energeticky úsporné i svým provozem a tím jsou šetrné i ekologicky. Domy montované na bázi dřeva jsou jedny z mála, které splnily kriteria kladená na nízko-energetické domy a je to technologie, která jediná můţe být pouţitá v masovějším měřítku pro stavby k bydlení s nulovou energetickou náročností, kdy budou vzhledem k vynikající tepelně isolačním vlastnostem postačovat přírodní energetické zdroje jako slunce, vítr ale i člověk k pokrytí energetické bilance. Dokonce je moţné v takovémto domě vytvořit i přebytek energie. Stavby na bázi dřeva jsou příkladem, kdy ekologie znamená i ekonomii. (http://www.ms-haus.cz/?cap=3281) Dřevo jako stavební materiál je v celém světě hojně vyuţíváno (obr. 3)

Obr. 3 Podíl dřevostaveb ve výstavbě Dnešní velmi špatný stav vyuţití dřevní hmoty v naší zemi, ve výstavbě má několik příčin. Tou hlavní je nedůvěra v mechanické a tepelné vlastnosti dřevěných objektů. Po 15

desetiletí se u nás dřevo vyuţívalo především k výstavbě rekreačních a víkendových chat. A tak se vţil předsudek, ţe stavba ze dřeva je vhodná pro krátkodobé bydlení, nebo dokonce provizorní, dočasné řešení. Dochované roubené stavby staré několik set let však svědčí o opaku. (http://www.aviga.cz/news/drevo-ve-svetovem-stavebnictvi/)

Druhy dřeva používané pro dřevěné stavby Jehličnaté – smrk, jedle (bílá jedle), borovice, modřín, douglaska, … Největší podíl konstrukčního dřeva představuje smrk a jedle. Listnaté – dub (zimní i letní), buk, kaštan, cedr, … Buk a dub pouţíváme většinou pro dřevěné prahy, klíny a jiné namáhané konstrukční prvky. Obzvláště dubové dřevo se pouţívá na prvky, které musí být odolné proti vlhkosti. Pokácením stromů se získává kulatina, ze které se po odvětvení a odříznutí tenké horní části získávají průmyslové výřezy. Jejich podélným rozřezáním na určité rozměry se na pilách vyrábí řezivo. Podle opracování a rozměrů rozlišujeme druhy stavebního řeziva.

Lepené profily Dřevo pro dřevěné stavby musí být vysušené, rozměrově přesné a přímé. Proto pouţíváme vysušené konstrukční rostlé dřevo. Jednotlivé lamely stejného druhu dřeva a tloušťky nejčastěji v rozmezí 32 – 40 mm se lepí na lamelové dřevo. Moţnost výroby poţadovaných rozměrů s vyšší pevností a tuhostí. Při výrobě se vţdy lamely otočí tak, aby eliminovaly praskání a kroucení. Zároveň před lepením je dřevina vysušena na rovnováţnou vlhkost okolí a tím se podstatně sniţují problémy se sedáním stavby. Vzhledem k tomu, ţe pouţitá lepidla jsou zdravotně zcela nezávadná, dostáváme materiál, který zachovává původní krásu dřeviny a zároveň eliminuje nedostatky plného trámu.

16

Obr. 4 Lepené lamelové profily; (http://www.cedar-home.cz/materialy/)

5.2.2 Izolační fólie Difúzní fólie (parobrzda)

Další vrstvou je difúzní fólie, která zabraňuje vniku vlhkosti do konstrukce. Při vnějším okraji by měla být o co nejmenším difúzním odporu. Zabraňuje zatékání dešťové vody z exteriéru do konstrukce, či vlhkosti vstupující z exteriéru do konstrukce. Při špatném provedení v konstrukčních detailech se dostává vlhkost do konstrukce a zde časem sniţuje kvalitu a vlastnosti konstrukce. Jako difúzní fólie jsou zpravidla pouţívány plastové fólie, jejichţ propustnost je zajištěna mikroperforací nebo porézní mikrostrukturou materiálu fólie. Fólie s řízenou difúzním odporem se vyrábějí z polyamidů jako je Silon či Nylon.

Parozábrana Vrstvy izolace je nutno chránit před vnikáním vlhkosti, která by jejich tepelně izolační vlastnosti znehodnotila. Vlhkost se v obvodové stěně můţe šířit difuzí vodní páry a prouděním vlhkého vzduchu konstrukcí. K difúzi vodní páry dochází vlivem rozdílných částečných tlaků vodních par ve vnitřním a vnějším prostředí. Kaţdý materiál má jinou

17

schopnost propouštět vodní páru a tato schopnost je vyjádřena faktorem difuzního odporu µ, který udává, kolikrát méně je daný materiál schopný propouštět vodní páru neţ suchý vzduch. Protoţe vodní páry, které proniknou do obvodové konstrukce, mohou v zimním období v této konstrukci kondenzovat, doporučuje se ve skladbě umísťovat vrstvy s vysokým difuzním odporem co nejblíţe k interiéru. Nejpouţívanější parozábranou je PE- fólie o různých ekvivalentních difúzních tloušťkách. Pouţívané jsou však také asfaltové pásy, pěnové sklo, nebo hliníkové fólie. Důleţité je její správné upevnění a napojování v místech styků jednotlivých konstrukčních dílců. V místě nutných prostupů pro instalace musí být řádně utěsněna. Nesprávné nebo neodborné provedení těchto styků můţe být důsledkem znehodnocení tepelné izolace a dřeva ve stavbě vlhkostí, protoţe vlhkost nemůţe přes tuto vrstvu proudit směrem ven, a je-li na vnější straně pláště vrstva a vysokým difuzním odporem, zůstává vlhkost uvnitř konstrukce uzavřena.

(Havířová, 2005)

5.2.3 Tepelná izolace Mezi nejstarší tepelné izolace patří např. seno, sláma. V 60. letech minulého století se začaly pouţívat plastové izolace, ze kterých ovšem sešlo a v dnešní době nejsou jiţ moc pouţívané. Účelem tepelných izolací je zabránit úniku či vniku tepla všemi částmi stavby (zdi, střecha, podlahy, stropy). Dnes jiţ máme mnoho variant izolací, které můţeme pouţít. Je potřeba důkladně vybrat, pouţívat dostatek materiálu, a co je hlavní, dbát na spolehlivé a kvalitní provedení. Tepelná izolace slouţí nejenom v zimě, kdy brání úniku tepla z interiéru, ale i v létě kdy brání prostupu tepla do interiéru. Mohou někdy působit i jako akustické izolace. Co se týče materiálu, mohli bychom tepelnou izolace rozdělit na organickou a umělou (anorganickou).

Umělá tepelná izolace

Minerální a skelná vlna, extrudovaný nebo pěnový polystyren, PUR pěna patří mezi běţné izolační materiály, pouţívané nejenom v ČR, ale i v zahraničí. Vyrábějí se z umělých surovin a jejich předností je, ţe dokáţou zabírat velký objem při minimální 18

hmotnosti (materiál je protkán mnoţstvím vzduchových bublin). Ve srovnání s přírodními materiály výroba zatěţuje přírodní prostředí. Minerální a skelná vlna – obě se vyrábějí z roztavené horniny, jsou difúzně propustné, stabilní a odolné proti stárnutí. Jejich kvalitu a účinnost nepříznivě ovlivňuje vlhkost. Extrudovaný polystyren – nejčastěji ve formě desek, pouţívá se především pro izolaci soklu a základových desek, má uzavřené póry (můţe být pouţit ve vlhkém prostředí i jako hydroizolace), je velmi pevný, nutno jej chránit před UV zářením. Pěnový polystyren – velmi dobrá tepelná izolace, cenová výhodnost, bohuţel nepříznivě zatěţuje ţivotní prostředí při výrobě. Polyuretanová izolace – nejznámější je asi molitan, má uzavřenou pórovitou strukturu, která zajišťuje výborné tepelně izolační vlastnosti. Nevýhodou však zůstává, ţe je vyráběna z ropy.

Organická (přírodní) izolace

Konopí Vyrůstá v krátké době do výšky aţ 4 m. Obsahuje hořkou látku a díky nepřítomnosti bílkovin odolává různým škůdcům. Díky kříţení a existenci různých odrůd ho nelze zneuţít jako omamnou látku. Tepelná izolace z konopí se skládá z konopných vláken a malé části ovčí vlny, která zde slouţí jako pojivo. Pouţívá se ve formě desek především do konstrukcí podlah, stropů, zdí nebo střech. To díky svým zvukově izolačním a tepelně izolačním vlastnostem. U nás na trhu ne v tak hojném počtu.

Ovčí vlna Během dlouhého vývoje se přizpůsobila především povětrnostním podmínkám. Je známa svým zdravým vnitřním klimatem díky neustálé cirkulaci vzdušné vlhkosti. Ovčí vlna má schopnost nasáknout vzdušnou vlhkost aţ do 33 % své vlastní hmotnosti, 19

přitom neztrácí na svých izolačních schopnostech. Patří k jedné z nejlepších izolací, stará se o vnitřní klima, má vynikající izolaci proti hluku, odolává molům a velmi dobrou ţivotnost. Je v souladu s přírodou, neustále dorůstá, mamá ji v dostatečném mnoţství a řadíme ji k přírodním surovinám. Díky vysokému obsahu CO2 a nabyté vlhkosti je ovčí vlna těţko hořlavá (bod hoření okolo 560 oC). Sláma Jeden z nejobvyklejších a nejstarších izolačních materiálů v historii tepelně izolačních materiálů. Sláma můţe být pouţita i jako stavební materiál, nebo jako doplněk nosného systému. Velkou nevýhodou slámy je ovšem nízká odolnost proti vlhkosti. V současné době se sláma jako tepelně izolační materiál znovu vrací na trh. Dřevovláknitá izolace – Měkké dřevovláknité desky se vyrábí ze smrkového nebo borového dřeva. Jako surovina se pouţívají například zbytky vzniklé při zpracovávání v dřevařském průmyslu a odpadní dřevo. Dřevovláknité desky jsou nabízeny v tloušťkách od 6 do 100 milimetrů. Jako vnitřní izolace je lze pouţít na podlahové konstrukce, do suchých podlah, lehkých dělicích stěn a příček a téţ pro izolaci zvukovou. Ve vnějších prostorách jsou vhodné na tepelnou izolaci zavěšených fasád a fasád s nosiči omítky, na ochranu sklepních stěn a lehkých vnějších stěn budov, pro obednění dělicích zdí u řadových domků. Pouţívají se téţ k izolaci tepelných mostů. Desky pro střešní izolaci mohou nahradit obvyklé střešní a půdní konstrukce z dřevěného bednění s bitumenovou lepenkou. Výhodami jsou dodatečné izolační účinky, malý difúzní odpor a snadná rozloţitelnost. Izolační desky z dřevních vláken propouštějí vodní páru a jsou účinné téţ jako zvuková izolace. Účinnost tepelné izolace je horší neţ u minerální vlny nebo expandovaného polystyrénu. Pro místa s moţností pronikání vlhkosti jsou určeny desky hydrofobizované přidáním přírodní pryskyřice nebo bitumenu. Emise formaldehydu dané způsobem výroby jsou niţší neţ u přírodního dřeva. Izolace se vyrábí i v nehořlavé úpravě. (http://www.ekoporadna.cz/wiki/doku.php?id=stavby:co_jsou_drevovlaknite_izolacni_desky) Izolace na celulózové bázi – (climatizer) Celulózové tepelně – izolační materiály se vyrábějí z recyklovaného novinového papíru, základní surovinou je tedy v prvopočátku dřevo. Roztrhaný novinový papír je smíchán s přísadami, zpravidla boritany, které zajišťují jeho odolnost proti škůdcům, plísním, hnilobám a ohni. Poté je směs rozemleta. V prodejní síti je nabízena pod obchodními názvy Climatizer či Isocell, v zahraničí 20

častěji jako Isofloc nebo Thermofloc, ap. Izolace je aplikována foukáním, lze jí vyplnit jakékoli, i obtíţně dostupné dutiny. Celulózová izolace se stejně jako ostatní přírodní materiály chová v konstrukci jako savý papír, to znamená, ţe na sebe naváţe vlhkost ze zdiva a rovnoměrně ji předá dál. Tento typ izolace je zatím více vyuţíván v zahraničí, a to především v dřevostavbách a obecně v pasivních domech.

21

5.3 Typy skladeb 5.3.1 Roubená stěna sendvičového typu s vnitřním obkladem

Skladba roubené stěny Vidíme stavbu roubené stěny sendvičového typu. Kdyţ budeme postupovat směrem z exteriéru do interiéru, tak jako první vrstva se nachází profil z masivního trámu. Nemusí to však být pouze masiv. V současné době hodně pouţívané jsou i lepené profily. Dále následuje difúzní fólie. Při vnějším okraji umísťujeme fólii o co nejmenším difúzním odporu. Další vrstvou je tepelná izolace. Dodává se v různých tloušťkách, v různých materiálech. V tomto případě výrobci pouţívají zejména minerální vlnu. Uvnitř izolace jsou zpravidla umístěny izolační hranolky, na které je umístěn laťový rošt. Za tepelnou izolací se nachází parozábrana. Na vnitřní stranu konstrukce se umísťuje o co největším difúzním odporu. Směrem dále k interiéru je laťový rošt. Ten slouţí jako prostor pro instalace a je zároveň odvětráván. Důleţité je dávat pozor při provádění instalací, aby nedošlo k mechanickému poškození parozábrany. Na laťovém roštu je později uchycen vnitřní obklad. Při provádění interiérového obkladu je nutno minimalizovat počet děr do folie, aby nedošlo 22

k mechanickému poškození parozábrany. Většinou se jedná buď o „falešné roubení“, nebo sádrokarton.

Rohové spojení Detail č. 1

Rohové spojení provedeno ve většině případů na rybinu (obr. 1). V některých řešeních se provádí uvolňovací zářezy, které předchází z části pozdějšímu případnému praskání. Obzvlášť v rozích je potřeba kvalitně provést tepelnou izolaci a připevnění parozábrany.

23

5.3.2 Roubená stěna sendvičového typu s vnitřní vyzdívkou

Skladba roubené stěny s vnitřní vyzdívkou Tento typ je význačný především vnitřní vyzdívkou, která udává při pohledu z interiéru vzhled jako u klasické zděné stavby. Obvodový plášť se skládá z masivních trámů, na sebe kladených na dvojitou dráţku. Moţnost pouţití i lepených profilů. Následuje difúzní fólie, tepelná izolace. Nejpouţívanější typ především skelná nebo minerální izolace. Vzhledem k novým materiálům a stále náročnějším poţadavkům na obvodový plášť moţnost pouţití i jiných materiálů. Uvnitř izolace jsou umístěny hranolky. Dalším prvkem je parozábrana. Dále je zde vnitřní vyzdívka z příčkového zdiva, nebo plynosilikátových příčkovek. Zdivo můţe být kryto dřevěným obkladem, zpravidla se pouţívá vápenná omítka.

24

Rohové spojení Detail č. 2

Rohové spojení provedeno na rybinu (viz obr. 1). Při montáţi je potřeba správně uchytit izolaci a izolační fólie v rozích, tak aby nedošlo k případnému mechanickému porušení a správně plnily svou funkci v obvodovém plášti.

25

5.3.3 Roubená dvojitá stěna s izolací

Skladba dvojité roubené stěny s izolací U masivního trámu či lepeného profilu nejčastější provedení na dvojité pero, dráţku. Zpravidla menších průměrů, jelikoţ jde o dvojitou stěnu. Na českém trhu převládá dřevina smrk. Dřevo můţe být uprostřed naříznuto, coţ sniţuje jeho pozdější praskání. Tepelná izolace se vyskytuje mezi dvěma smrkovými trámky. Pokud jde o materiál, tak se pouţívá minerální izolace (roztavený čedič – ekologicky nezávadná), různé alternativní druhy tepelných izolací.

26

Rohové spojení Detail č. 3

Rohové spojení je provedeno na rybinu. Vnitřní trámy jsou v rozích připevněny na čep. Tepelná izolace se vyskytuje i v rozích, čímţ předcházíme tvoření tepelných mostů. Ukončení stěnových prvků – úprava čela stěnového prvku úřezem rohů je různorodá.

27

6 Vzájemné porovnání jednotlivých typů na základě zvolených kritérií Protoţe v poslední době se nároky na součinitel prostupu tepla U a celkově na vlastnosti obvodové stěny zvyšují, řada výrobců se tuto skutečnost snaţí nahradit přidáním tepelné izolace, nebo jiných prvků do konstrukce obvodové stěny. To ale můţe vést ke značnému zvětšení tloušťky stěny, čímţ bereme dřevostavbám jednu z jejich výhod. Jako první bude srovnána tloušťka stěn jednotlivých typů vzhledem ke skutečnosti, ţe jednotlivé vrstvy byly dimenzovány tak, aby bylo dosaţeno podobného součinitele prostupu tepla U [W/m2 K]. Součinitel prostupu tepla byl zjištěn na webových stránkách stavba.tzb-info.cz. Údaje, které zde byly zjištěny, jsou pouze orientační. Není zde započítán vliv nosných prvků tvořících tepelné mosty a tepelné vazby v sestavě. Na přesné údaje o součiniteli prostupu tepla U, je potřeba přesný výpočet, který bude proveden správnými metodami. Tabulka 2

Roubená stěna sendvičového typu s vnitřním obkladem. Vrstvy obvodové stěny

Tloušťka [mm]

masivní trám, lepený profil

165

difúzní fólie

-

tepelná izolace

120

parozábrana

-

laťový rošt, vzduchová mezera

28

vnitřní obklad

21

Celkem tloušťka obvodové stěny Součinitel prostupu tepla U

334mm U = 0,27 [W/m2 K]

28

Dle tabulky 2 můţeme vidět, ţe tloušťky jednotlivých vrstev jsou standardně zvoleny tak, aby obvodová stěna měla co nejlepší tepelně izolační vlastnosti. Masivní trám se pohybuje v tloušťkách do 220mm a tepelná izolace se ve většině případů volí dle přání zákazníka a jeho poţadavků na stavbu. Tepelně izolační vrstva konstrukce musí být na vnější straně chráněna proti působení větru, deště a jiným faktorům. Z důvodu rizika kondenzace vodních par v konstrukci se na vnitřní straně pouţívá parozábrana. Tento typ obvodové roubené stěny sendvičového typu patří mezi nejuţívanější na našem území.

Tabulka 3

Roubená stěna sendvičového typu s vnitřní vyzdívkou. Vrstvy obvodové stěny

Tloušťka [mm]

masivní trám, lepený profil

165

difúzní fólie

-

tepelná izolace

130

parozábrana

-

odvětrávaná mezera

20

zdivo z cihel

65

vápenná omítka

35

Celkem tloušťka obvodové stěny Součinitel prostupu tepla U

415mm

U = 0,27 [W/m2 K]

V tabulce 3 vidíme, ţe největší objem a šířku v roubené stěně zabírá masivní trám a izolace a to dohromady téměř 300 mm. Dále zdivo z cihel (příčkové zdivo), které spolu s omítkou má tloušťku 100mm. Zdivo nemá takové tepelně – izolační vlastnosti jako dřevo. Co se ale týče akumulace tepla, je známo, ţe těţké materiály jako cihla, beton či kamenivo mají větší akumulační kapacitu neţ dřevěná konstrukce. Dřevěná konstrukce 29

se rychle zahřeje, ale tak i stejně rychle ochladí. Oproti tomu zděná konstrukce se pomaleji zahřívá a tím pádem i pomaleji ochlazuje. V případě akumulace tepla do stavebních konstrukcí je potřeba, aby akumulační vrstva byla umístěna na vnitřním povrchu konstrukce a nebyla odstíněna tepelně izolační vrstvou. Akumulační schopnost má v závislosti na pouţitém materiálu vrstva 10-15 mm od vnitřního povrchu. To díky příčkovému zdivu v konstrukci dává určitou výhodu tomuto typu. Tento typ roubené obvodové stěny ovšem nepatří mezi hojně pouţívané na našem území.

Tabulka 4

Dvojitá roubená stěna s izolací uprostřed. Vrstvy obvodové stěny

Tloušťka [mm]

masivní trám, lepený profil

40

tepelná izolace

120

masivní trám, lepený profil

40

Celkem tloušťka obvodové stěny Součinitel prostupu tepla U

200mm

U = 0,27 [W/m2 K]

V tabulce 4 vyplývá, ţe tento typ obvodové stěny má nejmenší tloušťku. Je to tím ţe se pouţívá dvojité roubení zpravidla o tloušťkách 40 – 60mm. Na vnitřní stranu konstrukce se můţe pouţít trám s větší dimenzí, neţ na straně vnější. Tím se dosáhne z vnitřní strany vnějšího difúzního odporu. Tepelná izolace uprostřed se vyrábí z různých materiálů o různých tloušťkách. Zákazník si ve většině případů tloušťku tepelné izolace volí sám. Jako jediný tento typ nemá v konstrukci ţádné izolační fólie, coţ znamená, ţe konstrukce obvodového pláště je difúzně otevřená.

30

Dalším kritériem bude porovnání obytné plochy v závislosti na tloušťce stěny při zastavěné ploše o 100 m2. Tabulka 5

Typ obvodové stěny Roubená sendvičová s vnitřním obkladem Roubená sendvičová s vnitřní vyzdívkou dvojitá roubená

Tloušťka obvodové Obytná plocha při 100m2 stěny. [mm]

zastavěné plochy. [m2]

334

93,43

415

91,87

200

96,04

Podle tabulky 5 můţeme porovnat jednotlivé typy obvodových stěn. Největší obytnou plochu nám poskytuje obvodová stěna dvojitého roubení. Následuje roubená sendvičová s vnitřním obkladem a jako poslední roubená sendvičová s vnitřní vyzdívkou, která zaostává jiţ o 4 m2.

Dle pečlivého posouzení všech kritérií vyplývá, ţe nejlepší variantou by měla být dvojitá roubená stěna s izolací uprostřed. Stěna je jako jediná difúzně otevřená. To nám zajišťuje příjemné mikroklima uvnitř stavby (stavba dýchá). Na druhém místě je roubená stěna sendvičová s vnitřním obkladem. I kdyţ nám tloušťka stěny ubírá obytné plochy, tak přeci jenom výrobců tohoto typu je u nás mnohem víc neţ je tomu u dvojité roubené stěny. Z tohoto důvodu by provedení stavby mělo mít větší kvalitu vzhledem ke konkurenci na trhu. Co se týče typu s vnitřní vyzdívkou, ten nedopadl nejhůře. Tloušťka stěny v závislosti na součiniteli prostupu tepla U zaostává za ostatními. Jeho spočívá v akumulaci tepla, kterou poskýtá příčkové zdivo na vnitřní straně konstrukce. V tomto případě bude muset potencionální zákazník ovšem zváţit jestli bude chtít v interiéru cihlové zdivo, nebo přírodní materiál na bázi dřeva.

31

7

Diskuze Porovnávali jsme tři různé typy obvodových plášťů novodobých roubených staveb. Typ první (roubená stěna s izolací a vnitřním dřevěným obkladem) má jiţ téměř 30. let tradici ve světě. U nás je na trhu řada výrobců, kteří tento typ obvodového pláště u roubených

staveb

provádí.

Z hlediska

konstrukce

působí

jako

jeden

z nejkompaktnějších a nejestetičtějších. Zejména pokud z pohledu interiéru je na laťový rošt připevněno „falešné roubení“. Stěna působí jak z exteriéru, tak i v interiéru jako roubenka. Tato stěna je difúzně zavřená díky dvěma izolačním fóliím uvnitř konstrukce. Stěna oproti klasickému roubení je neprodyšná („nedýchá“). Co se týče tloušťky stěny, ta se pohybuje zpravidla kolem 350 mm. Záleţí ovšem na poţadavcích zákazníka a na typových domech, které jednotlivé firmy nabízejí. Typ druhý (roubená stěna s izolací a vyzdívkou z příčkového zdiva) dopadl nejhůře ze všech tří typů. Tloušťka obvodové stěny je největší a pohybuje se kolem 400 mm. Tím se potlačuje jedna z velkých výhod dřevostaveb a tou je menší tloušťka stěn neţ je tomu u zděných domů. Z hlediska konstrukce dřevo neustále pracuje vlivem vlhkostních a teplotních rozdílů. Zdivo z příčkového zdiva zůstává stejných rozměrů při různých vlhkostech a teplotách coţ můţe způsobovat jisté problémy. Naopak zdivo na vnitřní straně konstrukce nám poskytuje lepší akumulační vlastnosti neţ je tomu u dřeva. Interiér se díky tomu neochlazuje tak rychle. Z exteriéru stavba vypadá jako klasická roubenka, z interiéru ovšem jako zděná stavba. Záleţí čistě na subjektivním názoru kaţdého zákazníka, co upřednostňuje. Typ třetí (dvojitá roubená stěna s izolací uprostřed) zaujal celkově první místo, co se týče spotřeby materiálu, rychlosti výstavby a tloušťky obvodové stěny. Díky tomu, ţe konstrukce neobsahuje ţádné izolační fólie, má obvodová stěna podobné vlastnosti jako je tomu u roubenek či srubů. Stává se tím pádem difúzně otevřenou konstrukcí. Dřevo má schopnost přijímat z ovzduší vodní páry. Dřevo tedy neustále vyrovnává svou vlhkost s vlhkostí okolního vzduchu. Je schopno uloţit ve svých buněčných a mezibuněčných stěnách poměrně velké mnoţství vody, a tak je schopno z vlhčího vzduchu přijmout vlhkost a naopak do suššího prostoru tuto vlhkost opět vrátit. Tak můţe působit dřevěná konstrukce jako regulátor vlhkosti. Tato stěna také přispívá k celkové výměně vzduchu díky své difúzní otevřenosti. Přitom vzduch vnikající do 32

místnosti filtruje a čistí. Průtok vzduchu však u takové konstrukce nemůţeme příliš regulovat. Jako nevýhodu bych zde ovšem viděl kratší tradici na našem území, v coţ hovoří malý počet firem, které tento typ vůbec staví. Co se týče tepelně izolačních vlastností a tloušťky izolace není problém, aby si zákazník splnil své poţadavky. Stavba díky dvojité roubené stěně vypadá jako klasická roubenka jak z exteriéru tak interiéru.

33

8 Závěr Ze srovnání jednotlivých typů novodobých roubených stěn se ukázalo, ţe nejlepší typ by měla být dvojitá roubená stěna s izolací uprostřed. Dosahovala nejlepších výsledků, co se týče: tloušťky stěny, konstrukce, spotřeby materiálu. Také jako jediný typ je difúzně otevřená čímţ neubírá na výhodách klasických roubených konstrukcí. Probíhá zde jistá výměna vzduchu, dřevo ve stěně neustále vyrovnává okolní vlhkost vzduchu a toto prostředí má pozitivní vliv na dýchací cesty u člověka a navíc vytváří příjemné aroma. Jako nevýhoda se ovšem jeví malá tradice tohoto typu. Proto bych ji zařadil na první místo spolu s typem prvním (roubená stěna s izolací a vnitřním obkladem). Tento typ u nás nabízí řada výrobců a zaznamenává jiţ téměř 30. let vývoj. Řada výrobců se snaţí dosáhnout nejlepších tepelně izolačních vlastností u obvodových stěn. Dosahuje toho přidáváním dimenzí jednotlivých vrstev, pouţitím nových progresivních materiálů či úpravou konstrukce.

9

Summary From the comparison of each single type of timbered wall it showed up, that the best type should be the double timbered wall with the thermal insulation in the middle. It has reached best results what about : the size of the wall, construction and material usage. Also as the only type is diffused open, what means, that it keeps qualities of classic timbered constructions. Here is proceeding air renewal, wood in the wall is still balancing the air humidity and this environment has positive influence on human airways and it makes comfortable aroma. As disadvantage it appears short-time tradition of this type. Because of this, i would place this type on the first place with the first type. This type is offering much more firms at our market and it records almost 30.years the development. A lot of firms are trying to reach the best heat insulating qualities at external walls. It is done by: adding the dimensions of materials, using new progressive materials or editing of construction.

34

10 Seznam použité literatury Literatura HOUDEK, D. KOUDELKA, O. - Srubové domy z kulatiny, ERA - Brno 2004. 161 s. Technická knihovna. ISBN 80-86517-97-7. KOLB, J. Dřevostavby – systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště; Grada Publishing, a.s. 2008; 317 s. VAVERKA, J. HAVÍŘOVÁ, Z. JINDRÁK , M. a kol. Dřevostavby pro bydlení, Grada Publishing, a.s. 2008; 376 s. HAVÍŘOVÁ, Z; Dům ze dřeva, ERA - Brno 2005; 99 s. BUKOVSKÝ, L., KUBŮ, P. a kol.: Technické řešení energeticky úsporných dřevostaveb, Praha 2002. 386 s

Internetové zdroje www.ms-haus.cz www.cedar-home.cz www.ekoporadna.cz www.aviga.cz www.delta-panel.cz www.stavebnictvi3000.cz www.stavba.tzb-info.cz www.moraviawood.cz

35

Normy ČSN 73 05 40 Tepelná ochrana budov

11 Seznam tabulek Tabulka 1 (srovnání roubených a srubových obvodových stěn)

14

Tabulka 2 (roubená stěna sendvičového typu s vnitřním obkladem)

28

Tabulka 3 (roubená stěna sendvičového typu s vnitřní vyzdívkou)

29

Tabulka 4 (dvojitá roubená stěna s izolací uprostřed)

30

Tabulka 5 (porovnání jednotlivých typů)

31

12 Seznam obrázků Obrázek 1 (rohová vazba na tzv. rybinu)

11

Obrázek 2 (vývoj srubové stěny)

12

Obrázek 3 (podíl dřevostaveb ve výstavbě)

15

Obrázek 4 (lepené lamelové profily)

17

13 Seznam detailů Detail 1 (rohové spojení – typ první)

23

Detail 2 (rohové spojení – typ druhý)

25

Detail 3 (rohové spojení – typ třetí)

27

36

14 Přílohy Obrázek 5 Napojení obvodové stěny na základovou desku (Kolb, 2008)

37

Obrázek 6 Okno v obvodové stěně (Kolb, 2008)

38

Obrázek 7 Napojení stropu na obvodovou stěnu (Kolb, 2008)

39

Obrázek 8 Napojení střechy na obvodovou stěnu (Kolb, 2008)

40