MASARYKOVA UNIVERZITA Pedagogická fakulta
Bakalářská práce
Brno 2015
Křiva Marek
Masarykova univerzita v Brně Pedagogická fakulta Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání
Příprava výuky oboru Tesař
Vedení: Bakalářské práce
Vypracoval:
JUDr. Mgr. Ing. Kateřina Šmejkalová
Křiva Marek
Poděkování Děkuji své vedoucí práce JUDr. Mgr. Ing. Kateřina Šmejkalová za vedení a cenné rady při psaní bakalářské práce.
Prohlášení ,,Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně, s vyuţitím citovaných literárních pramenů, informací a zdrojů, které jsou v souladu s Disciplinárním řádem Pedagogické fakulty Masarykovi univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů.“
Brno 2015-03-25
………………………. Křiva Marek
Anotace Bakalářská práce se zabývá představením oboru Tesař a Střední školy stavebních řemesel Brno – Bosonohy Praţská 38b, dále na metodickou a obsahovou přípravu učitele praktického výcviku, vyučovací metody praktického vyučování a jako doprovodný materiál praktického výcviku je v této práci zpracován výukový text.
Klíčová slova: tesař, systémy dřevostavby, praktická výuka, učení.
Annotation In this thesis I will focus on the fleeting performance field of carpenter and Middle School of building trades further methodological and content preparation of teacher training before teaching day with the theme of wooden buildings. I worked teaching text as an accompanying material.
Key words: carpenter, systems of wooden structure, practical lesson, teaching.
OBSAH
ÚVOD ..................................................................................................................................................... 8 1 UČEBNÍ OBOR – TESAŘ ................................................................................................................ 9 1.1 Charakteristika SŠSŘ Brno-Bosonohy...................................................................................... 9 1.2 Charakteristika oboru Tesař .................................................................................................... 10 1.3 Ukončení učebního oboru ......................................................................................................... 11 1.4 Cíle a obsah vzdělávání ............................................................................................................. 14 1.5 Charakteristika učitele odborného výcviku ............................................................................ 14 2 PŘÍPRAVA UČITELE NA VYUČOVÁNÍ .................................................................................... 16 2.1 Příprava na výuku odborného výcviku ................................................................................... 16 2.2 Metodická příprava učebního dne pro SŠSŘ třetího ročníku oboru Tesař ......................... 17 2.3 Obsahová příprava učebního dne pro Tesaře ......................................................................... 17 3 VYUČOVACÍ METODY A PRINCIPY V ODBORNÉM VÝCVIKU ....................................... 23 3.1 Vyučovací metody...................................................................................................................... 23 4 Učební text ........................................................................................................................................ 25 4.1.1 Dřevěné pozemní stavby ........................................................................................................ 25 4.1.2 Dřevěné stěny dělíme podle funkcí: ...................................................................................... 25 4.2 PODLE KONSTRUKCE DŘEVĚNÉ STĚNY ROZEZNÁVÁME ...................................... 26 4.2.1 Hrázděné stěny ....................................................................................................................... 26 4.2.2 Těţký dřevěný skelet (Novodobý skelet) .............................................................................. 28 4.2.3 Rámové stěny (lehký dřevěný skelet) .................................................................................... 30 4.2.4 Panelové dřevostavby ............................................................................................................. 34 4.2.5 Srubové stěny .......................................................................................................................... 36 4.2.6 Roubená stěna ......................................................................................................................... 40 4.2.7 Konstrukce z lepeného vrstveného dřeva CLT .................................................................... 42 4.3 Tepelný izolant ........................................................................................................................... 45 4.3.1 Umělé izolace........................................................................................................................... 47 4.3.2 Přírodní izolace ....................................................................................................................... 49 4.3.3 Recyklované izolace ................................................................................................................ 51 5 KONTROLNÍ CVIČENÍ ................................................................................................................. 53 6 ZHODNOCENÍ ................................................................................................................................ 55 7 ZÁVĚR .............................................................................................................................................. 56 8 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY ............................................................................................ 59 6
9 SEZNAM OBRÁZKŮ ...................................................................................................................... 62 10 SEZNAM ZKRATEK .................................................................................................................... 64
7
ÚVOD Příprava učitele na učební den je základ kvalitní a účelné výuky, která jde ruku v ruce s kvalitou vědomostí, které si ţáci odnesou sebou do ţivota a které budou i dále předávat, nejen vědomosti praktického rázu, co se oboru Tesař týče, ale i výchovné a ekonomické. Učím na Střední škole stavebních řemesel Brno – Bosonohy dále jen SŠSŘ, kde se to snaţím do mé výuky vloţit a ţáky toho, co moţná nejvíce naučit samozřejmě v té nejvyšší kvalitě, kterou jim mohu dát. První části bakalářské práce se zaměřím na představení učebního oboru tesař, jeho zaměření, způsob ukončení, cíle praktického výcviku, charakteristiku učitele a teoretickou část přípravy učitele praktického výcviku. Následně popíši jakými didaktickými metodami je realizována výuka vybraného tématu v praktickém výcviku. Popíši propojení teoretické výuky s praktickým výcvikem. V druhé části se zaměřím na zapracování obsahová a metodická příprava učitele na vyučování. Navrhnu některé moţnosti inovace praktického vyučování pro konkrétní vzdělávací cíle, zdůvodnění předkládané inovace, její výhody a případné nevýhody. Dále vytvoření učebního textu, který budou mít ţáci k dispozici při výuce, tento text obsahuje základní charakteristiku konstrukcí, technické údaje o konstrukcích, výhody a nevýhody daných konstrukcí, moţnosti zaloţení dřevěných konstrukčních systémů budov, způsoby zateplení, některé detaily konstrukcí. Na závěr bude připravený kontrolní cvičení, do kterého budou ţáci vyplňovat některé poznatky, které si zapamatovali z výuky.
8
1 UČEBNÍ OBOR – TESAŘ
1.1 Charakteristika SŠSŘ Brno-Bosonohy Naše škola byla zaloţena v roce 1958 jako učiliště Průmyslových staveb Brno. Po celou dobu své existence si zachovávala charakter stavebního učiliště. Těţištěm její činnosti je příprava mládeţe na povolání ve stavebnictví a strojnictví. Díky tomu se škola stala jedním z hlavních subjektů učňovského školství v regionu Brno i v regionech okolních. K 1. 7. 2010 došlo v rámci optimalizace sítě středních škol ve městě Brně a okolí ke sloučení se SOŠ a SOU nábytkářským Rosice. V důsledku sloučení se rozšířila vzdělávací nabídka školy zejména o dřevařské obory (http://soubosonohy.cz). V současné době se na naší škole vyučuje celkem dvanáct tříletých učebních oborů, dva čtyřleté maturitní a tři nástavbové ukončené maturitou konkrétně to je např. zedník, zedníkobkladač, kominík, tesař, klempíř pro stavební výrobu, mechanik plynových zařízení a kominík vyučuje naše škola jako jediná v Brně. Při výuce velmi úzce spolupracuje s Cechem klempířů, pokrývačů a tesařů ČR, Cechem obkladačů ČR, Cechem topenářů a instalatérů ČR, Cechem pro zateplování budov ČR, Cechem kominíků ČR, Společenstvem kominíku ČR a Společenstvem kominických mistrů Moravy a Slezska. Rozšíření vzdělávací nabídky o umělecké dřevařské obory vedlo ke zvýšení atraktivity nabídky. O studium těchto oborů
je
mezi
absolventy
základních
škol
a
jejich
rodiči
tradičně
zájem
(http://soubosonohy.cz). Komplexní areál školy je vybaven vším potřebným pro výuku stavebních, strojnických a dřevařských oborů i pro všestranné vyţití ţáků ve volném čase. Součástí areálu jsou prostory pro teoretické vyučování s odbornými učebnami a učebnami výpočetní techniky, kompletně vybavené dílny pro odborný výcvik, moderní výukové centrum pro výuku oborů klempíř pro stavební výrobu, pokrývač a tesař, domov mládeţe s jídelnou a výdejnou stravy a komplex hřišť pro sportovní vyţití (kopaná, volejbal, nohejbal, košíková, tenis, badminton, florbal,
kulečník).
K
výuce
i
samostatnému
studiu
slouţí
studovny,
knihovna
a vysokorychlostní Wi-Fi připojení k internetu přístupné celý den ţákům školy a ubytovaným na domově mládeţe (http://soubosonohy.cz).
9
1.2 Charakteristika oboru Tesař Obor vzdělání tesař je náročný na manuální dovednosti ţáků při uplatnění tvořivého a logického myšlení. Vyučující vedou ţáky k trpělivé a soustavné práci a usilují o to, aby si ţáci vytvořili kladný vztah ke zvolenému oboru a získali správné pracovní návyky. Záměrem týmu pro zpracování i realizaci výuky podle ŠVP je vybavit absolventa takovými znalostmi, dovednostmi a postoji, které mu umoţní dobré uplatnění na trhu práce. Při sestavování obsahu vzdělávání byly respektovány poţadavky sociálních partnerů příslušné odbornosti. Cílem vzdělávacího programu je poskytnout ţákům určité mnoţství všeobecných a odborných poznatků a dovedností pro provádění základních tesařských prací na pozemních stavbách, tj. zhotovování bednění betonových konstrukcí, vázání a montování tesařských konstrukcí střech včetně osazování střešních oken, zhotovování konstrukcí dřevěných pozemních staveb a vykonávání pomocných tesařských konstrukcí jako je roubení, podskruţení, lešení (ŠVP, 2009). Učivo odborných předmětů je vybráno s ohledem na moţnosti pracovního uplatnění absolventa v různých firmách regionu. Obsah všech odborných předmětů je důsledně koordinován s odborným výcvikem. Celkovým záměrem školního vzdělávacího programu je připravit pracovníky, kteří se dobře umístí na trhu práce a budou schopni reagovat na měnící se podmínky na trhu práce. Učební obor Tesař 36-64-H/01 je tříletý učební obor, ve kterém se v prvním ročníku učni seznámí s těmito tématy: - Úvod do odborného výcviku; - Práce s nástroji, nářadím a pracovními pomůckami pro tesařské práce; - Ruční opracování dřeva; - Provádění tesařských spojů a spojování dřeva; - Přenosné obráběcí stroje; - Základy ručního opracování kovů (ibid.). V druhém ročníku mají ţáci vţdy na začátku roku důkladné školení na BOZP při strojním obrábění dřeva a práci ve výškách a nad volnou hloubkou, od tohoto ročníku studenti jezdí na praktickou výuku i mimo areál učiliště na odloučená pracoviště, kde jsou seznámeni s pracemi na stavbě, jejím chodem a posloupnosti řemesel na stavbě. Dále se soustředíme na tyto témata: 10
- Práce se stabilními dřevoobráběcími stroji; - Práci ve výškách; - Lešení; - Provádění tesařských konstrukcí pozemních staveb; - Provádění střech a tesařských konstrukcí střech (ibid.). Ve třetím ročníku pokračuje výuka na odloučených pracovištích, kdy ţáci jiţ znají chod pracoviště, umějí číst ve stavební dokumentaci a mohou jiţ ve většině činností, kde se uplatňuje jejich obor samostatně pracovat. I v tomto ročníku mají stále daná vzdělávací témata: - Provádění schodišť- bednění; - Tesařské práce při rekonstrukcích; - Provádění dřevěných pozemních staveb a sádrokartonových konstrukcí, zdění; - Zhotovování tepelných a zvukových izolací; - Stavební činnosti související s civilní ochranou (ibid.). 1.3 Ukončení učebního oboru Třetí ročník je ukončen nyní nově jednotným zadáním závěrečné zkoušky. Nová závěrečná zkouška je projekt MŠMT, na který přispívá Evropský sociální fond a realizuje ho Národní ústav pro vzdělávání. Jeho cílem bylo sjednotit poţadavky na znalosti a dovednosti absolventů stejných učebních oborů na různých školách, zlepšit jejich připravenost pro praxi, a také zvýšit prestiţ samotných učebních oborů (ibid.). Písemná zkouška: Jednotné zadání zpravidla obsahuje 6 či více témat písemné zkoušky. Ředitel školy z jednotného zadání vybírá pro řádný termín nejméně 3 témata, z nichţ si ţák jedno zvolí. Písemná zkouška trvá nejdéle 240 minut. Ředitel školy v rámci svých kompetencí určí čas nezbytný pro volbu tématu písemné zkoušky. Tento čas bezprostředně předchází písemné zkoušce. (NÚV, 2014). Hodnocení: Ke kaţdému tématu jsou stanovena podrobná kritéria a pravidla hodnocení zaloţená na systému bodového hodnocení a převodu bodů na klasifikaci, který umoţňuje rozlišit jak význam, tak i náročnost úkolů a otázek stanovených v tématu. Při klasifikaci dodrţte stanovené rozsahy bodů. Ţák bude klasifikován 11
nedostatečně, pokud při řešení tématu písemné zkoušky nedosáhne 45 procent bodů.(NÚV, 2014). Praktická zkouška: Ředitel školy vybírá z jednotného zadání nejméně jedno téma. Vybere-li jich více, ţáci si téma losují. Počet témat praktické zkoušky není vyhláškou fixně stanoven a v jednotném zadání jednotlivých oborů se liší podle charakteru a potřeb oboru. V jednotném zadání je stanoven časový limit pro realizaci praktické zkoušky, který škola musí v daném oboru respektovat. Tento časový limit je stejný pro všechna témata praktické zkoušky jednotného zadání daného oboru. Minimální délka trvání praktické zkoušky podle jednotného zadání je 5 hodin. Podle platné vyhlášky koná ţák praktickou zkoušku nejdéle 3 dny (NÚV, 2014). Hodnocení: Ke kaţdému tématu jsou stanovena podrobná kritéria a pravidla hodnocení zaloţená na systému bodového hodnocení a převodu bodů na klasifikaci, který umoţňuje rozlišit jak význam, tak i náročnost úkolů a otázek stanovených v tématu. Při klasifikaci dodrţte stanovené rozsahy bodů. Ţák bude klasifikován nedostatečně, pokud při řešení tématu praktické zkoušky nedosáhne 50 procent bodů. (NÚV, 2014)
12
Ústní zkouška: Jednotné zadání obsahuje nejméně 30 témat, z nichţ ředitel školy můţe vybrat 25 témat a ţák si jedno z nich vylosuje. Vlastní zkouška trvá nejdéle 15 minut (příprava ke zkoušce trvá nejméně 15 minut, je-li součástí tématu grafické nebo písemné řešení, můţe předseda zkušební komise prodlouţit dobu přípravy aţ o 15 minut). Pro ţáky je třeba zajistit vhodné podklady (např. ukázky materiálů, výrobků, obrázky, schémata apod.) (NÚV, 2014). Hodnocení: Ke kaţdému tématu ústní zkoušky v jednotném zadání oborů kategorie je přiřazena jedna otázka z obecného přehledu ze světa práce. Ţák můţe zodpovídat tuto otázku na počátku nebo na konci ústní zkoušky podle rozhodnutí zkušební komise. Časový limit věnovaný na její zodpovězení je minimálně 3 minuty, maximálně 5 minut. (NÚV, 2014) Opravné zkoušky: Termíny opravných zkoušek jsou stanoveny na 27. 4. 2015 – 26. 6. 2015. Student oznámí písemně řediteli školy, v jakém opravném termínu chce zkoušku konat. Oznámení musí být doručeno nejpozději 1 měsíc před konáním opravné závěrečné zkoušky. Ţáci, kteří nekonali závěrečnou zkoušku v řádném termínu z důvodu nedokončení ročníku a neukončí poslední ročník vzděláváni nejpozději 31. srpna téhoţ školního roku, ukončí učební obor v září následujícího roku. (http://soubosonohy.cz) Po úspěšném splnění buď v řádném, nebo opravném termínu těchto tří částí závěrečné zkoušky bude studentovi vystaven výuční list a vysvědčení o společné závěrečné zkoušce. Po ukončení učebního oboru mohou studenti pokračovat ve studiu na naší škole a to v nástavbovém studiu oboru stavební provoz nebo si mohou dodělat v souvisejícím oboru další výuční list ve zkráceném ročním studiu opět ukončeném společnou závěrečnou zkouškou. (http://soubosonohy.cz)
13
1.4 Cíle a obsah vzdělávání Cíle a obsah jsou základní pojmy pedagogické vědy. V praxi představují základní orientační východiska pro kaţdodenní činnost škol, učitelů a ţáků. „Cíl – souhrn předpokládaných a ţádoucích vlastností ţáka, kterých má být dosaţeno prostřednictvím vyučování.“ (Šimoník, 2003) Hlavním cílem praktického vyučování je osvojení takových pracovních dovedností, pomocí kterých můţe absolvent vykonávat kvalifikovaně svoje povolání. „Obsah - vyučování je strukturovaný a funkčně uspořádaný výběr poznatků a činností, reflektující systém hodnot, idejí a sociálních vzorců chování, kulturních tradic, poznání vědecké a umělecké, potřeby sociopolitické a ekonomické.“ (Průcha, 2001) Vzdělávání ve školách se postupně uskutečňuje podle nového systému vzdělávacích programů. Kurikulární dokumenty jsou tvořeny na dvou úrovních: státní v podobě Národního programu vzdělávání a RVP a školní – v podobě ŠVP. Cílem odborného výcviku je poskytnout ţákům základní vědomosti a vytvoření potřebných dovedností a správných pracovních návyků. Vést ţáky k technologické kázni a hospodárnému zacházení s materiálem a surovinami. Naučit ţáky samostatnému uvaţování a volbě správného technologického postupu při strojním i ručním opracování materiálu. Seznámení s vlastnostmi a pouţitím různých druhů konstrukcí, pravidla bezpečnosti práce, aby zvládli předmět odborný výcvik a výkon povolání tesař. (ŠVP, 2009).
1.5 Charakteristika učitele odborného výcviku Výuka odborného výcviku je zaměřena na získávání praktických dovedností a upevňování návyků a postojů, které navazují na jiţ předem získané vědomosti z teoretické výuky. Ţáci zde získávají určité dovednosti a prohlubují zručnost jednotlivých úkonů. Hlavním faktorem, který působí na ţáky ve výuce je učitel. A jaký by měl být? Především mistrem svého oboru, měl by znát problematiku učiva, neustále sledovat změny ve svém oboru, dokázat se jim přizpůsobit a ustavičně se zdokonalovat. Co se týče pedagogického mistrovství i zde je nutné, aby byl vzdělán. Při práci se ţáky by si měl zachovat jisté postoje, měl by klást přiměřené nároky, být důsledný, přísný, objektivní, ale zároveň mít k ţákům 14
jistou úctu a zachovat si odstup. Klasickou definici podal G. W. Allport (1935) který uvádí, ţe postoj je mentální a nervový vztah pohotovosti, organizovaný zkušeností a vyvíjející direktivní nebo dynamický vliv na odpovědi individua vůči všem objektům a situacím, s nimiţ je v relaci. Postoj učitele můţeme v souladu s uvedeným vymezit jako motiv vyjadřující učitelův vztah k ţákovi, ke skupině ţáků, ke školnímu prostředí a v obecné rovině přímo ke školní edukaci a vlastní profesi. Dnešní ţák potřebuje více neţ, kdy jindy podnítit k tvořivé práci, správně motivovat a vysvětlit důleţitost jeho aktivní činnosti ve výuce. Je zřejmé, ţe učitel není jediným činitelem, který výuku ţáků ovlivňuje. Zde se nabízí výčet různých jiných faktorů jako např. rodina, škola, spoluţáci, prostředí dílen, provozní prostředí, další zaměstnanci aj. Právě učitel odborného výcviku je ţákům nejblíţe, má moţnost je během výuky nejlépe poznat, porozumět jejich problémům a společně s nimi nacházet vhodná řešení. Občas se dostává i do role rodiče ţáka a je na něm, jak si s tímto problémem dokáţe poradit (Čadílek, 2005). Učitelova osobnost prochází celoţivotním vývojem. Počátky jsou spojeny s typem rodinné výchovy. Největší význam má samostatná pedagogická činnost. Kaţdého učitele charakterizuje jeho styl práce. Je to typická, relativní stálost projevů a reakcí ve výchovných situacích. Optimální výchovný styl je otevřený pozitivním změnám, pruţně reaguje v mnoţství různorodých situací (Grecmanová, 2002). Učitel se musí vyvarovat všech vlastností, které narušují jeho objektivitu! Ţáci jsou schopni některé záporné vlastnosti učiteli odpustit, pokud jsou dostatečně vyváţeny jinými kladnými rysy. I kdyţ jsou vlastnosti často vrozené, dají se kultivovat, zvládnout a vypěstovat (Grecmanová, 2002). Pedagogicky negativní povahy jsou osobnosti, které působí rušivě na zdravý vývoj dětí, nebo tento vývoj škodlivě ovlivňují. Patří sem: autoritářství, nesnášenlivost, neomylnictví, sklon k násilnostem, v nárocích jsou bezohlední, mají kolize nejen s ţáky, ale i s jejich rodiči (Grecmanová, 2002). J. A. Komenský:„ Budeš-li ty umět vyučovat, dovede se i on učit, jsa dychtiv učení.“
15
2 PŘÍPRAVA UČITELE NA VYUČOVÁNÍ 2.1 Příprava na výuku odborného výcviku Příprav odborného výcviku na učební den, je důleţitou součástí přípravy učitele. Kaţdý učitel by si měl, prvně pořádně promyslet, co bude jeho cílem výuky, jaké zvolí metody, jaké pomůcky bude potřebovat a formu uspořádání informací, které se bude snaţit předat dál, při přípravě je důleţité vycházet ze základních školních dokumentů. Příprava, jak se dá říci, není nikdy zcela hotová, příprava je výsledkem dokonale promyšlené volby výchovněvzdělávacích cílů, obsahu, metod a forem. Důleţitou součástí je také, jakou učitel zvolí formu k ověření získaných vědomostí u ţáků. Promyšlená příprava umoţňuje vést plynulou a kvalitní výuku po celý den. „Písemná příprava umoţňuje učiteli snazší orientaci a přehlednost při vyučování. Při analýze výsledků se můţe vracet k přípravě, upravovat, měnit a doplňovat postupy (Čadílek, 2005). “ Rozsah a forma přípravy je věcí učitele, pouze on si rozhoduje o realizaci a řízení jeho výuky. „Pokud se učitel nepřipravil dostatečně důkladně a průběh výuky je jiný, neţ předpokládal, můţe se snadno dostat do zmatku a zůstat bezradně stát nebo vinou vzniklého stresu reagovat nepřiměřeně prudce. Kaţdý učitel by si při přípravě měl zodpovědět těchto pár otázek: - Jaký je jeho cíl ve výuce (čeho chce dosáhnout). - Vědí ţáci jiţ něco o této látce. - Jak ţákům můţe učivo zjednodušit a přiblíţit. - Můţou v jeho výuce nastat potíţe.
16
2.2 Metodická příprava učebního dne pro SŠSŘ třetího ročníku oboru Tesař Tab. č. 1 – Metodická příprava (zdroj: vlastní). Ročník, skupina, obor Tematický celek Podtéma Místo pracoviště Materiální zabezpečení Didaktické pomůcky Vyučovací metody Výchovně vzdělávací cíle Personální zabezpečení Časový harmonogram dne
3. ročník, skupina: 26-TES, obor: Tesař Dřevěné pozemní stavby. Opláštění a zateplení hrázděné stěny. Výuka probíhá ve školních ručních a strojních dílnách určených pro tesaře. Pracovní oděv a obuv, dřevěný dvoumetr, svinovací metr, tesařská tuţka. Projektor, notebook, křídová tabule, učební text. Výklad, předvádění, instruktáţ. Dodrţování BOZP a hygieny při práci, komunikační schopnosti, orientace v systémech zateplení a jeho montáţe, samostatné řešení a navrhování systémových detailů. U výuky je, přítomen jeden učitel praktického vyučovaní s jednou skupinou ţáků (max. 7 ţáků). Délka jednoho dne odborného výcviku je stanovena na 7 pracovních hodin, 1 pracovní hodina je 60 minut, začátek výuky je vţdy v 7:00 h a konec výuky v 14:30 h. Obědová přestávka je v rozmezí 11:00 h – 11:30 h.
2.3 Obsahová příprava učebního dne pro Tesaře Obsahová příprava pro: 3. ročník, skupina: 26-TES, obor: Tesař Úvod 7:00 h aţ 7:30 h: Před zahájením výuky je zkontrolováno a připraveno pracoviště, podle učebního tématu se připraví pomůcky, nářadí a materiál, se kterým se bude v průběhu vyučovacího dne pracovat. Při zahájení výuky, ţáci provedou nástup na učební den, při nástupu je zkontrolováno, zda mají všichni ţáci pracovní oděv a obuv. Důleţitou součástí výuky, kterou ţáci potřebují je dřevěný skládací metr a tesařská tuţka. Při nástupu vţdy jeden ţák nahlásí počet přítomných a nepřítomných ţáků, následně je proveden zápis do deníku evidence, v případě nevyřešené absence ţáci předloţí omluvný list s platnou omluvenkou.
17
Instruktáţ 7:30 h aţ 9:00 h: Po provedení formálních náleţitostí je ţákům oznámeno téma výuky a zaměření praktické části s podrobnějším výkladem. Instruktáţ se opírá o učební text, tento text je poskytnut ţákům v elektronické i tištěné podobě a to z toho důvodu, ţe odborný text v učebnicích jiţ není zcela aktuální. Součástí učebního textu je i zpracované kontrolní cvičení, kterým se dá ověřit mnoţství převzatých informací. Praktická část 9:00 h aţ 13:40 h: Praktická část je zaměřena na montáţ difuzně otevřené skladby stěny hrázděné dřevostavby na výukovém modelu, který osahuje nejčastější detaily konstrukce, jako jsou rohy, prostupující konstrukce, stavební otvory a napojení na konstrukci střechy. Před zahájením praktické části, jsou ţáci důrazně upozorněni na dodrţování BOZP a hygieny práce. V průběhu praktické části jsou dávány kontrolní otázky ohledně prováděných úkonů, za správné řešení jsou ţáky pochváleni, povzbuzováni a motivováni k lepším výsledkům. Na obrázku č. 1: ţáci provedli montáţ OSB desek po obvodu stavebního otvoru a vytvořili vymezovací rošt pro tepelnou izolaci, pro aplikaci tepelné izolace jak je patrné z obrázku č. 3 je nutné opatřit vnitřní stranu konstrukce deskou OSB, která má funkci jak statickou tak plní také funkci parobrzdy, která nám zpomalí prostup vodních par skrze konstrukci, obrázek č. 2. Rošt vyplněný tepelnou izolací je moţné zakrýt difuzní folií, která nám ji ochrání před povětrnostními vlivy a zajistí bezpečné odvětrání vodních par, které pronikli z interiéru do konstrukce obrázek č. 4. Difuzní folie se dočasně zajistí sponkovačkou a následně se k podkladnímu roštu připevní svislé latě, které vytvoří rošt pro konstrukci různých druhů fasádního obkladu obrázek č. 5, obrázek č. 6.
18
Obrázek č. 1 - Montáţ vymezující konstrukce pro tepelnou izolaci s podkladním roštem fasády (zdroj: vlastní).
Obrázek č. 2 – Montáţ parobrzdné vrstvy z interiérové strany (OSB deska) (zdroj: vlastní).
19
Obrázek č. 3 – Instalaci tepelné izolace (minerální vata) (zdroj: vlastní).
Obrázek č. 4 – Instalaci difuzně otevřené folie (zdroj: vlastní).
20
Obrázek č. 5 – Montáţ kontra latí pro provětrávanou fasádu (zdroj: vlastní).
Obrázek č. 6 – Montáţ různých druhů fasádních obkladů (palubkoví obklad, modřínová katrovaná prkna, modřínoví obklad) (zdroj: vlastní).
21
Závěr 13:40 h aţ 14:30 h: V závěru pracovního dne s ţáky je vedena diskuze, co se daný den dělalo, co přesně dělali, jaké má kaţdá část konstrukce funkce a pokud při montáţi vznikla nějaká chyba (montáţ nebo BOZP), ještě jednou je na ni upozorněno. Po diskuzi je provedeno vyhodnocení pracovního dne, ţáci uklidí pracoviště a v čase 14:30 h odchází do šaten.
22
3 VYUČOVACÍ METODY A PRINCIPY V ODBORNÉM VÝCVIKU 3.1 Vyučovací metody „Pojmem vyučovací metoda rozumíme způsob, jakým učitel organizuje proces osvojování nových vědomostí a dovedností ţáků“ (Maňák, 2003). V odborném výcviku se pouţívá z klasických metod nejčastěji výklad, rozhovor a předvádění. Ze specifických metod, kde jsou uplatněny i metody klasické, instruktáţ, simulační metody, cvičení a exkurze. Výklad: patří k nejstarším a nejuţívanějším metodám. Můţe mít formu vysvětlování, vyprávění, popisu nebo přednášky. Všechny tyto metody jsou vzájemně propojeny a doplňují se. Měl by se provádět podle předem promyšlené osnovy. Měl by být logický, srozumitelný, navazující a dostatečně názorný. Při výkladu je důleţité, aby byl brán ohled na věk a dosaţených vědomostech ţáka a tomu byla přizpůsobena náročnost učiva (Stejskalová, 2013). Rozhovor: rozhovoru se vţdy účastní nejméně dvě osoby, jedná se tedy o aktivní metodu ve spolupráci učitel a ţák, kdy učitel má předem připravené a promyšlené otázky, na které ţák aktivně odpovídá. Učitelovi otázky by měli být krátké a srozumitelné, ţák by na ně měl odpovídat přesně a promyšleně (Stejskalová, 2013). Předvádění: u této metody převaţuje aktivita učitele, který za pomocí didaktických pomůcek a zařízení předvádí určitou činnost (Stejskalová, 2013). Instruktáţ: je nejrozšířenější a nejefektivnější metoda v praktickém výcviku, kdy učitel odborného výcviku, nebo odborných předmětů vysvětlí, jak určitou teoretickou činnost provést a následně ji učitel odborného výcviku i prakticky předvede. (Stejskalová, 2013) Simulační metoda: pro tuto metodu je charakteristické, ţe je nahrazeno skutečné pracovní prostředí, pracovní prostředky i pomůcky a vše je simulováno imitačními prvky. Tato metoda se pouţívá pro přesnější a širší vymezení problémů reálné situace způsobené specifickými jevy a vypořádání se s nimi (Stejskalová, 2013).
23
Cvičení: při úspěšném cvičení ţáků v odborném výcviku musí být splněny tyto hlavní poţadavky: cílevědomost, promyšlenost a účelnost cvičení, přiměřenost úkolu vzhledem k dosavadním dovednostem, systematičnost cvičení, správné vyuţití času, ohled na věkové zvláštnosti a fyzický stav ţáků, průběţná kontrola učitelem, hodnocení průběhu cvičení a odstraňování chyb (Stejskalová, 2013). Exkurze: je prováděna v mimoškolním prostředí – ve firmách, podnicích. Ţáci se seznámí s podmínkami pracovního procesu. Exkurze má tři části: část přípravnou, realizační a závěrečnou. - přípravná část - značí stanovení cílů exkurze učitelem, učitel vybere podnik, domluví a připraví si náleţitosti, připraví ţáky na exkurzi. - realizační část - učitel ţáky upozorní, na co se mají zaměřit, připomene jim, aby si dělali poznámky. - Po realizaci se provede zhodnocení exkurze a shrnou se získané vědomosti a dovednosti (Čadílek, 2005).
24
4 Učební text Tento učební text je zpracovaný jako součást přípravy a bude k dispozici všem ţákům jako podpůrný učební text ke školním textům, které se jiţ zdají méně aktuální. 4.1.1 Dřevěné pozemní stavby Dřevěné stěny a stavby na bázi dřeva zaţívají velký růst a dá se říci znovuzrození z mnoha důvodů, jeden je ovšem zásadní a to tepelné vlastnosti těchto konstrukcí ať uţ se jedná o masivní systémy nebo o lehké skeletové konstrukce. Dřevo jako přírodní obnovitelný zdroj má vynikající vlastnosti: pevnost, nízkou hmotnost, pochází z přírodní produkce (plusová stopa Co2), která je nezávadná pro lidský organizmus, difuzní prostupnost a jiţ zmíněnou tepelně izolační schopnost. Ovšem dřevo jako přírodní produkt má i spoustu nepřátel (hmyz, houby, voda a oheň) některé tyto hrozby jsme schopni eliminovat například chemickou impregnací, ovšem tento způsob není vţdy stoprocentně účinný, jako další způsob se dá aplikovat konstrukční opatření (provádění staveb ze suchého dřeva, uţití dřeva ze zimní těţby, ochrana jiţ zabudovaného dřeva před vlhkostí, přesné řešení detailů). Z tohoto důvodu je potřebná alespoň minimální znalost stavby dřeva a procesů, které se v něm odehrávají a velmi důleţitou sloţkou je znalost konstrukčních systémů a jejích částí, které vyučuji. 4.1.2 Dřevěné stěny dělíme podle funkcí: - Nosné. - Nenosné. - Výstuţné. - Závěsné. - Samonosné.
25
4.2 PODLE KONSTRUKCE DŘEVĚNÉ STĚNY ROZEZNÁVÁME 4.2.1 Hrázděné stěny Z hrázděných staveb se vyvinuly dřevěné skeletové stavby, tato konstrukce je jedním z nejstarších systémů často označovaná jako „historický skelet“. Hrázděné stavby jsou široce rozšířený konstrukční systém. Tento systém je vytvořen masivními prvky, které jsou ručně tesané, mohou zůstat viditelné, to buď z interiéru, nebo exteriéru. Typickým znakem je poměrně hustá a pravidelná síť obdélníků, čtverců a trojúhelníků, jak je patrné z obrázku č. 7 a 8. Vzájemné spojení se provádělo pomocí tesařských spojů, tato konstrukce musela být schopná přenést veškeré zatíţení, které na ní působilo do základů. Tento systém se vyvinul v místech, kde bylo menší zalesnění, a nedostatek dřeva neumoţňoval takové mnoţství dřeva například pro stavbu srubu. Na jeho konstrukci bylo moţné pouţívat krátké části listnatých stromů. Jako výplň mezi konstrukční prvky se pouţívali cihle, později i pálené, vepřovice (hlína + prasečí hnůj), sláma s rákosím později i slaměné balíky. Do poloviny 19. století se tato konstrukce z důvodů napodobení zděných a kamenných staveb omítala. Věřilo se, ţe tím zajistí domy odolné proti poţáru. Tato konstrukce byla vyuţívána i u vícepodlaţních budov, historické stavby dokazují její spolehlivost. V konstrukci bylo nutné zabránit sedání vlivem vysychání dřeva (nutnost pouţití nákladnějšího sušeného, ustáleného dřeva). U vícepodlaţních budov byla pracná a nákladná údrţba a především venkovní strany vystavené povětrnostním vlivům. V současném stavitelství se klasická hrázděná konstrukce jiţ skoro nepouţívá. Tato konstrukce byla nahrazena novými systémy, které jsou hospodárnější a i konstrukčně zajímavější, u rekonstrukcí se na výplně těchto konstrukcí uţívají nové materiály na bázi dřeva (KOLB, 2007). Moţnosti zaloţení Z důvodů, ţe celkové zatíţení budovy je přenášené plošně pomocí základového prahu obvodových a vnitřních stěn, je zde uţíván klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky.
26
Obrázek č. 7 – Hrázděná budova (zdroj: vlastní)
Obrázek č. 8 – hrázděná konstrukce (zdroj: vlastní) Charakteristické znaky: - Přiznaná konstrukce budovy s výplněmi z cihel a kamene. - Čisté spoje dřeva prováděné především čepy zapuštěnými do dlabů a plátováním. - Nosné prvky tvoří pravidelný rastr čtverců a obdélníků. - Výskyt v historických částech města, ţelezniční stavby
27
4.2.2 Těţký dřevěný skelet (Novodobý skelet) Tato konstrukce se vyvinula z hrázděného systému s vývojem materiálů a technologií se tato konstrukce neustále zdokonalovala aţ do dnešní podoby, kdy se jiţ jako výplň nosné dřevěné konstrukce nepouţívají cihle, kámen, rákosí a sláma, ale moderní systémy jako prefabrikované sendvičové panely, rámové samonosné konstrukce, velkoformátové zasklení, kombinace různých systémů. Konstrukce novodobého skeletu je tvořena sloupy a průvlaky vyrobené převáţně z lepených masivních hranolů (KVH, BSH nebo vrstveného dýhovaného dřeva LVL) větších průřezů. Tuto Skeletovou konstrukci je nutné vhodně vyztuţit proti působení vodorovných sil. U tohoto systému je velmi důleţité věnovat zvýšenou pozornost řešení stropní konstrukce, jejíţ tuhost ovlivňuje i celkovou tuhost stavby, velkou výhodou je zde moţnost vytvoření lité podlahy, která tuto tuhost zajistí. Přenos vodorovných sil do základů je pak řešen ztuţidly a to stěnovými nebo příhradovými. Velmi důleţité je věnovat pozornost řešení detailů napojení jednotlivých dílů, tyto detaily ovlivňují celkovou statiku konstrukce. Z tohoto důvodu se spoje řeší pomocí ocelových styčníků a svorníků, které jsou vloţené do vyfrézovaných nebo vyříznutých míst pomocí CNC obráběcích center ve výrobní hale, schéma umístění styčníku z programu SEMA obrázek č. 9. Na místě montáţe se styčníky jen osadí a zajistí se ocelovými kolíky do jiţ předvrtaných otvorů.
Obrázek č. 9 – detail spoje těţkého dřevěného skeletu (http://tzb-info.cz) Dimenze prvků, vzdálenosti sloupů a rozpětí průvlaků se podřizuje statickým poţadavkům, které se odvíjejí od dispozičního řešení objektu. Nosná konstrukce je obvykle přiznaná v interiéru nebo exteriéru. Na skelet se z vnější strany nebo do prostoru mezi nosné prvky montuje obvodový plášť zajišťující veškeré izolační funkce.
28
Výhodou staveb s těţkým skeletem je moţnost poměrně snadno upravovat dispozici i po dokončení stavby, např. posunutím příčky nebo vnitřního otvoru, podle celkového zvoleného rastru nosných prvků skeletu. Často se takový systém vyuţívá u staveb většího rozsahu, jako jsou školy, výzkumná centra, skladovací prostory nebo administrativní objekty. V případě občanských budov v satelitní zástavbě hrozí velká ztráta soukromí vlivem velkých prosklených ploch. Na obrázku č. 10 je ukázka takovéto stavby na rozlehlém svaţitém pozemku se vzrostlými stromy (TYWONIAK 2012). Moţnosti zaloţení: Z důvodů, ţe celkové zatíţení budovy je přenášené bodově přes svislé sloupy není třeba budovat klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky (která je velmi finančně nákladná). Je zde moţnost alternativních způsobů v podobě např. ţelezobetonových patek, mikropilot a zemních vrutů.
Obrázek č. 10 – Těţký dřevěný skelet (http://dřevoastavby.cz)
29
Charakteristické znaky: - Přiznaná masivní konstrukce budovy. - Velké prosklené plochy mezi nosnými prvky. - V případě rodinného domu systém vhodný na velké pozemky.
4.2.3 Rámové stěny (lehký dřevěný skelet) Tento systém je v podstatě převzatý a modifikovaný americký systém „two by Four“ (název vznikl podle standardizovaného rozměru fošen v palcích, to představuje rozměr nosných prvků tohoto systému) uţívaný od konce 19. století. Tento systém je v různých modifikacích nejuţívanější v ČR. Podle způsobů konstrukce pater pracujeme buď s variantou „balloon frame“ nebo „platform frame“. Jednou z hlavních modifikací je větší průřez nosných prvků a to 60/160 kvůli větším nárokům na tepelné vlastnosti stěny (TYWONIAK 2012). Svislé zatíţení přenášejí svislé sloupky, ukončené vodorovnými prahy, prostorovou stabilizaci zajišťuje plášť, který můţe být tvořen sádrovláknitými deskami, dřevoštěpkovými materiály nebo překliţkami. Vodorovné prvky rovněţ vymezují parapety a nadpraţí budoucích otvorů ve stěnách. Jeho výhodou je jednoduchá a rychlá montáţ, bez nutnosti uţití manipulační techniky, jelikoţ systém je velice variabilní, dovoluje i značnou architektonickou členitost objektu s jednodušším řešením některých detailů. Systém svojí jednoduchostí nevyţaduje ţádné speciální nástroje i proto je jeho výhodou moţnost letmé montáţe. V současné době se v této technologii rozvíjí nahrazování klasických sloupků za různé I profily obrázek č. 11 na bázi dřeva a dřevoštěpkových materiálů, které mají vyšší pevnost, lepší rozměrovou stálost, niţší hmotnost a v konstrukci netvoří tepelné mosty. Na obrázku č. 12 je znázorněna dřevostavba kombinující systém LVL dřeva a I nosníky na konstrukci stropu.
30
Obrázek č. 11 – Steico I nosník (http://casopisstavebnictvi.cz)
Obrázek č. 12 – Uţití Steico I nosníků v konstrukci střechy (http://drevoasatavby.cz)
31
Konstrukční řešení: Balloon frame U tohoto systému procházejí stěnové sloupky průběţně přes dvě nebo více podlaţí obrázek č. 13. Spodní a horní uzavření tvoří vodorovná prkna (prahy a vaznice). Stropní nosníky jsou uloţeny na fošně, která je zapuštěna do zářezů ve stěnových sloupcích nebo přišroubována tesařskými vruty (KOLB, 2007).
Obrázek č. 13 – Konstrukce balloon frame (zdroj: vlastní)
Platform Frame Jeho typickým znakem je poschoďová skladba. Plošina se během stavby pouţívá jako pracovní plocha a výrobní místo. Obrázek č. 14 znázorňuje tento konstrukční systém umoţňuje standardizaci a prefabrikaci a pouţívání normalizovaných konstrukčních prvků. Kromě toho je tento způsob stavění velmi flexibilní vzhledem ke konstrukci i architektonickému řešení (KOLB, 2007).
32
Obrázek č. 14 – Konstrukce platform frame (zdroj: vlastní) Moţnosti zaloţení: Z důvodů, ţe zatíţení budovy, které je přenášené plošně pomocí základového prahu obvodových a vnitřních stěn, je zde nejčastěji uţíván klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky, tento systém je moţné zaloţit i ţelezobetonových patkách nebo pilotech je ovšem zapotřebí navrhnout skladbu podlahy přízemního podlaţí. Jelikoţ je tento systém oproti jiným značně odlehčený, nastává tu moţnost uţití jiných systémů v kombinaci s průlezným prostorem pod budovou tzv. „crawl space“. Na obrázku č. 15 a 16 je znázorněna nedávná novinka v moţnostech zakládání dřevostaveb a lehkých objektů tzv. zemní vrut.
Obrázek č. 15 - Zaloţení objektu na zemních vrutech (http://zemnivruty.cz)
33
Obrázek č. 16 – Zemní vrut (http://zemnivruty.cz) 4.2.4 Panelové dřevostavby Dřevěné panelové stěny představují druh prefabrikovaných stěn. Rozhodující část výroby panelových dřevostaveb se odehrává ve výrobních halách: rodinný dům se zde smontuje „nanečisto" a po ověření je převezen na staveniště, kde je hrubá stavba na předem připravený základ hotová za dva aţ tři dny. Významnou předností je proto rychlost výstavby. Ekonomická výroba spočívá v opakovatelnosti jednoho prvku vyráběného ve velkých sériích, řádově od několika desítek aţ stovek domů za rok. Panely jsou ze zákona stanoveným výrobkem, musí být u nich ověřena shoda se základními poţadavky (KOLB, 2007). Ve výrobních závodech, jako například u firmy RD Rýmařov na obrázku č. 18 se na velkých montáţních stolech, podle stavební dokumentace a nářezového plánu zhotoví konstrukční prvky stěn, příček, stropů nebo střechy. Následně se rámová konstrukce pokryje z jedné strany deskovými materiály (OSB, rigidur, farmacel a jiné), které zajišťují prostorovou tuhost, celá konstrukce se za pomocí techniky otočí a pokračuje se ve skladbě stěny vloţením minerální izolace do prostoru mezi sloupky, aplikací parozábrany nebo parobrzdy, vytvoření instalační dutiny s rozvody (elektrické rozvody, voda, odpady), finální povrchová úprava interiérové stěny (sádrokarton, palubkový obklad, keramický obklad). Takto, takřka hotový panel lze opatřit i výplněmi otvorů (okna, dveře) případně i fasádou. Téměř hotové stěny se pomocí portálového jeřábu naloţí na nákladní auto a převezou na určené místo, kde se opět pomocí jeřábu usadí například na zbudovanou základovou desku a pomocí kotevní techniky zajistí obrázek č. 17. Tuto stavbu můţe zkomplikovat nebo takřka znemoţnit špatný přístup na pozemek, cesta k pozemku musí být zpevněná a dimenzovaná na nákladní auto a jeřáb. 34
Obrázek č. 17 – Montáţ panelové dřevostavby (http://dřevoastavby.cz) Moţnosti zaloţení: Z důvodů, ţe zatíţení budovy, které je přenášené plošně pomocí základového prahu obvodových a vnitřních stěn, je zde nejčastěji uţíván klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky. Charakteristické znaky: - Rychlost výstavby, malé rodinné domy mohou být smontovány i za víkend. - Nehrozí poškození materiálu vlivem počasí. - Projekt musí být zpracován s maximální přesností. - Po převozu na staveniště, jiţ nelze provádět dispoziční změny.
35
Obrázek č. 18 – Vyrobené štítové panely dřevostavby (http://rdrymarov.cz) 4.2.5 Srubové stěny Srubové stěny jsou jednovrstvé konstrukce, sloţené z kulatých nebo hraněných odkorněných klád, které jsou na sebe vodorovně kladeny. Tyto klády jsou v rozích spojovány typickým sedlovým spojem, který částečně přesahuje přes rovinu stěny do exteriéru. Srubové stěny můţeme vyrábět dvěma různými způsoby a to buď průmyslově, nebo řemeslně. V průmyslové výrobě kdy je za pomocí fréz kmen stromu opracován vţdy do stejného průměru, celkový vzhled srubu následně působí velmi moderně, na obrázku č. 19 je ukázka takto opracovaných kulatin i s přesně vyfrézovaným rohovím spojem. V řemeslném zpracování má kaţdý kmen jiný průměr a tvar, jak je patrné z obrázku č. 20 v podstatě se dá říci, ţe kaţdý kus kulatiny je originál. Kaţdý kus je pečlivě vybrán, ještě v době kdy roste v lese, po výběru se strom pokácí, přepraví se na výrobní místo firmy tam se neprodleně po sloţení ručně odkorní a uskladní, po vytvoření prvních výsušných trhlin se kulatina dále třídí například kvůli točivosti kmene, sbíhavosti kmene nebo jeho vadách. A aţ poté se kulatina dostane do konstrukce sruby. Tesaři ji ručně opracují a takto opracovanou kulatinu jak je patrné z obrázku č. 21, umístí na předem vybrané místo v konstrukci srubu. To vše naznačuje velké mnoţství jak ruční práce, tak i velkou spoustu času potřebnou na přípravu. Není tedy od věci říci, ţe kaţdý srub je opravdoví originál a stojí za něm velké mnoţství tvrdé ruční práce jako za tímto srubem na obrázku č. 22. V dřívějších dobách se sruby stavěly hlavně v horských oblastech, kde byl větší výskyt jehličnatých stromů, dnes na srub můţete narazit i v satelitní zástavbě kam se zrovna tato konstrukce moc nehodí. Srubové stěny, dělíme na dvě skupiny a to Kanadský a Finský srub (TYWONIAK 2012). 36
Obrázek č. 19 – Průmyslově opracovaná kulatina (http://drevostavby-projekty-praha.cz) Kanadská srubová stěna se staví z mokré nevysušené kulatiny, nejčastěji ze smrku, borovice nebo trvalejšího modřínu o přibliţném stáří 80 aţ 120 let z minimální nadmořské výšky 600 metrů. Takové dřevo má vyšší hustotu a je odolnější, dřevo by mělo pocházet ze zimní těţby, kdy nehrozí napadení čerstvě pokáceného stromu dřevokaznými houbami a hmyzem. Kůra z čerstvě pokáceného stromu by měla být neprodleně odstraněna (TYWONIAK 2012). Typická činnost pro kanadský srub je povolování aretačních šroubů u svislých sloupů z důvodů sedání konstrukce, kterou zapříčinilo sesychání srubové stěny. U srubové stěny výšky tři metry je průměrné sesednutí aţ čtyřicet centimetrů. Z tohoto důvodu nesmí být ţádné výplňové otvory (okna, dveře) přidělány na pevno ke srubové konstrukci, jejím sesedáním by hrozilo jejich nenapravitelné poškození.
37
Obrázek č. 20 – Detail umístění výsušných trhlin u finského srubu (http://tvujsrub.cz) Finská srubová stěna se staví z jiţ vysušené kulatiny podobných vlastností a stáří jako kanadská hlavním rozdílem je to, ţe by kulatina měla být minimálně dva roky uskladněna na chráněném místě před povětrnostními vlivy (déšť, sníh, slunce) a minimálně třicet centimetrů nad terénem, aby nedocházelo k přebírání vlhkosti od země. Při následné stavbě srubové stěny je důleţité, aby hlavní výsušná trhlina směřovala směrem k zemi a nejlépe do vysekané dráţky, které se před usazením na vznikající stěnu vyloţí přírodní tepelnou izolací (ovčí vlna, konopné izolace), tím se docílí těsnosti a zabrání promrzání spoje dvou podélných kulatin.
Obrázek č. 21 – Instalace ovčí vlny na podélný spoj (http://okpyrus.cz)
38
Moţnosti zaloţení: Z důvodů velkého zatíţení budovy způsobenou masivní plnou konstrukcí, které je přenášené plošně pomocí základového prahu obvodových a vnitřních stěn, je zde nejčastěji uţíván klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky. Charakteristické znaky: - Velmi estetický vzhled přiznané konstrukce z exteriéru tak z interiéru. - V interiéru vynikající tepelná pohoda, kde stačí vytápět na dvacet stupňů. - Zdravé a nezávadné vnitřní klima. - V případě ručně opracovávaných kmenů velká plusová stopa Co2.
Obrázek č. 22 – Konstrukce kanadského srubu (zdroj: vlastní)
39
4.2.6 Roubená stěna Roubená stěna vzniká z ručně nebo strojně opracovaných hraněných profilů nejčastěji ze smrku nebo trvalejšího modřínu o přibliţném stáří 80 aţ 120 let, které jsou v rozích spojeny pomocí rybinového spoje bez přesahů (hlavní rozeznávací znak mezi srubem a roubenkou u srubu jsou přesahy u venkovních rohů stěn), ten stavbě zaručuje pevnost. (TYWONIAK 2012). Roubené stěny mohou mít různý způsob a vzhled podélných spojů, které se lišily podle kraje, ve kterém byla roubenka stavěna. Stejně jak u srubů i u roubenek máme dva způsoby výroby průmyslový nebo řemeslný.
Obrázek č. 23 – Lepené prvky roubenky se zaoblením (http://drevostavby-projekty-praha.cz) Na obrázku č. 23 a 24 je průmyslově vyrobená část konstrukce Roubenky. V průmyslové výrobě máme mnoho moţností ve volbě materiálu v podobě sušených KVH a BSH hranolů a různých druhů dřevin volba je v podstatě neomezená. Takto vyrobené hranoly s vyfrézovaným spojem na pero a dráţku pro těsnost podélného spoje pasují jeden na druhý bez nutností dalších úprav. Tyto hranoly se většinou zpracovávají na CNC obráběcích centrech, které jsou schopny vytvořit všechny potřebné spoje, instalační otvory a prostupy tak, ţe z roubenky se v podstatě stane skládačka, která se jen sloţí na určitém místě. Nebo
40
z mokrého hraněného řeziva opracovaného strojně bez ohledu na jeho stavbu a strukturu a následnou letmou montáţí na určeném místě.
Obrázek č. 24 – Moderní konstrukce stěny roubenky (http://drevostavby-projekty-praha.cz) V klasickém řemeslném zpracování si tesaři za pomocí tesařských seker „širočin“, opracují pečlivě vybraný kus kmenů s ohledem na jeho izolační a fyzikální vlastnosti, přesně do toho tvaru, který zrovna potřebují, kaţdý spoj je dělán ručně, v rozích obvodových stěn roubenky se pouţívá rybinový spoj jak je patrné i na obrázku č. 25 a u příček nebo vnitřních nosných stěn přeplátování, Všechny spoje a postupy pouţité při stavbě klasické roubenky jsou po staletí ověřené. Moţnosti zaloţení: Z důvodů velkého zatíţení budovy způsobenou masivní plnou konstrukcí roubených stěn, které je přenášené plošně přes základové prahy, obvodových a vnitřních stěn, je zde nejčastěji uţíván klasický systém zaloţení v podobě základových pasů nebo základové desky.
41
Charakteristické znaky: - Historický vzhled. - Velmi estetický vzhled přiznané konstrukce z exteriéru tak z interiéru. - V interiéru vynikající tepelná pohoda, kde stačí vytápět na dvacet stupňů. - Zdravé a nezávadné vnitřní klima. - V případě ručně opracovávaných kmenů velká plusová stopa Co2.
Obrázek č. 25 – Klasická roubená stavba (zdroj: vlastní) 4.2.7 Konstrukce z lepeného vrstveného dřeva CLT Nejvíce pouţívaným materiálem je tzv. cross laminated timber. Oficiální český překlad neexistuje, a tak se setkáme s pojmy kříţem vrstvené dřevo nebo zkratkou CLT. Jedná se o panely, které jsou sloţeny ze tří a více vrstev dřevěných přířezů. Obrázek č. 26 graficky znázorňuje i s popisem tento systém a na obrázku č. 28 je zachycen detail průřezu CLT panelem. Jednotlivé vrstvy jsou slepeny a vţdy vůči sobě otočeny o 90°. Jednotlivá vrstva je pak sloţena z vedle sebe poskládaných přířezů, které mohou být mezi sebou slepeny. Existuje mnoho konstrukčních variant a to jak v podobě skládání jednotlivých vrstev na sebe, tak v celkovém tvaru, průřezu a výsledné podobě výrobku např. panel v pohledové kvalitě, imitace roubenky, drásaná s imitací starého dřeva. Tento systém je svojí pevností a stálostí předurčen k výstavbě vícepodlaţních budov (Milano Itálie, multifunkční devítipatrová budova z CLT panelů zahájení výstavby leden 2014 předpokládaný termín dokončení březen 2015 tedy čtrnáct měsíců). Na obrázku č. 27 je zachycena stavba rodinného domu tímto systémem. Tím se dostáváme k další nesporné výhodě tohoto systému a tím je rychlost výstavby, kdy je 42
moţné vyrobit stěnové dílce o maximálním rozměru 16,5 x 3 metry a tloušťce dílce od 42 – 500 mm, hlavní rozměrový limit, je přepravní kapacita v případě potřeby delších kusů je moţné napojení spojem pero a dráţka tím se získá díl aţ 32,6 metrů. Další velkou výhodou je variabilita tohoto systému, kdy například velké výplně otvorů ve stěnových dílcích není potřeba do určitých rozměru dodatečně zpevňovat (TYWONIAK 2012).
Obrázek č. 26 – Schéma lepeného CLT panelu (http://stavby.tzb-info.cz)
43
Obrázek č. 27 - CLT panel (http://foor-wood.cz) Moţnosti zaloţení: Z důvodů velké variability a únosnosti masivních CLT panelů, je zde moţnost uţití veškerých klasických systémů jako základových pasů nebo základové desky, tak i moderních v podobě mikropilotů, zemních vrutů, základových patek i prefabrikovaných ţelezobetonových dílců. Charakteristické znaky: - V interiéru přiznaný celoplošný vzhled dřeva. - Rychlost výstavby. - Schopnost přenášet velké zatíţení. - Dokonalá vzduchotěsnost objektu. - Velké prosklené plochy bez nutnosti vyztuţování konstrukce.
Obrázek č. 28 – CLT panel (http://woodproducts.cz)
44
4.3 Tepelný izolant Tepelný izolant je v podstatě látka, která špatně vede teplo, tepelný izolant má nízkou tepelnou vodivost. Toto je hlavní podstata tepelné izolace, její hlavní pro nás kladná vlastnost. Veličina, kterou se vlastně odlišují a měří látky a materiály podle tepelné vodivosti, se nazývá součinitel tepelné vodivosti, označuje se malým písmenem λ (lambda), základní jednotkou je W.m-1.K-1 (Watt na metr a Kelvin). Další velmi důleţitou vlastností u tepelných izolantů je jejích difúzní odpor značený μ (mí) bezrozměrná veličina. Jde o poměrnou materiálovou veličinu, která říká, kolikrát je součinitel difúze vodních par ve vzduchu větší, neţ součinitel difúze vodních par v daném materiálu. Čím menší je hodnota difúzního odporu, tím lépe materiál „dýchá“ a umoţňuje vodní páře a plynům pohyb konstrukcí. Dle konstrukcí dřevostaveb rozlišujeme dva druhy difuzně otevřenou a uzavřenou. (KOLB 2007) Difúzně otevřená konstrukce Difúzně otevřeného systému se docílí seřazením jednotlivých vrstev ve skladbách obvodových stěn a střechy podle difuzního odporu daných materiálů tak, ţe nejvyšší hodnota musí být v interiéru a nejniţší v exteriéru. Mnoţství vlhkosti vstupující do pláště tak je částečně redukováno a ta vlhkost, která se do konstrukce dostane, můţe skrze vrstvy s menším difúzním odporem snáze odejít do exteriéru. (KOLB 2007) Difúzně uzavřená konstrukce Difúzně uzavřené konstrukce se docílí tím, ţe z interiérové strany se pod finální konstrukci stěny (sádrokarton, obklad z dřevěných palubek) aplikuje parozábrana v podobě folie, která na sobě můţe mít reflexní hliníkovou vrstvu, která odráţí teplo zpět do interiéru nebo s bublinkovou folií, která zvyšuje tepelný odpor konstrukce, nebo i kombinací těchto dvou prvků. Hlavním důvodem je zajištění vlhkosti v interiéru tak, aby se vlhkost nedostávala do konstrukce, kde by mohlo dojít ke kondenzaci vodních par a následným problémům s degradací nosných prvků, tvorbě plísní a sníţení tepelného odporu stěny. (KOLB 2007) Fázový posun: Dnes v době výstavby a zateplování podkrovních prostor se velmi často řešen jeden nepříjemný efekt a tím je přehřívání interiéru v těchto prostorách. Tento závaţný a nepříjemný problém vzniká z důvodu, který nazýváme fázový posun to je doba, za kterou se změna teploty na vnějším povrchu konstrukce projeví na straně interiéru. Jedná se o vlastnost konstrukce, která zpomaluje vliv působení extrémních teplot vyvolaných slunečním zářením. 45
Působením slunce se povrch obvodového pláště budovy ohřívá a zvýšení teploty materiálu se šíří směrem k interiéru. Tato vlastnost se především odvíjí od objemové hmotnosti izolace, a na měrné tepelné kapacitě (mnoţství energie, které je potřeba, aby se ohřál 1 kg materiálu o 1 °C, jednotka J/kg.K). (KOLB 2007)
Tepelné izolanty dělíme do tří skupin: - Umělé. - Přírodní. - Recyklované. Umělé izolace S touto skupinou se v dnešní době setkáváme nejčastěji, jsou to velice rozšířené materiály s dobrými
tepelně
izolačními
vlastnostmi,
vzhledem
k
její
značně
promyšlené
a zautomatizované průmyslové výrobě, poptávce a dostupnosti hraje pro tento druh tepelných izolantů v dnešním světě i jejích nízká pořizovací cena, která dále klesá díky konkurenci a optimalizaci výroby. Velkou nevýhodou umělých izolací je mnoţství energií spojených s její výrobou, přepravou a následně značně nákladnou likvidací. Další velkou nevýhodou těchto produktů je obsah různých chemických pojiv a formaldehydu, které se mohou z těchto výrobků uvolňovat, nebezpečí podráţdění pokoţky při jejím zpracování (KOLB, 2007). Umělé: expandovaný pěnový polystyrén, extrudovaný polystyrén, desky z minerálních vláken, PUR a RIP pěny, vakuová izolace Přírodní izolace: Z hlediska dnešní doby, kdy se klade větší důraz na ekologii, obnovitelnost zdrojů, ekologickou stopu materiálů a to nejen stavebních, se na našem trhu začaly objevovat nové nebo znovuobjevené a modifikované tepelné izolanty. Výhodou těchto výrobků je jejich nezávadnost, snadná rozloţitelnost, niţší uhlíková stopa, příjemnější práce s těmito materiály a v některých případech i pozitivní vliv na zdraví člověka. Přírodní: dřevovláknitá izolace, konopná izolace, ovčí vlna, korek, EKO panely, slaměné balíky
46
Recyklované izolace: Tento druh izolací uţ jak z názvu vyplývá, vzniká pomocí vyuţití některých odpadních prvků při výrobě, nebo recyklací některých materiálů z demolic objektů nebo z tříděného papíru. Jejich vyuţití je v podstatě totoţné jako u umělých nebo přírodních izolací. Jejích hlavní výhodou je recyklace, tudíţ vyuţití jiţ pouţitých materiálů nebo odpadů z výroby pro nový účel, kterým se zabrání tvorbě dalších odpadů nebo nutnosti těţby nových surovin na výrobu těchto izolantů (TYWONIAK 2012). Recyklované: celulóza (rozvlákněný recyklovaný papír), pěnové sklo. 4.3.1 Umělé izolace Polystyrén: Je chemická látka vznikající zpracováním přírodní suroviny, která se nachází v podstatě na celé planetě – ropy. Je jedním z nejčastěji vyuţívaných materiálů pro tepelnou izolaci, ať uţ máme na mysli pěnový (EPS) či extrudovaný (XPS) Základem je zpěňovaný polystyren ve formě perlí předpěněných sytou vodní párou, jeţ díky nadouvadlu zvětší aţ 50x objem. Nasypou se do formy, kde vlivem vysokého tlaku páry a teploty probíhá další expanze a svaření v kompaktní blok, kde aţ 98 % tvoří uvězněný vzduch. Díky elastifikaci vyniká i v útlumu hluku. Vzhledem k tomu, ţe pěnový polystyren není rozpustný ve vodě a má uzavřenou buněčnou strukturu, nepohlcuje prakticky ţádnou vodu. Vodní páry, obsaţené ve vzduchu, ale umí procházet mezi stěnami buněk a tím i vrstvou izolace. Rychlost je dána difuzní tloušťkou. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 30 – 55. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,035 W/mK (KOLB 2007). Minerální izolace: Minerál (kámen či nerost) se za teploty 1400 – 1500 °C roztaví, smíchá s několika sloţkami tavením vzniklá tekutá kamenná hmota, která vytéká z pece a stéká na rozvlákňovací kotouč, který se otáčí rychlostí několika tisíc otáček za minutu. Kotouč rozstřikuje taveninu, mění ji na vlákna, která jsou ochlazována vzduchem a sbírána v usazovací komoře v podobě koberce vlny (minerální plsti). Aby minerální izolace drţela tvarovou stálost, musí se přidávat různá pojiva na bázi plastu a minerálních olejů, které sniţují prašnost výrobku a zvyšují jeho odolnost. Pevnost a tvarová stálost závisí také na struktuře uspořádání vláken, minerální vaty jsou vyráběné na různé systémy zateplení, kde se nejčastěji liší svojí pevností v tlaku. Podle 47
pouţitého základního materiálu rozlišujeme skelnou, čedičovou, křemíkovou apod. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 2 – 5. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,04 W/mK. (KOLB 2007). PUR a RYP pěny: Je charakteristická svou světle ţlutou barvou, nízkou váhou a výbornou tepelně izolační schopností. Svým součinitelem tepelné vodivosti předčí téměř všechny běţně vyuţívané izolanty. PIR i PUR pěna je makromolekulární materiál tzv. termoset zaloţený na organickém základu. Vzniká vzájemnou exotermní reakcí diphenyldiisocyanátu a směsí vícesytných alkoholů, methylenových bifenylů, aktivátorů, katalyzátorů, retardérů hoření a vody. Po smíchání komponentů dochází k chemické reakci, při níţ je uvolňován oxid uhličitý, který pomůţe vytvořit uzavřenou buněčnou strukturu izolantu (v případu tvrdých pěn), tak mají i zvýšenou hydroizolační schopnost. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 30 – 100. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,038 W/mK (TYWONIAK 2012). Vakuová izolace: Vakuovou izolaci můţete najít pod označením VIP. Zkratka VIP pochází z anglického názvu tohoto materiálu Vacuum Insolation Panel. Tedy vakuový izolační panel, na první pohled se jedná o trochu kosmický materiál, jednak pro jeho lesklý povrch, který tvoří ochranná fólie, za druhé pro jeho nesrovnatelně lepší vlastnosti v porovnání s ostatními izolačními materiály. Vakuový panel je tvořen jádrem (představme si jej jako krystalickou síť tvořenou z velmi tenkých vláken nejčastěji oxidu křemičitého), které je schopno zajistit panelu stálý tvar, aniţ by došlo k jeho zborcení. Z této vysoce porézní struktury jádra chráněného vnějším obalem je odčerpán vzduch, a čím méně jej v panelu zůstane, tím lépe. Vnější obal vakuového panelu musí proto být pevný a neprodyšný, a proto je z plastu (PE), který je navíc pokoven slabou vrstvou hliníku. Hlavním přínosem vakuové izolace je velmi nízký koeficient prostupu tepla λ, který se u kvalitních panelů pohybuje okolo 0,004 W/mK. Ve výpočtech se však uvaţuje se stárnutím materiálu (především zhoršení kvality vakua a nárůst vlhkosti) a počítá se s hodnotou λ 0,006 – 0,008 W/mK (TYWONIAK 2012).
48
4.3.2 Přírodní izolace Dřevovláknitá izolace: Dřevovláknité desky jsou vyráběny z dřevní hmoty - dřevních vláken. Díky tomu, ţe se během zpracování dřevo upravuje aţ na jemná vlákna, je moţno pouţít i odpadového materiálu z dřevozpracujícího průmyslu. Tato vlákna jsou poté za vysoké teploty a tlaku slisována. Pojivo zde tvoří přirozeně se vyskytující pryskyřice přímo v materiálu. Coţ je také důvodem jejich naprosté ekologičnosti. Pokud jsou ţádány některé vlastnosti o lepších parametrech, přidávají se ve výrobě pojiva či jiné látky. Například, je-li ţádaná odolnost vůči vlhkosti, přidávají se hydrofobizační prostředky (bitumen, vosk…), jiný postup proběhne při nehořlavé úpravě. Dřevovláknitá izolace má široké spektrum vyuţití, a to například v interiéru, na střechách (a to pro zateplení z interiéru i exteriéru), na fasádu či k zateplení stěn. Pro podlahy se pouţívá dřevovláknitá deska známá pod obchodním názvem Hobra. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 1 – 5. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,04 W/mK. (TYWONIAK 2012). Konopná izolace: Izolace vyráběné z vláken a pazdeří technického konopí nejsou ve stavebnictví ţádnou novinkou. Přírodní materiály se dříve vyuţívaly jednak proto, ţe průmyslové materiály ještě neexistovaly, a za druhé pak kvůli jejich nízké ceně. Dnes se přírodní materiály do staveb v podobě konopné izolace vrací, na rozdíl od minulosti si za ně však budete muset trochu připlatit. Konopná izolace se svými vlastnostmi blíţí další variantě přírodní izolace, kterou je dřevovláknitá izolace. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,04 W/mK, coţ je naprosto srovnatelná hodnota s průmyslově vyráběnými izolacemi. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 1 - 2. Důleţitou hodnotou u konopné izolace je její objemová hmotnost, která se pohybuje v rozmezí 35-100 kg/m³. Díky velkému fázovému posunu konopná izolace zabraňuje přehřívání, a proto se pouţívá zejména v podkrovních prostorech.
49
Ovčí vlna: Ovčí vlna je přirozený tepelně izolační materiál. Izolace z ovčí vlny působí jako prostorový filtr a přírodní čistička vzduchu (pohlcuje škodliviny z interiéru), ovčí vlna je zcela zdravotně nezávadná, izolace udrţuje optimální úroveň vlhkosti ve vnitřních prostorách, nedráţdí pokoţku ani dýchací cesty. Izolace z ovčí vlny nehoří, je samozhášivá. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 1 – 3. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,038 W/mK. Korek: Korek je odumřelým buněčným pletivem. Surový korek je získáván z kůry korkového dubu. Nejvýznamnějšími pěstiteli jsou Portugalsko, Španělsko a země severozápadní Afriky. Surový korek je oloupán ze stromů, sušen a v tlakových nádobách vystaven nízce přehřáté vodní páře - a to bez jakýchkoliv přísad. Tím se korek rozpíná - expanduje a je provázán korkovou pryskyřicí. Při expanzi se uvolňuje fenol. Ke korku, jeţ není expandován čistě, se za účelem impregnace přidává bitumen. Samotný korek má teplenou vodivost kolem 0,060 W/mK, záleţí na objemové hustotě desky je moţno dosáhnout hodnoty aţ 0,040 W/mK. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 1 – 3. Ekopanel a sláma: Ekopanel je ekologická difúzně otevřená stavební deska. Je lisovaná za vysoké teploty a tlaku z obilné slámy bez pouţití pojiv, polepená recyklovanou lepenkou. Ekopanel je 100 % přírodní, plně recyklovatelný. Ekopanel je vhodný pro novostavby, rekonstrukce, přístavby či půdní vestavby. Tento univerzální panelový systém lze vyuţít pro stavbu samonosných příček, podhledů, vnitřního a vnějšího opláštění stěn. Ekopanel se pouţívá jako kročejová izolace do podlah a nadkrokevní izolace v podkroví. Ve světě (Velká Británie, Německo, Francie, Nizozemsko, Belgie, Švýcarsko, Rakousko a mnoho dalších) je masově uţíván od roku
1945,
v
České
republice
se
začal
vyrábět
a
pouţívat
od
roku
1999
(http://drevoastavby.cz). Balíky slámy se stále častěji pouţívají do zdí jako materiál výplňový, ale i konstrukční. Zejména ty obří, s minimálním rozměrem asi 0,8 m, jsou dostatečně tuhé a staví se z nich velmi pevné zdi. Pokud se rozhodneme pouţít balíky slámy, jako nosnou konstrukci musí být pro tento účel hodně slisované, s objemovou hmotností alespoň devadesát kilogramů na metr krychlový. V případě pouţití balíků jako výplň dřevěné konstrukce se pouţívají balíky 50
s objemovou hmotností kolem sedmdesáti kilogramů na metr krychlový. Balíky se většinou kladou tak, ţe provazy, kterými jsou svázány, zůstávají uvnitř zdi a stébla jsou orientována kolmo ke zdi. Ve směru podél stébel jsou totiţ balíky nejpevnější a mají stálé rozměry. Zeď se pak dá pěkně srovnat (mechanicky, např. palicí, a následně dle potřeby řetězovou pilou) a omítnout. 4.3.3 Recyklované izolace Celulóza (rozvlákněný recyklovaný papír):
Celulóza je hlavní stavební látkou dřeva. Aţ 60 % dřevité hmoty je tvořeno celulózou. Celulóza má mimořádně dlouhou ţivotnost a velmi dobré mechanické a tepelné vlastnosti. Celulóza se primárně vyrábí z výběrového recyklovaného novinového papíru. V průběhu výroby je následně celulózové vlákno obohaceno o další zdravotně nezávadné látky, tak aby splňovalo veškeré technické poţadavky. Výroba byla zahájena v 70. letech v Kanadě a od roku 1991 probíhá také v České republice. Díky technologii foukání je konstrukce skutečně izolována – je zaručena dokonalá izolace beze spár i v nepřístupných místech, nevznikají ţádné odřezky a odpad. Při rekonstrukcích ve většině případů není nutná sloţitá demontáţ konstrukce. Během aplikace materiálu není nijak narušen chod domácnosti či organizace. Tato izolace bývá nazývána také jako "chytrá" nebo "dutinová". Pouţití této vláknité izolace významně zlepšuje také akustiku stavební konstrukce. Foukaná celulóza je velmi oblíbena také v tak exotických zemích, jako například Saudská Arábie nebo Austrálie. Vysoká hodnota měrné tepelné kapacity totiţ zaručuje izolaci domu proti přehřívání také v letních měsících. Zvláštní vlastností tzv. „ţivých izolací" (všechny izolace na přírodní bázi) je, ţe do buněčné struktury váţí vlhkost a rozvádí ji. V praxi to znamená, ţe celulóza funguje jako jakýsi piják, který je schopen ze zavlhlého zdiva vysát vlhkost. Ta se neshlukuje, ale je rovnoměrně rozloţena v izolaci. Faktor difúzního odporu µ dosahuje hodnot 1 – 3. Koeficient tepelné vodivosti λ dosahuje hodnot okolo 0,038 W/mK. Pěnové sklo: Pěnové sklo je tepelně izolační materiál vyrobený ze stoprocentně recyklovaného skla. Má výborné vlastnosti k vyuţití v mnoha oblastech stavebnictví. Vnitřní stavba pěnového skla se skládá z malých uzavřených skleněných buněk, které drţí pevně u sebe. Díky těmto uzavřeným malým prostorům sklo dokonale zabraňuje prostupnosti chladného či teplého vzduchu z okolí, který by mohl negativně ovlivnit teplotu izolovaných prostoru. Kromě 51
termoizolačních a protipoţárních vlastností jde o materiál, který má vynikající i hydroizolační vlastnosti (je nenasákavé), navíc je zcela nehořlavé a tvarově stálé. Pěnové sklo je povaţováno za ekologicky čistý materiál, pokud je vyráběno z odpadního recyklovaného skla můţe být i ekonomicky velice výhodné. Vyrábí se buď v podobě stěrku, který se nejčastěji pouţívá pro izolaci základových desek, podlah a stropů, tak i ve formě bloků které se dají velmi dobře řezat klasickými pilami na pěnosilikátové tvárnice. Součinitel tepelné vodivosti λ = 0,040–0,060 W/mK, faktor difuzního odporu μ – materiál zcela parotěsný (KOLB 2007).
52
5 KONTROLNÍ CVIČENÍ Kontrolní cvičení je sestaveno v návaznosti na zpracovaný učební text, jedna otázka vţdy zastupuje jeden stavební systém dřevěných pozemních staveb, otázky jsou vybrány náhodně. Kontrolní cvičení obdrţí ţáci v tištěné podobě s vymezeným prostorem pro jednotlivé odpovědi, toto cvičení je samostatná práce ţáci tudíţ budou rozesazeni, aby se co nejvíce zamezilo opisování. Kontrolní cvičení obdrţí aţ po probrání celého tematického celku Dřevěné pozemní stavby.
1) Z jakého stavebního systému se vyvinul těţký dřevěný skelet (novodobý skelet): 2) Jaké máme konstrukční moţnosti, vyplnění prostoru mezi nosnými sloupy, u těţkého dřevěného skeletu (novodobý skelet): 3) Moţnosti zaloţení budovy se systémem rámových stěn (lehký dřevěný skelet): 4) Z čeho a jakým způsobem je vyroben CLT panel: 5) Výhody systému panelových dřevostaveb: 6) Na čem je závislý a co je důleţité pro systém panelové dřevostavby při přepravě: 7) Jaké mámy typy srubových stěn a jaký je mezi nimi rozdíl: 8) Druhy přírodních tepelných izolací: 9) Co je to vakuová izolace: 10) Z čeho se vyrábí celulózová tepelná izolace:
Správné řešení a hodnocení kontrolního cvičení: 1) Ze systému hrázděných konstrukcí. (1 bod) 2) Prefabrikované sendvičové panely, rámové samonosné konstrukce, velkoformátové zasklení, kombinace různých systémů. (4 body) 3) Základové pasy, základová deska, ţelezobetonové patky a piloty, zemní vruty. (4 body) 4) CLT panel se skládá ze tří nebo i více jednotlivých vrstev přířezů, které jsou slepeny a vţdy vůči sobě otočeny o 90°. Jednotlivá vrstva je pak sloţena z vedle sebe poskládaných přířezů, které mohou být mezi sebou slepeny. (5 bodů)
53
5) Rychlost výstavby, malé rodinné domy mohou být smontovány i za víkend, nehrozí poškození materiálů vlivem počasí. (3 body) 6) Tento systém je z hlediska dopravy závislý na přístupové cestě na pozemek budoucí stavby, cesta k pozemku musí být zpevněná a dimenzovaná na nákladní auto a jeřáb. (2 body) 7) Srubové konstrukce dělíme na Finské a Kanadské: Kanadská srubová stěna se staví z mokré nevysušené kulatiny, nejčastěji ze smrku, borovice nebo trvalejšího modřínu o přibliţném stáří 80 aţ 120 let z minimální nadmořské výšky 600 metrů. Finská srubová stěna se staví z jiţ vysušené kulatiny podobných vlastností a stáří jako kanadská hlavním rozdílem je to, ţe by kulatina měla být minimálně dva roky uskladněna na chráněném místě před povětrnostními vlivy (déšť, sníh, slunce) a minimálně třicet centimetrů nad terénem, aby nedocházelo k přebírání vlhkosti od země. (5 bodů) 8) Dřevovláknitá izolace, konopná izolace, ovčí vlna, korek, ekopanel a sláma. (4 body) 9) Je to panel tvořen jádrem z vysoce porézní strukturou, jádro je chráněno vnějším obalem z plastu (PE), který je navíc pokoven slabou vrstvou hliníku. Z jádra je odčerpán vzduch, a čím méně jej v panelu zůstane, tím lépe. (5 bodů) 10) Celulóza se primárně vyrábí z výběrového recyklovaného novinového papíru. V průběhu výroby je následně celulózové vlákno obohaceno o další zdravotně nezávadné látky, tak aby splňovalo veškeré technické poţadavky. (5 bodů) Hodnocení: Celkem je moţné v kontrolním cvičení získat 38 bodů. Výborně: 38 - 35 bodů Chvalitebně: 34 - 30 bodů Dobře: 29 - 25 bodů Dostatečně: 24 - 20 bodů Nedostatečně: méně jak 19 bodů
54
6 ZHODNOCENÍ Tato práce obsahuje ukázkovou přípravu učitele praktického vyučování na jeden den praktického výcviku. Příprava učitele byla zpracována pro zefektivnění a usnadnění výuky oboru Tesař na SŠSŘ Brno – Bosonohy. Příprava můţe být uţita na kterýkoliv z oborů vyučovaných na této škole i na jiných školách. Součástí přípravy je učební text, který byl zpracován pro lepší a přesnější orientaci ţáků při výuce daného tématu, učební text je poskytnut ţákům naší školy, jako doplňkový k učebnicím které jiţ nejsou zcela aktuální.
55
7 ZÁVĚR V první části bakalářské práci se autor zabývá popisem učebního oboru Tesař a letmým představením SŠSŘ, dále metodickou a obsahovou přípravou učitele odborného výcviku na učební den s ţáky 3. ročníku oboru Tesař. Ve druhé části je zpracován učební text na téma Dřevěné pozemní stavby, který je vyuţíván při výuce a byl ţákům poskytnut v tištěné i elektronické podobě, tento učební text dopomohl ke zlepšení studijních výsledků ţáků nejen v praktické výuce, ale i v teoretické výuce. Z praxe je ověřeno, ţe práce vede k větší ochotě učit, která byla vypozorována u ţáků v přímé konfrontaci se skupinami jiných vyučujících, při porovnání výsledků kontrolních testů ţáků třetího ročníku bylo patrné ţe, ţáci kteří byli učeni podle této přípravy a učebního textu dosahovali poznatelně lepších výsledků neţ ostatní ţáci. Cílem práce bylo vytvoření metodické pomůcky, která by mohla slouţit nejen začínajícím učitelům při výuce, ale zároveň i ţákům jako učební text. Z tohoto důvodu byla příprava a učební text poskytnut i ostatním vyučujícím na SŠSŘ Brno – Bosonohy. Učební text jde v případě zájmu vyuţít i pro jiné školy, které poskytují vzdělání v oboru Tesař.
56
57
Resumé V bakalářské práci je zpracovaná příprava učitele odborného výcviku, a to jak v metodické tak obsahové formě, přípravu lze povaţovat za základ výuky. K přípravě je zpracovaný učební text v podobě, který je povaţován za absolutní znalost ohledně tohoto tématu, pro všechny ţáky, kteří podstoupí výuku v oboru Tesař. Na závěr bakalářské práce je kontrolní cvičení, kterým je moţné si ověřit znalosti ţáků osvojených ve výuce tohoto tématu.
Summary In this thesis is Preparing teacher training, both in methodology and content form, the preparation can be considered as a basis for teaching. It is processed to prepare instructional text in the form, which is considered the absolute knowledge on this topic. Used for all students who receive instruction in the field of Carpenter. At the final of this thesis is to exercise control, which makes it possible to test students' knowledge acquired in the classroom this topic.
58
8 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY 1. Allport, G., W. (1935). Attitudes. In C. Murchison (Ed.), Handbook of social psychology. Worcester, Mass: Clark University Press. 2. ČADÍLEK, M. Didaktika odborného výcviku technických oborů. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1993, 131 s. ISBN 80-210-0519-X 3. ČADÍLEK, M. Didaktika praktického vyučování I. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 2003. 4. GRECMANOVÁ, H. Obecná pedagogika I. dotisk. Olomouc: Hanex, 1999, 231 s. ISBN 80-857-8320-7. 5. CHYBÍK, J. Přírodní stavební materiály. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2009, 268 s. ISBN 978-80-247-2532-1. 6. JEZBEROVÁ, R. Závěrečná zkouška podle jednotného zadání ve škole: školní rok 2011/2012. 1. vydání. Praha: Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků, 2012, 25 s. ISBN 978-80-87063-71-2. 7. KOLB, J., HORÁK P., Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vyd. Překlad Bohumil Koţelouh. Praha: Grada, 2008, 317 s. ISBN 978-80-247-22757. 8. MAŇÁK, J., ŠVEC V., Výukové metody. 1. vyd. Překlad Bohumil Koţelouh. Brno: Paido, 2003, 219 s. ISBN 80-731-5039-5. 9. PRŮCHA, J., WALTEROVÁ E., MAREŠ J. Pedagogický slovník: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 6., rozš. a aktualiz. vyd. Překlad Bohumil Koţelouh. Praha: Portál, 2009, 395 s. ISBN 978-807-3676-476. 10. STEJSKALOVÁ, P, WALTEROVÁ E., MAREŠ J. VYUČOVACÍ METODY A PRINCIPY: určeno pro studenty oboru Učitelství praktického vyučování. 1. vyd. Překlad Bohumil Koţelouh. Brno: Masarykova univerzita, 2013, 120 s. ISBN 978802-1064-560. 11. ŠIMONÍK, O., ŠVEC V. Úvod do školní didaktiky: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vyd. Překlad Bohumil Koţelouh. Brno: MSD Brno, 2003, 91 s. ISBN 80-866-3304-7. 12. TYWONIAK, J. Nízkoenergetické domy 3: nulové, pasivní a další. 1. vyd. Praha: Grada, 2012, 195 s. Stavitel. ISBN 978-80-247-3832-1.
59
Internetové zdroje: 1. Steico I nosník [online], [cit. 23. 12. 2014], Dostupné z: http://www.casopisstavebnictvi.cz/materialy-pro-drevostavby_N2048 2. PUR a RIP pěnou [online], [cit. 20. 12. 2014], Dostupné z: http://www.drevoastavby.cz/cs/drevostavby-archiv/stavba-drevostavby/izolace/3029-izolace5-duvodu-pro-pir-a-pur-penu 3. polystyrén [online], [cit. 19. 12. 2014], Dostupné z: http://www.drevoastavby.cz/cs/drevostavby-archiv/stavba-drevostavby/izolace/2964-izolace5-duvodu-pro-polystyren 4. Těţký dřevěný skelet [online], [cit. 3. 01. 2015], Dostupné z: http://www.drevoastavby.cz/images/stories/stavba_konstrukcni_prvky/01_DSC04892_mala.j pg 5. Uţití Steico I nosníků v konstrukci střechy [online], [cit. 3. 12. 2014], Dostupné z: http://www.drevoastavby.cz/cs/drevostavby-archiv/stavba-drevostavby/216-realizace/2277reportaz-z-vystavby-domu-nad-vodopadem-v-telci 6. Montáţ panelové dřevostavby [online], [cit. 3. 12. 2014], Dostupné z: http://www.drevoastavby.cz/drevostavby-archiv/doporucujeme/1202-drevostavba-nazivoopet-v-hradci-kralove 7. Průmyslově opracovaná kulatina, Lepené prvky roubenky se zaoblením, Moderní konstrukce stěny roubenky [online], [cit. 29. 12. 2014], Dostupné z: http://www.drevostavby-projekty-praha.cz/drevostavby-detaily-konstrukci 8. CLT panel [online], [cit. 28. 12. 2014], Dostupné z: http://www.for-wood.cz/2014/cz/intercept.asp?arch=13&r=2012 9. Instalace ovčí vlny na podélný spoj [online], [cit. 28. 12. 2014], Dostupné z: http://www.okpyrus.cz/aktuality/prave-realizujeme---srubovy-objekt-jasanove-193.html 60
10. Vyrobené štítové panely dřevostavby [online], [cit. 29. 12. 2014], Dostupné z: http://www.rdrymarov.cz/novinky-a-akce/drevostavba-vs-zdeny-dum-ma-tento-souboj-viteze 11. Opravné zkoušky [online], [cit. 30. 12. 2014], Dostupné z: http://www.soubosonohy.cz/files/sou_files/studium/Odb_vycvik/Dalsi_inf/Ramcovy%20plan %20OV.pdf 12. Konstrukce kanadského srubu [online], [cit. 30. 12. 2014], Dostupné z: http://www.sruby-toro.cz/galerie/srub-vlasim/ 13. Schéma lepeného CLT panelu [online], [cit. 30. 12. 2014], Dostupné z: http://stavba.tzb-info.cz/drevene-a-ocelove-konstrukce/9349-krizem-lepene-drevo-provicepodlazni-stavby-cast-2 14. Detail spoje těţkého dřevěného skeletu [online], [cit. 4. 01. 2015], Dostupné z: http://stavba.tzb-info.cz/nosne-systemy-drevostaveb/7763-stycniky-tezkych-drevenychskeletu 15. Detail umístění výsušných trhlin u finského srubu [online], [cit. 4. 01. 2015], Dostupné z: http://www.tvujsrub.cz/sruby/ 16. CLT panel [online], [cit. 4. 01. 2015], Dostupné z: http://www.woodproducts.fi/fi/content/insinooripuutuotteet-1 17. Zaloţení objektu na zemních vrutech [online], [cit. 4. 01. 2015], Dostupné z: http://www.zemnivruty.cz/galerie/drevostavby/drevostavba-chocen 18. Zemní vrut [online], [cit. 4. 01. 2015], Dostupné z: http://www.zemnivruty.cz/produkt/49-ksf-u-66x550-71
61
9 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek č. 1 – Montáţ vymezující konstrukce pro tepelnou izolaci s podkladním roštem fasády. Obrázek č. 2 – Montáţ parobrzdné vrstvy z interiérové strany (OSB deska). Obrázek č. 3 – Instalaci tepelné izolace (minerální vata). Obrázek č. 4 – Instalaci difuzně otevřené folie. Obrázek č. 5 – Montáţ kontra latí pro provětrávanou fasádu. Obrázek č. 6 – Montáţ různých druhů fasádních obkladů (palubkoví obklad, modřínová katrovaná prkna, modřínoví obklad). Obrázek č. 7 – Hrázděná budova. Obrázek č. 8 – Hrázděná konstrukce. Obrázek č. 9 – Detail spoje těţkého dřevěného skeletu. Obrázek č. 10 – Těţký dřevěný skelet. Obrázek č. 11 – Steico I nosník. Obrázek č. 12 – Uţití Steico I nosníků v konstrukci střechy. Obrázek č. 13 – Konstrukce balloon frame. Obrázek č. 14 – Konstrukce platform frame. Obrázek č. 15 – Zaloţení objektu na zemních vrutech. Obrázek č. 16 – Zemní vrut. Obrázek č. 17 – Montáţ panelové dřevostavby. Obrázek č. 18 – Vyrobené štítové panely dřevostavby. Obrázek č. 19 – Průmyslově opracovaná kulatina. Obrázek č. 20 – Detail umístění výsušných trhlin u finského srubu. 62
Obrázek č. 21 – Instalace ovčí vlny na podélný spoj. Obrázek č. 22 – Konstrukce kanadského srubu. Obrázek č. 23 – Lepené prvky roubenky se zaoblením. Obrázek č. 24 – Moderní konstrukce stěny roubenky. Obrázek č. 25 – Klasická roubená stavba. Obrázek č. 26 – Schéma lepeného CLT panelu. Obrázek č. 27 - CLT panel. Obrázek č. 28 – CLT panel.
63
10 SEZNAM ZKRATEK BOZP – Bezpečnost a ochrana zdraví při práci BSH – z německého slova Brettschichtholz v překladu lepené lamelové dřevo CLT - Cross Laminated Timber, v překladu kříţem lepené dřevo CNC - Computer Numerical Control ve spojení s obráběcím strojem lze v překladu pouţívat ekvivalent "počítačem řízený obráběcí stroj EPS - Expandovaný pěnový polystyren KVH – Z německého slova Konstruktionsvollholz coţ v překladu do češtiny znamená Masivní dřevěné konstrukce, nebo také Stavební dřevo LVL - Laminated Veneer Lumber v překladu vrstvené lamelové dřevo PE - Polyethylen PUR pěna - Polyuretanová pěna RIP pěny - Polyisokyanurátová pěna RVP – Rámcoví vzdělávací program ŠVP – Školní vzdělávací program OSB - Oriented strand board lisovaná deska z orientovaně rozprostřených velkoplošných třísek VIP - Vacuum Insolation Panel v překladu vakuový izolační panel XPS – Extrudovaný pěnový polystyren
64
