MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva
Půdní vestavba rodinného domu BAKALÁŘSKÁ PRÁCE TEXTOVÁ ČASŤ VÝKRESOVÁ ČASŤ – PRIPOJENA V PRÍLOHE
2014/2015
Adam Masri
ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto práci: Půdní vestavba rodinného domu zpracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace jsou uvedeny v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.
V Brně, dne
4.5 2015
______________________ Podpis studenta
PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval vedoucí práce doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové za odborné vedení a čas, který mi věnovala. Dále bych chtěl poděkovat přátelům a rodině, kteří mi byli při psaní mé bakalářské práce oporou.
JMÉNO STUDENTA: Adam Masri NÁZEV PRÁCE: Půdní vestavba rodinného domu ABSTRAKT: Práce se zabývá návrhem obytného podkroví ve stávajícím zrekonstruovaném krovu historické budovy ve Znojmě na náměstí. Teoretická část se zabývá skladbou obvodových konstrukcí a jejich tepelně izolačními vlastnostmi, součástí je i technická a průvodní zpráva. V praktické části je obsažena výkresová dokumentace s dispozičním řešením prostor obytného podkroví v souladu s hygienickými předpisy a normami. Klíčová slova: krovová konstrukce, obytné podkroví, půdní vestavba, stropní konstrukce, tepelná izolace
AUTHOR: Adam Masri TITLE OF THE THESIS: Loft conversion of the house ABSTRACT: The work deals with setting up a loft conversion in a existing renovated truss construction of the historical building in Znojmo. The teoretical part of the work deals with the composition of enclosing constructions and their termal insulation properties. Technical and accompanying report is attached to this work as well as the practical part wich includes technical drawings with the layout solution of loft conversion compliance with the hygiene regulations and standards. Key words: truss construction , loft conversion, ceiling structure, thermal insulation
Obsah 1
Úvod
9
2
Cíl práce
10
3
Metodika
4
5
3.1
Shromáždění podkladů
11
3.2
Zaměření
11
3.3
Vlastní řešení
11
Stavebně historický popis
12
4.1
Historie domu
12
4.2
Popis krovu
13
4.3
Úprava historického krovu pro půdní vestavbu
13
Konstrukční prvky 5.1
5.2
5.3
5.4
6
14
Skladba střešní konstrukce 5.1.1 Střešní krytina
14
5.1.2 Provzdušňovací prostory
15
5.1.3. Zateplení mezi krokvemi
15
5.1.4 Tepelná izolace
15
5.1.5 Tepelná izolace v šikmé střeše
16
5.1.5 Výpočetsoučinitele prostupu tepla u střešní konstrukce
17
Stropní konstrukce
18
5.2.1 Stropní nosná konstrukce
18
5.2.2 Stávající stropní konstrukce
19
5.2.3 Modernizace stropu nad obytným podkrovím
19
5.2.4 Výpočet součinitele prodtupu tepla u stropní konstrukce
20
5.2.5 Modernizace podlahy v podkroví
21
5.2.6 Zvuková izolace dřevěných stropů
21
Příčky
22
5.3.1 Příčky oddělující podkroví od podstřešních prostorů
23
5.3.2 Příčky mezi místnostmi
23
Řešení proslunění
24
5.4.1 Vikyře
24
5.4.2 Střešní okna
25
Průvodní a technická zpráva
26
6.1
Průvodní zpráva
26
6.2
Souhrnná technická zpráva
27
7
Diskuze
28
8
Závěr
30
9
Summary
31
10
Seznam použité literatury
32
11
Seznam obrázků
33
12
Seznam tabulek
34
13
Přílohy
35
13.1
Výkresová dokumentace
35
13.2
Obrázky
35
1 ÚVOD Půdní prostory jsou často minimálně využívané, nejčastěji jako skladiště nepotřebných věcí. Přitom zbudováním obytné místnosti nebo dokonce i celé samostatné bytové jednotky lze zvýšit využitelnost budovy. Nejčastěji se zřizuje obytné podkroví při rekonstrukci krovu a výměnou střešní krytiny. Můžeme tak zřídit nová okna v podobě vikýřů či šikmých střešních oken k dosažení dostatečného proslunění. Důležité je také dobré zateplení a odvětrání střešní konstrukce, které podkroví činí obyvatelným jak v létě, tak i v chladných obdobích. Půdní vestavby mají řadu pro i proti, které závisí na druhu krovové konstrukce, výšce nadezdívky, sklonu a výšce střechy. Bakalářská práce se zabývá návrhem obytného podkroví ve dvoupatrové půdě, přičemž první patro bude využito pro trvalý pobyt osob a druhé jako skladovací prostory. Součástí návrhu je také dispozičním řešení a výkresová dokumentace. V práci jsou popsány jednotlivé skladby konstrukcí s jejich vlastnostmi, jako je například prostup tepla, dále popis stávající konstrukce krovu a nutných úprav k realizaci půdní vestavby.
9
2 CÍL PRÁCE Hlavním cílem práce je zhotovení návrhu obytného podkroví ve stávajícím krovu historického domu ve Znojmě pro manželský pár. Součástí je také technická a průvodní zpráva a výkresová dokumentace. Dále je součástí dispoziční řešení jednotlivých místností, vše podle platných norem a předpisů, včetně navržení osvětlovacích otvorů potřebných k dostatečnému proslunění. Navržení obvodových konstrukcí, jako střešní konstrukce, konstrukce podlahy v podkroví a nad ním je v souladu s tepelnými a akustickými požadavky.
10
3 METODIKA 3.1 Shromáždění podkladů Prvním krokem bylo shromáždění co nejvíce potřebných materiálů týkajících se budovy. Jedním z nich byl i Stavebně historický průzkum z roku 1996, jehož autorem je PhDr. Jan O. Eliáš. Obsahem tohoto průzkumu je architektonický rozbor a popis, ikonografie, mapy a plány, přehled architektonických a stavebně technických závad, včetně doporučení pro obnovu a rekonstrukci a plány stavebně historického vývoje v měřítku 1: 200. I přesto, že byl tento dokument obsáhlý, pro zadání mé práce nebyl dostačující. Z tohoto důvodu jsem se obrátil na architektonickou kancelář AC-projekt, která se v minulosti tímto objektem zabývala a vypracovala projektovou dokumentaci, která mi byla zapůjčena. Z těchto výkresů je známé pouze rozvržení budovy, nikoliv však kóty, dále v projektové dokumentaci chyběl půdorys 1. PP a 1. NP. Tyto chybějící informace se staly předmětem mého následného zaměření.
3.2 Zaměření Ke zjišťování délkových rozměru potřebných pro půdorysy byly použity následující pomůcky: pásmo a svinovací metr. Při měření byla také zaměřena celá krovová konstrukce včetně dimenzí jednotlivých prvků, kromě krátčat a pozednic, což znemožňoval záklop. Pro zjišťování rozměrů potřebných pro svislý řez budovy byly použity následující pomůcky: pásmo, olovnice a hadicová vodováha. Při měření výškových rozměrů mohlo dojit k nepřesnostem v důsledku špatného přístupu.
3.3 Vlastní řešení Po zaměření bylo možné vypracovat půdorysy 3. NP, 4. NP a střechy. Poté následovalo zhotovení svislého řezu. K samotnému návrhu obytného podkroví bylo nutné prostudovat potřebné normy a předpisy, týkající se obytných místností, konkrétně ČSN 73 4301. Výkresová dokumentace byla vypracována v programu Auto CAD 2010.
11
4 STAVEBNĚ HISTORICKÝ POPIS 4.1 Historie domu Počátek stavební historie zkoumaného domu se váže k institucionalizaci středověkého Znojma ve 13. století. Jedná se tedy o raně gotický měšťanský dům. Předpokládá se, že zpočátku měl dům ráz provizoria, typu zemnice nebo polozemnice. Nejméně do 14. století v jeho konstrukci zřejmě převládalo snadno spalitelné dřevo. K přeměně v město zděné – kamenné a cihlové došlo po velkém požáru města v roce 1335. Zděným jádrem objektu se nejprve stala polozahloubená nádvorní komora, původně plochostropá, dodatečně opatřená pozdně gotickou valenou klenbou s lunetami. K dalšímu požáru došlo v roce 1490. S výjimkou zmíněné nádvorní komory nelze gotický dům blíže zkoumat, jelikož došlo k radikální přestavbě v 16. století, kdy byly v přední části domu gotické konstrukce zcela odstraněny. Renesanční přestavba zapříčinila absenci uchopitelných gotických slohových detailů a indicií. Z dnešního hlediska mělo nejpodstatnější význam pro stavební vývoj města i zkoumaného domu období renesance znamenající v 16. století a na počátku 17. století dobu největšího stavebního rozkvětu v historii Znojma. Přestavba domu se datuje do rané renesance. V polovině 16. století byl jednopatrový dům už bezpochyby v celém rozsahu zděný. Ze staršího gotického domu zde existovalo zděné jádro, jehož patro bylo renesančně zaklenuto charakteristickými z části hřebínkovými křížovými klenbami s parabolickými a lomenými čely. Přístup do patra umožňovalo strmé dvojramenné schodiště. Vnější průčelí směrem k náměstí uzavírala atika (cimbuřovitá). Tvar střechy nabíhající na atiku nelze určit. Nejspíš šlo o kombinaci pultu se sedlem nebo o jednoduchou střechu sedlovou. Dokončení raně renesanční přestavby domu datuje na průčelí osazená reliéfní deska s domovním znamením v podobě figury uvázaného vola, letopočtem 1550 a jménem stavebníka, jímž byl znojemský měšťan Paul Gunderich. Podle všeho až v klasicismu byla silueta domu změněna odstraněním někdejší cimbuřovité renesanční atiky, kterou nahradila atiková zeď římsová. V patře domu byly provedeny dílčí interiérové úpravy – znovupřeklenutí černé kuchyně v nádvorním traktu a oddělení předsíně u schodiště. Renesanční střechu nahradila pozdně klasicistní vysoká sedlová střecha s hřebenem rovnoběžným s okapem. Pozitivní architektonický vývoj domu ukončila doba novodobého historismu druhé poloviny 19. století. Renesanční reliéfní domovní znamení z roku 1550 bylo už před tím na nějakou dobu z průčelí sňato. Vrátilo se až při úpravách v pokročilém 20. století.
12
4.2 Popis krovu Pozdně klasicistní krov domu se členi do dvou etáží, jednoduše kombinující hambálky se stojatými stolicemi. Tvar je složen ze sedlové střechy s podélným hřebenem a ze střechy tvaru zvalbeného pultu, což si vynutilo zajímavou poněkud komplikovanější konstrukci prokládanou šikmými vzpěrami, využívající opět kombinaci hambálků se stojatými stolicemi, přičemž krokve dosedají na krátčata (náhrada vazného trámu v jalových vazbách).
4.3 Úprava historického krovu pro půdní vestavbu Před započetím úprav je provedena podrobná analýza střešní konstrukce, kde byla zjištěna hniloba některých prvků v důsledku zatékání poničenou střešní krytinou. Ty se musely buď z části nebo, i celé nahradit. Nejčastěji byly poškozené krokve v místě osedlání na pozednice. Při částečném nahrazování krokví je zdravá část spojena s nahrazenou přeplátovánim a spoj je stažen šrouby. Dále bylo nutné v jedné střešní rovině zesílit krokve, kvůli zamýšlenému zbudování vikýřů. Zpevnění bylo provedeno sešroubováním příložek po celé délce. Voda také lokálně poškodila záklop, tedy některé fošny musely být nahrazeny. Nová střešní krytina, klempířské práce
a kompletní
zateplení mezi krokvemi by měly zabránit opakovanému poškození. (Obr. 1-8)
13
5 KONSTRUKČNÍ PRVKY 5.1 Skladba střešní konstrukce Stávající krov je již po rekonstrukci, při níž byla původní střešní konstrukce nahrazena modernější skladbou s výrazně lepšími vlastnostmi než původní. I když se některé prvky příliš nezměnily, jako například střešní krytina, která byla nahrazená za novou, ale původního typu, tak i krokve zůstaly původní.
Obr.9 Skladba střešní konstrukce – podélný řez 1-střešní krytina, 2-laťování,3-kontralatě (provzdušňovací mezera), 4-difuzní folie, 5- krokve s mezilehlou izolací, 6-izolace, 7-laťování s izolací, 8-parozábrana, 9-sádrovláknitá deska
5.1.1 Střešní krytina Jelikož se jedná o historickou budovu musel být zachován jak způsob kladení, tak i typ tašek. Střecha je pokrytá hladkou taškou bobrovkou, která se používá při minimálním sklonu střechy až 35° pokud však kryjeme dvojitou bobrovkou. Při krytí jednoduchou bobrovkou nebo-li dračkou se vyžaduje vyšší sklon střechy, ale tento způsob se již dnes nepoužívá. Nevýhodou není hmotnost tašky, která se pohybuje okolo 1.8 kg, ale hmotnost 1m2 zastřešení, které má kvůli dvojitému krytí váhu 60kg, zatímco u moderních tašek činí váha pouze 40kg/m2 . Způsob kladení tašek na objektu je dvojité taškové krytí na husté laťování (šupinové krytí neboli kaprovka). Laťuje se většinou na délku 15 cm. U tohoto typu pokládání je zavěšena na každé lati jen jedna řada tašek, zrovna jako při kladení klasickém. Bobrovky se 14
pokládají na vazbu. Řady tašek se překrývají tak, aby první řada byla překrytá třetí řadou. V oblasti okapu a hřebene se používají tašky okapní a hřebenové. Pro odvětrání se používá odvětrávací souprava – všechny tři části (bobrovka s výřezem, odvětrávací taška vysoká a krycí taška). (Štumpa a kol 2012) 5.1.2 Provzdušňovací prostory Šikmé střechy vykazují podle skladby různý počet provzdušňovacích prostorů. Dvojitě větrané střechy mají dva větrané prostory, jednoduše větrané střechy pouze jeden, který je mezi krytinou a podstřešní vrstvou. Tepelně izolované strmé střechy musí mít nezávisle na prováděné skladbě jeden provzdušňovaný prostor mezi krytinou a podstřešní vrstvou. (Kolb a Koželoh 2011) Provzdušňovací prostory zajišťují větrání krytiny a podstřešní vrstvy, dále zajišťují odvedení vody, která zateče pod krytinu, vysychání zkondenzované vody nebo vlhkosti, chlazení rozehřáté střešní krytiny a odvedení tepla ze střešní konstrukce. Aby bylo odvětrávání dostatečné uvádí se, že vzdálenost mezi krytinou a podstřešní vrstvou by měla být minimálně 45mm a v oblastech bohatých na sníh až 120mm. 5.1.3 Zateplení mezi krokvemi U systému s mezilehlou izolaci se celková tloušťka střechy nezvyšuje tak výrazně jako u
konstrukce s vnějším zateplením. Tepelná izolace je vložená mezi
krokve na celou její výšku, čímž ušetří místo, ale jsou zde přítomny tepelné mosty ve formě krokví, snižující celkové izolační vlastnosti střechy. K odstranění tohoto nedostatku slouží přídavná izolace nad střešní nosnou konstrukcí, nebo pod ní mezi laťový rošt, který nese vnitřní obklad. Mezi krokvemi a roštem je nainstalována parozábrana a na exteriérové straně nosné konstrukce je difuzní folie, která zabraňuje protékaní vody, ale nezabraňuje průchodu vzduchu a par. Následuje provzdušňovací mezera a střešní latě s krytinou. 5.1.4 Tepelná izolace Tepelná izolace při vestavbě bytů do půdního prostoru je nezbytná, ale je nutno ji provést tak, aby se stávající konstrukce nadměrně nezatížily, zejména pokud se s větším zatížením nepočítalo. (Měšťan a Pavlis 1992) Akumulační schopnost materiálu má velký význam pro tepelnou pohodu, protože vyrovnává tepelné rozdíly tím, že některé materiály mají schopnost během vytápění teplo shromažďovat a po skončení vytápění je vydávat. Dobrou akumulační schopnost mají materiály s větší objemovou hmotností. Jde např. o zdivo z plných cihel, které se právě v půdních vestavbách vyskytuje poměrně omezeně. V podkroví se uplatňují především materiály s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi, které nemají 15
potřebnou akumulační schopnost. Abychom přesto získali u použitých konstrukcí potřebné tepelné vlastnosti, je rozhodující umístění tepelné izolace buď na vnějším, nebo na vnitřním líci. (Měšťan a Pavlis 1992) Při umístění izolace na vnější líc se zabrání úniku tepla naakumulovaného ve zdi, které napomáhá udržení určité teploty ve vnitřních prostorech. Nevýhodou tohoto použití je delší doba k vyhřátí od počátku vytápění, kvůli velké tepelné kapacitě materiálu, který je v kontaktu s interierem. Pokud by byla použita tepelná izolace na vnitřní straně stěny, zabránilo by se tak vstupování tepla do zdiva a zkrátila by se doba potřebná k vytopení místnosti. Tepelně izolační materiály rozdělujeme podle struktury na vláknité, tvarované a sypké. Minerální a skleněná vlákna patří mezi vláknité izolace. Tvarované hmoty jsou vyráběny z korku, křemeliny, pěnového betonu, pěnového skla a lehčených plastů. Mezi sypké hmoty patří škvára, křemelina a další. Tyto materiály se používají jako násypy nebo k výrobě izolačních desek. 5.1.5 Tepelná izolace v šikmé střeše Sluneční paprsky, které dopadají na povrch střechy ji rychle ohřívají až na 80°C a teplo se tak přenáší do půdních prostor. Z tohoto důvodu je důležité přerušit tepelný tok od střešní krytiny směrem k interiéru pomocí izolace. Tepelnou izolaci pokládáme mezi krokvemi nebo nad nimi pod krytinou. K částečnému odvedení tepla přispívá odvětrávací prostor mezi střešními latěmi. Vstupující vzduch nad římsou se ohřeje, vystoupá nahoru ke hřebeni a odvádí teplo ven.
16
5.1.6
Výpočet součinitele prostupu tepla u střešníní konstrukce
Obr.10 Skladba střešní konstrukce – podélný řez 1 -střešní krytina, 2 -laťování,3 -kontralatě (provzdušňovací mezera), 4 -difuzní folie, 5 -krokev, 6 -mezilehlá izolace, 7 – izolace pod krokvemi, 8 -laťování s mezilehlou izolací (rozestup latí 240mm), 9 -parozábrana, 10 -sádrovláknitá deska Tab. 1 Součinitele tepelné prostupnost pro materiály střešní konstrukce
Vrstva č.
Specifikace
tl. [mm]
λ [W/m.K]
5
dřevo měkké s tepelným tokem kolmo k vláknům
200 x180
λk= 0.180
6
tep. izolace ROCKMIN PLUS
200
λi=0.037
7
tep. izolace ROCKMIN PLUS
20
λi=0.037
8
laťování s tep. izolací ROCKMIN PLUS
30
λeq
10
sádrovláknitá deska FARMACELL
15
λdvd0,320
-
dřevo měkké s tepelným tokem po směru vláken
30
λp=0,410
fa =
a 0,35 = = 0,398 0,3977 a + b + c 0,35 + 0,18 + 0,35
fb =
b 0,18 = = 0, 0, 205 2045 a + b + c 0,35 + 0,18 + 0,35
0,3977 f c = f a = 0, 398
17
leq =
ll gll + li gli = 0, 053W m.K ll + li
RTa =
2 1 d1 + d 2 d3 d 4 + + + = 6, 736 m K W ai lIso leq lsvd
RTb =
2 1 d1 d 2 d3 d 4 + + + + = 6,736 m K W a i lkr li leq ldvd
2 RTc = RTa = 6,736 m K
W RT ˘ =
R1 = R3 =
2 1 = 4,946 m K W fa f f + b + c RTa RTb RTc
(0, 700gli ) + (0,180glk ) = 0, 233W mK 0, 700 + 0,180 (0, 240gli ) + (0,03gl p ) 0, 240 + 0, 03
= 0,03W RT ˘˘ =
mK
2 1 d1 d 2 d3 d 4 1 + + + + + = 1,996 m K W a i R1 li R3 ldvd a e
RT =
2 RT ˘ + RT ˘˘ = 3, 471 m K W 2 1 U= = 0, 288 W 2 m K RT
5.2 Stropní konstrukce 5.2.1 Stropní nosná konstrukce Mezi-patrové stropní konstrukce musí mít dostatečnou únosnost, tuhost a co nejmenší průhyb. Dále musí být zajištěna zvuková a tepelná izolace a odolnost proti požáru. Stropní konstrukce se skládá ze tří systémů: nosná konstrukce stropu, skladba podlahy a obklad stropu. Nosná část musí přenášet zatížení své váhy, skladby podlahy, pohledové konstrukce. Kvůli požadavkům na zvukovou izolaci a kmitání jsou vhodnější těžší systémy, čehož se docílí betonovými deskami nebo násypy, které výrazně zvyšují hmotnost, ale největší význam mají užitná zatížení. Nosníky jsou při zatížení namáhány na ohyb a smyk.
18
5.2.2 Stávající stropní konstrukce Jedná se o jednoduchý trámový strop s viditelnými trámy, tedy bez podhledu. Stropnice jsou o průřezu 16x 18 cm a kladeny jsou vedle sebe s osovou vzdáleností 90cm. Na trámy je položený záklop z fošen na sráz, jedná se tedy o nejjednodušší stropní konstrukci. Jednoduchý trámový strop má ze spodní strany viditelné trámy, na trámech je shora položen záklop, který u těchto stropů často tvořil současně i podlahu. Prkna (fošny) záklopu jsou hoblovaná a přibíjejí se ke stropním trámům. Mohou být kladená na sráz nebo na polodrážku. Z hlediska požární bezpečnosti je tento strop klasifikován jako strop spalný nebo hořlavý, nevhodný do obytných prostor. (Veverka a kol. 2008) 5.2.3 Modernizace stropu nad obytným podkrovím Původní stropní konstrukce je trámová se záklopem z fošnami na sráz. Pokud nebudeme využívat prostory nad podkrovním bytem také jako obytné, ale jen jako úložné prostory, požadavky na tuto skladbu nebudou tak vysoké. Hlavním cílem je zajistit tepelnou izolaci a protipožární ochranu. Jestliže máme celý krov zateplený mezi krokvemi, tak izolace ve stropu bude sloužit proti odvádění tepla z obytné části podkroví. Skladba stropu nad obytným podkrovím bude zateplená mezi stropnicemi izolací Rockmin PLUS, podhledem ze sádrovláknité desky FARMACEL připevněné k roštu s parozábranou, a na stropních trámech bude uložena palubová podlaha s perem a drážkou.
Obr.11 Skladba stropní konstrukce 1-dřevotřísková deska, 2-stropní nosník, 3-tepelná izolace Rockmin Plus,4-laťový rošt, 5-parozábrana, 6-sádrovláknitá deska
19
5.2.4
Výpočet součinitele prostupu tepla u stropní konstrukce
Obr.12 Skladba stropní konstrukce pro výpočet 1-dřevotřísková deska, 2-tepelná izolace Rosckmin Plus, 3-stropní nosník,4-laťový rošt(rozestup latí 250mm), 5-parozábrana, 6-sádrovláknitá deska
Tab. 2 Součinitele tepelné prostupnost pro materiály stropní konstrukce Vrstva č.
Specifikace
tl. [mm]
λ [W/m.K]
1
Dřevotřísová deska
25
Λdt=0,110
2
tep. izolace ROCKMIN PLUS
160
λi=0.037
3
dřevo měkké s tepelným tokem kolmo k vláknům
160 x 140
λk= 0.180
8
laťování s tep. izolací ROCKMIN PLUS
30
λeq2
10
sádrovláknitá deska FARMACELL
15
λdvd0,320
a 0, 45 0, 4327 = = 0, 429 a + b + c 0, 45 + 0,14 + 0, 45 b 0,14 fb = = = 0,141 a + b + c 0, 45 + 0,14 + 0, 45 0,1346
fa =
0, 4327 f c = f a = 0, 0, 429
leq 2 =
lv glv + ldk gldk = 0, 042 W m.K lv + ldk
20
RTa =
2 d 1 d4 d d 1 + + 3 + 2 + 1 + = 5, 42 m K W a i lsvd leq 2 li l dt a e
RTb =
2 d 1 d4 d d + + 3 + 2 + 1 = 2, 045 m K W a i ldvd leq 2 lk ldt
2 RTc = RTa = 5, 42 m K
W RT ˘ =
R2 =
2 1 = 4, 400 m K W fa f f + b + c RTa RTb RTc
(0,850gli ) + (0,140glk ) = 0,573W mK 0,850 + 0,140 RT ˘˘ =
2 1 d1 d 2 d3 d 4 1 + + + + + = 1, 435 m K W a i ldt R2 R3 ldvd a e
RT = U=
2 RT ˘ + RT ˘ = 2,918 m K W 2
1 = 0,343W 2 m K RT
5.2.5 Modernizace podlahy v podkroví Jelikož stávající stav je v mnoha ohledech nevyhovující, jak kvůli izolaci tepelné i akustické tak z hlediska požární bezpečnosti. Je potřebná také modernizace stropu. Nosný systém zůstane zachován, ale záklop se nahradí modernější skladbou. Mezi stropní trámy bude vložena izolace ROCKWOOL, na stropnice se použije záklop z dřevotřískových desek o tloušťce 22 mm, na které je uložena kročejová izolace MIRELON. K utlumeni hluku je nad touto izolací měkká dřevovláknitá deska o tloušťce 60 mm a na ní podlahový dílec FARMACEL a podlahová krytina. Pod stropnicí je laťový rošt s podhledovými sádrokartonovými deskami. 5.2.6 Zvuková izolace dřevěných stropů Omezení hlučnosti je jedním ze základních požadavků pro vytvoření příjemného prostředí. Pro návrh zvukově izolační vrstvy platí zásada, že hluk šířený vzduchem se nejlépe tlumí hmotou. To znamená, že čím je hmotnost konstrukce větší, tím je vyšší i zvukově izolační účinek. Tlumení kročejového hluku (všechny hluky vznikající nárazy na podlahu nebo na nosnou stropní konstrukci) se dosahuje pružnými vrstvami podlahy. Mohou být obsaženy v konstrukci buď jako nášlapné pružné vrstvy, nebo jako samostatné izolační vrstvy vložené mezi nášlapnou a stropní konstrukci.(Měšťan 1996) 21
Při řešení stropních konstrukcí v podkroví je hlavním cílem dosáhnout co nejlepších vlastností při co nejmenší plošnou hmotností. Stropy jsou totiž velmi často dimenzovaný pro menší zatížení, než je nutné pro obytné místnosti. Je tedy vhodné správně zvolit vrstvy a materiály v konstrukci. Důležité je také zabránit přenesení hluku z podlahy do svislé konstrukce domu, řešením tohoto problému jsou plovoucí podlahy, které nedoléhají těsně ke stěnám.
Obr.13 Skladba podlahy 1-podlahová krytina, 2-podlahový dílec Farmacel, 3-dřevo vláknitá deska,měkká, 4-minerol, 5-dřevotísková deska, 6-stropnice, 7- vzduchová mezera, 8-tepelná izolace, 9-laťový rošt, 10-dřevovláknitá deska
5.3 Příčky Příčky, které se používají v půdních vestavbách, rozlišujeme na dva druhy. Na příčky, které oddělují podkrovní místnosti navzájem od sebe a příčky oddělující podkroví od střešního prostoru. Příčky zatěžují stropní konstrukci, která byla dimenzována na určité zatížení, proto se snažíme o co nejnižší hmotnost. Další hlavní vlastností příček, které oddělují podkroví od střešního prostoru je dostatečná tepelná izolace. Na příčky mezi místnostmi se klade požadavek z hlediska akustické izolace.
22
5.3.1 Příčky oddělující podkroví od podstřešních prostorů Příčky jsou tvořeny kostrou z hranolů o rozměrech 75x 60 mm. Kostra je připevněna k prahu čepováním a ke krokvím pomocí plátování. Příčky jsou sendvičové konstrukce, kde je rám obložen sádrovláknitou deskou, mezi které je vložená tepelná izolace. 5.3.2 Příčky mezi místnostmi Kostrové příčky jsou ideální pro půdní vestavby, jelikož jejich hmotnost nepřevýší 30 kg m2. . To znamená, že se mohou připevňovat i na konstrukce stropů. Nosná konstrukce je tvořena kostrou ze dřevěných hranolů o rozměru 60 x60 mm. Kostra je založena na prahu, připevněném k podlaze a vhodně impregnovaném pro zvýšení odolnosti vůči vlivům vody a vlhkosti. Rám příčky je z obou stran opláštěna sádrovláknitými deskami, mezi nimi je tepelně izolační materiál, který má i funkci akustické zábrany. Příčky obklopující místnosti, kde dochází k dočasnému zvýšení relativní vzdušné vlhkosti, jako jsou například koupelny, je vhodné vybavit parozábranou. Jelikož sádro vláknité desky dokáží přijmout vlhkost a odvádět ji do suššího prostředí je tedy nutné zabránit absorbování vlhkosti do tepelné izolace. Minimalizujeme tím tak možnost poškození vnitřních prostor příčky houbou nebo hnilobou.
Obr.14 Skladba příčky ( Schémata stěn a stropů: Schéma vnitřní dělící příčky [online]. 2015 [cit. 2015-05-29]. Dostupné z: http://www.rdrymarov.cz/schemata-sten-a-stropu ) 1-sádrovláknitá deska, 2-tepelná izolace, 3-sádrovláknitá deska
23
5.4 Řešení proslunění Při řešení problematiky dostatečného proslunění byla použita ČSN 73 4301 – Obytné budovy. Byt je prosluněn, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. Do součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu se pro tento účel nezapočítávají části podlahových ploch obytných místností, které leží za hranicí hloubky místnosti rovné 2,3 násobku její světlé výšky. Obytná místnost se považuje za prosluněnou, jsou-li splněny následující podmínky : a) půdorysný úhel slunečních paprsků hlavní přímkou roviny okenního otvoru musí být nejméně 25°, hlavní přímka roviny je přímka, která je průsečnicí této roviny s vodorovnou rovinou. b) přímé sluneční záření musí po stanovenou dobu vnikat do místnosti okenním otvorem nebo otvory, krytými průhledným a barvy nezkreslujícím materiálem, jejichž celková plocha vypočtená ze skladebných rozměrů je rovna nejméně jedné desetině podlahové plochy místnosti; nejmenší skladebný rozměr osvětlovacího otvoru musí být alespoň 900 mm, šířka oken umístěných ve skloněné střešní rovině může být menší, nejméně však 700 mm. d) výška slunce nad horizontem musí být nejméně 5°.(ČSN 73 4301) 5.4.1 Vikyře Jelikož se jedná o historickou budovu, bylo nutné zachovat určitý vzhled domu, ke kterému patří í střešní vikýře odpovídající tehdejšímu renesančnímu vhledu. Střešní nástavce, sloužící pro osvětlení a větrání podstřešních místností, zároveň i mohou zvětšit využitelnou plochu podkroví. Přední stěnu vikýře tvoří tesařský vázaný rám z hraněného řeziva, který je nasazen na krokve nebo na pozednici. Rám má dva sloupky, krátkou vaznici a příčník. Spojení sloupků s vaznicí je čepováním. Je-li šířka vikýře shodná se vzdáleností krokví, jsou sloupky na krokve jen lípnuté. (Jelínek a Černý 2012) V průniku sedlové střechy vikýře s hlavní střešní plochou vzniká úžlabí, k němuž stéká voda z obou konstrukcí. V úžlabí je instalován měděný plech připevněn žlabovými háky ke konstrukci střechy odvádějící vodu.
24
5.4.2 Střešní okna Nemáme vždy možnost osadit okna v podkroví do svislé stěny. Někdy ani architektura objektu nedovolí vytvořit vikýř a nezbývá nic jiného, než navrhnout okna v střešní rovině, která by siluetu objektu výrazně nenarušila. Šikmé střešní okno má v porovnání se svislým oknem několik nedostatků. Hůře se otvírá, na oknech s menším sklonem se usazuje v zimě sníh a v létě prach. (Hájek 1987) Střešní okno je jednoduchý způsob jak lze podkrovní prostory prosvětlit. Při jejich osazování ovšem vzniká komplikace z důvodu napojení parozábrany na rám okna. Kvůli sklonu střešních oken je každodenní doba proslunění delší a podkrovní prostory se tak mohou nadměrně zahřívat. Ostění částečně zabraňuje průchodu slunečních paprsků a redukuje tak zahřívání interiéru.
25
6. PRŮVODNÍ A TECHNICKÁ ZPRÁVA 6.1 Průvodní zpráva Údaje o stavbě Název stavby:
Půdní vestavba objektu Horní náměstí 6
Místo stavby:
k.ú. Znojmo
Okres:
Znojmo
Parcelní číslo:
parc. č. 174, k.ú. Znojmo
Zastavěná plocha :
3. NP . . . . . . 204.5 m2 4. NP . . . . . . 204.5 m2 5. NP . . . . . . . 73,8 m2
Údaje o žadateli Osama Masri, Dlouhá 595, Přimětice, Znojmo Seznam vstupních podkladů - snímek pozemkové mapy - zaměření stávajícího stavu - projektová dokumentace z r. 2006 Údaje o stavbě Půdní prostory jsou využívané pouze jako uskladňovací prostory, které jsou vhodné k přestavbě na obytné podkroví. Budova se nachází v historické části města, úpravy jsou omezeny z hlediska zachováni vzhledu budovy. Krovová konstrukce ze statického hlediska nevyhovovala, bylo nutné provést opravy poničených částí krovu a zastřešení.
26
6.2 Souhrnná technická zpráva Popis objektu Půdní prostory objektu na severozápadní straně Horního náměstí č.p.6, situovaného v liniové zástavbě na parc. č. 174 v k .ú.Znojmo jsou určené k realizaci půdní vestavby. Půdorys je jednoduchého tvaru nepravidelného obdélníku. Objekt je 5-ti podlažní, z toho dvě podlaží jsou v půdních prostorech. Přístup do podkroví umožňuje nově zbudované dřevěné schodiště. Architektonické řešení Zastřešení v uliční části sedlovou a ve dvorní části pultovou střechou s valbou zůstane svými sklony beze změny, se zachováním stávající krovové soustavy. Stávající krovová konstrukce bude v půdní vestavbě přiznána. Střešní plášť bude doplněn 5-ti vikýři směrem do náměstí a šikmými střešními okny do dvora pro zajištění odvětrání a osvětlení podkrovních místností 4. a 5. NP. Střešní vikýře, budou replikami původních. Zachována bude střešní krytina z pálených hladkých neglazurovaných tašek, kladené na husté laťování. Podkrovní místnosti budou odděleny od podstřešních prostor sendvičovou konstrukci obloženou sádrovláknitou deskou s zařazením reakce na oheň A2. Příčky oddělující místnosti v podkroví
jsou tvořeny kostrou z hranolů oboustranně obložené
sádrovláknitou deskou, celková šíře příčky je 90 mm. Dispoziční řešení 4. NP je přístupné přes nově zbudované smíšené dřevěné schodiště. Z chodby u schodiště s orientací do ulice je přístupná bytová jednotka 2+1 s podlahou v úrovni +10,270 m, vhodný pro ubytování 2 osoby. Směrem do dvora jsou situovány prostory bez stropu otevřený do krovu vhodné pro uskladňování. Prosvětlení zajišťují šikmá střešní okna umístěné ve valbě i pultové části střechy. 5.NP je přístupné přez nově zbudované dvouramenné schodiště. Cele patro má podlahu v úrovni +13,050 m. Prostory jsou využívané pouze jako uskladňovací. Napojení na sítě Objekt je již napojen na inž. sítě. Stavební úpravy se nedotknou stávajících přípojek do objektu. Při realizaci dojde k úpravě vnitřních rozvodů vody, kanalizace, plynu,elektřiny a topných rozvodů. Vliv na životní prostředí Realizací stavebních úprav nedojde ke zhoršení vlivu na životní prostředí. 27
7 DISKUZE Půdní vestavba je vhodný způsob jak lze zvýšit obytné prostory domu. Dříve byly podkrovní místnosti určené spíše pro nemajetné, zatímco v dnešní době jsou hojněji využívány díky svému klidnému prostředí a poloze, která nám umožňuje se vzdálit od hluku a znečištěného vzduchu z ulic. Ne všechny krovy jsou pro vestavbu podkroví způsobilé, nízké střechy bez nadezdívky s malým sklonem na úzkém půdorysu jsou nevhodné. Před zapracováním projektu byl nutný podrobný průzkum stavu objektu, kde jsme se věnovali především stavu krovu a zejména těm částem, které budou přenášet zvýšené zatížení. Byly zjištěny závady a nedostatky, které bylo nutno odstranit. Provedly se opravy zejména nahnilých krokví i dalších prvků při zachování původních rozměrů. Nepoškozené krokve se ponechaly, ty ale nejsou staticky dostatečně vyhovující z důvodu zamýšlení zbudování nových vikýřů a především položením nové střešní krytiny dvojitým krytím. Původní krokve by nemusely odolat zatížení nebo by došlo k nadměrnému prohnutí. Řešením je zesílení krokví odpovídajícími příložkami a sešroubováním. Pro docílení dostatečných tepelně izolačních vlastností střešní konstrukce bylo zvoleno zateplení mezi krokvemi po celé jejich délce. Tento způsob zateplení příliš nerozšiřuje střešní průřez a není ideální variantou zateplení, jelikož krokve v tomto případě mají funkci tepelných mostů. K odstranění zmíněného nedostatku se v skladbě této konstrukce nachází mezi krokví a vnitřním opláštěním další vrstva tepelné izolace. Celkově má tato skladba součinitel prostupu tepla U= 0,28 W/(m 2·K), přičemž normová hodnota je 0,30 W/(m2·K). Pro zlepšení celkových tepelně izolačních vlastností vestavby přispívá zateplení obvodových příček obytných prostorů oddělujících podstřešní prostory od místností a také stropní konstrukce 4.NP. Norma tepelná ochrana budov nám udává pouze požadovanou minimální hodnotu prostupu tepla pro stropní konstrukce pod nevytápěnou půdou se střechou bez zateplení, kde U= 0,30 W/(m 2·K). Nebo hodnotu pro strop mezi prostory s rozdílem teplot do 10°C včetně, U= 1,05 W/ (m2·K). Při výpočtu součinitele prostupu tepla stropní skladbou byla zjištěna hodnota U= 0,33 W/(m2·K), která nevyhovuje předepsané hodnotě 0,30, která se však vztahuje ke střešním konstrukcím bez zateplení. V tomto případě je nám bližší hodnota 1,05 pro rozdíl teplot mezi podlažím 10°C, kterou splňuje. Opláštění příček a střešní i stropní konstrukce je sádrovláknitou deskou Farmacell. Tento materiál je však o málo těžší, ale má lepší požární odolnost od 30 – 120 minut, ta je v půdních prostorech nezbytná. Dále se vyznačují výrazně lepšími 28
mechanicky vlastnostmi, které nám umožňují zavěšení až 30 kg na jediný vrut. Proslunění a větrání zajišťují z jižní strany na sedlové části vikýře. Nemají sice takové vlastnosti jako šikmá střešní okna ale kvůli stáři domu a lokalizaci v památkové části je bylo nemožné zřídit na čelní straně objektu. Pultová část střechy s valbou i polovina sedlové střechy orientované směrem do nádvoří jsou již osazeny šikmými střešními okny, které zaručují dostatečné prosvětlení prostorů.
29
8 ZÁVĚR Práce se zabývala řešením půdní vestavby do stávajícího zrenovovaného krovu budovy na Horním náměstí ve městě Znojmě. Hlavním cílem bylo navržení dispozičního řešení prostorů podkroví, podle platných norem a předpisů, určeného k realizaci bytové jednotky vhodné pro manželský pár. Na začátku práce byla shrnuta historie budovy a analýza krovové konstrukce s provedenými opravami a úpravy nutných k zajištění staticky vyhovujícímu stavu. Hlavní část je zaměřena na skladbu stavebních konstrukcí v podkroví, jsou zde popsány vlastnosti i funkce jednotlivých částí skladeb. U nově navržených obvodových konstrukcí byl výpočtem zjištěn součinitel prostupu tepla. Je zde řešeno i prosvětleni, které bylo z části omezeno, jelikož se budova nachází v městské památkové rezervaci. Dispoziční řešení bylo v průběhu vypracovávání návrhu projednáváno s investorem a výsledné řešení je jak v souladu s jeho požadavky, tak i s platnými stavebními pravidly.
30
9 SUMMARY The work deals with the solution of the loft conversion in a existing renovated truss construction of the building in Znojmo. Designed the dispositional layout of the ceiling structure, determined for a married couple. History of the building and the analize the truss construction whith coresponding repairs necessary to accoplish the static status. The main part is focused on the constructions used in the loft conversion, with the main function. For newly proposed district structures were detected by calculating the heat transfer coefficient. The lightening was limited, because the house is situated in the historical part of the city. The layout was during of the work discussed with the investor and the final version is in accordance with actual construction rules.
31
10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ČESKÝ NORMALIZAČNÍ INSTITUT. Obytné budovy. Praha: Český normalizační institut, 2004, 28 s. HÁJEK, Václav. Obytné podkrovia v rodinných domoch, chalupách a chatách. 1.vyd. Bratislava: Alfa, vydavatelstvo technickej a ekonomickej literatúry, 1987, 235 s. Urob si sám (Alfa). ISBN 2928216. JELÍNEK, Lubomír a Petr ČERVENÝ. ČESKÁ KOMORA AUTORIZOVANÝCH INŽENÝRŮ A TECHNIKŮ ČINNÝCH VE VÝSTAVBĚ. Tesařské konstrukce. 3.vyd.
Praha:
Informační
centrum
ČKAIT,
2012.
Technická
knižnice
autorizovaného inženýra a technika. ISBN 9788087438343. KOLB, Josef a Bohumil KOŽELOUH. Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 2., aktualiz. vyd. v České republice. Praha: Grada, 2011, 317 s. ISBN 978-80-247-4071-3. MĚŠŤAN, Radomír a Jaroslav PAVLIS. Obytná podkroví a půdní vestavby. 1.vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1992, 478 s. ISBN 80-900-3277X. ŠTUMPA, Bohumil, Ondřej ŠEFCŮ a Jiří LANGNER. 100 osvědčených stavebních detailů: klempířství a pokrývačství. 1. vyd. Praha: Grada, 2012, 219 s. Stavitel. ISBN 978-80-247-3572-6. VAVERKA, Jiří, Zdeňka HAVÍŘOVÁ a Miroslav JINDRÁK. Dřevostavby pro bydlení. 1.vyd. Praha: Grada, 2008, 376 s. Stavitel. ISBN 9788024722054
32
11 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Pultová konstrukce s valbou
příloha
Obr. 2 Sedlová část krovu
příloha
Obr. 3 Napadené krokve hnilobou
příloha
Obr. 4 Poškozené krokve v úžlabí
příloha
Obr. 5 Nahrazení části krokve
příloha
Obr. 6 Opravená střešní konstrukce
příloha
Obr. 7 Zesílení konstrukce
příloha
Obr. 8 Střešní vikýře
příloha
Obr. 9 Skladba střešní konstrukce – podélný řez
14
Obr. 10 Skladba střešní konstrukce – příčný řez
17
Obr. 11 Skladba stropní konstrukce
19
Obr. 12 Skladba stropní konstrukce pro výpočet
20
Obr. 13 Skladba podlahy
22
Obr. 14 Skladba příček
23
33
12 SEZNAM TAUBLEK Tab. 1 Součinitele tepelné prostupnost pro materiály střešní konstrukce
17
Tab. 2 Součinitele tepelné prostupnost pro materiály stropní konstrukce
20
34
13. PŘÍLOHY 13.1 Výkresová dokumentace Výkres č. 1
Půdorys 3. NP
Výkres č. 2
Půdorys 4.NP
Výkres č. 3
Půdorys střechy
Výkres č. 4
Svislý řez
Výpis stavebně truhlářských prvků
13.2
Obrázky Obr. 1 Pultová konstrukce s valbou Obr. 2 Sedlová část krovu Obr. 3 Napadené krokve hnilobou Obr. 4 Poškozené krokve v úžlabí Obr. 5 Nahrazení části krokve Obr. 6 Opravená střešní konstrukce Obr. 7 Zesílení konstrukce Obr. 8 Střešní vikýře
35
