MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ
Ústav základního zpracování dřeva
Dřevostavba rodinného domu Bakalářská práce
2013
Gabriela Šmardová
Čestné prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: „Dřevostavba rodinného domu“ 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.
Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne: 10.5.2013
Gabriela Šmardová:
Poděkování: Na tomto místě bych ráda poděkovala všem, kteří se spolupodíleli na vzniku této bakalářské práce, ať už svými radami, či podporou. Děkuji Ing. Miloši Lavickému za cenné rady, vlídná slova a čas, který se mnou této práci věnoval. Především pak děkuji svým rodičům za péči, lásku a finanční podporu. A v neposlední řadě děkuji svým přátelům za psychickou a morální podporu.
Abstrakt Gabriela Šmardová Dřevostavba rodinného domu
Tématem bakalářské práce je návrh dřevostavby rodinného domu. Bakalářská práce je tematicky zaměřená na výběr vhodné lokality k umístění stavby, vizualizaci stavby na pozemku, rozebírá možnosti systémů dřevostaveb, a proč je vhodné zvolit právě dřevostavbu. V druhé části se pak věnuje textové části projektové dokumentace pro provádění stavby a výpočtu prostupu tepla konstrukcí navržené dřevostavby. . Klíčová slova: dřevostavba, návrh, rodinný dům, stavba, konstrukce
Abstract Gabriela Šmardová Wooden building of family house
The topic of this thesis is to design wooden building of family house. The bachelor thesis is focused on the selection of suitable locations for building placement, visualization of building on the plot, analyzes the possibilities of systems wooden buildings, and why is suitable to choose just the wooden building. The second part is devoted to the text part of the project documentation for building performing and the calculation of heat transfer through structures of designed wooden buildings.
Key words: wooden building, design, family house, building, construction
Obsah 1. Úvod
1
2. Cíl práce
2
3. Literární přehled
3
3.1. Lokalita umístění dřevostavby
3
3.1.1. Obec Závist
3
3.1.2. Historie obce
4
3.1.3. Umístění RD
5
3.1.4. Geologické podmínky
6
3.1.5. Vizualizace umístění RD na pozemku
6
3.2. Teorie
8
3.2.1. Základní požadavky pro navrhování staveb
8
3.2.2. Dřevo jako stavební materiál
8
3.2.3. Proč u nás nejsou stavby ze dřeva tak běžné
9
3.2.4. Proč stavět ze dřeva
10
3.2.5. Dřevostavba rámové konstrukce
11
3.2.6. Difúzně otevřený systém
14
4. Metodika
20
5. Textová část projektové dokumentace
21
5.1. Průvodní zpráva
21
5.1.1. Identifikační údaje
21
5.1.2. Podklady
22
5.1.3. Základní údaje o stavbě
22
5.1.4. Členění stavby
24
5.1.5. Věcné a časové vazby na okolí a související investice
24
5.1.6. Vliv na životní prostředí
24
5.1.7. Požární ochrana
25
5.1.8. Technické zařízení budovy
25
5.2. Technická zpráva
26
5.2.1. Všeobecné informace
26
5.2.2. Základní údaje charakterizující stavbu
26
5.2.3. Stavebně-technické řešení
27
6. Tepelně technické posouzení
34
6.1. Součinitel prostupu tepla
34
6.1.1. Základní veličiny a vztahy
34
6.1.2. Součinitel prostupu tepla podlahou
36
6.1.3. Součinitel prostupu tepla obvodovou stěnou
37
6.1.4. Součinitel prostupu tepla stropem
38
6.2. Zhodnocení výsledků
38
7. Diskuze
40
8. Závěr
41
9. Summary
42
10. Seznam odborné literatury
43
10.1.
Knižní díla
43
10.2.
Normy
43
10.3.
Elektronické prameny
44
11. Seznam obrázků a tabulek
45
11.1.
Obrázky
45
11.2.
Tabulky
45
12. Přílohy
46
1. Úvod Tradice staveb ze dřeva má v historii vývoje člověka nezastupitelnou roli. Dá se s jistotou tvrdit, že dřevo bylo, společně s hlínou a dalšími přírodními materiály, pravděpodobně prvním stavebním materiálem poté, co člověk opustil jeskyně a rozhodl se budovat si přechodná obydlí v cestě za potravou. Nejdříve to byly jen jednoduché chýše a příbytky, později se začaly rozvíjet různé konstrukční systémy a budovat trvalejší obydlí. Společně s vývojem společnosti, rozvojem a centralizací, začaly dřevěné konstrukce nahrazovat konstrukce kamenné, zejména u staveb společenského významu, jako byly stavby církevní, různé pevnosti, tvrze, hrady a města. Dřevo však těmto materiálům ustoupilo pouze částečně, neboť z pohledu lidové architektury se stavby ze dřeva, zejména rodinné domy stavěly až do počátku 19. století. Teprve v této době byly plně nahrazeny materiály, které dřevo postupem času zatlačily do ústraní.
Dnes se stavby na bázi dřeva opět začínají vracet na výsluní zájmu. Tento trend má hned několik logických opodstatnění. Lidé znovu objevují kouzlo tohoto materiálu, který je jistě v mnoha směrech výjimečný. Jedná se o obnovitelný zdroj energie s působivým životním cyklem, neboť dřevo je během svého růstu významným krajinným prvkem, má nezastupitelnou roli v cyklu kyslíku a oxidu uhličitého, dobré tepelně izolační vlastnosti a je plně recyklovatelné a obnovitelné. Z pohledu architektonického se jedná o materiál se značnou variabilitou, který umožňuje navrhovat stavby rozličných tvarů s minimálním omezením.
Dřevostavby jak je známe dnes, mají jen pramálo společné s dřevěnými stavbami minulosti. Díky doplňkovým moderním materiálům jako jsou velkoplošné desky, či tepelné izolace vznikají stavby, které mohou být plnohodnotnou alternativou k tradičním stavbám zděným, které jsou na našem území nejrozšířenější. Je pouze na stavebníkovi, jaký materiál zvolí pro své budoucí obydlí. Když ale známe všechny přednosti dřeva, je stále moudré držet se konzervativního stavění z cihel? Či je lepší posunout se ve vývoji zase o kousek dál? A blíže ke kořenům.
1
2. Cíl Cílem bakalářské práce je provedení návrhu dřevostavby rodinného domu pro manželský pár na konkrétním pozemku. V rámci projektu je třeba vybrat vhodnou lokalitu k návrhu domu a s ohledem na lokalitu navrhnout přijatelné dispoziční řešení stavby. Na navrženou dispozici bude vypracováno stavebněkonstrukční řešení objektu, jako stavby na bázi dřeva, a to v rozsahu projektové dokumentace pro provádění stavby dle §3, Vyhlášky č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb. Výstupem práce bude textová část, zabývající se stavebně-technickým řešením
dřevostavby,
a
výkresová
dokumentace
2
pro
provádění
stavby.
3. Literární přehled 3.1. Lokalita umístění dřevostavby 3.1.1. Obec Závist Obec Závist se nachází 20 km severně od Brna na okraji Moravského krasu. Katastrální rozlohou zaujímá plochu pouhých 44,33 ha, čímž se v současnosti stává nejmenší obcí v České republice. V obci je 47 domů a žije zde 136 obyvatel. Obcí prochází silnice I. třídy I/43 vedoucí ve směru Brno-Svitavy, která obec rozděluje na dvě poloviny. V obci je hostinec, potraviny, kulturní dům a knihovna.
Obr. 1 - Mapa širších souvislostí, obec Závist
Téměř ze všech stran je obec obklopená lesy. V blízkém okolí se nachází spousta turistických stezek, jak pro pěší, tak pro cyklisty, z nichž nejznámější je Pivní stezka Petra Bezruče, vedoucí z Brna-Řečkovic do Černé Hory. Zejména díky svojí výhodné poloze vůči Brnu je obec v posledních letech hojně vyhledávanou lokalitou pro stavbu rodinných domů. Poptávku po stavbě rodinných domů lze bohužel, zejména kvůli malé rozloze obce, uspokojovat jen ve velmi omezené míře.
3
Obr. 2 - Obec Závist – pohled z Pastvisek na levou část obce 3.1.2. Historie obce Závist se řadí mezi poměrně mladé obce, jelikož oficiálně vznikla až v roce 1776, což dokládá dochovaný otisk pečetě z tohoto období. Již dříve však zde, v podkově mezi kopci Boučí, Spálená a Pastviska stálo několik domů, hostinec a kovárna, souhrnně označených jako Brlohy. Samostatný název obce Závist se poprvé objevuje v historických pramenech roku 1724. O původu tohoto názvu existuje několik teorií: 1. Jméno obce Závist vzniklo od závislosti formanů na pomoci místních obyvatel při jízdě do strmého kopce nad obcí. 2. Název vznikl podle toho, že si lidé záviděli dobrou půdu
Obr. 3 - Znak obce Závist Mezi nejvýznamnější památky obce patří zděná zvonice z roku 1833. Kruhovitá kamenná kašna na návsi z roku 1925, do které přitéká voda z místního prameniště a pomník padlým v první světové válce z roku 1938, který zdobí plaketa prvního prezidenta Československé republiky T. G. Masaryka. Zajímavou historií se může pochlubit zejména místní hostinec, stojící na místě původního hostince s č. p. 1, ke kterému se váže pověst o loupežnících, okrádajících formany na cestách. 4
3.1.3.
Umístění RD Rodinný dům bude umístěn na pozemcích parc. č. 132/1, v části obce zvané
Za Kopečkem. Pozemek je ve vlastnictví p. Milana Šmardy, předpokládaného budoucího stavebníka. Pozemek je také již zařazen do územního plánu obce jako plocha smíšená obytná. Celková výměra pozemku je 1062 m2, druh pozemku pak trvalý travní porost. V současné době je pozemek využíván jako zahrada a v jeho přední části je postaveno garážové stání (na Obr. 4 vyznačeno modře). Navrhované umístění RD je na Obr. 4 vyznačeno oranžovou barvou.
Obr. 4 - Pozemek pro stavbu navrhovaného RD 5
3.1.4. Geologické podmínky Prostudováním geologických map, které jsou volně přístupné na internetu, bylo zjištěno, že pozemek se nachází na území tvořeném svahovými sedimenty, hlínou a pískem (viz. Obr. 5). Jedná se o nesoudržnou zeminu, a proto v našich klimatických podmínkách obecně platí, že na takovémto podloží lze bez problémů zakládat v hloubce 0,8 m pod upraveným terénem.
Obr. 5 - Zjednodušená geologická mapa M 1:50 000 (přiblížení 3x3 km) 3.1.5. Vizualizace stavby na pozemku
Obr. 6 - Vizualizace – pohled na JZ orientovanou terasu 6
Obr. 7 - Vizualizace – pohled na vstupní průčelí domu
Obr. 8 - Vizualizace – pohled na zadní část domu
7
3.2.
Teorie 3.2.1. Základní požadavky pro navrhování staveb Základní požadavky pro navrhování staveb se řídí těmito normami: •
ČSN EN 1995-1-1 (731701) Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla - Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby
•
ČSN EN 1990 ed. 2 (730002) Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí
•
ČSN EN 1991-1-1 (730035) Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení Zatížení sněhem Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení Zatížení větrem
•
ČSN 73 4301 (734301) Obytné budovy
•
ČSN 73 0540 (730540) Tepelná ochrana budov
3.2.2. Dřevo jako stavební materiál
Dřevo je obnovitelný zdroj energie s neuvěřitelným potenciálem. Lidstvem byl využíván již odnepaměti, nejdříve jako zdroj tepla a světla, později jako stavební materiál pro vznik prvních chýší a obydlí. V době industrializace bylo dřevo jako stavební materiál nahrazeno materiály, jež dnes zpravidla nazýváme jako materiály tradiční (ocel, cement, beton, cihla apod.). V moderním stavitelství však začíná mít dřevo opět nezastupitelnou úlohu, zejména v souvislosti s požadavky na ekologii a obnovitelnost zdrojů. Zajímavostí k zamyšlení může také být fakt, že délka cyklu obnovy dřeva koresponduje s délkou lidského života (Růžička, 2006). 8
Obr. 9 - Les
3.2.3. Proč u nás nejsou stavby ze dřeva tak běžné. S dřevěnými stavbami na našem území bylo spojeno velké množství požárů. Většina domů bylo dřevěných s doškovými či šindelovými střechami a navíc ani neměly komíny. Kouř volně unikal stropním otvorem. Později se stavěly komíny dřevěné, vymazané hlínou. K zamezení rizika požárů posloužily reformy osvícených panovníků Marie Terezie a jejího syna Josefa II, a tím byla i tradice dřevěných staveb na našem území přerušena. Marie Terezie totiž vydala dne 21. srpna roku 1751 takzvaný „ohňový patent“, který obsahoval 30 článků a nařizoval mimo jiné stavět domy cihelné, či kamenné, zvonit, pokud vartýř uvidí požár, mít zvonek v každé obci (vznik zvoniček), sázet stromy mezi domy a mít na návsi rybníček. Patent byl později ještě zpřísněn jejím synem, Josefem II., který zjistil, že vrchnost přistupuje k předpisům velmi liknavě. Dne 24. ledna roku 1787 také vydává první platný požární řád. V 19. století nastoupila industrializace, která ovlivnila i vývoj stavebnictví a vedla k novým metodám a použití nových materiálů, ruku v ruce s rozvojem větších měst. Ve velké míře nahradily dřevo materiály jako ocel, cement či beton. Dalším plusem pro rozvoj těchto materiálů byla také skutečnost, že v období světových válek byly zdroje dřeva značně omezeny. Ani s nástupem komunismu se mnohé nezměnilo, potřeba produkovat beton tu byla ve velkém.
9
Následkem těchto neblahých událostí je zejména ta skutečnost, že se začaly vytrácet řemesla a profese spojené s výrobou a zpracováním dřeva. V současné době tedy nemáme dostatek odborníků na problematiku dřevěných konstrukcí. Dalším problémem je nedostatečná informovanost širší veřejnosti, která si v sobě nese spoustu omylů a mýtů o stavbách ze dřeva. Potřeba stavět z obnovitelných zdrojů nás však stále více nutí se nad problematikou tradiční materiály versus dřevo zamýšlet. Dřevo se v současnosti stalo materiálem nejen ekologickým, ale i ekonomicky výhodným. 3.2.4. Proč stavět ze dřeva
Důvodů, proč se rozhodnout pro dřevostavbu může být hned celá řada. Jako první přicházejí v úvahu důvody zcela pragmatické, a to je skutečnost, že dřevo je v České republice nadmíru dostupná surovina. Dle statistických údajů z roku 2011 má Česká republika 2 657 000 ha lesů, což představuje 33,73% podíl celkové rozlohy státu. Lépe je na tom v Evropě pouze Rakousko, jehož zalesněná plocha čítá 47,76% celkové rozlohy. Navíc každoroční přírůst lesa je zhruba o 2 mil. m3 větší, než realizované těžby dřeva v daném roce. Vzhledem k informaci, že dřeva je v ČR dostatek, a že meziročně stále přirůstá, je nasnadě, že ceny dřeva se drží celkem nízko, a podobně by tomu mělo být i v nadcházejících letech. Toto je významná informace pro investora, pro kterého je hlavním kritériem cena jeho budoucího domu. Dalšími významnými hledisky jsou zejména ekologické parametry tohoto materiálu. Dřevo je recyklovatelný přírodní obnovitelný materiál s poměrně krátkým cyklem obnovy a nepříliš vysokými náklady na jeho obnovu. Během růstu je také významným krajinným prvkem a má nezastupitelnou úlohu v cyklu kyslíku a oxidu uhličitého. Na zpracování dřeva, od pokácení stromu, přes zpracování materiálu, až po použití, jako stavebního materiálu, přepravu a konečnou likvidaci, je zapotřebí mnohem méně energie, než je tomu u běžných stavebních materiálů, jako je beton nebo cihla. V rámci likvidace je dřevo, snad jako jediný stavební materiál, navíc schopno poskytnout další energii. A v neposlední řadě je významnou výhodou, že cyklus zpracování dřeva zcela bezodpadový, neboť je možno beze zbytku využít všechny jeho části, odpadají tedy další náklady spojené s likvidací zbytkových odpadů z výroby. 10
Je třeba také uvést, že dřevo je stavební materiál značně flexibilní. Volbou různých průřezů, ohýbáním či spojováním do sítí, tvarováním apod. je možné vytvořit téměř jakýkoli tvar konstrukce, což může být výzvou a novým směrem, zejména pro architekty a designéry. 3.2.5. Dřevostavba rámové konstrukce
Aby bylo možné blíže popsat stavební systém, je třeba nejdříve úvod do celé problematiky staveb ze dřeva, pro lepší orientaci.
3.2.5.1.
Co je to dřevostavba
Pod pojmem dřevostavba je možné si představit jakýkoliv objekt, jehož hlavní nosnou konstrukci tvoří dřevo, či materiál na bázi dřeva. Obecně lze konstrukční systémy dřevostaveb rozdělit do tří skupin. Dělí se tedy na rámové stavby, kdy je konstrukce stěn tvořena nosnou dřevěnou kostrou z opracovaného řeziva a opláštěna deskovými materiály, které mají výztužný charakter a spolupůsobí při přenosu zatížení s dřevěnou kostrou. Jednotlivé typy staveb se liší pouze ve stupni předvýroby a konstrukčních detailech. U skeletových staveb naopak obvodový plášť nemá funkci výztužnou, ale pouze ochrannou a výplňovou. Nosná kostra je opět tvořena dřevěnými tyčovými prvky. Jednotlivé prvky však mají větší dimenze a jsou v konstrukci uspořádány ve větších vzdálenostech, než je tomu u rámových staveb. Do poslední kategorie se řadí masivní dřevostavby, u nichž nosnou funkci plní masivní dřevěná stěna, vytvořená buď z plných profilů, nebo podle jednotlivých konstrukčních systémů skládáním či lepením jednotlivých vrstev přířezů, a jejich vzájemným spojováním. Typickými zástupci tohoto systému jsou roubenka, či srub. (Havířová, 2006)
11
3.2.5.2.
Rámová konstrukce dřevostavby
Jak je uvedeno výše, jedná se v případě rámových dřevostaveb o stavby, jejichž konstrukce je tvořena dřevěnou kostrou a opláštěna deskovými materiály, které mají výztužný charakter a dodávají celé konstrukci stabilitu. Tento systém se do Evropy rozšířil především ze Severní Ameriky, kde mají takto stavěné domy již několik set letou tradici. Jeho rozšíření bylo masivní, zejména kvůli velkému nárůstu přistěhovalců, kteří se potřebovali co nejrychleji usídlit. Tradiční stavba domu z cihel zabere v lepším případě několik měsíců, oproti tomu suchý proces výstavby rámové dřevostavby bez mokrých procesů je mnohem rychlejší. Sloupkové nosné soustavy byly vyvinuty z amerického systému „two by four”, který vznikl v polovině 19. Století. 2x4 je rozměr nosných stojek, uvedený v palcích, kterému v metrickém systému odpovídá rozměr 50x100 mm, a novějšího systému „two by six“, používaného zejména kvůli vyšším nárokům na tloušťku tepelné izolace v konstrukci. Sloupky mohou být buď průběžné, od základového trámku k okapu, s přiloženými stropy, tento systém nazýváme „Baloon frame”, nebo jsou sloupky neprůběžné, na výšku podlaží, se stropy uloženými na vrchní hranol rámu. Druhý typ systému nese název „Platform frame”.
Obr. 10 - Baloon frame a Platform frame 12
Charakteristickým znakem rámových dřevostaveb jsou malé průřezy dřevěných profilů a malá vzdálenost rámových stojek. Nejčastěji používaným rozměrem sloupků v evropských zemích je průřez šířky 50-60 mm, a výšky 120, 140, 160 nebo 180 mm, přičemž záleží na požadavcích na tepelnou izolaci stěn. Nosnou stěnu v systému rámových dřevostaveb tvoří sloupky, které jsou rozmístěny v pravidelných osových vzdálenostech, nejběžněji 625 mm, což je výhodné z hlediska opláštění velkoformátovou deskou, jejíž kratší rozměr je většinou ustálen na 1 250 mm, není tedy nutné desky jakkoli zařezávat, či upravovat. Méně běžné jsou pak osové vzdálenosti 400, 600 a 850 mm. Sloupky jsou ve spodní a horní části spojeny vodorovným pasem natupo, pomocí hřebíků, čímž je vytvořen tuhý dřevěný rám. Vzhledem k velkému štíhlostnímu poměru sloupků plní deska opláštění také funkci stabilizační, proti vybočení sloupků. Sloupky jsou s opláštěním pevně spojeny. Základním materiálem pro nosnou konstrukci je konstrukční řezivo třídy C 24, které se používá na krovy staveb. Důležitou podmínkou pro zabudování dřeva, je maximální vlhkost řeziva 18% a jeho chemické ošetření proti houbám a dřevokaznému hmyzu. Další možností je použití předsušeného řeziva, kde se do značné míry eliminuje vznik prasklin a objemových změn, spojených s vysycháním dřeva. Třetí možností je použití lepeného dřeva. Jak již bylo uvedeno, deskové materiály tvoří funkci zejména stabilizační. Deskových materiálů se pro opláštění používá celá řada. Může se jednat o desky na bázi dřeva, určené pro stavební účely (OSB desky, dřevotřískové desky), sádrovláknité desky, či cementotřískové desky. Kromě funkce statické mohou některé desky plnit také funkci požární odolnosti, a to zejména desky cementotřískové. Tepelná izolace v rámu obvodové stěny většinou prování z minerální plsti, dodávané v deskách nebo v rolích, v tloušťkách 50 – 200 mm. Izolace se vkládá do dutin mezi stojky rámu. Protože by tato tloušťka izolace nevyhověla dnešním požadavkům na prostup tepla, přidává se po vnějším obvodu další kontaktní zateplovací systém, jako jsou desky na bázi EPS, či dře-
13
vovláknité desky. Alternativou mohou být také izolace na bázi lnu, konopí, či slámy. Vnitřní stěny, které neplní nosnou funkci, a slouží pouze k oddělení prostor, jsou nejčastěji tvořeny ze dřevěných sloupků, průřezu 60x60 mm. Jako opláštění se ve většině případů používá sádrokarton. Prostor mezi sloupky je vyplněn zvukovou izolací na bázi minerální plsti. Z hlediska provádění stavby je možno montovanou stavbu s nosným dřevěným rámem provést hned několika způsoby. Jedním ze systému, který se nejvíce praktikuje v Americe, je systém „Timber frame houses”, který praktikuje řada menších tuzemských firem. Jedná se o stavění z jednotlivých přířezů dřeva přímo na staveništi. Výhodou tohoto systému je fakt, že realizátor nepotřebuje žádné další prostory pro provádění přípravných prací. Nevýhodou je naopak prodloužení doby výstavby, manipulace s dřevěnými prvky a deskovými materiály v nechráněném prostředí a nutnost skladovat dřevo v blízkosti stavby, čímž je zvýšeno riziko vnikání vlhkosti do materiálu. Z těchto důvodů se velké procento dřevostaveb realizuje úplnou nebo alespoň částečnou prefabrikací nosné stěny přímo ve výrobním závodě. Jednotlivé panely jsou vyráběny v suchém prostředí, bez větších vlhkostních vlivů, dopraveny v krátkém čase na staveniště a ihned osazeny. Osazování dřevěných rámů se provádí na předem připravenou, vyzrálou betonovou desku. Rámy se osazují na základový práh, který je naimpregnován a ukotven ocelovými kotevními prvky do základové desky. Pod základový práh je nutné použít pás izolační lepenky, která brání případnému pronikání vlhkosti z betonové desky do dřeva. Po osazení a fixaci obvodových panelů, vnitřních nosných i nenosných příček a stropů je připravena dřevěná kostra domu, která je následně zastřešena, a tím je celá stavba chráněna před dešťovou vodou.
3.2.6. Difúzně otevřený systém
3.2.6.1.
Problematika difúze a kondenzace vodních par
Problematika difúze vodních par je jedním z nejdůležitějších témat, z hlediska stavební fyziky dřevostaveb. Difúzí se rozumí molekulární pře14
nos plynů, v tomto případě binární směs suchý vzduch-vodní pára. To jak se bude stavební konstrukce chovat z hlediska difúze vodní páry, závisí na pořadí jednotlivých vrstev ve skladbě konstrukce. Vodní pára, která v zimním období prochází z interiéru směrem ven, se nesmí na své cestě zarazit nikde jinde než v místech, kde jsou ještě vysoké teploty. Jakmile dojde k jejímu zadržení v místě nízkých teplot, což je obvykle vnější část skladby konstrukce, vodní pára zkondenzuje a materiál, v němž je obsažena, začíná vlhnout. Výrazem „pára” se v souvislosti s danou problematikou myslí obecná vlhkost v interiérech staveb, která je způsobena jednak jejich provozem, ale i pobytem člověka v interiéru apod. Vlhkostní procento je závislé na teplotě. Při vyšší teplotě se vlhkostní procento snižuje, při nižší naopak zvyšuje. Jestliže dosáhne snížení teploty určité meze, dochází k tzv. „stoprocentnímu nasycení vodními parami” a výše zmíněnému „zkapalnění”. Norma povoluje v konstrukci určité množství kondenzátu za předpokladu, že v dalším cyklu dojde k odstranění vlhkosti z konstrukce větráním. (Zahradníček & Horák, 2011). K problému kondenzace vodní páry v konstrukci můžeme přistupovat několika způsoby. První přístup je ten, že se molekulárnímu (konduktivnímu) prostupu vodní páry nijak nebrání. Pára volně prochází konstrukcí a v určitém místě zkondenzuje, objevuje se vlhkost. Tato vlhkost za určitých okolností nemusí být velký problém. A to tehdy, jestliže zkondenzovaná pára neohrozí funkci konstrukce, jinými slovy ke kondenzaci nedojde v žádném materiálu, u kterého by vlivem zhoršené vlhkosti mohlo dojít ke snížení životnosti (dřevo, materiály organického původu, většina tepelných izolací apod.). Dále ve stavební konstrukci nesmí v roční bilanci kondenzace a vypařování zbýt žádné zkondenzované množství vodní páry Mc,a, které by zvyšovalo vlhkost konstrukce, a zároveň roční množství zkondenzované páry v konstrukci Mc,a, musí být nižší, než limit Mc,a,N, který činí: •
Mc,a,N = 0,10 kg/(m2.a) nebo 3% plošné hmotnosti materiálu, v němž dochází ke kondenzaci, pro jednoplášťové střechy, konstrukce s dřevěnými prvky, s kontaktním zateplením a pro další konstrukce s málo propustnými vnějšími vrstvami.
15
•
Mc,a,N = 0,50 kg/(m2.a) nebo 5% plošné hmotnosti materiálu, v němž dochází ke kondenzaci, pro ostatní stavební konstukce. (ČSN EN 73 0540-2)
Tento přístup se používá zejména u univerzálních zdících materiálů. Druhý princip je ten, že zabráníme prostupu vodní páry do konstrukce. Děje se to použitím vrstvy, kterou nazýváme parozábrana. Jedná se především o materiály s vysokým difúzním odporem. Třetím principem je použití vrstvy zvané parobrzda, která umožní částečný prostup vodní páry do konstrukce. Jedná se o materiály se středně vysokým difúzím odporem. Schopnost materiálů vést vodní páru se vyjadřuje pomocí dvou parametrů. Prvním z nich je součinitel difúze vodní páry
a druhým výše zmí-
něný faktor difúzního odporu µ. Čím větší hodnota, tím větší nepropustnost pro vodní páru. Faktor difúzního odporu vyjadřuje, kolikrát je difúzní odpor dané vrstvy materiálu větší, než difúzní odpor stejné vrstvy vzduchu (µ pro vzduch je 1). Materiály s vysokým difúzním odporem jsou například sklo, plech nebo PE fólie, která je nejčastěji používána jako parozábrana. Nízký difúzní odpor mají materiály jako minerální izolace nebo dřevní hmota. Rozdíl mezi parozábranou a parobrzdou je v hodnotě faktoru difúzního odporu. Parozábrana má difúzní odporu pohybující se v rozmezí 600 až 900, parobrzda se pohybuje od 100 do 400. (Zahradníček & Horák, 2011) 3.2.6.2.
Koncept obvodových plášťů s parozábranou
Z pohledu konstrukčního systému dnes většinu dřevostaveb u nás tvoří koncept rámové dřevostavby s parozábranou, kdy nelze připustit vstup vodní páry do konstrukce. Důvodem je především obava z biologické degradace dřeva v důsledku hromadění vlhkosti. Tento přístup je však v rozporu s konceptem ekologického a zdravého bydlení a to hned z několika hledisek. Hovoří-li se o obnovitelných zdrojích a ekologických materiálech, lze jen těžko souhlasit s použitím PE fólií, pěnového polystyrenu, formaldehydových lepidel apod. Z hlediska ekologické úspornosti je také třeba se pozastavit nad chováním dřevostaveb v letním období. Tyto objekty mají díky nízké hmotnosti obvodových plášťů malou tepelnou kapacitu, což vede v letním období k přehřívání staveb. Protože náklady na chlazení jsou 2-3x 16
dražší, než náklady na vytápění, jsou v tomto smyslu dřevostavby energeticky náročné. A patrně nejdůležitější otázkou je kvalita vnitřního prostředí. Vlivem zásady zamezení vniknutí vlhkosti do konstrukce používáme ze strany interiéru již zmíněnou parozábranu. Interiér tak vlastně obaluje neprodyšný, hermeticky uzavřený prostor, v některých případech ještě doplněn o hermeticky těsnící okna a dveře. O kvalitě tohoto prostředí pak lze s úspěchem pochybovat. Použití umělého větrání je řešením problému jen do té míry, kdy jsme schopni trvale zaručit mikrobiologickou čistotu vzduchotechnických rozvodů. (Krňanský, 2008)
3.2.6.3.
Difúzně otevřené pláště dřevostaveb
Difúzně otevřené systémy jsou novým moderním konceptem a nahrazují v mnohých ohledech nevýhodnou parozábranu tzv. parobrzdou. Základní princip difuzně otevřené stěny je ten, že za parobrzdou směrem do exteriéru následují materiály, které vykazují nižší difúzní odpor než parobrzda. Tím je zaručeno, že kdykoli se během cyklu užívání stavby objeví v konstrukci vlhkost, ať již zabudovaná nebo vzniklá chybou v provedení parobrzdy, vždy má možnost odvětrání, nikdy nezůstane uzavřená mezi dvěma difúzně málo propustnými materiály. V případě difúzně otevřených systému tak musíme úplně vyloučit některé běžně používané materiály, jako je například polystyrenová tepelná izolace, či akrylátová omítka. Dále je nutné nezapomenout na uzavření tepelné izolace z vnější strany ochrannou vrstvou proti vnější vlhkosti, nejčastěji se používá difúzně propustná fólie či difúzně propustné desky s uzavřenými póry z vnější strany. Difúzně otevřenou stěnu je také nutno ověřit přesným výpočtem. (Zahradníček & Horák, 2011)
3.2.6.4.
Difúzně otevřený nosný obvodový panel Rigips - diffuwall®
Pro návrh dřevostavby rodinného domu v této bakalářské práci byl zvolen certifikovaný difúzně otevřený systém Rigips - diffuwall®. Z hlediska certifikátem potvrzených hodnot únosnosti a požární odolnosti se panely
17
obvodové stěny mohou zhotovovat o výšce H≤3m. Skladba obvodové stěny a její tepelně izolační vlastnosti jsou uvedeny níže. Tab. 1- stavebně fyzikální vlastnosti panelu Rigips – diffuwall®
Obr. 11- Skladba obvodového pláště Rigips - diffuwall
Skladba neobsahuje parozábranu, takže stěna může do určité míry dýchat, přičemž tento jev pozitivně ovlivňuje kvalitu vnitřního mikroklimatu a chrání povrchy před osídlením plísněmi.
Obr. 12 - Princip funkce difúzně otevřeného systému
18
Materiály použité ve skladbě obvodové stěny mají také vynikající tepelně izolační vlastnosti, a tak je možné vytvářet obvodové pláště energeticky úsporných až pasivních objektů, aniž by se radikálně musela změnit tloušťka stěny.
Obr. 13 - Tepelná stabilita obvodového pláště
Užitím dřevovláknitých desek Hofatex, které mají vysokou tepelně akumulační schopnost, se lze účinně bránit, proti zahřívání objektů v letním období. Odstraňuje se tak tradiční nevýhoda dřevostaveb, kterou je jejich malá tepelná stabilita, zejména s ohledem na letní období. Fázový posuv teplotního kmitu u obvodových stěn systému Rigips - diffuwall® dosahuje hodnot 9,4 až 12,6 hodiny (běžná stěna dřevostavby dosahuje fázového posuvu 3-4 hodiny.
Obr. 14 - Fázový posuv u obvodového pláště
19
4. Metodika V bakalářské práci je třeba zpracovat návrh dřevostavby rodinného domu jako projektovou dokumentaci pro provádění stavby. V rámci návrhu budou určeny podmínky umístění stavby i její budoucí využití, pro lepší a názornější zpracování. Pro návrh dřevostavby rodinného domu byl vybrán konkrétní pozemek v obci Závist, který je územním plánem určen k zastavění. Dále byli určeni konkrétní budoucí majitelé a uživatelé stavby. Dřevostavba bude vzhledem ke konkrétním podmínkám užívání navržena pouze jako jednopodlažní, bez obytného podkroví a bude plnit funkci trvalého bydlení pro dvě osoby. Práce se komplexně zabývá návrhem dřevostavby rodinného domu. V první fázi bude vybrán konkrétní pozemek a z map určeny jeho náležitosti, jako je přesná poloha, rozloha a geologické podmínky pro zakládání stavby. Následovat bude výběr vhodného konstrukčního systému a skladby obvodového pláště. Dle tohoto výběru bude zvolen systém založení stavby a systém zastřešení stavby. Bude vypracována projektová dokumentace pro provádění stavby včetně průvodní a technické zprávy. Dále bude provedeno tepelně technické posouzení konstrukce obvodového pláště, podlahy v 1.NP a stropu na prostup tepla dle ČSN EN 73 0540.
20
5. Textová část projektové dokumentace 5.1.
Průvodní zpráva
5.1.1. Identifikační údaje 5.1.1.1.
Stavba
Název stavby
Novostavba rodinného domu
Místo stavby
parc. č. 132/1, Závist
Katastrální území
Závist, okres Blansko
Dotčené parcely
129, 131, 133/1
Druh pozemku
stavební
Druh stavby
dřevostavba rodinného domu
Stupeň PD
bakalářská práce
Stavební úřad
Blansko
5.1.1.2.
Investor
Stavebník – jméno a adresa:
Gabriela a Milan Šmardovi, Závist 35, 679 22 řešení rodinné situace
Důvod a účel stavby:
5.1.1.3.
Účastníci stavebního řízení
Investor:
Gabriela a Milan Šmardovi, Závist 35,679 22
Vlastník pozemku:
Šmarda Milan, Závist 35, 679 22
5.1.1.4.
Vlastníci sousedních pozemků
parc. č. 129
Obec Závist, Závist 2, 679 22
parc. č. 131
Šanderová Dana, Milonice 56, 679 22
parc. č. 133/1
Horák Milan, Závist 44, 679 22 Horáková Jana, Závist 44, 679 22 21
5.1.2.
5.1.3.
Podklady •
Snímek katastrální mapy v měřítku 1:50 000
•
Kopie územního plánu obce Závist
•
Předběžný geologický a radonový průzkum dle map
•
Zadání bakalářské práce
Základní údaje o stavbě
Dřevostavba rodinného domu byla navržena pro účely bakalářské práce. Pro lepší představu o stavbě byla tato situována na konkrétní pozemek a je tvořená pro konkrétního investora . V projektu se počítá s faktem, že rodinný dům budou užívat pouze dvě osoby. Této skutečnosti jsou přizpůsobeny také rozměry domu a jeho celková dispozice. Projekt byl vyhotoven na základě zadání bakalářské práce v souladu s územním plánem obce Závist.
5.1.3.1.
Charakteristika území stavby
Stavební parcela č. 132/1 o celkové výměře 1062 m2 se nachází na katastrálním území obce Závist v části obce „Za Kopečkem”. Vjezd na pozemek je možný z místní komunikace (asfaltová komunikace šířky 6 m). Parcela je situována na rovinném terénu. Pozemek je ve své střední části zarostlý devíti vzrostlými ovocnými stromy (stáří v rozmezí 30 – 40 let), ve vzdálenosti 30 m od uliční čáry protéká pozemkem malý potůček, činný pouze v období jarního tání a dešťů, pozemek je zatravněn. V současné době je pozemek využíván jako zahrada. Základová půda je tvořena svahovými sedimenty s písčitohlinitým charakterem s pevnou konzistencí. V území bylo zjištěno nízké riziko pronikání radonu, které je možno odstínit běžnou izolací proti zemní vlhkosti, žádné další protiradonové úpravy nejsou na pozemku nutné. Pozemek je oplocen (dřevěný laťkový plot výšky 900 mm). Inženýrské sítě dosud nejsou na pozemku napojeny. Tyto sítě jednotné kanaliza22
ce, plynovodu, vodovodu, elektřiny a telefonu jsou vedeny v místní komunikaci a její blízkosti (viz příloha projektové dokumentace – situace).
5.1.3.2.
Urbanistické řešení
Objekt dřevostavby rodinného domu je situován obytné zóně obce Závist. Čelní stěna budovy je vzdálená 8 m od uliční čáry a 2m od hranice vpravo sousedícího pozemku, při pohledu z ulice. Podélná osa objektu (orientace SZ-JV) je kolmá k ose komunikace. V přední části pozemku je již umístěna garáž určená pro parkování 2 osobních vozidel, vjezd na pozemek tedy není zahrnut. Pěší vstup je umožněn z místní komunikace.
5.1.3.3.
Architektonické a dispoziční řešení
Půdorys rodinného domu je ve tvaru písmene L s přidanou obdélníkovou částí. Budova je jednopodlažní a nepodsklepená, určená jako jedna bytová jednotka o velikosti 3+kk. V předním křídle ve směru od ulice se nachází vstup do objektu s odděleným zádveřím. Z chodby umístěné v centrální části domu je vlevo možný vstup do ložnice, která sousedí se šatnou, sociálního zařízení, zařízení pro osobní hygienu a technické místnosti. Vpravo je dále možný vstup do pracovny, která bude příležitostně využívána jako druhá ložnice či pokoj pro hosty. Směrem vpřed je pak z chodby umožněn vstup do hlavního obytného prostoru, sestávajícího se z prostoru pro vaření, stolování a samotného obytného prostoru. Posuvnými balkónovými dveřmi je umožněn vstup na dřevěnou terasu, jak z obytného prostoru, tak z prostoru ložnice. Terasa je v projektu pouze plánována a její stavebněkonstrukční řešení není součástí projektu. Hmotové řešení přízemního objektu s valbovou střechou je v harmonickém souladu s charakterem okolní zástavby rodinnými domy. Nedílnou součástí stavby jsou zahradní úpravy s drobnou architekturou. 5.1.3.4.
Stavebně-konstrukční řešení
Rodinný dům je navržen jako dřevostavba rámové konstrukce se staveništní montáží, difúzně otevřený systém. Střecha je valbová, krov dřevěný 23
(soustava s vrcholovou vaznicí a sloupky), strop je proveden z dřevěných fošen, které navazují na stěnové sloupky a v příčném směru jsou v 1/3 rozpětí fixovány rozpěrami. Příčky jsou rovněž rámové konstrukce. Podrobný popis viz 4.2 Technická zpráva. Součástí realizace objektu rodinného domu je zahradní úprava a komunikace.
5.1.4. Členění stavby
Stavba je rozdělena na objekty: RODINNÝ DŮM, KOMUNIKACE, ZAHRADNÍ ÚPRAVY a PODZEMNÍ JÍMKA. Součástí bakalářské práce je pouze objekt RODINNÉHO DOMU. Vazba na ostatní objekty, viz příloha projektové dokumentace – situace.
5.1.5. Věcné a časové vazby stavby na okolí a související investice.
Podmínkou pro kolaudaci je připojení objektu na inženýrské sítě. Dočasný zábor části komunikace při realizaci přípojek bude projednán se správci sítí a dopravně označen dle platných norem. V rámci realizace bude řešeno zachycení dešťové vody ze střechy do zpevněných ploch a její odvedení do podzemní dešťové jímky s přepadem napojeným na vsakovací drenáž. Stavební dvůr a dočasné skládky budou realizovány na stavebním pozemku. Na stavbě bude veden stavební deník a vykonáván pravidelný stavební dozor. Všichni pracovníci na stavbě budou proškoleni dle platných bezpečnostních předpisů.
5.1.6. Vliv na životní prostředí V předstihu (v zimním období) budou pokáceny ovocné stromy, zabíhající do prostoru stavby. Dřevo bude využito k topným účelům. Na stavbu rodinného domu jsou použity běžné stavební materiály se známým použitím a nakládáním se zbytky materiálů. Odpady, vzniklé při realizaci stavby, budou roztříděny a odvezeny na řízenou skládku, případně předány k likvidaci organizaci, zabývající se převozem, tříděním a likvidací odpadu. Vzhledem k charakteru stavby nebude životní prostředí nepříznivě ovlivněno jejím provozem. Dispoziční řešení, poloha a velikost oken a obvodový plášť budovy je navržen s ohledem na minimalizaci tepelných ztrát. 24
5.1.7. Požární ochrana
Objekt je řešen jako jeden požární úsek. Konstrukce stěn je certifikována s požární odolností REI 45. Musí být dodržována všechna příslušná opatření a ustanovení zákona č. 91/1995 Sb., o požární ochraně.
5.1.8. Technické řešení budovy
KANALIZACE – splaškové vody budou napojeny na veřejnou kanalizaci vedoucí v místní komunikaci (před řešením nutno zjistit výškové napojení). Dešťová voda bude svedena do podzemní jímky dešťové vody s přepadem napojeným na vsakovací drenáž. Objem jímky je navržen na 4 000 l. Jako materiál pro veškeré trubní rozvody je volen plast. VODOVOD – objekt bude napojen na vodovodní řád, vedoucí pod chodníkem na protilehlé straně komunikace. Vodoměrná sestava je navržena v technické místnosti. Rozvody plastové s tepelnou izolací. PLYNOVOD – HUP bude umístěn ve skříňce v rámci oplocení. Přívod k turbokotli v technické místnosti. VYTÁPĚNÍ
a) teplovodní – napojeno na plynový turbokotel se smo-
statným přívodem vzduchu a odvodem spalin na severní průčelí. b) krbem – se samostatným přívodem vzduchu a odvodem venkovním komínovým tělesem. Ohřev teplé vody je součástí turbokotle. ELEKTROINSTALACE – 230/280 přípojka napojena v elektroskříni ve vstupní hale.
25
5.2.
Technická zpráva
5.2.1. Všeobecné informace
Název stavby
Novostavba rodinného domu
Místo stavby
parc. č. 132/1, Závist
Katastrální území
Závist, okres Blansko
Investor a uživatel:
manželé Gabriela a Milan Šmardovi, Závist 35, 679 22
Projektant:
Gabriela Šmardová ml.
Zastavěná plocha
113,57 m2
Obestavěný prostor
475,10 m3
Podlahová plocha celkem
113,57 m2
5.2.2. Základní údaje o stavbě
Objekt dřevostavby rodinného domu je situován obytné zóně obce Závist, v přední části parcely podélného charakteru. Podélná osa objektu (orientace SZ-JV) je kolmá k ose komunikace. V přední části pozemku je již umístěna garáž určená pro parkování 2 osobních vozidel. Pěší vstup je umožněn z místní komunikace. Půdorys rodinného domu je ve tvaru písmene L s přidanou obdélníkovou částí. Jedná se o jednopodlažní nepodsklepenou budovu o velikosti 3+kk. Šířka objektu je 12,96 m, hloubka 12,85 m a výška hřebene 5,12 m. Dům je svým charakterem a rozměry navržen pro užívání dvěma osobami, má tři obytné místnosti, obývací pokoj s jídelnou a kuchyňským koutem, ložnici a pracovnu. Technické zázemí domu zajišťuje samostatná šatna, koupelna, sociální zařízení a technický místnost. Obvodový plášť budovy je navržen jako dřevěný rám vyplněný tepelnou izolací. Zateplení v rovině stropu. Na veškeré dřevěné konstrukce je použito stavební smrkové řezivo třídy C 24.
26
5.2.3. Stavebně technické řešení
5.2.3.1.Příprava území a zemní práce
Před zahájením výkopových prací bude v přední části pozemku (cca 25 m od uliční čáry) sejmuta ornice o mocnosti 0,2 m, která bude deponována na dočasné skládce tak, aby ji bylo možno využít k následným rekultivacím. Plocha s ponechanou ornicí (v oblasti zbylých ovocných stromů), bude chráněna dočasným oplocením. Hlavní výkopová jáma je svahovaná (maximální spád 1:1), výkopy rýh jsou souvislé, nepažené do hloubky 1,25 m. Zemina bude částečně deponována v blízkosti stavby a použita na zásypy, přebytek bude odvezen na skládku, určenou stavebním úřadem v Blansku. Na zhutněné zásypy bude dovezen netříděný štěrkopísek. Veškeré zásypy hlínou a štěrkopískem budou zhutněny na 150 kPa.
5.2.3.2.Základy a podkladní betony
Objekt je založen ve spodní části na základových pasech z prostého betonu C 16/20 o výšce 200 mm a šířce 400 mm a bednících dílech BD 30 (betonové stavby Klatovy s.r.o.) o výšce 250 mm a šířce 300 mm ve třech řadách vylitých betonem C 16/20. Bednící dílce jsou po obvodu opatřeny tepelnou izolací EPS tl. 50 mm, aby nedocházelo k tepelným ztrátám tepla přes základ. Hloubka základové spáry 0,8 m od upraveného terénu. Podkladní betonová mazanina je navržena na zhutněný štěrkopískový podsyp v tl. 50 mm a podložena geotextilií. Na betonovou mazaninu provedena betonová deska tl. 150 mm, vyztužená karisítí a vylitá betonem C 16/20 pro přesné založení rámů stěn, na desku je položena izolace proti zemní vlhkosti 2 x IPA 400 PE S 40. 5.2.3.3.Svislé nosné konstrukce
Obvodové stěny jsou navrženy dle podkladů společnosti Rigips jako certifikovaná difúzně otevřená stěna Rigips - diffuwall® . Hlavním nosným stěnovým prvkem jsou smrkové dřevěné sloupky o rozměrech 60x160 mm, 27
s osovou vzdáleností 625 mm, které je vyplněny tepelnou izolací Rotaflex TP 01, z vnitřní části je rám opatřen parobrzdou a opláštěn sádrokartonovými deskami Rigidur tl. 15 mm. Z vnější části rám opláštěn dřevovláknitými deskami Hofatex UD tl. 60 mm. Celková tloušťka stěny je 240 mm. Celková výška obvodové stěny je 3 m. Horní vodorovný trámec stěny je zesílen na 160 mm, z důvodu uložení stropních nosníků. V pravé části domu, kde je umístěna pracovna, je pro lepší vizuální rozčlenění budovy navržen dřevěný větraný palubový obklad stěn na roštu z latí o rozměrech 40x60 mm, celková tloušťka stěny se tak v této části zvyšuje na 290 mm. Hlavním nosným prvkem vnitřních nosných stěn je taktéž smrkový trámec 60x160 mm, osová vzdálenost sloupků 625 mm, vyplněný zvukovou izolací ISOVER FASSIL 120 v tl. 120 mm. Rám je z obou stran opláštěn sádrokartonovými deskami Rigips tl. 12,5 mm. Celková tloušťka hlavní nosné stěny činí 185 mm.
5.2.3.4.Stropní konstrukce Stropní konstrukce nad obytným podlažím je tvořena stropními nosníky o rozměrech 60x160 mm, v osové vzdálenosti 625 mm. Vzhledem ke stabilitě stropních nosníků jsou tyto příčně vyztuženy v 1/3 vzdálenosti od nosné stěny fošnami 60x160mm, aby nedocházelo ke klopení nosníků. Vzhledem k tomu, že je dům navržen jako přízemní, bude izolace obálky budovy navržena v rovině stropu. V části pod stropními nosníky je navržen rošt z latí 60x40 mm. V prostroru stropních nosníků a laťového roštu je navržena tepelná izolace Rotaflex TP 01v tloušťce 200 mm. Pohledovou část stropu uzavírá dřevovláknitá deska Hofatex UD tl. 60 mm a sádrokartonová deska Rigips 12,5 mm, na níž je provedená tenkovrstvá omítka. Nad stropními nosníky je umístěna kontaktní pojistná hydroizolace ISOVER TYVEK SOFT ANTIREFLEX. Stropní nosníky jsou uloženy na nosné stěny a po obvodu opatřeny deskou 30x160 mm, aby byla konstrukce stropu uzavřena. V místech, kde jsou do stropu kotveny dřevěné slupky, vynášející krov jsou stropní nosníky zesíleny na 2x60x160 mm. V prostoru chodby je revizní otvor pro vstup do podstřešního prostoru s výsuvnými půdními schody.
28
5.2.3.5.Schodiště
Pro výškové vyrovnání mezi terénem a vstupem do objektu je navrženo zděné schodiště z lícovaných cihel KLINKER, s podestou o rozměrech 900x1500 mm, na betonový základ. Obloženo keramickou venkovní dlažbou maltového lože. Pro překonání výškové vzdálenosti jsou navrženy 3 stupně o rozměrech 300x150 mm.
5.2.3.6.Krov
Střecha je valbová, se sklonem 30°. Konstrukce krovu je vaznicová soustava s vrcholovou vaznicí o rozměrech 120x120 mm, která zároveň kopíruje hřeben střechy, a je podepřena sloupkem 120x120 mm. Sloupky krovu jsou kotveny ocelovými patními plotnami s třmeny do zesílené stropní konstrukce. Stabilita sloupků je zajištěna rozpěrami 120x120 mm po každé straně sloupků, které jsou rovněž kotveny do zesílené stropní konstrukce. Pozednice 120x160 mm jsou kotveny do stropu. Celá konstrukce je opatřena bedněním, a to dřevěnými deskami tloušťky 30 mm, které plní zároveň funkci ztužení a zavětrování konstrukce. Všechny dřevěné prvky krovu budou opatřeny 2x ochranným fungicidním nástřikem 10% roztoku Bochemit QB.
5.2.3.7.Střecha
Střešní plášť valbové střechy je navržen v této skladbě: keramická krytina Tondach Figaro (barva hnědá engoba), latě 30x50, celoplošné deskové bednění z desek tl. 30 mm. Střešní krytina je uložena suchým způsobem za použití kovových a plastových upevňovacích a těsnících střešních doplňků.
29
5.2.3.8.Půdní prostor Půdní prostor nebude využíván. Z technických důvodů je přístup do půdního prostoru navržen mechanicky stahovacími půdními schody s podhledovým tepelně izolačním poklopem z místnosti 102 CHODBA. V půdním prostoru je kvůli pochůznosti a případným revizím navržena lávka š. 600 mm z fošen tl. 35 mm. Lávka probíhá po celé délce osy hřebene krovu. 5.2.3.9.Komín
Komín od krbového tělesa je navržen jako fasádní na venkovní straně obvodového pláště. Komín je proveden z nerezových dílů zn. CIKO jako vícevrstvý komínový systém Eka complex D. Komín je navržen jako třívrstvý s vnitřním průměrem roury 150mm, tloušťkou tepelné izolace 50 mm a tloušťkou nerezových plechů 0,6 mm. Komín bude založen na stěnové konzole, která je kotvena do zesílených stěnových trámů. Výrobce udává minimální odstup komínového tělesa od stěny 66 mm. Kotvení komínového tělesa bude provedeno na stěnu, pomocí stěnových držáků, rovněž do zesílených stěnových trámů.
5.2.3.10. Příčky
Příčky jsou navrženy dle podkladů společnosti Rigips. Hlavním nosným prvkem jsou smrkové dřevěné sloupky o rozměrech 60x60 mm, s osovou vzdáleností 625 mm, které jsou vyplněny zvukovou izolací ISOVER FASSIL 60 v tl. 60 mm. Rám je z obou stran opláštěn sádrokartonovými deskami Rigips tl. 12,5 mm. V místnostech pro hygienická zařízení, je před obvodovou stěnou umístěna instalační předstěna, tvořena dřevěnými latěmi 60x60 mm a vyplněna zvukovou izolací ISOVER FASSIL 6 tl. 60 mm, opláštěna sádrokartonovou deskou Rigips 12,5mm, vzduchová mezera mezi stěnou a předstěnou 60 mm. Výška předstěny na WC je 1,5 m. V koupelně, v části za umyvadlem a sprchovým koutem, je instalační předstěna navržena po celé výšce stěny.
30
5.2.3.11. Podlahy
Podlahy jsou navrženy dle hygienických norem. Jednotlivé nášlapné povrchy podlah jsou uvedeny v legendě místností (viz příloha projektové dokumentace-půdorys 1NP). Složení podlahových vrstev je následující: nášlapná vrstva 20 mm(mirelon a dřevěná podlaha, či keramická dlažba do maltového lože), betonová mazanina tl. 50 mm, separační PE fólie, tepelná izolace ISOVER TDPT tl. 80 mm, hydroizolace 2xIPA. Po obvodu stěn bude v tloušťce podlahy proveden dilatační okrajový pásek. Před provedením podlah je nutno osadit navržené instalace, dle projektu jednotlivých profesí.
5.2.3.12. Hydroizolace, parozábrany a geotextilie
IZOLACE PROTI ZEMNÍ VLHKOSTI - asfaltový pás IPA 400 PE S 40 ve dvou vrstvách je bodově nataven na podklad s 2x penetračním nátěrem. Izolace je přetažena 200 mm přes základový pás. PAROBRZDA - parobrzdná fólie DB+, sd = 6m, je umístěna ve skladbě obvodové stěny pod sádrokartonovou deskou. POJISTNÁ HYDROIZOLACE - kontaktní pojistná hydroizolace ISOVER TYVEK SOFT ANTIREFLEX je zvolena jako ochranná vrstva tepelné izolace ve stropní konstrukci.
5.2.3.13. Tepelná a zvuková izolace
PODLAHY - v konstrukci podlahy je zvolena tepelná a zvuková izolace ISOVER TDPT pro lehké i těžké plovoucí podlahy o tloušťce 80 mm s přidaným tepelně izolačním dilatačním páskem v místě styku podlahy se stěnou. OBVODOVÉ STĚNY - jako tepelná izolace mezi sloupky je volena minerální vlna Rotaflex TP 01, v tloušťce 160 mm, další tepelnou izolací stěny je přidání dřevovláknité tepelné izolace HOFATEX UD 60 mm z exteriérové strany.
31
VNITŘNÍ NOSNÉ PŘÍČKY - zvuková izolace izolací ISOVER FASSIL 120 v tl. 120 mm. VNITŘNÍ NENOSNÉ PŘÍČKY – zvuková izolace ISOVER FASSIL 6 tl. 60 mm. STROPNÍ KONSTRUKCE – tepelná izolace pod laťovým roštem HOFATEX UD 60 mm, mezi latěmi a mezi stropními nosníky tepelná izolace Rotaflex TP 01, v tloušťce 160 mm.
5.2.3.14. Omítky
VNITŘNÍ – jako vnitřní obklad stěn a stropů je použit sádrokarton, který bude pečlivě zatmelen a zabroušen. VNĚJŠÍ – skladba: dřevovláknitá deska HOFATEX UD tl. 60 mm, Jubizol lepící malta s vloženou sklotextilní síťkou tl. 3 mm, JUB základní nátěr ACRYCOLOR 1x, JUB SILIKÁTOVÁ OMÍTKA 3 mm. Základový sokl bude ošetřen mozaikovou omítkou BAUMIT Mozaik TOP.
5.2.3.15. Obklady
VNITŘNÍ – v místnostech hygienického zařízení, v technické místnosti a v kuchyni jsou navrženy keramické obklady (poloha, velikost obkladaček a rozsah viz příloha projektová dokumentace – výkres 1NP a legenda místností). VNĚJŠÍ – po obvodu budovy v části pracovny je navržen dřevěný palubový obklad stěny na roštu z latí 40x60 mm.
5.2.3.16. Truhlářské výrobky
Okna a dveře v profilaci EURO s hotovou povrchovou úpravou. Výpis veškerých truhlářských výrobků viz příloha projektová dokumentace – truhlářské výrobky.
32
5.2.3.17. Malby a nátěry
VNITŘNÍ – malby stěn a stropů 2 x JUB JUPOL na základní nátěr JUB Akril Emulze. VNĚJŠÍ – 2x fasádní barva JUB ACRYLCOLOR na základní nátěr JUB Akril Emulze.
5.2.3.18. Větrání místností
Větrání místností je navrženo přirozeně – okny.
5.2.3.19. Venkovní úpravy
Podél objektu (mimo navazující terasu a přilehlé komunikace) je navržen odvodněný obsyp oblázky šíře 600 mm s betonovým obrubníkem.
33
6. Tepelně technické posouzení Z hlediska dodržení ČSN EN 73 0540 – Tepelná ochrana budov je nutné posoudit, zda navržené konstrukce vyhoví této normě. V rámci bakalářské práce bude zhodnocen součinitel prostupu tepla podlahou přilehlou k zemině, stěnou a stropem.
6.1.
Součinitel prostupu tepla Součinitel prostupu tepla se hodnotí pro jednotlivé konstrukce dle odst.
5.1.2. výše zmíněné normy. Konstrukce vytápěných budov musím mít v prostorech s návrhovou relativní vlhkostí vnitřního vzduchu
≤ 60 %součinitel prostu-
2
pu tepla U, ve W/(m . K) takový, aby splňoval podmínku: ≤ kde je požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla ve W/(m2.K) pro budovy s převažující vnitřní návrhovou teplotou Ɵ
v intervalech 18°C
až 22°C dle tab. 3, této normy.
6.1.1. Základní veličiny a vztahy • Tepelný odpor vrstvy R ((m2.K)/W) – tepelně izolační vlastnosti vrstvy materiálu dané tloušťky = kde
d (m) je tloušťka dané vrstvy v konstrukci λ (W/mK) je součinitel tepelné vodivosti
• Odpor konstrukce při prostupu tepla RT ((m2.K)/W) - úhrnný tepelný odpor bránící výměně tepla mezi prostředími oddělenými od sebe stavební konstrukcí =
34
+
+
kde
((m2.K)/W) je odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce ∑R ((m2.K)/W) je součet tepelných odporů jednotlivých vrstev konstrukce ((m2.K)/W) je odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce
• Součinitel prostupu tepla U (W/(m2⋅⋅K)) - vlastnost hodnotící vliv celé konstrukce a k ní přilehlých vzduchových vrstev na šíření tepla prostupem. =
+∑ +
Tab. 2 - Hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN
35
=
6.1.2. Součinitel prostupu tepla podlahou
Skladba konstrukce (od interiéru): Číslo Název vrstvy
vrstvy
d (m)
(W/mK)
= (m2.K)/W
1.
Dřevěné parkety
0,015
0,012
1,25
2.
Mirelon
0,003
0,0038
0,7895
3.
Betonová mazanina
0,05
1,23
0,0041
4.
TI ISOVER TDPT
0,08
0,033
2,424
5.
2 x IPA 400 PE S 40
0,002
0,35
0,0057
0,15
1,43
0,105
6.
Betonová deska vyztužení sítí Kari
7.
Podkladní beton
0,05
1,23
0,0041
8.
Štěrkopísek
0,10
0,95
0,105 4,6874
∑R
= 0,10 (m2.K)/W = 0,04 (m2.K)/W
=
1
+∑ +
=
1 = !, "!# $/&' ( 0,1 + 4,6874 + 0,04
36
6.1.3. Součinitel prostupu tepla obvodovou stěnou
Skladba konstrukce (od interiéru): Číslo Název vrstvy
vrstvy
d (m)
(W/mK)
= (m2.K)/W
1.
Rigidur
0,015
0,202
0,074
2.
TI Rotaflex TP 01
0,16
0,039
4,103
4.
Hofatex UD
0,06
0,049
1,224
0,002
0,087
0,023
5.
JUB silikátová drásaná omítka
5,424
∑R
= 0,13 (m2.K)/W = 0,04 (m2.K)/W
=
1
+∑ +
=
1 = !, #, $/&' ( 0,13 + 5,424 + 0,04
37
6.1.4. Součinitel prostupu tepla stropem Skladba konstrukce (od interiéru): Číslo vrstvy
= (m2.K)/W
d (m)
(W/mK)
0,0125
0,202
0,0025
Název vrstvy
1.
Rigidur
2.
Hofatex UD
0,06
0,049
1,224
3.
TI Rotaflex TP 01
0,16
0,039
4,103 5,330
∑R
= 0,17(m2.K)/W = 0,04 (m2.K)/W
=
6.2.
1
+∑ +
=
1 = !, ,! $/&' ( 0,17 + 5,330 + 0,04
Zhodnocení výsledků Vypočtené hodnoty prostupu tepla podlahou, stěnou a stropem je třeba
zhodnotit dle ČSN, porovnáním s tab. 2. Pro podlahu a stěnu vytápěného prostoru přilehlou k zemině uvádí ČSN požadovanou hodnotu 0,45 W/m2K a hodnota doporučená Urec20 je 0,3 W/m2K. Výpočtem bylo zjištěno, že skutečná hodnota součinitele prostupu tepla je 0,207 W/m2K. Pro vnější stěnu uvádí ČSN požadovanou hodnotu 0,3 W/m2K a hodnota doporučená pro lehkou konstrukci Urec20 je 0,2 W/m2K. Výpočtem bylo zjištěno, že skutečná hodnota součinitele prostupu tepla je 0,181 W/m2K. Pro strop a stěnu z vytápěného k nevytápěnému prostoru uvádí ČSN požadovanou hodnotu 0,60 W/m2K a hodnota doporučená Urec20 je 0,40 W/m2K. Vý-
38
počtem bylo zjištěno, že skutečná hodnota součinitele prostupu tepla je 0,180 W/m2K. Z výpočtových hodnot tedy vyplývá, že navržený dům lze dle jeho skladeb zařadit na hranici pasivního domu. Protože však všechny hodnoty neodpovídají hodnotám součinitele prostupu tepla pro pasivní dům, je lépe zařadit dům do třídy nízkoenergetického bydlení.
39
7. Diskuze Úkolem bakalářské práce bylo zpracovat návrh dřevostavby rodinného domu jako projektovou dokumentaci pro provádění stavby. V rámci návrhu dřevostavby bylo třeba vybrat vhodnou lokalitu pro umístění stavby a určit její budoucí uživatele, zejména kvůli velikosti stavby a dispozičnímu řešení.
V první řadě byl proveden průzkum lokality umístění stavby, rozměry a rozloha pozemku a geologické podmínky pro založení. Na základě tohoto průzkumu byla na pozemek navržena přízemní dřevostavba rodinného domu se třemi obytnými místnostmi. Umístění domu na pozemku bylo řešeno v souvislosti se všemi normativními požadavky na odstupy staveb. Okna obytných místností byly orientovány ke světovým stranám tak, aby tato orientace vyhověla požadavku obytné normy na oslunění obytných místností. Dům měl svým vzhledem zapadat do charakteru okolní zástavby rodinných domů s šikmou střechou.
Další částí bylo konkrétní stavebně-technické řešení domu. Bylo zjištěno, že na pozemku jsou příznivé podmínky pro založení stavby, základy jsou tedy řešeny tradičním způsobem, jako základové pasy do nezámrzné hloubky. Pro založení stěn dřevostavby slouží betonová deska vyztužená kari sítí. Byl vybrán konstrukční systém obvodových nosných stěn, vnitřních nosných stěn a příček. Vzhledem k tomu, že stavba je pouze přízemní, bylo zateplení řešeno netradičně již v rovině stropu. Střecha, která vychází z členitějšího půdorysu domu je valbová s bedněním a pálenou krytinou. V rámci projektu bylo také řešeno napojení veškerých inženýrských sítí a odvod splaškových a dešťových vod.
V závěru bylo provedeno tepelně technické posouzení konstrukce obvodového pláště, podlahy a stropu na prostup tepla. Všechny konstrukce vyhověly tepelně technickým požadavkům normy. Dům lze zařadit do kategorie nízkoenergetického domu.
Výsledkem práce je projektová dokumentace pro provádění stavby dle vyhl. 499/2006 Sb.
40
8. Závěr Výsledkem bakalářské práce je projektová dokumentace dřevostavby rodinného domu, zpracovaná v rozsahu pro provádění stavby. Práce může v budoucnu sloužit také jako podklad pro stavební povolení.
Předmětem projektové dokumentace bylo vytvoření návrhu dřevostavby rodinného domu na pozemku v obci Závist pro manželský pár. Dům je tedy dispozičně řešen jako přízemní se třemi obytnými místnostmi a technickým zázemím. Obytné místnosti tvoří obytný prostor, zahrnujícím obývací pokoj a kuchyňský kout, o rozloze 38,2 m2, ložnice pro spaní dvou osob, o rozloze 13,3 m2 s vlastní šatní místností 6,6 m2 a pracovna, kterou je možno příležitostně využít jako pokoj pro hosty, s obytnou plochou 12,9 m2. Zařízení pro osobní hygienu je navrženo jako koupelna 4,9 m2, a samostatné WC 2 m2. Jako technické zázemí budovy je navržena technická místnost, o rozloze 3,1 m2.
Dále bylo zpracováno tepelně technické posouzení konstrukcí obvodového pláště, podlahy a stropu na prostup tepla.
Celkovým výsledkem práce je projekt plně funkční dřevostavby rodinného domu.
41
9. Summary The result of this bachelor thesis is a project documentation of wooden building of family house, elaborated in range for building performing. The thesis may be used as a building permit in future.
The object of the project documentation was to create design of wooden building of family house on the plot in the village Závist for the couple. The house is designed as a ground floor building with three living rooms and with technical facilities. Living space consist of living rooms, including living room with kitchen corner, with an area of 38,2 m2, bedroom for two persons, with an area of 13,3 m2, including private dressing room, 6,6 m2, and office, which can occasionally be used as a room for guests, with floor area of 12,9 m2. A facility for personal hygiene is designed as 4.9 square meters bathroom and separate WC 2 m2. As a technical background of a building is designed utility room, an area of 3,1 m2.
It was further treated thermally technical assessment of structures cladding, floor and ceiling for heat.
The overall result of the work, the project is fully functional wooden building of family house.
42
10. Seznam odborné literatury 10.1.
Knižní díla
1. HAVÍŘOVÁ, Z. Dům ze dřeva. 2. vyd. Brno: ERA, 2006, 99 s. 2. RŮŽIČKA, M. Stavíme dům ze dřeva. 1. vyd. Praha: Grada, 2006, 117 s. 3. KOLB, J. Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. Praha: Grada, 2011, 317 s. 4. ŠKRABALOVÁ, E. Dřevostavby. 1. vyd. Brno: ERA, 2002, 118 s. 5. LOKAJ, A. Dřevostavby a dřevěné konstrukce. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2010, 309 s. 6. VAVERKA, J. Dřevostavby pro bydlení. Praha: Grada, 2008, 376 s. 7. ZAHRADNÍČEK, V., HORÁK, P. Moderní dřevostavby. Brno: Computer Press, 2011, 155 s. 8. KRŇANSKÝ, J. Difúzně otevřené konstrukce dřevostaveb: Diffusion - opened facade walls of wooden buildings. V Praze: České vysoké učení technické, 2008, 22 s. 9. SCHUNCK, E. Atlas střech: šikmé střechy: Bratislava: Jaga, 2003, 449 s. 10. PAVLIS, J. Cvičení z pozemního stavitelství: Praha: Sobotáles, 1995, 111 s. 11. NOVOTNÝ, J. Cvičení z pozemního stavitelství pro 1. a 2. ročník: Konstrukční cvičení pro 3. a 4. ročník SPŠ stavebních: Praha: Sobotáles, 2007, 100 s. 12. KLIMEŠOVÁ, J. Nauka o pozemních stavbách: modul M01: Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007, 157 s. 13. DOSEDĚL, A. Čítanka výkresů ve stavebnictví: Praha: Sobotáles, 2004, 242 s.
10.2.
Normy
14. ČSN EN 1995-1-1 (731701) - Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla - Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby 15. ČSN EN 1990 ed. 2 (730002) - Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí 16. ČSN EN 1991-1-1 (730035) −
Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové
tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb −
Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení
sněhem 43
−
Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení vě-
trem 17. ČSN 73 4301 (734301) - Obytné budovy 18. ČSN 73 0540 (730540) - Tepelná ochrana budovy
10.3.
Elektronické prameny
19. www.sgi.nahlizenidokn.cuzk.cz 20. www.perfekt-krby.cz 21. www.betonstavby.cz 22. www.geology.cz 23. www.mirosep.cz 24. www.pozemni-stavitelstvi.wz.cz 25. www.stavby.tzb-info.cz 26. www.czso.cz 27. www.issar.cemia.cz 28. www.ciko-kominy.cz 29. www.obec-zavist.cz 30. www.lidova-architektura.cz 31. www.insowool.cz 32. www.rigips.cz
44
11.
Seznam obrázků a tabulek
11.1.
Obrázky
Obr. 1 - Mapa širších souvislostí, obec Závist ........................................................ 3 Obr. 2 - Obec Závist – pohled z Pastvisek na levou část obce ................................ 4 Obr. 3 - Znak obce Závist ........................................................................................ 4 Obr. 4 - Pozemek pro stavbu navrhovaného RD ..................................................... 5 Obr. 5 - Zjednodušená geologická mapa M 1:50 000 (přiblížení 3x3 km) ............. 6 Obr. 6 - Vizualizace – pohled na JZ orientovanou terasu....................................... 6 Obr. 7 - Vizualizace – pohled na vstupní průčelí domu .......................................... 7 Obr. 8 - Vizualizace – pohled na zadní část domu .................................................. 7 Obr. 9 - Les .............................................................................................................. 9 Obr. 10 - Baloon frame a Platform frame ............................................................. 12 Obr. 11- Skladba obvodového pláště Rigips - diffuwall ........................................ 18 Obr. 12 - Princip funkce difúzně otevřeného systému ........................................... 18 Obr. 13 - Tepelná stabilita obvodového pláště ..................................................... 19 Obr. 14 - Fázový posuv u obvodového pláště ....................................................... 19
11.2.
Tabulky
Tab. 1- Stavebně fyzikální vlastnosti panelu Rigips – diffuwall® ......................... 18 Tab. 2 - Hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN ........................................... 35
45
12. Seznam příloh 12.1.
Výkresová dokumentace
Výkres č. 1
Studie
Výkres č. 2
Půdorys 1 NP
Výkres č. 3
Základy
Výkres č. 4
Stropní konstrukce
Výkres č. 5
Výkres krovu
Výkres č. 6
Svislý řez
Výkres č. 7
Situace
Výkres č. 8
Pohledy
Výkres č. 9
Truhlářské výrobky
Výkres č. 10
Skladby stěn + detail
46
