Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta
Porovnání konstrukce rámové dřevostavby a zděné stavby
Bakalářská práce
2010/2011
Lenka Trandová
Zadání práce
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Porovnání konstrukce rámové dřevostavby a zděné stavby zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. V Brně, dne
…………………………. Lenka Trandová
Poděkování Chtěla bych poděkovat paní doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové a panu Ing. Vratislavu Blahovi za odborné konzultace, vedení i cenné rady a poskytnutí odborné literatury. Paní Ing. Zuzaně Mastné za korekci práce a cenné rady. Panu Lvovi Koudelkovi za praktické ověření řešené problematiky. Dále bych chtěla poděkovat panu Janu Bártovi za pomoc s uskutečněním veřejného průzkumu a v neposlední řadě také celé své rodině za poskytnutí klidného zázemí pro práci.
Abstrakt Jméno :
Lenka Trandová
Název bakalářské práce:
Porovnání konstrukce rámové dřevostavby a zděné stavby
Práce je zaměřena na porovnání rámové konstrukce dřevostavby a zděné stavby v deseti vybraných faktorech. Vybranými faktory jsou kvalita stavby, tepelně izolační vlastnosti, tepelně akumulační vlastnosti, časová náročnost výroby a montáže, náročnost na dopravu materiálu, náročnost na opravy po zaplavení vodou, environmentální hledisko a ekologie, požární odolnost staveb, náročnost na odstranění stavby a cena stavby. Dané faktory budou popsány s ohledem na oba konstrukční systémy, dále budou faktory seřazeny dle jejich důležitosti z pohledu zákazníka a ohodnoceny, podle toho, jaké mají v daném konstrukčním systému kvality.
Klíčová slova Porovnání, dřevostavba, zděná stavba, tepelná pohoda
Abstract Name:
Lenka Trandová
Title of bachelor thesis:
Comparison of frame wooden construction and brick
construction building
The work is aimed at comparing the framing wooden houses and brick buildings in the ten selected factors. The selected factors are quality of construction, thermal insulations properties, thermal storage properties, time-consuming production and assembly, the intensity on the transport of material, intensity for repairs after flooding, environmental aspects and ecology, fire resistance of buildings, demanding the removal of the structure and cost of construction. The factors will be described with regard to both construction system, factors are ranked according to their importance from a customer perspective and valued, depending on how they have quality in specific system.
Keywords Comparison, wood, masonry construction, thermal comfort
Obsah 1 Úvod .............................................................................................................................. 8 2 Cíl práce ........................................................................................................................ 9 3 Metodika ..................................................................................................................... 10 4 Srovnání vybraných technologií výstavby rodinných domů ...................................... 11 4.1 Dřevostavba ................................................................................................. 11 4.1.1
Vývoj dřevěné stavby z tyčových prvků ................................................ 11
4.1.2
Technologie dnešní dřevostavby – elementární stavby na bázi dřeva ............................................................................... 12
4.1.3 Vlastnosti použitých materiálů pro konstrukci dřevostavby ....... 14 4.2 Zděná stavba ................................................................................................ 18 4.2.1
Výroba cihly a použití dnešních cihel značky Porotherm .................... 18
4.3 Postavení staveb na trhu v posledních letech v České republice ................. 19 4.4 Výhody a nevýhody srovnávaných konstrukcí ............................................ 20 4.4.1
Výhody montovaných dřevostaveb ..................................................... 21
4.4.2
Nevýhody dřevostaveb ........................................................................ 21
4.4.3
Výhody zděných konstrukcí .................................................................. 21
4.4.4
Nevýhody zděných konstrukcí ............................................................. 22
4.5 Důvody k výběru domů ................................................................................ 22 4.6 Charakteristika hrubé stavby ........................................................................ 22 4.6.1
Hrubá stavba u domu od společnosti EKL a.s. ...................................... 22
4.6.2
Hrubá stavba u domu od společnosti G SERVIS s.r.o............................ 23
4.6.3
Fotografie hrubé stavby ....................................................................... 24
4.7 Dřevostavba Praktic 88 od společnosti ELK a.s. .......................................... 25 4.8 Zděná stavba Nemo od společnosti G SERVIS s.r.o. ................................... 26 4.9 Přehled dostupných informací udávaných výrobcem .................................. 27 4.10 Popis vybraných parametrů ........................................................................ 28 4.10.1 Kvalita stavby jako celku, záruka ......................................................... 28 4.10.2 Tepelně izolační vlastnosti, tepelná pohoda interiéru ........................ 28 4.10.3 Tepelně akumulační vlastnosti ............................................................ 30 4.10.4 Časová náročnost výroby a montáže ................................................... 31 4.10.5 Náročnost na dopravu ......................................................................... 32 4.10.6 Náročnost na opravy po zaplavení vodou ........................................... 33 4.10.7 Enviromentální hledisko, ekologie .......................................... 34
4.10.8 Požární odolnost ..................................................................... 35 4.10.9 Náročnost spojená s odstraněním stavby................................ 36 4.10.10 Cena stavby ........................................................................... 36
4.11 Výběr respondentů pro stanovení vah jednotlivých faktorů ....................... 37 4.12 Získaná data a jejich zpracování ................................................................ 37 4.13 Výsledky .................................................................................................... 40 5 Diskuse ........................................................................................................................ 41 6 Závěr ............................................................................................................................ 42 7 Summary ...................................................................................................................... 43 8 Seznam použité literatury ............................................................................................ 44
1 Úvod Na našem trhu se objevuje řada technologií pro výstavbu rodinných domů. Tradiční zdící materiály začínají pomalu doplňovat technologie, kde je hlavním nosným prvkem dřevo. V obou případech existuje velké množství možností použití i výrobců. K porovnání jsem vybrala zděnou stavbu postavenou systémem Porothem a dřevostavbu sloupkové konstrukci, která se montuj z panelů, vyráběných přímo ve výrobní hale. Téma práce jsem zvolila s ohledem na to, že obdobné srovnání je často diskutováno, ale zatím nebylo na konkrétních příkladech zkoumáno a s využitím srovnávacích faktorů zpracováno a publikováno. Hlavním přínosem práce je porovnání obou výše uvedených technologií, jež může být podkladem pro rozhodování mnoha potencionálních stavebníků, kteří se rozhodují mezi oběma technologiemi výstavby, o konstrukci jejich budoucího rodinného domu. V České republice je zatím procento výstavby dřevostaveb velmi nízké. Informovanost obyvatelstva o dřevostavbách i ostatních moderních způsobech ve stavebnictví je velmi nízká a proto se pořád hodně lidí přiklání k výstavbě tradičním způsobem, i když moderní systémy výstavby mají často mnohem více předností a výhod. Mnohdy se diskutuje o životnosti dřevostaveb. Každý dům, který je správně navržen a postaven, nám vydrží, nezáleží tedy na tom, jestli se jedná o dřevostavbu nebo zděný dům. Z hlediska požární odolnosti jsou dřevostavby trochu v nevýhodě a investor musí už od začátku počítat s tím, že pokud bude chtít i obloženou fasádu dřevem, musí být dodrženy zákonem dané odstupy od okolních budov.
8
2 Cíl práce Cílem práce je porovnat dřevostavbu a zděnou stavbu rodinného domu. V první části práce budou popsány obě srovnávané stavební technologie (konstrukce) podle vybraných parametrů, skladby obvodových stěn a rozdíly v obou technologiích výstavby. Hodnoceny budou také trendy vývoje podílu obou technologií na trhu výstavby rodinných domů v ČR a budou porovnány výhody a nevýhody obou technologií a konstrukcí. Bude zdůvodněn výběr zástupců obou technologií a uvedena charakteristika obou vybraných rodinných domů. Dále bude popsána charakteristika hrubé konstrukce stavby domů realizovaných oběma srovnávanými technologiemi a budou zvoleny parametry pro porovnání obou stavebních technologií. V závěrečné části práce budou uvedeny přehledné tabulky, sloužící k hodnocení obou vybraných konstrukcí podle zvolených kritérií.
9
3 Metodika U obou vybraných domů se bude porovnávat objem provedených prací, které firmy klasifikují jako hrubou stavbu. Následně se porovnají konstrukce hrubé stavby v deseti vybraných faktorech, sloužících pro porovnání vybraných konstrukčních systémů a důležitých pro výběr domu. Součástí práce budou také výsledky provedené ankety, která měla za cíl stanovit důležitost porovnávacích faktorů, jejíž výsledky budou použity ke stanovení důležitosti těchto faktorů. Následně každá technologie bude ohodnocena, zda je v daném faktoru lepší nebo horší a kolikrát. Vynásobením důležitostí faktorů a kvalit u dané technologie dostaneme výsledky, na základě kterých budou obě technologie vzájemně porovnány v daných kritériích.
10
4 Srovnání vybraných technologií výstavby rodinných domů 4.1
Dřevostavba
4.1.1
Vývoj dřevěné stavby z tyčových prvků
Z historických nálezů a dochovaných písemných zpráv lze usuzovat, že všechny dnes používané způsoby stavění ze dřeva se vyvinuly právě ze staveb srubových a staveb hrázděných. Podle těchto dvou základních způsobů stavění také vznikly dvě samostatné skupiny staveb ze dřeva — stavby z tyčových prvků, vyvinuté z hrázděné konstrukce, a stavby masivní, jejichž základem byla stavba srubová. Základem tohoto způsobu stavění ze dřeva v podobě, kterou známe dnes, byly hrázděné stavby z hraněného řeziva poměrně masivních průřezů. Jednotlivé prvky byly spojovány pomocí tesařských spojů a tvořily nosnou kostru celé stavby. Ta musela být schopna přenést veškeré zatížení působící na stavbu, tedy nejenom svislé síly, ale také síly vodorovné, až do základů. Z toho důvodu byly v samotné hrázděné konstrukci z tyčových prvků provedeny šikmé vzpěry a řada vodorovných výztužných prvků. Ochranu interiéru před vnějšími vlivy pak zajišťovalo vyplétání stěn proutím a jejich omazání hlínou, později spolu s vývojem nových stavebních materiálů se vnější stěny mezi hrázděnou konstrukcí vyzdívaly nepálenými, později pálenými cihlami. Použitému materiálu pro vyzdívku pak také odpovídal způsob vyztužení samotné dřevěné kostry a množství použitých výztužných prvků. První přistěhovalci do Ameriky přinesli s sebou z Evropy znalost stavění hrázděných staveb ze dřeva. Postupným vývojem došlo ke značnému zjednodušení tohoto systému stavění a počátkem 19. století vznikl v Americe systém, který se používá dodnes a je známý i u nás pod názvem „Timber- Frame―. Jedná se o způsob stavění z dřevěných tyčových prvků podstatně menších průřezů, než tomu bylo u staveb hrázděných. Celá dřevěná kostra je přířezů jednotného profilu, nejčastěji dva krát čtyři palce, nebo dnes také dva krát šest palců z důvodu silnější vrstvy tepelné izolace vkládané do vnějších stěn mezi sloupky dřevěné kostry. Od toho je také odvozen často používaný název tohoto systému stavění „Two by Four― nebo „Two by Six―. Dřevěná kostra stavby se realizuje z jednotlivých přířezů přímo na staveništi a svislé stojky (sloupky) mohou být provedeny jako průběžné na celou výšku stavby, nebo jsou v úrovni stropu přerušeny stropní konstrukcí. V prvém případě se stropní nosníky připojují ke sloupkům z boku, ve druhém případě je stropní konstrukce uložena 11
na horní rám stěny podlaží pod stropem. Podle způsobu uložení stropní konstrukce se tento způsob stavění nazývá „Balloon-Frame―s průběžnými stojkami, nebo „PlatformFrame― se stojkami přerušenými v úrovni stropu. Protože tento způsob rozdělení celého systému stavění vychází z užití svislých sloupků, často se pro tento způsob stavění používá v češtině název „dřevostavba sloupkové konstrukce―. Konstrukce „sloupkových― dřevostaveb ovlivnila stavby ze dřeva také v Evropě, kde se přibližně od roku 1930 začaly realizovat první sloupkové konstrukce v Německu, pojmenované jako „skeletové― nebo „žebrové―. Ze systému „Platform-Frame― se postupem času ve střední Evropě vyvinula dnešní konstrukce rámové dřevostavby. Sloupkové konstrukce dřevěných staveb realizují některé firmy i dnes, původní ztužení kostry v rovině stěn diagonálně kladeným bedněním je nahrazeno použitím velkoplošných materiálů na bázi dřeva. Vliv amerického způsobu stavění se projevil i na konstrukci původní hrázděné dřevostavby. Zůstaly zachovány poměrně masivní profily jednotlivých tyčových prvků kostry, ale postupně byly odstraněny všechny vodorovné a šikmé výztužné prvky. Tím vznikla konstrukce dnešní skeletové stavby. (Vaverka, 2008)
4.1.2
Technologie dnešní dřevostavby - Elementární stavby na bázi dřeva Elementární stavby ze dřeva lze charakterizovat jako stavby sestavované z
jednotlivých elementů — přířezů, jednotného profilu. Ty tvoří nosnou dřevěnou kostru stavby, doplněnou ve skladbě dalšími konstrukčními materiály. Tato skupina staveb se vyvinula ze staveb hrázděných, jejich značným zjednodušením vlivem stavebního systému, který vznikl v Americe na přelomu 19. a 20. století. Zásadní rozdíl mezi původní hrázděnou stavbou a systémy staveb „z elementů― — stavby rámové nebo panelové — spočívá v tom, že u hrázděné stavby bylo ztužení provedeno pomocí šikmých vzpěr, tedy z tyčových prvků, které byly součástí dřevěné kostry, zatímco u elementárních dřevostaveb je vyztužení prováděno pomocí vnějšího opláštění původně z vodorovně nebo šikmo přibitých prken, dnes z velkoplošných materiálů připevněných na dřevěnou kostru nosnými spoji. Do skupiny elementárních staveb patří dřevostavby rámové, u kterých je sestaven nosný dřevěný rám z přířezů jednotného profilu na výšku jednoho podlaží a 12
ztužení celé stavby je provedeno pomocí výztužného opláštění. Dřevěný rám stěny tvoří spodní práh, horní rám a svislé stojky. Stejný rám je ve vodorovné nebo šikmé poloze vytvořen pro konstrukci stropu nebo střechy. Podle způsobu provádění lze skupinu rámových dřevostaveb rozdělit na stavby realizované z jednotlivých přířezů přímo na staveništi, nebo stavby realizované z dřevěných rámů s jednostranným výztužným opláštěním připravených předem ve výrobní hale. Při provádění rámových staveb s částečnou prefabrikací je předem ve výrobní hale sestaven dřevěný rám s jednostranným opláštěním. Takto připravené rámy se dovezou na staveniště, kde se vzájemně smontují a tím je vytvořena prostorová konstrukce domu, dostatečně vyztužená pro přenos zatížení, a je možno v co nejkratší možné době provést zastřešení celé stavby. Výhodou tohoto způsobu provádění rámové stavby je možnost sestavení rámů v krytém výrobním prostoru. Tím je minimalizována doba, po kterou může být dřevo a materiály na bázi dřeva v konstrukci použité, vystaveno povětrnostním vlivům a tím nebezpečí pronikání vlhkosti do těchto materiálů. (Vaverka, 2008) Charakteristické znaky dřevěných rámových staveb:
volnost architektonického řešení
jednoduchý konstrukční systém
opakující se detaily
nosná kostra se skládá ze štíhlých, standardizovaných průřezů
celkové vyztužení oplášťováním
jednoduchá dostupnost materiálu
podlažní výstavba
spoje kontaktními styky a mechanickými spojovacími prostředky
rastrový rozměr 400 - 700 mm, přednostně 625 mm
konstrukce oboustranně obložená
krátká doba výstavby, jsou možné různé stupně předvýroby (Kolb, 2007)
13
4.1.3 Vlastnosti použitých materiálů pro konstrukci dřevostavby Materiálů používaných pro konstrukci dřevostavby je velmi mnoho, různé druhy izolačních materiálů, ztužujících materiálů i možnosti dřevěných stojek. Firmy, které realizují dům staveništní montáží, nejsou povinny splnit žádnou zákonem danou certifikaci. Může se tedy stát, že skladba stěny nebude plnit svoji funkci tak, jak by měla. Nosné slouply, jsou většinou ze smrkového dřeva, ale může se stát, že se v něm objeví suky, které negativně ovlivňují pevnost konstrukce. Firmy provádějící panelový systém, který jsem si vybrala pro svoji práci, mají skladbu stěn většinou ověřenou ve zkušebně certifikací. To znamená, že znají přesné parametry stěny, jak se chová například při požáru, jaký je součinitel prostupu tepla celé konstrukce nebo jaký má fázový posun tepla. Tyto hodnoty jsou potom pro všechny stěny zaručeny neměnným postupem při výrobě. Také se pro tyto stěny používají tak zvané KVH hranoly, které zaručují větší pevnost a omezení výskytu suků oproti dřevěným hranolům. Popis vybraných parametrů používaných nejčastěji pro konstrukci dřevostavby. Opláštění Funkci opláštění plní OSB desky a sádrovláknité desky, které zároveň plní funkci ztužující pro nosnou konstrukci.
OSB deska Pro výrobu se dá použít široké spektrum různých dřevin, nutné je však jejich důkladné odkornění. Kůra totiž ovlivňuje vzhled povrchových ploch viditelně tmavším zbarvením a způsobuje snížení fyzikálních a mechanických vlastností zejména svou špatnou vázaností v deskách. (Hrázský, 2007) OSB (Oriented Strand Board) je velkoplošný materiál vyráběný z orientovaných plochých třísek. Třísky ve vnějších vrstvách jsou orientovány rovnoběžně s délkou desky, třísky ve středové vrstvě jsou orientovány náhodně nebo kolmo na třísky vnějších vrstev. Vliv orientace třísek má vliv zejména na pevnost v ohybu.
14
Sádrovládnité desky Pro sádrovláknité desky je tak charakteristická vysoká stabilita, pevnost a odolnost. Suché konstrukce s těmito deskami mají výborné akustické vlastnosti i díky inteligentní kombinaci materiálů a skladby konstrukce, montované stěny se sádrovláknitými deskami mají vyšší hodnoty vzduchové neprůzvučnosti než s běžnými sádrokartonovými deskami. Sádrovláknité desky umí přijímat přebytečnou vlhkost a vydávat ji do suchého vzduchu v prostoru. Vyvážený poměr tepelné izolace a akumulace tepla zajišťuje příjemné a zdravé klima v prostoru. [17] Základními surovinami pro výrobu sádrovláknitých desek (SVD) jsou sádra, vláknitá surovina (dřevo, starý papír), voda, malé množství přídavných látek pro regulaci doby vytvrzování. Používá-li se starý papír, musí být zbaven cizorodých příměsí. Musí být dobře rozvláknitelný. (Hrázský, 2007) Sádrokartonové desky Sádrokartonové desky se ve dřevostavbách využívají zejména proto, aby plnili funkci požární ochrany, nelze je použít jako ztužující prvek. Samotná deska je vyrobena z papíru, kde vnitřní jádro tvoří polo-hydrát ve formě síranu vápenatého a surového sádrovce. Tato směs se smísí s vlákny (typicky papír nebo ze skleněných vláken), plastifikátoru, pěnidla a jemně mleté sádry jako urychlovače, škrobu nebo jiných látek, které mohou zamezit výskytu plísním a také zvýšit požární odolnost. Následně je vytvořen sendvič - jádro mokré směsi mezi dva listy papíru. Potom se jádro sendviče suší ve velkém sušicí komoře. Po vysušení se sendvič stane tuhý a dostatečně silný pro použití jako stavební materiál. [18] Izolační materiály Izolační materiály se používají pro ochranu stěn před únikem tepla. Vkládají se mezi nosné sloupky. Dřevovláknité izolace Dřevovláknité izolace se vyrábí z rozemleté dřevní hmoty, která je vysušená na 12% vlhkosti, papíru a dalších příměsí. Takto vytvořená směs se lisuje. Podle druhu použití ve stavbě se používá více či méně slisovaný materiál.
15
Dřevovláknité izolace mají velmi dobré tepelně izolační vlastnosti, tepelně akumulační vlastnosti a i velmi dobrý fázový posun tepla, který je přibližně 12 hodin. Nevýhodou dřevovláknitých izolací je jejich chování při hoření, spadají do kategorie E jako doutnavý materiál. [26] Konopné izolace Izolace z konopného vlákna má dobré akusticko-izolační vlastnosti. Konopná izolace není zdraví škodlivá, a nemá negativní vliv na životní prostředí, protože se vyrábí se z technického konopí, které je snadno obnovitelný zdroj. Izolace je paropropustná. Konopné vlákno se mísí s pojivým dvousložkovým vláknem BiCo v poměru zhruba 9:1. Bico je zdravotně nezávadné, inertní pojivo na bázi polypropylenu. Připravená směs je nakladena na pracovní pás linky. Rouno pak prochází termofixační pecí, kde při teplotě cca 135 °C dochází k propojení konopného vlákna a pojiva. [27] Minerální vata Minerální vlákno se získává z tavené kameniny (siderit, vápenec, dolomit, čedič), do směsi se přidává i recyklované sklo a koks.― [21] Minerální vlna je zdravotně nezávadná, skvěle izoluje a navíc je paropropustná a tím omezuje možnost výskytu plísní. Samotnou tepelně izolační funkci zajišťují mikroskopické části vzduchu uzavřené mezi izolačními vlákny. Vrstva izolace je díky tomu dokonale prodyšná a zároveň skvěle izoluje proti hluku. [22] Parozábrana Parozábrana se vkládá do konstrukce z vnitřní strany, hned za sádrokartonovou desku, je to druh fólie, který omezuje či zabraňuje pronikání vodní páry obsažené ve vzduchu. Z obecného hlediska jde v podstatě o membránu, protože odděluje dvě různá prostředí, zpravidla interiér a exteriér stavby. [19] KVH – hranoly Jedná se o konstrukční hoblovaný hranol, který slouží jako nosný prvek v některých konstrukcích dřevostaveb. Vlhkost dřeva KVH hranolu by měla činit 15 %, nejvýše ale 18 %. KVH hranol je možné vyrábět prostřednictvím silných spojů
16
jednotlivých dílčích kusů v délce do 13 metrů. U KVH hranolu je proto používána pouze metoda klínového spoje. Pro konstrukční hranoly KVH se vybírá vysoce kvalitní, převážně jehličnaté řezivo, zejména smrkové. Pro jednotlivé konstrukční hranoly je vybráno řezivo ze středové část kmene, přičemž podélný řez je veden středem nebo poblíž středu. [20]
Foto 1 Pečlivým vizuálním i strojovým výběrem jsou vyloučeny nebo odstraněny vady, které by byly na překážku kvalitě mechanicko-fyzikálních případně i pohledových vlastností konstrukčních hranolů. Tato kvalita je rozhodující pro výsledný estetický i technický efekt konstrukčních hranolů. Nedochází k výsušným trhlinám, kroucení a dalším degradacím dřeva, které se můžou projevit i na opláštění konstrukce nebo pohledových částí konstrukčních hranolů. Přesto je nutno mít na zřeteli, že dřevo je přírodní materiál se svými specifickými a přirozenými vlastnostmi. Proto nelze vznik ojedinělých a nevýznamných deformací vyloučit. [20]
Pěnový fasádní polystyren Pěnový fasádní polystyren plní funkci tepelně izolační, zejména takovou, aby odstranil tepelné mosty, které vznikají v místech nosné konstrukce sloupků. Má výborné tepelně izolační vlastnosti, velmi nízkou nasákavost, minimální hmotnost, teplotní stabilitu, vysokou pevnost v tlaku, tahu i ohybu a řadu dalších vynikajících vlastností. [23]
17
4.2
Zděná stavba 4.2.1
Výrova cihel a použití dnešních cihel značky Porotherm
Nejstarší nálezy nepálených tvarovaných cihel se datují do 7500 př. n. l. Pocházejí z oblasti horního Tygrisu. Z poznatků archeologů vyplývá, že vynález pálené cihly (na rozdíl od předchozích na slunci sušených nepálených cihel)lze datovat do třetího tisíciletí před naším
letopočtem,
ale
přirozeně
nepálené
cihly
dlouhodobě
vítězily.
První sumerské cihly měly tvar kulatých bochníků uhnětených z hlíny na protilehlých stranách seříznutých. Byly tedy dole ploché a nahoře zaoblené. Teprve v pozdější době se objevují cihly s hranami, podobně jako dnes. Nebyly však obdélníkové, jako ty dnešní, ale čtvercové – pro stavby byly výhodnější a stabilnější. Tyto cihly byly dlouhodobě sušeny na slunci (až 2 roky). Teprve pak se mohly použít. Egypťané vyráběli cihly z bahna a slámy. Výroba cihel spočívala v namáčení této směsi po dobu několika dní, což způsobilo počátek rozkladu slámy, z které se pak uvolňovala lepkavá buničina, která dávala cihle potřebnou celistvost a pevnost. Ve 12. století došlo k masovému rozšíření cihel ze severní Itálie do severního Německa. Jejich používání vyvrcholilo v tak zvané cihlové gotice, určitém typu gotické architektury, která vzkvétala v severní Evropě, především v regionech v oblasti Baltského moře, v místech kde byl nedostatek stavebního kamene. Cihlové gotické budovy se nachází hlavně v Dánsku, Německu, Polsku a Rusku. I když roku 1619 vynalezl J. Etherington strojní formování cihel, ty se většinou i nadále vyráběly ručně. Ve větším rozsahu se pálené cihly začaly používat až v renesanci. Normalizované cihly navrhují v Německu až koncem 18. stol.
V našich zemích se v době středověku na
cihly zapomnělo. V té době se spíše používalo nepálených cihel, největší rozkvět těchto takzvaných vepřovic byl v 17. století. Pálená cihla byla v těchto dobách drahá a dostupná jen pro majetné vrstvy obyvatelstva, objevuje se v bohatších oblastech jen jako fasádní vrstva na nechráněných štítech domů či nadstřešních částech komínů. Dlouho pak zůstávala cihlářská výroba v principu podobná, základem byla plná cihla (mnoha rozměrů), větší formáty se nevyráběly z důvodů technologických i pracovních (problematické sušení, vysoká hmotnost, dostatek lidí pro manuální práci…). Rozvíjí se použití lícového zdiva především v pobřežních oblastech na severu Evropy (kvalitní, pohledné zpracování fasád, odolávajících tamějšímu agresivnímu prostředí), nicméně
18
další výrazný pokrok v cihlářství nastává až v období průmyslové revoluce s objevem lehčené dutinové cihly (1813). Tento výrobek je předzvěstí dalšího bouřlivého vývoje cihlářského průmyslu, samozřejmě i v důsledku stále se zvětšujícího podílu strojní práce. Bylo totiž nutno stavět ve velmi krátké době stále více budov, jak obytných tak průmyslových, pro množství lidí proudící do měst. Běžná plná cihla přestává stačit a v rychlém sledu se objevují nové a nové cihlářské výrobky umožňující rychlejší a levnější výstavbu. Hlavním keramickým stavivem, spolu s plnou cihlou, se stává lehčená cihla, která je základním prvkem cihlových systémů dodnes. [3] Dnešní cihly se vyrábějí z přírodních surovin - hlíny a jílu. Ten to hodnotný přírodní materiál předurčuje kvalitu pálených cihel. Výrobky určené pro vnější stěnu s požadavkem na vysoký tepelný odpor mají děrování ve tvaru velmi úzkých šestiúhelníků nebo úzkých obdélníků. Tloušťka spár vyplývá z použitého rozměrového modulu cihel a je jich skutečných rozměrů. Spáry nesmějí být příliš tenké ani příliš tlusté. Ložná spára má být v průměru 12 mm tlustá. Tato tloušťka postačuje k vyrovnání přípustných tolerancí rozměrů cihel. Tlustší nebo nerovnoměrně tlusté ložné spáry snižují pevnost zdiva a v důsledku rozdílných deformačních sil sousedních různě tlustých spár mohou vznikat mís ta se zvýšeným pnutím. U cihel zazubených P+D se svislá spára nepromaltovává. [4]
4.3
Postavení staveb na trhu v posledních letech v České republice
Graf 1 – Počet postavených rodinných domů v ČR celkem a z toho podíl dřevostaveb, postavených firmami v Asociaci dodavatelů montovaných dřevostaveb. V Asociaci je sdruženo celkem 16 firem působící na našem trhu. Odborný odhad za rok 2010 je, že se u nás postavilo 1100 dřevostaveb. Což je přibližně o 1,5% více dřevostaveb než bylo postaveno firmami v Asociaci dodavatelů montovaných dřevostaveb. Přesnější údaje o celkové výstavbě dřevostaveb na našem trhu nejsou bohužel známy.
19
počet novostaveb v České republice od roku 2005 do roku 2010 17579
512
2005
20620
20990
22918
18750 16335
822
769
767
839
860
2006
2007
2008
2009
2010
rodinné domy postavené v Čr
dřevostavby postavené firmami v ADMD
Z grafu je patrné, že počet postavených dřevostaveb v České republice je zatím velmi malý, i když má za poslední 3 roky vzrůstající tendenci, blíží se však jen 5,5 % postavených domů z celkového počtu postavených domů u nás.
4.4
Výhody a nevýhody srovnávaných konstrukcí
Velké množství chyb v konstrukcích vzniká nedodržením technologií a časů, které jsou předepsány výrobcem používaných materiálů. Potom se stavba stává často nevyhovující, nebo nesplňuje požadavky uživatelů. V minulosti nekvalitní provádění dřevostaveb má za následek skeptičnost veřejnosti k dnešním dřevostavbám. Přitom jsou na našem trhu výrobci dřevostaveb, jako například společnost ELK a.s., kteří téměř celou konstrukci domu (včetně fasády, osazení oken a dveří apod.) provádí v kryté výrobní hale stálými kvalifikovanými pracovníky, s využitím moderních výrobních technologií a nástrojů, za konstantního výrobního prostředí, čímž eliminují množství potencionálních chyb, které by mohly vzniknout na stavbě, kde mnohdy působí negativní povětrnostní vlivy a kvalifikace i vybavení staveních dělníků je v průměru nižší. Vzhledem k tomu, že se výrobní, technologické a montážní postupy různých výrobců dřevostaveb liší rozsahem prefabrikace resp. stupněm předvýroby v kryté hale a prací provedených přímo na staveništi, neuvažuji ve své práci při srovnání o
20
dřevostavbě obecně, ale o dřevěném montovaném domě vyrobeném a smontovaném společností ELK a.s., u níž je stupeň předvýroby v závodě jedním z nejvyšších v ČR.
4.4.1
Výhody montovaných dřevostaveb
Vysoký tepelný odpor, díky kterému se ohřívá pouze vnitřní prostor, stěny teplo neakumulují.
Menší tloušťka stěn oproti zděné konstrukci, tím vzniká větší prostor k užívání.
Nižší součinitel prostupu tepla než u masivnější zděné konstrukce (viz výpočet v části 4.10.2 na straně 28)
Kratší doby výstavby (čas montáže na stavbě) bez negativních povětrnostních vlivů, což výrazně přispívá ke kvalitě stavby
Zákazník zná přesnou cenu, za kterou dům kupuje, krátký čas výstavby, přesně naplánované detaily a hlavně velké množství prací, které jsou prováděny v zastřešené hale, snižují nečekané náklady spojené s počasím a ostatní vícenáklady
Suchý výrobní proces (možnost montáže domu i v zimním období)
Obnovitelná surovina pro výrobu nosné části domu
Certifikovaná
a
kvalifikovanými
pracovníky
vyrobená
konstrukce
v konstantních a vhodných klimatických podmínkách výrobní haly
Dodržení termínu výroby a montáže
Lepší klimatické podmínky pro alergiky
4.4.2
Nevýhody dřevostaveb
Nízká akumulace tepla do stěn, a tedy malá tepelná setrvačnost
Dřevo je hořlavý materiál (nutnost certifikací), nižší požární odolnost ale lepší předvídavost chování při hoření
4.4.3
Výhody zděné stavby
Lepší akumulační schopnosti
Lepší kročejové a akustické vlastnosti, díky vyšší objemové hmotnosti
Snadnější možnost dodatečných úprav (např. rozvodů elektro a vody)
21
Malé povědomí o dřevostavbách, nízká informovanost obyvatelstva a nedůvěra v moderní materiály.
4.4.4
Nevýhody zděné stavby
Mokrý stavební proces
Riziko negativních povětrnostních vlivů během výstavby (mráz, sníh, déšť)
Není vždy zaručená odpovídající kvalifikace dělníků na stavbě
Delší doba výstavby (s ohledem na technologické lhůty)
4.5
Důvody k výběru domů
Srovnávané domy jsem vybrala vzhledem k jejich jednoduché a velmi podobné dispozici včetně obdobných půdorysných rozměrů, v nichž jsou jen drobné odchylky. Oba domy jsou pouze jednopodlažní, bungalového typu, určené k bydlení 4 osob. Z nabídky firem, které vyrábí a staví dřevostavby, mě oslovil dům Praktic 88 od společnosti ELK a.s., která je firmou jak projekční, tak výrobní a dodavatelskou a na našem trhu působí již od roku 1989. K tomuto domu jsem pro porovnání vybrala dům Nemo od společnosti G SERVIS s.r.o., která je však pouze projekční a podle konzultace s prodejcem si většinou zákazníci domy staví svépomocí.
4.6
Charakteristika hrubé stavby
4.6.1
Hrubá stavba u domu od společnosti ELK a.s.
Výkony společnosti ELK začínají od horní hrany základové konstrukce, kterou si většinou stavebník zajišťuje individuálně místní stavební firmou, ale na základě dokumentace od ELKu a pod jeho dohledem. Dům je zvenku kompletně hotový, uvnitř k dalšímu dokončení vnitřní výstavbou. Stěny a stropy jsou izolovány a zakryty sádrokartonem. Elektroinstalace i s vypínači a zásuvkami je hotová. Instalace sanitárního zařízení ve stěnách montovaných domů je připravena k připojení zařizovacích předmětů. [5] Dům již má (z výrobního závodu) fasádu, jsou osazena okna vč. žaluzií nebo rolet, jsou osazeny vstupní dveře. Na střeše je krytina, dům má okapy.
22
Hrubá stavba domu od společnosti G SERVIS s.r.o.
4.6.2
Pokud se dům nenachází v příkrém svahu, výškový rozdíl stavby maximálně do 0,5 m, jsou zde provedeny výkopové práce, základové pasy včetně položení ležaté kanalizace, betonová úložná deska a izolace proti vlhkosti a radonu. Dále stavba obsahuje nosné obvodové i vnitřní zdivo a vnitřní příčky. Dřevěný krov včetně ochranného nátěru, střešní krytinu, komín. Parametry, které obsahuje cena hrubé stavby
Tabulka 1 Dřevostavba
Zděná stavba
Ano
Ano
Ano
Ano
obvodové i vnitřní stěny
Ano
Ano
konstrukce krovu
Ano
Ano
konstrukce střechy
Ano
Ano
Výkopy
Ne
Ano
Základy
Ne
Ano
Elektroinstalace
Ano
Ne
rozvody vody
Ano
Ne
rozvody topení
Ano
Ne
vchodové dveře
Ano
Ne
Okna
Ano
Ne
strany)
Ano
Ne
Komín
Ne
Ano
Popis
shodné parametry kompletní
projektová
dokumentace projektová dokumentace pro zhotovení základové desky
rozdílné parametry
Fasáda
(omítka
z vnější
23
4.6.3
Fotografie hrubé stavby
Podle údajů výrobců obou konstrukčních systémů
Foto 1-dřevostavba Foto 2-zděná stavba
Foto:2
Foto: 3
24
4.7 Dřevostavba Praktic 88 od společnosti ELK a.s. Půdorys dřevostavby
Foto 4 25
4.8 Zděná stavba Nemo od společnosti G-servis s.r.o. Půdorys zděné stavby
Foto 5
26
4.9 Přehled dostupných informací udávaných výrobcem Tabulka 2 Popis tloušťka obvodových stěn tloušťka vnitřních stěn U (součinitel prostupu tepla) [W/m2K]
dřevostavba
zděná stavba 290,5 mm
400 mm
136 mm
nosné 250mm, příčky 115 mm
0,2
0,35
silikonová zušlechtěná omítka podkladová omítka po celé armovaná fasádní polystyren EPS-F skladba sádrovláknitá deska obvodovýh stěn konstrukční sloupky tepelná izolace PE-fólie jako parotěsná zábrana sádrokartonová deska GKF konstrukční sloupky skladba vnitřních tepelná izolace stěn sádrokartonová deska nosná vazníková konstrukce tepelná izolace skladba stropu PE fólie jako parotěsná zábrana mezerovité bednění sádrokartonová deska GKF typ střechy sedlová sklon střechy 22° zatížení pro 3 sněhovou oblast Komín Ne plocha oken a 16,94 m2 dveří
ploše vnější omítka porotherm vnitřní omítka
vnitřní omítka porotherm vnitřní omítka sádrokartonová deska vzduchová mezera parotěsná fólie Sunflex-Luft-in tepelná izolace Isover tepelná izolace Isover Sedlová 25° 4 sněhovou oblast Ano 21,49 m2
zastavěná plocha
105,88 m2
139,4 m2
celková cena hrubé stavby
1 449 300 Kč
1 427 000 Kč
celková užitná plocha
88,54 m2
104,7 m2
plocha stěn
17,34 m2
34,7 m2
27
4.10 Popis vybraných parametrů 4.10.1 Kvalita stavby jako celku, záruka Kvalita (latinsky qualis) čili jakost je údaj o vlastnosti nějaké věci. [8] Kvalita provedení dřevostaveb je na vyšší úrovni díky tomu, že je z velké části provedena ve výrobní hale odborníky, oproti zděné stavbě, na kterou při zhotovování působí negativní vnější vlivy a může se stát, že kvalita pracovníků nebude plně zaručena. Záruka na dům musí být ze zákona poskytována minimálně 2 roky. Dřevostavba od firmy ELK a.s. má záruku 30 let. Firmy stavící zděné domy poskytují prodloužení povinné záruční doby jen zřídka kdy. 4.10.2 Tepelně izolační vlastnosti, tepelná pohoda interiéru Tepelné vlastnosti obvodových stěn značně ovlivňují kvalitu bydlení a hlavně náklady na vytápění budov. Součinitel prostupu tepla vyjadřuje, jak moc stavba teplo propouští. „Požadovaná, a tím i optimální hodnota součinitele prostupu tepla plnou obvodovou stěnou nízkoenergetického domu by měla dosahovat maximální hodnoty 0,25 W/(m2 .K) pro těžkou konstrukci a v případě lehké stěny dřevostavby 0,20 W/(m2 .K). Minimální hodnoty prostupu tepla U pasivního domu pro vzpomínané dva případy jsou 0,17 a 0,13 W/(m2 . K), optima jsou o 1/3 nižší.― (Záhorová, 2011) U dřevostaveb není problém dosažení tohoto parametru, u staveb zděných však s klesající hodnotou součinitele prostupu tepla U rapidně stoupá tloušťka stěn, což je nežádoucí. Pokud bychom trvali například na pasivním domu postaveném zděnou technologií, musel by se použít i jiný materiál pro izolaci domu. Následující tabulka nám představuje tloušťku stěn v porovnání s odpovídající hodnotou součinitele prostupu tepla U. Tabulka 3 Tloušťka stěny
Součinitel prostupu tepla U [W/m2K]
[mm]
Dřevostavba
Zděná stavba
290
0,200
0,540
400
0,105
0,350
750
Nebylo posuzováno
0,200
28
Tabulka byla sestavena podle výpočtů dosazení do vzorců RT = RT – odpor konstrukce [m2 K/W] U – součinitel prostupu tepla[w/m2K]
-d = ( +
-RT) * λ
d – tloušťka stěny[m] αi – 8 W/m2K αe – 23 W/m2K λ – součinitel prostupu tepla [W/mK] Tepelná pohoda Faktory, které ovlivňují tepelnou pohodu interiéru, můžeme rozdělit do dvou skupin. Subjektivní a objektivní. [15] Subjektivní - člověk na základě svých biologických pochodů neustále produkuje teplo, které odevzdává do svého okolí. Stav, kdy prostředí odebírá tělu tolik tepla, kolik právě produkuje, označujeme jako tepelná rovnováha. Teplo, které člověk vydává do okolí, závisí na teplotním spádu, to je na rozdílu teplot mezi povrchem těla a teplotou okolí. V případě, že prostředí je příliš chladné a odebírá tělu více tepla, než produkuje, nastává podchlazení. (Rubínová a Rubín, 2005) Objektivní – je na základě měřitelných veličin, teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, rychlost proudění vzduchu, teplota okolních stěn či předmětů. [15] Optimální teplota vnitřního vzduchu je pro každého člověka velmi rozdílná, zpravidla však pro oblečeného člověka 21,5 ± 2 °C v zimním období. Teplota okolních ploch, tedy stěn, stropu, oken nemá být nižší než o 2 °C. (Rubínová a Rubín, 2005) Dalším faktorem ovlivňujícím tepelnou pohodu je vlhkost vzduchu. Zatímco ve volné přírodě se vlhkost pohybuje mezi 50 – 80%, v budovách se vyskytuje mezi 20 – 50%. Vlhkost vzduchu, která je pro organismus ideální, je okolo 50%, přičemž vlhkost pod 40% má negativní vliv na lidský organismus. (Myller, 2010) V současné době dosahuje vzduchotěsnost nově budovaných staveb takových parametrů, že přirozené větrání infiltrací již není funkční. Navíc je tu otázka spotřeby energie, neboť čerstvý vzduch je nutno v zimě ohřívat. Proto se dnes dostává do popředí
29
větrání nucené, často se zpětným získáváním tepla. Výhodou nuceného větrání je možnost automatické regulace výkonu. Rychlost proudění vzduchu by neměla překročit 0,1 m/s. (Rubínová a Rubín, 2005) 4.10.3 Tepelně akumulační vlastnosti Běžné masivní konstrukce jako jsou zdivo, betonové stěny nebo stropní desky mohou akumulovat tepelnou energii díky své vlastní tepelně akumulační kapacitě c [KJ/kg*K]. (Ostrý, 2008) Měrná tepelná kapacita – kolik tepelné energie je potřeba dodat vzorku materiálu s určitou vlhkostí a hmotností (1 kg), aby se jeho teplota zvýšila o 1K. (Hrázský, 2007) Z této definice vyplývá, že čím menší je hodnota c, tím je materiál schopen lépe akumulovat teplo. Tabulka 4 c[ J/kg*K]
materiál cihelné bloky Porotherm dřevo - měkké
2510
dřevovláknitá deska
1380
sádrovláknitá deska
1060
980
Tepelná akumulace však není vždy výhodná, při vytápění zděného domu vytápíme i plochy stěn, oproti tomu v dřevostavbě vytápíme pouze vnitřní prostor. Proto je ve dřevostavbě v zimně rychleji teplo, protože není třeba prohřívat studené obvodové zdivo. Když se však přestane v zimním období topit, ve zděné stavbě vydrží teplo déle, protože stěny naakumulované teplo zase uvolňují. Proto se dnes v některých dřevostavbách staví ve vnitřním prostoru tak zvané akumulační stěny, které teplo uvolňují postupně.
30
4.10.4 Časová náročnost výroby a montáže Porovnání časové náročnosti výstavby je u těchto dvou staveb velmi nepřesné, vzhledem k jejich rozdílnému stupni dokončení, který se však skrývá pod stejným názvem hrubá stavba. Délka výstavby základových konstrukcí je pro obě stavby téměř totožná. Dále tedy porovnávám hlavně práce, které již probíhají na dokončené základové konstrukci, tedy na horní stavbě. Dřevostavba Protože technologií stavění dřevostaveb je velké množství, zaměřím se pouze na porovnání montované rámové dřevostavby, která má samozřejmě kratší dobu výstavby, než dřevostavba, která je prováděna staveništní montáží. Jak již bylo uvedeno dříve, velká část výroby stěn probíhá ve výrobní hale. Firma ELK a.s. má propracované postupy výroby, ze kterých se dá snadno zjistit, že výroba v hale konkrétního domu Praktic 88 trvá 272 hodin a podílí se na ní 35 pracovníků, což při osmihodinové pracovní době znamená, že dům v hale je vyrobený za 1 pracovní den. Na staveništi je zapotřebí ke smontování ještě 250hodin práce, což při desetihodinové pracovní době znamená, že dům je postaven za 5 pracovních dnů. Zděná stavba Protože firma GSERVIS s.r.o. je pouze projekční, nebyli mi schopni dodat podrobné informace o délce výstavby. Proto jsem pro názornou ukázku spočítala pomocí Sborníku cen stavebních prací délku výstavby obvodového i vnitřního zdiva a délku osazování oken. Více vzhledem k neúplným údajům nebylo možné dopočítat.
31
Tabulka 5 typ
m3 zdiva
m3/Nhod
celkem hodin
nosné zdivo bez otvorů na okna a dveře
37,73
3,4
128,28
příčka 250 mm
11,08
0,59
6,54
příčka 115
6,56
0,54
3,54
dny (při 5 pracovnících a 10.hodinové pracovní směně)
2,77
Okna - typ 1 (4kusy) 2000/125 mm typ 2 (3 kusy) 1000/1250 mm typ 3 (1kus) 625/625 mm balkonové dveře 2000/2100 mm vchodové dveře 900/2100 mm
Tabulka 6
typ
počet kusů
Nhod/kus
celkem hodin
dny (při 5 pracovnících a 10.hodinové pracovní směně)
1 2,3 dveře
4 4 2
3,14 2,55 3,82
12,56 10,2 7,64
0,61
Z tabulek je zřejmé že jen zlomek prací zabere hodně času a pokud by se měla zděná stavba dodělat na úroveň dřevostavby, trvalo by to přibližně 10 měsíců. Zděná stavba by se správě měla začít stavět přibližně v srpnu, aby než začnou mrazy, bylo postavené zdivo i střecha a stavba se přes zimu nechala takzvaně „vymrznout― a vyvětrat aby si těžká konstrukce stavby sedla, a po dokončení nevznikaly praskliny, které by se již špatně opravovaly. 4.10.5 Náročnost na dopravu Zde nezohledníme materiál potřebný k zhotovení základových pasů a úložné desky, protože ten je u obou staveb téměř shodný. Materiál pro zděnou stavbu se přiváží v několika etapách a od různých dodavatelů, zvlášť beton, zvlášť zdící materiál, zvlášť okna a dveře. Výhodou zde však může být příjezd i menších nákladních automobilů na
32
stavbu, bez nutnosti dojezdu až k základové desce. Stěny, stropní konstrukce i střešní konstrukce pro dřevostavbu se přiváží na několika velkých kamionech v jeden až dva dny s nutností dojezdu až k základové desce. Počet jízd s materiálem na stavbu je tedy u dřevostaveb podstatně menší, než množství automobilů, které musí dopravovat každý materiál zvlášť pro stavbu zděnou. 4.10.6 Náročnost na opravy po zaplavení vodou V posledních letech jsou časté případy zatopení domů. Přestože stavební úřady nepovolují novou výstavbu v záplavových oblastech, opravě starých a domů nelze zabránit, přesto, že dům je třeba zcela nově postaven. Pokud je nutno stavět v záplavové oblasti, měli bychom dům přizpůsobit, případně počítat se zatopením vodou. Nevhodné jako dřevostavby do povodňových oblastí jsou sruby pro svou velkou hmotnost a objemové změny a dřevostavby s parozábranou (folií), protože se špatně vysoušejí. Moderní dřevostavby s difuzně otevřeným systémem představují jednu z nejvhodnějších technologií pro realizaci staveb v záplavových oblastech. Difúzně otevřená konstrukce nemá parozábranu, pouze parobrzdu, to je vrstva s nižším difuzním odporem než parozábrana, ale ještě dostatečnou pro zachycení prostupu nasycených vodních par do konstrukce. Jako parobrzda se používá například OSB deska. Za touto vrstvou pak již nesmí následovat žádná vrstva s vysokým difuzním odporem (například opět OSB deska nebo difuzně nepropustná omítka, například akrylátová), aby se případná vlhkost v konstrukci neuzavřela. Hlavní výhoda takovéto difuzně otevřené skladby spočívá právě v tom, že vlhkost, která by se v konstrukci objevila, během určitého období v závislosti na jejím množství a na venkovních podmínkách z konstrukce opět odejde směrem do exteriéru. Takováto skladba dřevostavby má obecně větší šanci vyrovnat se s krátkodobým zatopením než konstrukce, do které se voda rovněž snadno dostane, ale potom je problém s jejím vysušením. Voda či vlhkost jsou totiž uzavřeny mezi dvěma zcela neprodyšnými vrstvami, což vždy zákonitě vede k rychlé degradaci výplňových materiálů v dřevěné konstrukci, ale co je závažnější, může díky plísním a hnilobě velmi rychle dojít k degradacím na nosné konstrukci objektu.
33
Zaplavení zděné stavby Z klasických technologií nejsou vhodným materiálem pro stavbu nosných konstrukcí nasákavé materiály, které obtížně a dlouho vysychají. Pro domy z těchto materiálů znamená i malá povodeň velký problém, neboť i po dlouhém vysychání trvá problém zápachu vlivem zachycení nečistot a škodlivin uvnitř struktury zdiva. Zaplavení dřevostavby Téměř vždy je nutné hned po opadnutí vody rozebrat konstrukci stěny a odkrýt hlavní dřevěnou nosnou kostru. Tím může velmi rychle dojít k vysušení dřeva a po jeho napuštění ochrannými prostředky proti houbám, plísním a baktériím je možno konstrukci opět zaklopit, většinou samozřejmě novými materiály. Dřevěnou nosnou kostru lze zaklopit, až když vlhkost ve středu profilů nepřesáhne v žádném místě 18 %. I když tento postup vypadá na první pohled složitě, je třeba vzít v úvahu, že zničené jsou pouze výplňové materiály, ale nosná kostra odolá za předpokladu správného postupu obnovovacích prací v podstatě vždy. Právě to je nejzásadnější přednost oproti zděné stavbě, kdy je zasažena homogenní, prakticky nerozebíratelná nosná konstrukce. (Zahradníček, 2010) 4.10.7 Enviromentální hledisko, ekologie Environmentální dle slovníku cizích slov znamená týkající se životního prostředí. Budova má několik svých fází existence. Na počátku je výroba materiálu, doprava a výstavba budovy. Následuje její provoz a energetické nároky na něj a v neposlední řadě likvidace budovy a dopad vzniklých odpadů na životní prostředí. Pro hodnocení škodlivin, které jsou uvolňovány v jednotlivých fázích existence budovy je možné stanovit takzvaný potenciál globálního oteplování. Pro jednoduché vyčíslení a interpretaci potenciálu globálního oteplování se používá ukazatel ekvivalentních emisí CO2, které jsou vypuštěny do ovzduší při tvorbě daného materiálu. Prakticky tedy čím je vyšší potřeba energie při výrobě materiálu, tím je vyšší i ekvivalent emisí. Lze tak určit, kolik kilogramů CO2 ekvivalentně vypustíme do ovzduší na výstavbu jednoho domu, pokud spočítáme všechny dílčí materiály, ze kterých se dům skládá. V případě dřeva jako použitého materiálu však vstupuje faktor, který může tento ukazatel oproti zděné stavbě značně vylepšit. Dřevo jako surovina při 34
své výrobě (růstu stromu v lese) přeměňuje CO2 z ovzduší na kyslík který dýcháme. Dokáže tak během svého růstu spotřebovat více CO2 než kolik se ho uvolní při zpracování. (Mansbart, 2010) Ekologie se užívá v několika významech. V původním významu je ekologie biologická věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem. Dále se ekologie užívá v širokém smyslu jako ochrana životního prostředí. [14]
4.10.8 Požární odolnost Požární odolnost je doba, po kterou jsou stavební konstrukce nebo požární uzávěry schopny odolávat teplotám vznikajícím při požáru, aniž by došlo k porušení jejich funkce. (Dufková, 2011) Nedílným posouzením nových, ale i stávajících konstrukcí je ověření jejich odolnosti za mimořádných situací. Jednou z častých mimořádných situací je požár. Požaduje-li se stanovení požární odolnosti z hlediska stavební mechaniky, musí být konstrukce navrženy a provedeny takovým způsobem, aby si zachovaly svou nosnou funkci během příslušného požárního namáhání. (Hejduk a Kuklíková, 2010) Požární bezpečnost stavebních objektů je schopnost stavebních objektů bránit v případě požáru ztrátám na životech a zdraví osob, popř. zvířat a ztrátám majetku. Dosahuje se jí vhodným urbanistickým začleněním objektu, jeho dispozičním, konstrukčním a materiálovým řešením, nebo požárně bezpečnostními zařízeními a opatřeními. Požární bezpečnost staveb je tedy dána souhrnem předpisů, podle kterých se musíme řídit při návrhu a stavbě objektů. K tomu, aby se zabránilo ztrátám na životech a zdraví osob, zvířat a ztrátám na majetku, musí stavební objekty:
při požáru umožnit bezpečnou evakuaci osob, zvířat a věcí na volné prostranství nebo do jiných požárem neohrožených prostorů;
bránit šíření požáru mezi jednotlivými požárními úseky v objektu;
bránit šíření požáru mimo objekt;
umožnit účinný zásah požárních jednotek při hašení a záchranných pracích.
Dřevo a dřevěné konstrukce bez dodatečných úprav lze zatřídit podle klasifikační normy ČSN EN 13501 z hlediska reakce na oheň do třídy D, E a F, tedy mezi materiály středně až lehce hořlavé, podle toho, o jaké dřevo se jedná. (Dufková, 2011) 35
4.10.9 Náročnost spojená s odstraněním stavby Tento faktor se v dnešní době stává čím dál více aktuálním. Ze starých zděných domů, které již není možné využívat je velké množství stavební suti. Dnes se již sice objevují firmy, které tento materiál recyklují a dále využívají, ale tyto recyklace jsou velmi náročné jak energeticky, tak finančně na dopravu materiálu. U dřevostaveb je hledisko likvidace mnohem snadnější. Stavba se dá rozebrat na jednotlivé prvky, které se snadněji třídí k dalšímu použití, na její základové desce můžeme znovu začít stavět, toto u klasické zděné stavby nelze.
4.10.10 Cena stavby Je důležité, aby člověk při výběru domů uvažoval o tom, co za své peníze dostane. Jak velký je rozsah prací které firmy nabízí, zda jsou provedeny kvalitně a v neposlední řadě také jak dlouho nám bude dům sloužit bez náročnosti na opravy. Podle průzkumu časopisu Stavebnictví – speciál je trend vývoje cen u staveb za poslední roky následující: Tabulka 7 cena za 1m2 [Kč] stavba zděná stavba dřevostavba
2005
2010
procentuální nárůst ceny na 1m2
18 766 17 096
22 332 17 985
19% 5%
36
4.11 Výběr respondentů pro stanovení vah jednotlivých faktorů Dotazník pro stanovení důležitosti faktoru byl vystaven na www.pasivní domy.cz od 23.3 do 8.4. Dotazník vyplnilo 32 respondentů, z nichž však 5 nemohlo být použito, protože součet jejich hodnot nebyl 100 bodů, což bylo podmínkou. Respondentů, kteří byli zařazeni do průzkumu bylo 27 a podle jejich názoru je důležitost faktorů následující (seřazeno od nejdůležitějšího) : -
Kvalita stavby jako celku, záruka
-
Cena stavby
-
Tepelně izolační vlastnosti
-
Tepelně akumulační vlastnosti
-
Protipožární odolnost
-
Enviromentální hledisko
-
Časová náročnost výroby a montáže
-
Náročnost spojená s odstraněním stavby
-
Náročnost na opravy po zaplavení vodou
-
Náročnost na dopravu
4.12 Získaná data a jejich zpracování Poměrná hodnota faktoru u dřevostavby a zděné stavby je stanovena průměrem z dvou odborných odhadů a z mého názoru, který je podložen vypočtenými hodnotami, které jsou popsány u jednotlivých faktorů. Přehled získaných poměrných hodnot z odborných odhadů Tabulka 8 studentka vysoké školy ( autorka práce) Faktor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poměrná hodnota faktoru u dřevostavby
poměrná hodnota faktoru u zděného domu
2 2,7 1 2 2 1,5 1,5 1 2 1,2
1 1 2,5 1 1 1 1 2 1 1
Kvalita stavby jako celku (záruka) Tepelně izolační vlastnosti Tepelně-akumulační vlastnosti Časová náročnost výroby a montáže Náročnost na dopravu náročnost na opravy po zatečení vodou Enviromentální hledisko, ekologie Protipožární odolnost náročnost spojená s odstranění stavby Cena stavby 37
Ředitel stavební firmy Faktor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poměrná hodnota faktoru u dřevostavby
poměrná hodnota faktoru u zděného domu
2 2,5 1 3 1,5 1,5 3 1 2 1
1 1 2 1 1 1 1 1,5 1 1
Poměrná hodnota faktoru u dřevostavby
poměrná hodnota faktoru u zděného domu
2 2 1 2 2 2 2 1 2 1,5
1 1 2 1 1 1 1 2 1 2
Průměrná poměrná hodnota faktoru u dřevostavby
Průměrná poměrná hodnota faktoru u zděného domu
2,0 2,4 1,0 2,3 1,8 1,7 2,2 1,0 2,0 1,2
1,0 1,0 2,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,8 1,0 1,3
Kvalita stavby jako celku (záruka) Tepelně izolační vlastnosti Tepelně-akumulační vlastnosti Časová náročnost výroby a montáže Náročnost na dopravu náročnost na opravy po zatečení vodou Enviromentální hledisko, ekologie Protipožární odolnost náročnost spojená s odstranění stavby Cena stavby
vysokoškolský učitel VUT FAST Brno Faktor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Kvalita stavby jako celku (záruka) Tepelně izolační vlastnosti Tepelně-akumulační vlastnosti Časová náročnost výroby a montáže Náročnost na dopravu náročnost na opravy po zatečení vodou Enviromentální hledisko, ekologie Protipožární odolnost náročnost spojená s odstranění stavby Cena stavby
výsledek Faktor
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Kvalita stavby jako celku (záruka) Tepelně izolační vlastnosti Tepelně-akumulační vlastnosti Časová náročnost výroby a montáže Náročnost na dopravu náročnost na opravy po zatečení vodou Enviromentální hledisko, ekologie Protipožární odolnost náročnost spojená s odstranění stavby Cena stavby 38
Tabulka výhod a nevýhod porovnávaných faktorů u daných staveb Tabulka 9 Faktor
Poměrná hodnota faktoru u dřevostavby
poměrná hodnota faktoru u zděného domu
+ + + + + + + +
+ + -
Kvalita stavby jako celku (záruka) Tepelně izolační vlastnosti Tepelně-akumulační vlastnosti Časová náročnost výroby a montáže Náročnost na dopravu náročnost na opravy po zatopení vodou Enviromentální hledisko, ekologie Protipožární odolnost náročnost spojená s odstranění stavby Cena stavby
39
4.1.3 Výsledky
40
5 Diskuse Při porovnání dřevostavby a zděné stavby jsem chtěla objektivně dokázat výhody a nevýhody daných staveb. Vybrala jsem si dva téměř shodné domy. Jeden od společnosti ELK a.s., která staví dřevostavby a druhý od firmy G SERVIS s.r.o., která projektuje zděné stavby. S výběrem faktorů mi pomohli obchodníci a prodejci dřevostaveb, kteří mi navrhli několik faktorů, ve kterých jsou tyto dvě stavby rozdílné. Z nich jsem vybrala 10, které se mi jevily jako důležité pro porovnání a zároveň nevyžadovaly nutnost složitých měření. Na internetové stránce www.pasivnidomy.cz jsem měla umístěný dotazník s vybranými faktory a někteří návštěvníci této stránky mi byli ochotni seřadit dané faktory podle jejich důležitosti z pohledu zákazníka, bez ohledu na druh stavby. Dále dle získaných informací jsem ohodnotila, které faktory jsou pro daný druh stavby lepší. Takto mi dané stavby ve vybraných faktorech ohodnotili i dva odborníci na stavebnictví. Pronásobením hodnot získaných z dotazníku a kvality staveb jsem zjistila, že úspěšnost dřevostavby je 57,2% a úspěšnost zděné stavby je 42,3%. To znamená, že dřevostavba je v daných faktorech o 15,4 % lepší než zděná stavba. Výsledek mě překvapil, i když jsem průzkum prováděla objektivně, čekala jsem, rozdíl mezi těmito stavbami bude mnohem větší, ve prospěch dřevostavby. Tato práce je sice jen zlomek toho, co se v těchto stavbách dá porovnávat, proto bych v další práci chtěla navázat na tuto problematiku, ale přesto doufám, že tato práce přesvědčí spoustu lidí o tom, že dřevostavby velice konkurují zděným stavbám.
41
6 Závěr Práce byla prováděna za účelem zjištění chování a kvality dvou rozdílných staveb v deseti vybraných faktorech. Čtenář zjistí informace o tom, jak kvalitní stavbu dostane za své peníze a jak se bude stavba chovat při jejím užívání. Porovnáním dřevostavby a zděné stavby v deseti vybraných faktorech bylo zjištěno, že dřevostavba získala 57,2% a zděná stavba 42,3%. Faktory, ve kterých byly stavby nejlepší jsou: dřevostavba - tepelně izolační vlastnosti, kde získala 70,6 %, zděná stavba - tepelně akumulační vlastnosti s 68,75%. Přehled faktorů, ve kterých si stojí lépe dřevostavba:
Kvalita stavby jako celku, záruka
Tepelně izolační vlastnosti
Časová náročnost výroby a montáže
Náročnost na dopravu
Náročnost na opravy po zatečení vodou
Environmentální hledisko
Náročnost spojená s odstraněním stavby
Přehled faktorů, ve kterých si stojí lépe zděná stavba: Tepelně akumulační vlastnosti Protipožární odolnost Cena stavby
42
7 Summary The aim was to compare the wooden frame construction and brick building built by system Porotherm, in ten factors that are important from a customer perspective. Each factor has been described in detail and has executed public research, based on which the factors were ranked according to their importance. For each factor in both construct system was prepared separate amount, of times in the factor structure is better. Multiplying these values, I found that the wooden building obtained 57.7% and the brick building 42.3%. This means that the wooden house is about 15.4% better than brick construction.
43
8 Seznam použité literatury KOLÁŘ, Michal. Dřevostavby historický vývoj průzkum současného trhu fotodokumentace. České Budějovice, 2002. 98 s. Absolventská práce. Vyšší odborná škola České Budějovice. KAŇA, Zdeněk. Srovnání realizačních cen staveb na bázi dřeva a keramických systémů : porovnání realizačních cen. In Stavebnictví speciál. Brno : EXPO DATA spol. s.r.o., 2011. s. 34. [1] VAVERKA, Jiří, et al. Dřevostavy pro bydlení. Praha : Grada, 2008. 380 s. [2] KOLB, Josef. Dřevostavby : systém nosných konstrukcí obvodového pláště. Praha : Grada, 2007. 320 s. [3] Architektura-stavebnictví [online]. březen 2010 [cit. 2011-04-23]. Historie cihly. Dostupné z WWW:
.
[4] Wienerberger : POROTHERM 40 P+D [online]. 2010 [cit. 2011-03-20]. Porotherm. Dostupné
z
WWW:
. [5] Elk : popis výkonu [online]. 21.02.2011 [cit. 2011-03-20]. Praktic 88. Dostupné z WWW: . [6] DUFKOVÁ, Magdaléna. Tzb info [online]. 28.2.2011 [cit. 2011-03-20]. Požadavky na
požární
bezpečnost
dřevostaveb.
Dostupné
z
WWW:
info.cz/drevostavby-nove/7184-pozadavky-na-pozarni-bezpecnost-drevostaveb>. [7] MANSBART, Tomáš. Hodnocení parametru dřevostavby rámové konstrukce. Brno, 2010. 43 s. Diplomová práce. Mendelova univerzita.
44
[8] Kvalita. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , last modified on 28. 2. 2011 [cit. 2011-03-20]. Dostupné z WWW: . [9] MÜLLER, Stanislav. Tepelná setrvačnost : tepelná pohoda. In Dřevo a stavba. 4/2010. Praha : POR VOBIS s.r.o., 2010. s. 120. [10]
ZÁHOROVÁ, Zora. Asb portal [online]. 15.02.2011 [cit. 2011-03-20]. Jaké
tloušťky izolace je zapotřebí při výstavbě nízkoenergetického domu?. Dostupné z WWW:
izolace/jake-tloustky-izolace-je-zapotrebi-pri-vystavbe-nizkoenergetickeho-domu2412.html>. [11] HEJDUK, Pavel; KUKLÍKOVÁ, Anna. Tzb info [online]. 26.7.2010 [cit. 2011-0320]. Zkoušky požární odolnosti dřevostaveb. Dostupné z WWW: . [12] RUBÍNOVÁ, Olga; RUBÍN, Aleš. Tzb info [online]. 22.8.2005 [cit. 2011-03-20]. Vnitřní prostředí budov a tepelná pohoda člověka. Dostupné z WWW: . [13] OSTRÝ, Milan. Tzb info [online]. 11.2.2008 [cit. 2011-03-20]. Akumulace tepla pro snížení spotřeby energie v nízkoenergetických budovách. Dostupné z WWW: . [14] Wikipedie [online]. 28. 2. 2011 [cit. 2011-03-20]. Ekoligie. Dostupné z WWW: . ISBN 978-80-7080-548-0.
[15] Tepeln%C3%A1 pohoda. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 2007, last modified on 28. 9. 2010 [cit. 2011-03-20]. Dostupné z WWW: .
45
[16] HRÁZSKÝ, Jaroslav; KRÁL, Pavel. Kompozitní materiály na bázi dřeva : aglomerované materiály. první. Brno : Mendelova zemědělskáa lesnická univerzita v Brně, 2007. 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3. [17] Wikipedie [online]. 23.4.2010 [cit. 2011-04-07]. Sádrovláknité desky. Dostupné z WWW: . [18] Wikipedie [online]. 21.1.2011 [cit. 2011-04-07]. Sádrokarton. Dostupné z WWW: . [19] Wikipedie [online]. 13.6.2010 [cit. 2011-04-07]. Parozábrana. Dostupné z WWW: . [20] Palubky, podlehovky [online]. 2010 [cit. 2011-04-07]. KVH hranoly. Dostupné z WWW: . [21] Wikipedie [online]. 19.12.2010 [cit. 2011-04-07]. Minerální vata. Dostupné z WWW: . [22] ip Polná [online]. 2009 [cit. 2011-04-07]. Minerální vlna. Dostupné z WWW: . [23] Ekolak [online]. 2011 [cit. 2011-04-07]. Pěnový polystyren fasádní EPS F 70. Dostupné z WWW: . [24] ZAHRADNÍČEK, Václav. Abs-portal [online]. 27.09.2010 [cit. 2011-04-15]. Povodně a různé technologie stavění
- dřevostavby. Dostupné z WWW:
.
46
[25] HRÁZSKÝ, Jaroslav; KRÁL, Pavel. Kompozitní materiály na bázi dřeva : aglomerované materiály. první. Brno : Mendelova zemědělskáa lesnická univerzita v Brně, 2007. 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3. [26] Akastav [online]. 2011 [cit. 2011-05-02]. Dřevovláknité izolace. Dostupné z WWW: . [27] Canabest [online]. 2010 [cit. 2011-05-02]. Technologie Canabest . Dostupné z WWW: .
Foto Foto 1 - Palubky, podlehovky [online]. 2010 [cit. 2011-04-07]. KVH hranoly. Dostupné z WWW: . Foto 2 - dřevostavba montovaného domu ELK a.s. (dům postaven v Plené nad Lužnicí) Foto 3 – zděná stavba zdroj : Bcw domy na klic [online]. 2010 [cit. 2011-03-20]. Hrubá stavba. Dostupné z WWW: . Foto 4 - Elk [online]. 2010 [cit. 2011-04-12]. Praktic 88. Dostupné z WWW: . Foto 5 - G SERVIS [online]. 2010 [cit. 2011-04-12]. Nemo. Dostupné z WWW: .
47
