Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva
Rámová dřevostavba firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. Diplomová práce
2010
Pavel Smíšek
Zadání diplomové práce
Čestné prohlášení:
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: „Rámová dřevostavba firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. “ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité zdroje. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity, o tom, že předmětná smlouva licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne:…………………….
Podpis studenta:…………………….
Poděkování:
Děkuji především vedoucí diplomové práce doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové za odbornou pomoc při konzultacích během zpracování diplomové práce. Také bych chtěl poděkovat zaměstnancům firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o., jmenovitě panu Janu Pasekovi za poskytnutí většiny technologických informací a podkladů pro zdokumentování firemního konstrukčního systému na vybraném objektu RD.
Abstrakt Jméno:
Pavel Smíšek
Název diplomové práce:
Rámová dřevostavba firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o.
Abstrakt:
Diplomová práce je zaměřena na vypracování výkresové části projektové dokumentace pro přízemní rodinný dům. Výkresová část dokumentace je vypracována na základě architektonické studie poskytnuté firmou DřevokonstrukceM.I.T. s.r.o. V technických výkresech je objektivně znázorněn používaný konstrukční systém firmy. Dále je provedena korekce skladeb svislých a vodorovných konstrukcí. Součástí je také popis konstrukčního systému, jednotlivých skladeb, výrobního a montážního postupu. Dle nově vzniklé výkresové části technického řešení stavby je vytvořena výrobní dokumentace. Dokumentace se skládá z výkresové části a výpisů materiálů. V poslední části práce je proveden výpočet součinitele prostupu tepla U pomocí software u obvodové stěny, zatepleného podhledu a konstrukce podlahy.
Klíčová slova:
rámová dřevostavba, konstrukce, stěnové panely, výrobní dokumentace
Name:
Pavel Smíšek
The title of the diploma work:
Frame wood building of the company Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o.
Abstract:
The thesis is specialized on the completing of the project drawing documentation for family ground floor house. Drawings are executed on the basis of architectonic project provided by the company Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. Construction system of the family house is demonstrated visually in technical drawings. In the other part of the thesis correction structure of vertical and horizontal construction is made. Description of construction system, various structures, technological and assembly procedures is also part of thesis. According to new created drawing part of the technical solution the technological documentation is formulated. This documentation is composed from drawing parts including bill of material In last part of this thesis the calculation of heat-transfer coefficient U is done by software for the external wall, heat cladding soffit and floor construction calculations.
Key words:
frame wood building, construction, wall panels, technological documentation
Obsah 1 Úvod ......................................................................................................................................10 2 Cíl práce................................................................................................................................11 3 Metodika ...............................................................................................................................12 4 Současný stav řešené problematiky....................................................................................13 4.1 Rozdělení konstrukčních systémů dřevostaveb .........................................................13 4.2 Skeletové stavby ............................................................................................................14 4.3 Masivní stavby...............................................................................................................15 4.4 Elementární dřevostavby .............................................................................................17 5 Konstrukční systém rámové dřevostavby firmy Dřevokonstrukce-M.I.T. s.r.o............18 5.1 Rámové dřevostavby – úvod ........................................................................................18 5.2 Konstrukční části rámových staveb ............................................................................19 5.2.1 Svislé a vodorovné konstrukce..............................................................................19 5.2.2 Velkoplošné materiály - opláštění ........................................................................22 5.2.3 Střešní konstrukce .................................................................................................22 5.2.4 Realizace rámových dřevostaveb .........................................................................25 5.3 Stavební akustika..........................................................................................................25 5.3.1 Vzduchová neprůzvučnost ....................................................................................26 5.3.2 Kročejová neprůzvučnost......................................................................................27 5.4 Tepelná ochrana............................................................................................................27 6 Skladby konstrukcí a použité materiály ............................................................................29 6.1 Úvodní popis objektu....................................................................................................29 6.2 Základy ..........................................................................................................................29 6.3 Svislé konstrukce...........................................................................................................31 6.3.1 Nosné obvodové stěny............................................................................................31 6.3.2 Vnitřní nosné stěny ................................................................................................34 6.3.3 Vnitřní dělící příčky...............................................................................................35 6.4 Vodorovné konstrukce .................................................................................................36 6.4.1 Podlahy ...................................................................................................................36 6.4.2 Zateplený podhled..................................................................................................37 6.5 Střešní konstrukce ........................................................................................................38 6.5.1 Střešní krytina........................................................................................................39 6.6 Ostatní konstrukce........................................................................................................40
6.6.1 Komín......................................................................................................................40 6.6.2 Vstupní schody .......................................................................................................40 6.6.3 Zámková dlažba.....................................................................................................41 6.6.4 Okapový chodník ...................................................................................................41 6.7 Souhrn konstrukcí – stavební dílo...............................................................................41 6.7.1 Popis realizačního procesu....................................................................................41 6.7.2 Výsledek realizačního procesu..............................................................................47 6.8 Konstrukční detaily ......................................................................................................49 6.8.1 Detail osazení obvodové stěny na základovou desku..........................................49 6.8.2 Detail vstupních dveří............................................................................................49 7 Výrobní dokumentace .........................................................................................................50 7.1 Účel výrobní dokumentace...........................................................................................50 7.2 Postup při tvorbě výrobní dokumentace ....................................................................50 7.3 Výroba částečně prefabrikovaných panelů ................................................................52 7.4 Výsledek výrobní dokumentace...................................................................................54 8 Součinitel prostupu tepla U.................................................................................................55 8.1 Prostup tepla obvodovou stěnou..................................................................................56 8.2 Prostup tepla zatepleným podhledem .........................................................................58 8.3 Prostup tepla podlahou ................................................................................................60 9 Diskuse ..................................................................................................................................62 10 Závěr ...................................................................................................................................64 11 Summary.............................................................................................................................66 12 Zdroje použité literatury...................................................................................................68 Technická dokumentace Seznam obrázků Seznam tabulek Seznam výkresů Seznam zkratek Přílohy A Fotodokumentace z realizace stavby B Výrobní fotodokumentace C Výstupní data z programu Teplo C.1.a Výstupní protokol posouzení obvodové konstrukce u obytných místností
C.1.b Výstupní protokol posouzení obvodové konstrukce u místností s dočasně zvýšenou relativní vlhkostí vzduchu (koupelna) C.2.a Výstupní protokol posouzení zatepleného podhledu u obytných místností C.2.b Výstupní protokol posouzení zatepleného podhledu u místností s dočasně zvýšenou relativní vlhkostí vzduchu (koupelna) C.3.a Výstupní protokol posouzení konstrukce podlahy (laminátová plovoucí podlaha) C.3.b Výstupní protokol posouzení konstrukce podlahy (keramická dlažba)
1 Úvod Rámové konstrukce dřevostaveb, jenž mají svůj původ v Severní Americe a Skandinávii jsou v ČR nejrozšířenějším konstrukčním systémem dřevostaveb. Přesto s ostatními konstrukčními systémy staveb na bázi dřeva tvoří velmi malé procento na našem stavebním trhu. Proč tomu tak je? K hlavním důvodům nedůvěřivosti široké veřejnosti k dřevostavbám patří často zmiňované : hořlavost dřeva, vidina degradace konstrukce biotickými činiteli a abiotickými faktory, nízká životnost, levné bydlení spojené spíše s rekreací, nízká tepelná a akustická odolnost obvodových stěn, atd. Na druhé straně lze dnes prostřednictvím odborných publikací, časopisů nebo moderních informačních technologií zjistit, že výše zmíněné důvody jsou odstraňovány či dokonce odstraněny novými materiály. Mezi tyto materiály patří např. různé minerální a kamenné vlny, aglomerované materiály, parozábrany a polystyrény (EPS a XPS). Nesmím zapomenout na dřevo, obnovitelný přírodní materiál, které má své místo ve stavebnictví od samého počátku tohoto odvětví průmyslu. Projektanti tak mohou navrhovat různé skladby především obvodových stěn. Ovšem vždy s racionálním přihlédnutím k tepelně technickým a akustickým vlastnostnostem materiálů, vzduchotěsnosti obvodových stěn a v neposlední řadě celých objektů. Nutné nezapomenout, že dřevostavby, rámové konstrukce jako komplex různých druhů materiálů musí splnit základní požadavky – mechanickou odolnost a stabilitu, požární odolnost, hygienu, ochranu zdraví a životního prostředí, bezpečnost při užívání, ochranu proti hluku, úsporu energie a ochranu tepla. V této práci se budu zabývat vypracováním projektové dokumentace určené k realizaci rodinného domu. Dokumentace vznikne přepracováním architektonické studie podle konstrukčního systému firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o.
10
2 Cíl práce Cílem diplomové práce je vytvořit projektovou dokumentaci pro realizaci přízemního rodinného domu. Dokumentace je zaměřena především na konstrukčně technickou část stavby a při tvorbě dokumentace bude použit konstrukční systém firmy Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. Jedná se o rámovou dřevostavbu, k jejíž montáži se používají částečně prefabrikované stěnové panely a střešní vazníky. Architektonická studie byla vypracována nezávislou projekční kanceláří a uvedené tloušťky obvodových stěn neodpovídají konstrukčnímu systému používanému v této firmě. Z tohoto důvodu vyřeším detail osazení obvodové stěny na základovou desku. Součástí práce bude dále korekční úprava skladby vnitřních nosných stěn a vnitřních nenosných dělících příček. Korekce bude v souladu s používaným konstrukčním systémem. V návaznosti na úpravy skladeb svislých konstrukcí a celkové zhotovení výkresové části projektové dokumentace bude vytvořena výrobní dokumentace. Pro obvodové a vybrané vodorovné konstrukce bude součástí práce výpočet a porovnání součinitele prostupu tepla U.
11
3 Metodika Pro vytvoření výkresové části projektové dokumentace přízemního rodinného domu bude sloužit architektonická studie poskytnutá firmou Dřevokonstrukce M.I.T. s.r.o. V prvotní fázi práce bude nutné se seznámit s konstrukčním systémem, který firma používá a složením jednotlivých částí konstrukce. Nejprve prostuduji technické výkresy stavebních částí již do té doby realizovaných dřevostaveb rámového konstrukčního systému, dále osobně navštívím výrobní prostory firmy a realizaci domku na bázi dřeva. Při prvně uvedené příležitosti zhotovím fotodokumentaci způsobu, jakým je vyráběno řezivo pro rámy dřevostaveb a střešních vazníků, impregnaci nově vzniklého řeziva, samotnou výrobu částečně prefabrikovaných panelů pro obvodové stěny a vnitřní nosné stěny a v neposlední řadě i výrobu samotných střešních vazníků. Při druhé výše uvedené příležitosti prozkoumám objektivní stav konstrukcí na staveništi. Při vypracování detailů konstrukčního systému, které se týkají především skladeb svislých a vodorovných konstrukcí domu, budu vycházet z podkladů poskytnutých výše zmíněnou firmou. Při tvorbě výkresové dokumentace se budu zabývat řešeím detailu osazení obvodové stěny na železobetonovou základovou desku, skladbou vnitřních nosných stěn a vnitřních dělících příček. K tomu všemu bude nutné vyhledat a doložit technické podklady o používaných materiálech a o materiálech, které budou nově vybrány k použití. Korekce skladeb budou podpořeny odbornou konzultací ze strany firmy a pro obvodové konstrukce doplněny výpočtem součinitele prostupu tepla U pomocí příslušného software.
12
4 Současný stav řešené problematiky
4.1 Rozdělení konstrukčních systémů dřevostaveb
V současnosti používané konstrukční systémy pro realizaci dřevostaveb v Evropě lze rozdělit do tří základních skupin. Jednu skupinu tvoří stavby elementární (sestavované z jednotlivých elementů), druhou stavby skeletové a třetí stavby masivní. První dvě uvedené skupiny se vyvinuly ze staveb hrázděných, a reprezentují stavění ze dřeva z tyčových prvků. Základem třetí skupiny byla a je stavba srubová, v současnosti k ní přibyla novodobá masivní stavba (Havířová, 2008).
Masivní dřevostavba
Srubová stavba
Elementární dřevostavba
Plošné systémy
Skeletová dřevostavba
Historický skelet (hrázděná konst.)
Novodobý skelet (dřevěná konst.)
Srubová vícevrstvá
Sloupkový systém
Obestavěný prostor (modulový systém/buňky)
Rámová dřevostavba
Panelová dřevostavba
Velkoplošné elementy
Maloplošné elementy
Prefabrikace > plynulý přechod mezi rámovými a stojkovými systémy Složená nebo kombinovaná dřevěná konstrukce, např. velkoplošná panelová+rámová dřevostavba a novodobý skelet, atd. Obr. 1 Schéma rozdělení současných konstrukčních systémů dřevostaveb pro bydlení.
13
4.2 Skeletové stavby
Charakteristikou skeletové stavby je nosná konstrukce z prutových prvků, která je vytvořena v určité modulové síti. Tato konstrukce je pak doplněna plošnými konstrukčními prvky, které jsou nezávislé na nosné konstrukci a uzavírají vnitřní prostor. Prutové prvky mohou být z železobetonu, oceli, ale také ze dřeva. Dřevěná skeletové stavby mají nosnou dřevěnou konstrukci vytvořenou z dřevěných tyčových prvků, dnes nejčastěji z lepeného dřeva. Původ těchto staveb se vyvinul z hrázděných staveb – „historický skelet“, nosná konstrukce u těchto staveb byla tvořena prvky z masivního průřezu, spojení prvků tesařskými spoji, výplň zajišťovalo zdivo, které v tomto případě nemělo nosnou funkci (Vaverka, 2008).
Obr. 2 Nosná dřevěná kostra hrázděné stavby.
Výhody dřevěných skeletových staveb spočívají v minimálním počtu svislých nosných prvků v půdoryse a v překlenutí velkých rozponů. Tyto a další výhody spojené především s novými inženýrskými spoji umožňují využívat dřevěné skeletové stavby i pro bytovou výstavbu. Skeletová konstrukce umožňuje architektům navrhovat stavby s velkým otevřeným prostorem bez nutnosti dělení nosnými konstrukcemi (Vaverka, 2008). Novodobá dřevěná skeletová stavba se liší
od
hrázděné především
zjednodušením spojů. Základní princip stavby zůstává zachován – nosná funkce samotného skeletu, stěny nenosné, mají pouze výplňovou a ochranou funkci. Nejsou však již vytvářeny nosné kostry stěn s prahy, stojkami a ližinami jako u hrázděné
14
stavby. Každá stavba má svůj základní modul jehož násobky vytvářejí modulovou síť – rastr. Nosné prvky skeletu mohou být jednoduché nebo zdvojené. Výhodou zdvojených nosných prvků je jejich využití u vodorovných a svislých prvků a nepřerušení v místě křížení. Vodorovné prvky jsou tvořeny hlavními a vedlejšími nosníky. Rozlišují se čtyři základní nosné systémy: -
jednodílný sloup i hlavní nosník, konstrukce jednopodlažní
-
jednodílný průběžný sloup, dvoudílný (kleštinový) hlavní nosník
-
vícedílný průběžný (kleštinový) sloup, jednodílný hlavní nosník
-
jednodílný průběžný sloup i hlavní nosník (Havířová, 2006)
Konstrukce skeletu musí přenést veškerá svislá i vodorovná zatížení na ni působící do základů, musí být provedeno dostatečné prostorové ztužení. Vodorovné ztužení je zajištěno pomocí deskových materiálů nebo úhlopříčných diagonál v rovině stropu, příp. v rovině střechy. Ve svislém směru je ztužení provedeno pomocí výztužných stěn, tuhých rámů nebo vetknutím sloupů (Vaverka, 2008).
4.3 Masivní stavby
Současné masivní stavby ze dřeva jsou jistou variantou systému lehkých staveb, mezi které je většina nynějších dřevostaveb zařazena, ale také variantou staveb z klasických materiálů (cihly, beton, ocel) (Vaverka, 2008). Masivní část vodorovných a svislých dílců konstrukce je tvořena vrstvou dřeva, která je zřetelně oddělena od vrstvy izolační. Masivní stavby ze dřeva vychází ze staveb srubových a roubených. Srubová stavba je nejstarší masivní stavbou ze dřeva. Původně byly stěny tvořeny z loupaných kuláčů kladených vodorovně na sebe. Důsledkem minimálního opracování kuláčů byla delší životnost takovýchto staveb. V nárožích byl ponecháván koncový přesah dřeva (zhlaví), kde docházelo k přeplátování kuláčů. Vodorovné spáry byly utěsněny mechem nebo hlínou. Později docházelo k lícování kulatiny na jejích styčných horních a dolních hranách, až se postupně prováděl spoj pomocí vloženého pera (Vaverka, 2008). Nosná část stěn těchto staveb je tvořena z řeziva masivního průřezu (srubové stavby) nebo z opracovaných přířezů, které jsou vzájemně spojeny do masivních desek skládáním, vrstvením nebo lepením do potřebných tvarů. K dalším spojovacím prostředkům patří hřebíky, vruty, šrouby nebo kolíky z tvrdého dřeva. 15
Plošně spojené elementy masivních dřevostaveb vytvářejí deskové prvky, které jsou schopny přenést veškerá zatížení až do základů. „Dnešní srubová stavba může být provedena z tyčových prvků libovolného profilu“ (Vaverka, 2008, s. 54). V důsledku technického vývoje strojních zařízení lze při průmyslové výrobě opracovávat prvky do různých profilů (kruhových, obdélníkových, čtvercových, i elipsovitých). Vodorovné spáry se spojují „na pero a drážku“, často je tento spoj zdvojený nebo ztrojený, dále je možné těsnit vodorovné spáry speciálními tmely nebo paměťovými páskami. Při strojním opracování se většinou používá uměle vysušené dřevo, příp. lepené lamelové dřevo. Problémem masivních staveb ze dřeva je nižší tepelná odolnost samotných masivních stěnových a střešních konstrukcí obvodového pláště. Pro požadované hodnoty součinitele prostupu tepla těchto konstrukcí je nutné tyto dílce opatřit tepelně izolační vrstvou, popř. dalšími potřebnými vrstvami. Neopomenutelnou součástí této problematiky je vzduchotěsnost, tedy tepelné ztráty infiltrací. Nutné je tedy správné utěsnění spár v obvodovém plášti. Poté lze dosáhnout požadovaných tepelně technických vlastností těchto staveb (Vaverka, 2008). V současnosti se na trhu objevuje velké množství výrobců patentovaných systémů, ve kterých jsou vytvářeny masivní bloky pro nosné konstrukce stěn a stropů vrstvením nebo skládáním jednotlivých přířezů nebo vytvářením dutých lepených nosných prvků s vnitřní výplní izolačním materiálem. Vzájemné spojování bloků je mechanické nebo pomocí lepidel (Havířová, 2006).
Obr. 3 Obvodová stěna srubové stavby, dodatečné zateplení vrstvou tepelné izolace s vnitřním dřevěným obkladem.
16
4.4 Elementární dřevostavby
U elementárních dřevostaveb, nebo též „rámových staveb je konstrukce stěn tvořena nosnou dřevěnou kostrou z opracovaného řeziva, opláštěnou deskovými velkoplošnými materiály, které mají výztužný charakter a spolupůsobí při přenosu zatížení s dřevěnou kostrou“ (Havířová, 2006, s. 35). Kolb dodává, že tyčová nosná kostra přenáší svislá zatížení ze střechy a mezipatrových stropů, zatímco pláště z desek na bázi dřeva přenášejí vodorovná zatížení, která vznikají účinkem větru a výztužných sil (Kolb, 2008). Havířová v další publikaci uvádí, že elementární dřevostavby ze dřeva lze charakterizovat jako stavby sestavované z jednotlivých elementů, a to přířezů jednotného profilu. Přířezy vytváří nosnou kostru celé stavby, doplněnou ve skladbě dalšími konstrukčními materiály. Skupina rámových staveb ze dřeva vznikla ze staveb hrázděných, konkrétně jejich notným zjednodušením vlivem stavebního systému, který má svůj původ v Americe na přelomu 19. a 20. století. Hlavní rozdíl mezi dobovou hrázděnou stavbou a systémy staveb z „elementů“, tedy staveb rámových nebo panelových spočívá v tom, že u hrázděné stavby bylo vyztužení stěn provedeno pomocí šikmých vzpěr, tedy z tyčových prvků, které byly součástí dřevěné kostry, oproti tomu u elementárních staveb na bázi dřeva je ztužení provedeno pomocí vnějšího opláštění. Opláštění bylo původně z vodorovně nebo šikmo přibitých prken, dnes tedy z certifikovaných velkoplošných materiálů, které jsou připevněny na dřevěné rámy nosnými spoji (Vaverka, 2008). Původ dnešních rámových staveb na bázi dřeva Kolb vidí ve stavebním systému Ballon-Frame a Platform-Frame. Ty se podle tohoto autora „už dávno vyvinuly v USA, Kanadě a i ve skandinávských zemích do používaného a osvědčeného konstrukčního systému“ (Kolb, 2008, s. 62). Ballon-Frame je způsob stavění, u kterého jsou stojky průchozí přes celou výšku budovy. Ke stojkám se u tohoto typu stavění připojují vodorovná nosná žebra stropu. Dřevěná kostra byla zavětrována diagonálami z prken zapuštěných do stěny, aby nepřekážela při upevňování opláštění. Druhý výše uvedený způsob Platform-frame je typický tím, že stojky stěn jsou pouze na výšku podlaží. V horní části jsou vzájemně propojeny vodorovným pasem. Na takto vzniklý dřevěný rám se pokládá konstrukce stropu. Svislé nosné obvodové stěny se tak přeruší konstrukcí stropu (Havířová, 2006). 17
5 Konstrukční systém rámové dřevostavby firmy Dřevokonstrukce - M.I. T. s.r.o. 5.1 Rámové dřevostavby – úvod
Nosnou část rámových dřevostaveb tvoří tyčové prvky z řeziva, které jsou vyrobeny ze smrkové kulatiny. Vyztužení celé konstrukce je doplněno vnějším opláštěním z velkoplošných materiálů. Kostra z tyčových prvků přenáší svislá zatížení ze střechy a stropů. Opláštění z desek na bázi dřeva slouží k přenosu vodorovného zatížení způsobeného účinkem větru a výztužných sil (Kolb, 2008). Rámové dřevostavby vznikají stavební činností, jejíž cílem je vytvoření stavebního díla – budovy. Konstrukce budovy se skládá z velkého množství prvků. Vlastnosti těchto prvků musí splňovat požadavky odpovídající funkci a umístění konkrétní části v konstrukčním systému. Budovu či objekt lze rozdělit na dva základní subsystémy s charakteristickými vlastnostmi, odpovídajícími hlavním funkcím v konstrukčním systému. Subsystém: a) nosný
- základy - svislé nosné konstrukce - stropní konstrukce - schodiště - nosné konstrukce zastřešení - obvodové pláště
b) nenosný
- příčky (vnitřní nenosné) - výplně otvorů - podlahy - střešní pláště - instalace
Nosná funkce představuje schopnost konstrukčního systému odolávat vnějším vlivům statického (vlastní tíha konstrukce), dynamického( zatížení větrem, sněhem, lidmi, atd.) a teplotního zatížení. Nosná konstrukce musí být navržena tak, aby byla schopna přenést veškerá na ní působící zatížení. Správné nadimenzování všech
18
prvků dřevěné rámové konstrukce musí zajistit dostatečnou spolehlivost s požadovanou mírou bezpečnosti celého objektu. Mezi funkce nenosného subsystému patří např. akustická, tepelně technická, dělící, hydroizolační apod. (Hájek, 2005).
5.2 Konstrukční části rámových staveb na bázi dřeva
Firma Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. se zabývá realizací rámových dřevostaveb zhotovovaných částečnou prefabrikací a výrobou příhradových vazníků. Ve výrobní hale vznikají dle příslušných výkresů výrobní dokumentace stěnové panely jednostranně opláštěné velkoplošným materiálem na bázi dřeva. Krokvové vazníky firma dimenzuje pomocí software, a používá je k zastřešení dřevostaveb, které realizuje. Vnější kontaktní zateplovací fasádní systém, tepelná izolace uvnitř rámu, natažení a připevnění parozábrany, rozvody instalací a uchycení vnitřního opláštění se realizuje přímo na staveništi po zastřešení objektu. Firma využívá jeden z mnoha konstrukčních systémů rámových staveb ze dřeva. V následující podkapitolách teoreticky popíši všeobecně konstrukční části rámových dřevostaveb. Podrobněji přiblížím
konstrukční
a technologické
způsoby,
které
používá
firma
Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o.
5.2.1 Svislé a vodorovné konstrukce
Tyčové nosné prvky stěn jsou u rámových dřevostaveb tvořeny svislými sloupky (stojky) rozmístěnými v pravidelných osových vzdálenostech, dolními (spodní rám nebo též práh) a horními (horní rám) vodorovně uloženými prvky. Tyto tři prvky tvoří dřevěný rám stěnového panelu. Pod spodními prahy obvodových stěn a vnitřních nosných stěn je umístěn spodní pás nebo-li práh. Od základové konstrukce je oddělen hydroizolační vrstvou (Vaverka, 2008).
19
Obr. 4 Prvky panelu a výztužné opláštění elementární stavby.
Všechny tři uvedené prvky dřevěného rámu stěnového panelu mají zpravidla stejný profil, jsou spojeny na tupý sraz pomocí hřebíků. Pro jedno a dvoupodlažní typy staveb jsou vyhovující dřevěné prvky s průřezem 60/120mm. V současné době a především v klimatických podmínkách České republiky se požadují vetší tloušťky izolace, tzn. více jak 120mm. Dalšími prvky stěnových konstrukcí jsou svislé sloupky okenního rámu, poprsník v místě okenního otvoru, překlady nad okenními (nadpraží) a dveřními otvory. Dříve běžný horní práh (věnec) se v současnosti zpravidla kombinuje s horním zakončením rámu (Kolb, 2008). Rám panelu je oboustranně nebo jednostranně opláštěn velkoplošnými materiály na bázi dřeva. Spojení deskových materiálů s dřevěným rámem je docíleno pomocí hřebíků, vrutů nebo sponek. Spojovací prostředky musí být opatřeny povrchovou úpravou zabezpečující odolnost proti korozi. Povrchová úprava prostředků je provedena pozinkováním nebo použitím prostředků z nerezavějící oceli. Umístění a osové
vzdálenosti
spojovacích
prostředků
udává
výrobce
konkrétního
aglomerovaného materiálu. Stropní konstrukce u rámových dřevostaveb je většinou tvořena stropními nosníky, nosnou vrstvou podlahy, průvlaky a překlady nad stěnovými otvory a výměnami v místech okrajů stropních otvorů. Z celkového statického pohledu
20
musí konstrukce stropu vytvořit dostatečně tuhou vodorovnou stropní desku (výztužnou tabuli). Tato tabule je v podstatě tvořena stejným rámem jako u obvodových stěnových panelů, ovšem s tím rozdílem, že je umístěna ve vodorovné poloze (Vaverka, 2008).
Obr. 5 Dřevěná tyčová kostra rámové stavby: spodní prahy, stěnové konstrukce, stropní výztužná tabule.
Pro nosnou kostru rámových dřevostaveb se u nás nejčastěji používá smrkové omítané řezivo o vlhkosti 12% ± 2%. Poškození dřeva lze předejít vhodnou konstrukční nebo chemickou ochranou dřeva. Převážná část rámových dřevostaveb vznikajících v ČR má skladbu obvodového pláště navrženou s použitím parozábrany – difúzně uzavřená konstrukce rámové dřevostavby. Parozábrany jsou u těchto konstrukcí zpravidla umísťovány při vnitřním povrchu konstrukce. Opakem je difúzně otevřená konstrukce – výztužné opláštění provedeno z vnitřní strany jako vzduchotěsné, parozábrana se u tohoto typu konstrukce nevyskytuje.
21
5.2.2 Velkoplošné materiály - opláštění
Kvůli anizotropním a dalším specifickým vlastnostem dřeva jako jsou například jeho vady nebo omezené rozměry vznikly velkoplošné materiály na bázi dřeva. Tyto nově průmyslově zpracovávané „formy dřeva“ eliminují nedostatky rostlého dřeva. Mezi současné deskové materiály na bázi dřeva vyráběné různými technologiemi zpracování patří třískové desky, vláknité desky,
progresivní konstrukční OSB
desky, materiály na bázi minerálních pojiv - sádrovláknité a sádrokartonové desky, cementotřískové a cementovláknité desky, vrstvené dřevo z dýhových pásů a překližky. K výrobě těchto materiálů lze použít dřevěný odpad vzniklý při zpracování kulatiny nebo dřevo ze stromů malých průměrů (Hrázský, Král, 2007). Aglomerované materiály se u konstrukcí rámových dřevostaveb používají k vnějšímu i vnitřnímu opláštění stěn, stropů a střešních konstrukcí. Všechny materiály používané k vnějšímu opláštění dřevěného rámu musí mít odpovídající hodnoty pevnosti a tuhosti. Opláštění rámových dřevostaveb má nosnou funkci a spolupůsobí při přenosu nahodilého a
stálého zatížení do základů stavby
(Havířová, 2006).
5.2.3 Střešní konstrukce
Střecha je svou důležitou polohou mimořádně vystavena vnějším vlivům. Všechny prvky střešní konstrukce musí jednak vyhovovat konstrukčním požadavkům, ale také požadavkům tepelné a zvukové izolace a protipožární ochrany. Nosná konstrukce střechy má především za úkol přenést zatížení z ostatních vrstev samotné konstrukce, dále nahodilé a stálé zatížení do svislých popřípadě vodorovných nosných prvků celé stavby. K uvedeným základním funkcím střešní konstrukce
se přiřazuje
také
architektonicko-formální
hledisko
pro
řešení
dispozičního uspořádání a integraci do krajiny a okolí celého objektu (Kolb, 2008). Tvar střešní konstrukce vychází z geometrického tvaru střešních ploch, které mohou být rovinné, zakřivené nebo kombinované. Mezi základní tvary střech patří střechy sedlové, ploché, pultové, mansardové, stanové, valbové, polovalbové a křížové (Vaverka, 2008). 22
Kolb rozšiřuje tvary střešních konstrukcí o střechy valené, obloukové, shedové a ploché střechy se střešní nástavbou (Kolb, 2008). U staveb navrhovaných pro bydlení se používají nejčastěji střechy sklonité, a to střechy šikmé se sklonem vnějšího povrchu od 5° do 45° (Vaverka, 2008). Nosné systémy sklonitých střech se rozdělují na střechy krokvové a vaznicové a vazníkové systémy (Kolb, 2008).
Obr. 6 Střešní příhradové vazníky.
Krokvové střechy lze využít pro budovy do šířky cca 12m, délka krokví do 7,5m. Je-li délka krokví větší než 4,5m provádí se vyztužení hambálkem. Délka hambálku do 4m, hambálková střecha je tříkloubovým rámem s taženým pasem. Konstrukce se vyznačuje pravidelností, silně provázaným konstrukčním systémem. Vnitřní prostor bez vzpěr umožňuje větší využití podkrovního prostoru. Upevnění paty krokví ke stropním trámům musí přenést tahové síly. U konstrukce vaznicového krovu plní krokve sekundární nosnou funkci. Zatížení se přenáší pomocí vaznic do plných vazeb a následně do svislých nosných konstrukcí stavby. Plné vazby jsou tvořeny ze sloupů, kleštin a vazných trámů. V případě, kdy mají krokve délku větší jak 4,5m musí být počet stojatých podpor více jak 1 (Neufert, 2005). K přednostem vaznicové soustavy oproti krokvové patří žádný přídavný horizontální smyk v patním bodě krokve, krokve jsou namáhány pouze na ohyb, celková montáž je snazší, jednodušší je i zabudování střešních vikýřů. Nevýhodou
23
vaznicové soustavy krovu je velké množství prvků plných vazeb, a tím i horší využití půdního prostoru. Spojování jednotlivých částí krovů se provedení pomocí dřevěných nebo ocelových oboustranných příložek s hřebíkovými či vrutovými spoji, zapuštěnými tenkými plechy, které se spojují hřebíky či vruty přímo nebo předvrtáním otvorů, dále pak také kovovými deskami s prolisovanými trny, závitovými tyčemi nebo v neposlední řadě tesařskými spoji (Kolb, 2008). Vazníkové systémy se rozdělují na krokvové vazníky a vazníky s primární a sekundární nosnou konstrukcí. Střešní příhradové vazníky lze použít u budov jejichž šířka nepřesahuje 20m, mají většinou trojúhelníkový tvar. Vazníky jsou většinou určeny pro střechy sedlové, valbové nebo jako paralelní vazníky pro střechy ploché a pultové. Rozteče jednotlivých vazníků se pohybují od 600 do 1250mm, krokvové vazníky nevyžadují sekundární nosnou konstrukci. Prvky pro uložení střešní krytiny mohou být uloženy přímo na vazníky. Při použití u rámových dřevostaveb jsou vazníky ve spodní části obloženy, popřípadě je vybudován zavěšený zateplený podhled. Střešní prostory u těchto vazníků jsou nevyužitelné, případně pouze omezeně využitelné. Konstrukce vazníků může být samonosná od vnější stěny ke vnější stěně, nebo s podporami na vnitřních nosných stěnách. Ke spojování jednotlivých částí příhradových vazníků se používají nejčastěji hřebíky, styčníkové desky s prolisovanými trny nebo zapuštěnými tenkými plechy (Kolb, 2008).
Obr. 7 Statický systém střešní nosné konstrukce jako krokvové vazníky.
Zabezpečení stability štíhlých tlačených pásů je docíleno příčnými ztužidly a výztužnými prvky proti vybočení z roviny vazníku. K navrhování příhradových vazníků spojených styčníkovými deskami s prolisovanými trny slouží speciální programy. Softwary dimenzují nosné prvky a spoje (Vaverka, 2008).
24
5.2.4 Realizace rámových dřevostaveb
Realizace rámových staveb na bázi dřeva probíhá buď z jednotlivých přířezů přímo na staveništi. Přířezy se spojují na tupý sraz a prostřednictvím hřebíků nebo sponek. Konstrukce stěny se sestaví ve vodorovné poloze, a poté se zdvihne do svislé polohy, a ukotví se. Další možností je provádění těchto staveb částečnou prefabrikací. Ve výrobní hale je předem sestaven dřevěný rám s jednostranným opláštěním. Vytvořené rámy mohou mít rozměr celé stěny nebo menších celků – panelů. Vytvořené rámy se prostřednictvím nákladního automobilu dopraví na staveniště, kde se většinou prostřednictví autojeřábu uskutečňuje spojení jednotlivých dílců. Vytvořením prostorově stabilních konstrukcí obvodových a vnitřních nosných stěn je umožněno zastřešení nově vzniklého objektu. Částečná prefabrikace panelů dřevěného rámu ve výrobní hale zkracuje dobu, po kterou by samotné dřevo a deskové materiály byly vystaveny povětrnostním vlivům. Po zastřešení následuje kompletace skladeb stěnových dílců ostatními materiály. Panely vyráběné firmou Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. lze rozdělit na: -
malorozměrové – maloformátové (dle velikosti)
-
hrubé (dle stádia dokončení ve výrobě)
-
obvodové a příčkové (dle účelu v konstrukci objektu)
-
staticky nosné a dělící (dle funkce v objektu) (Štefko, Reinprecht, 2004)
Nejvyšší stupněm prefabrikace se vyznačují panelové dřevostavby. Ve výrobní hale je na pracovní ploše nejprve sestaven dřevěný rám, provede se opláštění z jedné strany. Poté dojde k překlopení (hydraulicky ovládaný zdvižný pracovní stůl) celé konstrukce, vyplnění prostor mezi stojka tepelnou izolací, provedení rozvodů instalací, natažení parozábrany a upevnění vnitřního opláštění. Dokončení (povrchové úpravy, vnější zateplení, atd.) stěnové konstrukce probíhá již ve svislé poloze (Vaverka, 2008).
5.3 Stavební akustika
Stavební konstrukce musí podle normy ČSN 73 0532 splňovat určité akustické požadavky. Ty zlepšuje zvuková izolace, což je opatření proti vzniku hluku (primární opatření) a opatření proti přenosu hluku (sekundární opatření). Hluk se 25
v budovách šíří vzduchem nebo materiálem. Člověk prostřednictvím sluchového orgánu zachycuje mechanické vlnění, které vzniká v důsledku nárazu tlakových vln ve vzduchu nebo následkem jiného mechanického kmitání stropů (kročejový hluk) (Havířová, 2006).
Tab. 1 Požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi v budovách (Vaverka, 2008). Požadavky na zvukovou izolaci Položka
A
Hlučný
mezi místnostmi
dveří
prostor
R´w, DnT,w [dB] ve směru
L´nw, L´nT,w
horizontálním
[dB]
vertikálním
Rw [dB]
Bytové domy(kromě RD) – nejméně 1 obyt.místnost bytu o 3 a více obyt.místnostech Všechny ostatní
1
místnosti téhož
42
42
68
-
53
-
bytu C
Řadové rodinné domy a dvojdomy – obytné místnosti bytu Všechny
10
místnosti
57
57
v soused.domě
5.3.1 Vzduchová neprůzvučnost
Je schopnost materiálu utlumit kmity o určité intenzitě vyvolané hlukem ze vzduchu, který se přeměňuje na hluk vznikající v materiálu a šířící se jím. Závisí na objemové hmotnosti materiálů. Čím je objemová hmotnost větší, tím větší je vzduchová neprůzvučnost. Dvouvrstvé konstrukce dosahují lepších zvukově izolačních schopností i při nižší objemové schopnosti použitých materiálů. Dvouvrstvé konstrukce nejlépe vzájemně oddělit, tzn. dva oddělené rámy jednostranně opláštěné, prostor mezi nimi vyplněn vláknitou izolací. U stropních konstrukcí dosáhnout lepších zvukoizolačních schopností oddělením podhledu (Havířová, 2006).
26
Tab. 2 Hygienické limity u obytných objektů dle nařízení vlády č. 148/2006. Uživatelský
Nejvýše přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku LA,eq,T
prostor Základní hladina
Korekce [dB]
[dB] Stavební Denní
Noční
doba
doba
LA,eq,16
LA,eq,8
činnost Tónové
6.00-7.00
Impulsní
Hlavní
složky
7.00-21.00
hluk
komunikace
21.00-22.00 22.00-6.00
Vnitřní prostor
40
0
-10
-5
+15 +10
Venkovní
50
0
-10
-5
prostor
+15 +10
-12
+10
+5
5.3.2 Kročejová neprůzvučnost
Vzniká v důsledku šíření hluku stropními konstrukcemi. Snížení kročejového hluku šířícího se do sousedních prostor lze dosáhnout
vytvořením plovoucích
podlah (nemá přímé spojení s nosnou konstrukcí pod podlahou), zvýšením plošné hmotnosti podlahy a nebo oddělením podhledových konstrukcí. Hmotnost konstrukce podlahy se zvýší zhotovením vrstvy betonové mazaniny nebo zabudováním betonových prefabrikovaných desek do konstrukce stropu (Havířová, 2006).
5.4 Tepelná ochrana
Tepelná ochrana závisí na tepelně izolačních a akumulačních vlastnostech obalových konstrukcí (na hranici vytápěných a nevytápěných zón). Rozděluje se na zimní a letní. Na udržení požadované interiérové pohody má největší vliv opláštění budovy, tzv. obalové konstrukce. Skládá se z neprůsvitných konstrukcí (obvodové stěny, 27
střechy, stropy nad nevytápěnými prostory nebo podlahy na terénu) a z průsvitných konstrukcí (tvorové výplně – okna, vstupní dveře, prosklené stěny). Tepelně technické požadavky u netransparentních konstrukcí – tepelná ochrana, ochrana proti vlhkosti, ochrana proti hluku a vzduchotěsnost. U transparentních konstrukcí (výplní otvorů) se k předchozím požadavkům přiřazuje propustnost slunečního záření (Vaverka, 2008). Správně navržené skladby obvodových stěn a důsledné řešení detailů (napojení svislých konstrukcí v rozích, se základovou deskou, se střešní konstrukcí, atd.) předchází zvýšenému tepelnému toku a vlhkosti v těchto a dalších konstrukce. Negativním dopadem můžou být energetické ztráty při vytápění (ekonomický aspekt), vznik plísní vně nebo na vnějším povrchu konstrukcí (může vézt až mechanickému poškození materiálu) (Zvánovcová, Škopek, Šubrt, 2008). Tepelně
izolační
vlastnosti
materiálů
vystihuje
součinitel
tepelné
vodivosti λ [W.m-1.K-1]. Tepelná vodivost závisí na pórovitosti, objemové hmotnosti, tloušťce a vlhkosti materiálu.Vodivost udává schopnost materiálu tepelně izolovat a její hodnota je ze všech uvedených faktorů nejvíce závislá na vlhkosti. Doporučené hodnoty tepelné vodivosti λ, součinitele prostupu tepla U [W.m-2.K-1] a dalších veličin souvisejících s problematikou tepelných vlastností budov jsou uvedeny v ČSN 73 0540, Tepelná ochrana budov (Havířová, 2006).
28
6 Skladby konstrukcí a použité materiály
6.1 Úvodní popis objektu
Objektem je samostatně stojící nepodsklepený přízemní rodinný dům obdélníkového tvaru. Bungalov se nachází v kraji Vysočina v katastrálním území města Havlíčkův Brod. Celková výměra činí u pozemkové parcely 800m2 a u stavební parcely 95m2. Objekt stojí v aktivní zóně pro záplavové území Q100, konkrétně v záplavovém území 20-leté vody
. Dům je zhotoven konstrukčním systémem rámových dřevostaveb, firma Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. používá stálou skladbu vnější obvodové konstrukce. Tvar střešní konstrukce je valbový, se sklonem 20°. Nosná konstrukce střechy je tvořena z příhradových vazníků.
6.2 Základy
Dům je osazen na základových pásech v hloubce -2,000m. Pásy jsou rozmístěny pod obvodovými stěnami, vnitřní nosnou stěnou a konstrukcí komínového tělesa. Z části byly využity základy objektu, který stál na místě nově vzniklé dřevostavby. Základové pásy tvoří prostý beton C12/15, který je vylit mezi desky bednění. Protože se objekt nachází v aktivní zóně záplavového území jsou na základové pásy vyskládány do výšky 1,25m tvárnice ztraceného bednění. K jejich stabilitě slouží rovná betonářská ocel o Ø 16mm a délce 1,6m, která je ukotvena v hloubce 0,4m do základových pásů. Dutý prostor Beta bloků ZB II vyplní prostý beton C12/15. Prostor mezi pásy ztraceného bednění uvnitř objektu je zaplněn hutněným násypem z hlíny. Násyp je pravidelně po 0,3m materiálu hutněn vibračním strojem. Skladba základů a základové desky: -
-
-
původní zemina
-
základové pásy
-
ztracené bednění + železobeton
-
hutněný násyp
-
hutněná štěrkodrť
29
-
podkladní beton
-
geotextílie Getex + izolace Penefol
-
železobetonová základová deska
V původním
návrhu
byla
skladba
základové
konstrukce
navržena
bez podkladního betonu. Zařazení podkladního betonu do skladby jsem zvolil z obavy možného poškození následné vrstvy izolace. Ta by při zachování původní skladby byla umístěná přímo na štěrkodrti, a při pohybu osob pokládajících kari sítě by mohlo dojít k jejímu mechanickému poškození. Hydroizolační a zároveň i proti radonová izolační fólie + geotextílie jsou umístěny až pod základovou deskou. Důvodem je zamezení poškození kotvícími prvky svislých konstrukcí. Základová deska je vyztužena sítí kari KH 20 o Ø 6/6, rozteč ok 150×150mm. Od úrovně vrchní plochy základové desky je na vnější straně ztraceného bednění umístěna soklová izolační deska z extrudovaného polystyrénu. Tento materiál je do soklové části konstrukce zvolen pro své dobré mechanické vlastnosti (pevnost v tlaku) a nižší nasákavost oproti EPS.
Obr. 8 Půdorys základové desky bez instalačních prostupů.
30
6.3 Svislé konstrukce
6.3.1 Nosné obvodové stěny
Svislé a vodorovné tyčové prvky nosného dřevěného rámu stavby tvoří základní statickou kostru objektu.
Celé stěny jsou tvořeny z panelů, jejichž základní
(standardní) rozměr je 1250mm – důvodem je šířka desek vnějšího opláštění. Pro svislé stojky, horní a dolní rám panelů, spodní a horní práh (věnec), poprsník se používá smrkové řezivo profilu 50×140mm. Překlady okenních a dveřních otvorů mají průřezový rozměr 70×175mm, stojka určená k napojení obvodových stěn v rozích má průřez 50×130mm. Řezivo je vyrobeno pomocí pohyblivé kotoučové pily, následně je sušeno přirozeným procesem. Při realizaci stěnových panelů a dalších prvků stěn se vlhkost dřeva pohybuje okolo 16% ± 3%. Veškeré dřevěné prvky konstrukce rámu jsou chemicky ošetřeny fungicidním a insekticidním přípravkem Bochemit QB. Přípravek je vodou ředitelný a ve firmě Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. jím ošetřují jak svislé prvky konstrukce, tak i prvky příhradových vazníků. Aplikace impregnační látky probíhá metodou máčení ve vaně. Spojení tyčových prvků panelové konstrukce je provedeno na tupý sraz pomocí konvexních hřebíků o rozměrech Ø 3,6×100mm a vlnovců. Montáž obvodových stěn začíná pokládkou asfaltového pásu Bitagitu R20 (šířka 0,4m), následuje zaměření, umístění a připevnění spodních prahů. Spodní prahy jsou umístěny ve vzdálenosti 46mm od okraje základové desky, připevněny jsou pomocí průchozí kotvy m2 o Ø6mm a délce 95mm. Kotva je zapuštěna pod úroveň vrchní plochy prahu. Na připevněné prahy se umístí částečně prefabrikované stěnové panely, které jsou ukotveny skrz spodní rám a práh do základové desky (Průchozí kotva Mungo m2-C Ø16mm, l. 220mm). Jednotlivé panely jsou vzájemně připevněny závitovými tyčemi a maticemi. Ke spojení dochází na třech místech, konkrétně v horní, střední a spodní části panelů. Na svisle stojící rámy panelů se rozmístí prvky horního prahu (věnce), tloušťka věnce činí 2×50mm. Vnější opláštění je provedeno z cementotřískových desek Cetris Basic. Desky patří k relativně novým typům velkoplošných materiálů na bázi minerálního pojiva.
31
Složení desek: - 63% SM nebo JD třísky (normální - SV a jemná frakce – PV) - 24% Portlandský cement PC 400 - 10% voda - 3% síran hlinitý + vodní sklo (Hrázský, Král, 2007) Hlavní výhody použití těchto desek vidím v možnosti opracování běžnými nástroji, odolnosti vůči hnilobě, houbám a hmyzu, dále také proti vlhkostnímu působení a především v tom, že neobsahují fenolformaldehydové pryskyřice (např. oproti OSB). CTD Cetris je ohnivzdorná a její klasifikace podle třídy reakce na oheň dle evropské normy EN 13 501-1 je A2-s1, d0 nehořlavá
.
Obr. 9 Základní rozměr stěn. panelu firmy Dřevokonstrukce-M.I.T. s.r.o., panel doplněn o spodní a horní prahy (věnce).
Vnější tepelnou izolaci tvoří kontaktní zateplovaní fasádní systém stomix Therm alfa III. Zateplení je uloženo na soklové liště AL LO103 uchycené do desek Cetris pomocí vrutů. Zateplovaní fasádní systém navazuje na desku XPS soklového
32
zateplení. Protože je šířka zateplení větší jak 0,1m musí být EPS kotven plastovými hmoždinkami s ocelovým trnem.
Tab. 3 Skladba zatepleného fasádního systému stomix Therm alfa III.
λ [W.m-1.K-
ρ [kg.m-3]
µ [-]
0,79
1700
25
100
0,04
15
40
AlfaFIX S1 + H
3
0,79
1525
46
BetaDEKOR A
2
0,67
1750
107,3
Název materiálu
Tloušťka[mm]
AlfaFIX S2
4
EPS F
1
]
Izolace vyplňující prostor mezi stojkami panelů je z minerální plsti (Isover Orsil Uni), tloušťka tepelné izolace činí 140mm. Izolace se vyrábí v deskách, které se díky své stlačitelnosti uchytí mezi stojky rámové konstrukce. K přednostem desek patří
požární
odolnost
a
do
jisté
míry
i
pohltivost
zvuku
. Skladba obvodového pláště je navrhnuta s použitím parozábrany na vnitřní straně konstrukce. Fólie se upevňuje pomocí sponek na sloupcích. V místech přisponkování je přelepena prostřednictvím oboustranně lepící pásky další vrstvou fólie. Rozvody instalací jsou vedeny v předstěně vytvořené z ocelových CW a UW profilů tloušťky 50mm. Konstrukce ocelových profilů je umístěna přibližně 20m před rámem dřevěné konstrukce. Důvodem je neporušení parozábrany vnitřním opláštěním, respektive vruty, kterými je opláštění přichyceno. Konstrukce ocelových profilů se skládá ze spodních a horních vodorovně umístěných UW profilů. Spodní UW profily jsou ukotveny pomocí hmoždinek do základové desky, horní profily jsou ukotveny do prken, a prkna jsou přichycena ke střešním vazníkům. Osová vzdálenost svisle uložených CW profilů je 625mm. Stojiny těchto profilů mají předraženy H otvory pro vedení instalací. V místech, kde jsou u obvodových stěn umístěny desková otopná tělesa se umisťuje mezi ocelové CW profily vyztužení v podobě dřevěných hranolků (40×50mm). Hranolky jsou pomocí vrutů přichyceny k CW profilům. Interiérové opláštění je zajištěno sádrokartonovými deskami Knauf GKB 12,5. V koupelně jsou použity SKD Knauf GKBI, jde o impregnovanou SKD, která 33
krátkodobě odolává zvýšené relativní vlhkosti vzduchu. Spáry mezi SKD, ochrany rohů a hlavy šroubů jsou zakryty tmelem na bázi sádry. Konečnou povrchovou úpravu desek představuje malířský nátěr (Nyč, 2005).
Obr. 10 Skladba obvodové stěny.
6.3.2 Vnitřní nosné stěny
Kompletní skladba vnitřní nosné stěny byla v původní architektonické studii bez opláštění uchyceného na dřevěném rámu panelů. Pro zabezpečení stability panelů a zajištění přenosu nahodilého a stálého zatížení jsem provedl korekci skladby vnitřní nosné stěny. Do konstrukční skladby jsem zařadil jednostranného opláštění CTD Cetris Basic. Touto úpravou dojde ke snížení tloušťky celé konstrukce. Dřevěné části rámové konstrukce mají stejné průřezové profily jako tyčové prvky obvodových svislých konstrukcí. Výplň rámu tvoří izolace Isover Orsil Uni. Z jedné strany konstrukce je vyztužení v podobě CTD Cetris Basic a na ní SKD Knauf GKB 12,5. Na druhé straně konstrukce se nachází instalační předstěna – CW a UW profily opláštěné sádrokartonovou deskou. 34
Obr. 11 Skladba vnitřní nosné stěny.
6.3.3 Vnitřní dělící příčky
Nosná část vnitřních dělících příček se skládá ze svislých CW a vodorovných UW ocelových profilů. Profily jsou kotveny stejným způsobem jako profily instalačních předstěn ostatních svislých konstrukcí. Vnitřní prostor příček je vyplněn kamennou vlnou Isover aku. Tento typ izolace jsem do skladby zvolil kvůli vylepšeným akustickým a protipožárním vlastnostem. Ocelové profily jsou z obou stran opláštěny SKD GKB 12,5. Profily (UA) umístěné v místech dveřních otvorů nebo v místech zavěšení těžkých předmětů jsou vyrobeny z 2mm pozinkovaného plechu a slouží především jako vyztužující prvky. U koupelnových příček je nutné ocelové profily vybavit nosiči sanitárních předmětů (umyvadla, baterie) a jiných břemen. Nosiče se většinou skládají z vodorovných a svislých ocelových traverz.
35
Obr. 12 Skladba vnitřní dělící příčky.
6.4 Vodorovné konstrukce
6.4.1 Podlahy
Konstrukce podlahy se rozkládá na železobetonové základové desce, od konstrukcí obvodových stěn a vnitřní nosné stěny je podlaha oddělena okrajovou izolační páskou Nobasil z minerální vlny pojenou umělou pryskyřicí. Skladba podlahy: -
tepelná podlahová izolace EPS F, tl. 120mm
-
krycí PE fólie, tl. 0,12mm
-
anhydritový samonivelační potěr, tl. 40mm
-
podlahová krytina, tl. 12mm
Podlahovou krytinu v obývacím pokoji, ložnici, pokoji a v pracovně tvoří laminátová plovoucí podlaha. Ve zbývajících místnostech nahrazuje plovoucí podlahu keramická dlažba. Výhody laminátové plovoucí podlahy spatřuji především ve snadnosti pokládky, jednoduché údržbě a nižší ceně v porovnání s ostatními druhy podlahovin. U všech svislých konstrukcí jsou umístěny plastové podlahové lišty (v místnostech s LPP) a úzké pásy keramického obkladu (v místnostech s keramickou dlažbou). Skladba podlahové krytiny (LPP): -
stěrková hmota pro vyrovnání povrchu, tl. 1mm
-
pěnová vložka (Mirelon), tl. 5mm
-
vrchní lamely, tl. 7mm 36
Obr. 13 Skladba laminátové plovoucí podlahy.
Keramické dlaždice se používají především v místnostech se zvýšenou odolností proti opotřebení a zvýšené vlhkosti. Z hlediska hygieny je keramika v koupelně a kuchyni téměř nenahraditelná. Hlavní výhody – životnost a snadná údržba (Ružičková, Svobodová, 2003). Skladba podlahové krytiny z keramické dlažby: -
penetrační nátěr PE 201
-
lepidlo AD 501, tl. 8mm
-
keramické dlaždice + spárovací hmota
6.4.2 Zateplený podhled
Nosná konstrukce zatepleného zavěšeného podhledu je tvořena ocelovými profily CD, E a UD. Plechové profily jsou zavěšeny na dřevěných prknech, jejichž směr vláken je kolmý na směr dřevních vláken střešních vazníků. Samostatné zavěšení ocelových profilů je provedeno prostřednictvím závěsů z páskové oceli s podélnými otvory. Závěsy jsou ukotveny vruty. Celý podhled je zakryt sádrokartonovými deskami. Na spodní ploše příhradového vazníku je pomocí sponek uchycena parozábrana. Nad ní, mezi spodními pásy příhradových vazníků je umístěna minerální plsť Isover Orsil Uni. Skladbu zatepleného podhledu ukončuje tepelná izolace Rockwool Airrock LD .
37
6.5 Střešní konstrukce
Tvar střešní konstrukce bungalovu je polovalbový, se sklonem 20°, půdorysný rozměr 9,306×13,306m. Konstrukce je tvořena ze systémových vazníku (podrobně viz.5.2.3 Střešní konstrukce), které jsou zhotoveny technologií MiTek. Základem této technologie jsou zmiňované příhradové vazníky spojené ve styčnících ocelovými deskami s prolisovanými trny (= styčníkové desky). Desky jsou vyrobeny z pozinkovaného plechu tloušťky 1-2mm, rozměry desek se liší podle velikosti styčníku (počtu spojovaných prvků). Tvar hlavních středových vazníků s1 je trojúhelníkový, rozpon 9m, šířka spodních a horních pásů, diagonál je 50mm .
Obr. 14 Popis prvků příhradového vazníku vytvořeného technologii MiTek.
Firma Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. disponuje dimenzováním a výrobou příhradových vazníků technologií MiTek nejen pro dřevostavby, které realizuje. Montáž vazníku probíhá ve výrobní hale pomocí pneumatického lisu, který se prostřednictvím elektronického ovládání pohybuje po nosné rámové konstrukci portálového jeřábu. Kotvení střešní konstrukce k obvodovým stěnám je provedeno prostřednictvím spojovacích úhelníků. Vazníky vyrobené tímto systém se vyznačují hospodárností materiálu a především rychlostí výstavby. Tuhost celé konstrukce zajišťuje vnější opláštění deskami OSB 3.
38
Obr. 15 Ocelová deska s prolisovanými trny obdélníkového tvaru umístěná ve vrcholovém styčném bodě vazníku.
6.5.1 Střešní krytina
Zastřešení je provedeno asfaltovým pásem Isola. Podkladem jsou desky OSB/3, jejichž tloušťka je 15mm. Spojení desek je provedeno na pero a drážku. Okrajové okapní plechy jsou uchyceny hřeby se širokou hlavou. Hydroizolační podkladní pás Isola je umisťován rovnoběžně s okapy. Přesah pásů přes okapní plech činí 0,1m, k okapnímu plechu je hydroizolace přilepena. K velkoplošným materiálům jsou pásy přichyceny hřeby se širokou hlavou. Asfaltové pásy pohledové krytiny se obdobně
jako
pásy
hydroizolace
přibijí
strechy.cz/katalog/bitumenove-stresni-sindele/isola/>. Zvolená střešní krytina se vyznačuje rychlostí pokládky v návaznosti na jednu z výhod střešní konstrukce.
39
Obr. 16 Skladba střešního pláště.
6.6 Ostatní konstrukce
6.6.1 Komín
Komínové těleso je umístěno v obývacím pokoji a slouží pouze k odvodu spalin z krbu. Pod komínem jsou umístěny základy stejné skladby a hloubky jako pod ostatními nosnými svislými konstrukcemi. Vnější rozměr komínových tvárnic Schiedel Uni Final je 380×380mm, průměr kouřovodu je 180mm .
6.6.2 Vstupní schody
Vstupní schody do domu tvoří samostatná nosná konstrukce, která je uložena na vlastních základech. Konstrukce je zcela oddělena od základů domu. Tvoří ji svařovaná železná kostra se třemi nášlapnými stupni, přičemž vrchní stupeň se nachází v úrovni podlahy (±0,000). Stupně jsou tvořeny z děrovaného ocelového roštu kvůli snadnému úniku srážkové vody do okapového chodníku, který se nachází pod konstrukcí vstupních schodů.
40
6.6.3 Zámková dlažba
Zámková dlažba se rozkládá od prostoru vstupních schodů ke vstupu na pozemek
patřící
k objektu.
Identickou
skladbu
má
terasa
umístěná
na jihovýchodní straně domku. Skladba zámkové dlažby: -
zemina upraveného terénu
-
vrstva štěrkopísku, tl. 100mm
-
štěrkový zhutněný podsyp (frakce 8-16), tl. 150mm
-
kladečská vrstva drceného kameniva, tl. 40mm
-
dlaždice 200×165×60mm
6.6.4 Okapový chodník
Je umístěn v těsné blízkosti domu (0,5m), ve stejné výškové úrovni (-0,500). Hlavní funkcí je zabránění vlhnutí a znečišťování dolní části fasády, k další funkci se přiřazuje drenážní funkce. Od okolního upraveného terénu je oddělen betonovým obrubníkem, který je osazen v betonovém lůžku. Hloubka chodníku činí 0,5m, od hutněného násypu je separován geotextílií. Ve spodní části okapového chodníku je umístěna vrstva drceného kamene, tzv. makadamu – frakce 32-63, následuje vrstva štěrku – frakce 16-32 a pohledová vrstva dekoračního kamene – frakce 30-60.
6.7 Souhrn konstrukcí – stavební dílo
6.7.1 Popis realizačního procesu
Výstavba rámové dřevostavby začíná zhotovením základové konstrukce. Důležité při této fázi realizace je zaměřit a vyznačit rozvody inženýrských sítí. Výkopovými pracemi jsou vytvořeny rýhy pro základové pásy, v rýhách je vytvořeno bednění, které vymezuje šíři základových pásů. Na dostatečně pevný beton (C12/15) základových pásů jsou umístěny tvárnice ztraceného bednění, které se na sebe pokládají na sucho. Stabilita tvárnic proti vybočení z roviny stěny je zajištěna pomocí prutů rovné betonářské oceli (Ø 5mm). Svislé pruty oceli jsou 41
částečně ukotveny v betonových pásech. Vodorovné pruty leží volně na rozhraní dvou tvárnic. U vrchní tvárnice se rovná betonářská ocel do vodorovné polohy nepokládá. Tuhost a stabilita celé konstrukce je podpořena umístěním svislých prutů betonářské oceli většího průměru (Ø 16mm) v pravidelné osové vzdálenosti 1m. Pruty betonářské rovné oceli jsou zapuštěny v hloubce 0,4m do základových pásů. Dutý prostor ztraceného bednění je vyplněn betonovou směsí C12/15. Prostor mezi stěnami ztraceného bednění je vyplněn hutněným hliněným násypem. Současně je pokládáno potrubí odpadové kanalizace a ostatních přípojek inženýrských sítí. Ostatní skladba viz. 6.2. Základy. Prostorová tuhost základů je završena vytvořením vodorovné výztužné tabule – železobetonové základové desky. V desce musí být vytvořeny prostupy dle výkresu základů. Na dostatečně vyzrálý beton základové desky je pod nosné stěnové konstrukce rozmístěn hydroizolační pás Bitagitu v šířce 0,4m. Následuje zaměření, rozmístění a ukotvení spodních prahů. Prahy jsou vyrobeny a označeny podle výkresů výrobní dokumentace. Podle výrobní dokumentace pokračuje i následná fáze montáže – umisťování a kotvení stěnových částečně prefabrikovaných panelů. Panely jsou na ložné ploše nákladního automobilu umístěny systematicky podle pořadí jakým budou montovány – v případě RD v Havlíčkově Brodě bude montáž započata stěnou C, dále v pořadí B, D, E a A. Standardní panely šířky 1250mm mají hmotnost okolo 80kg, proto je nutné montovat částečně prefabrikované panely pomocí autojeřábu. Na vrchní ploše horních rámu jsou uchyceny popruhy, které vytváří oko, pomocí něhož jsou panely zavěšeny na hák autojeřábu. V případě větších panelů jsou tyto oka dvě, každé na jednom konci horního rámu. Před ukotvením se kontroluje kolmost panelů. Teprve poté je možné panely pomocí průchozí kotvy připevnit k základové desce. Osová vzdálenost mezi kotvami je 0,8m. V případě nestandardního rozměru panelu jsou kotvy umístěny v neosové vzdálenosti. Po ukotvení prvního a druhého panelu jsou též vzájemně spojeny na třech místech prostřednictvím závitových tyčí, podložek a matic. Otvory pro závitové tyče se vrtají při na staveništi. Tímto způsobem se pokračuje až po zhotovení celé stěny. Následuje zavětrování nově vzniklé rámové konstrukce, která je jednostranně opláštěna. Zavětrování je provedeno pomocí diagonál, které jsou na jednom konci uchyceny ke konstrukci stěny a na konci druhém přichyceny k dřevěným prknům, které jsou prostřednictvím hřebíků ukotveny k základové desce. Vytvoření 42
zavětrovacích prvků je pouze dočasné, po dokončení montáže střešní konstrukce jsou odstraněny. Pro urychlení celého procesu montáže stěnových prvků se používají diagonály stejné délky a stejného seříznutí na konci, který je zapřen o základovou desku. Po vybudování všech obvodových stěn následuje montáž vnitřní nosné příčky. Postup při této realizaci je obdobný jako montáž vnějších stěn.
Obr. 17 Zavětrování stěnových konstrukcí při montáži.
Horní prahy věnce se rozmístí podle výrobní výkresové dokumentace. Nejprve tedy první vrstva věncových prvků. Prahy se k horním rámům panelů připevní hřebíky. Pokud jsou rozmístěny a uchyceny horní prahy první vrstvy, následuje obdobně montáž vrstvy druhé. Obě vrstvy horních prahů (tl. 100mm) jsou společně s horním rámem stěnového panelu spojeny pomocí závitové tyče a matic s podložkami. Po ukončení montáže horních pásů jsou ukotveny části desek Cetris na spodní práh, horní prahy a boční plochy stěn. Další rozsáhlejší fází realizačního procesu je montáž konstrukce střechy. Příhradové vazníky jsou umísťovány na svislé stěnové konstrukce pomocí autojeřábu. Montáž je započata osazením středových vazníků s1 podle výkresové dokumentace systémových vazníků. Vazníky se k svislým konstrukcím kotví spojovacími úhelníky a vruty s šestihranou hlavou. Uhelníky jsou umístěny z každé strany vazníku, a vzájemně jsou propojeny skrz spodní pás příhradového vazníku
43
šroubem (Ø 10mm). Montáží dalších typů příhradových vazníků vznikne konstrukce střechy bez opláštění a krytiny. Střešní rovina je vytvořena opláštěním deskami OSB/3. Následuje pokládka střešní krytiny (viz. 6.5.1 Střešní krytina), zaměření a zhotovení střešních prostupů (otvor pro komínové těleso, střešní vikýř, odkouření, odvětrání a závěsů pro okapy). Při tvorbě prostupů je vytvořena konstrukce pro vstup z mezivazníkového prostoru na střechu. Zároveň je při této montáži zhotoven prostor pro osazení půdních schodů. Jde o vytvoření jakési výměny mezi spodními pásy příhradových vazníků. Kvůli náročnosti půdních sklápěcích schodů na šířku prostupu musí být zvětšena výška spodních pásů vazníků – o tloušťku druhé vrstvy tepelné izolace (Rockwool). Rozšíření výšky spodních pásů je fixováno ocelovou pásovinou, která je přišroubována z každé strany obou prvků. Ve výšce rozšíření je osazena horní hrana rámu půdních schodů. Kolmo přes nastavení spodních pásů jsou přibity prkna o tloušťce 30mm – ty tvoří pochůzdnou plochu, ze které je možné vstoupit na střešní rovinu. Vybudování komínového tělesa následuje ihned po dokončení střešní konstrukce, důvodem je zakrytí střešního prostupu, který je pro komín určen a také kvůli vytvoření oplechování okolo komínu. Po zastřešení objektu je dřevěná rámová konstrukce domku částečně chráněna proti povětrnostním vlivům. Realizace pokračuje vkládáním tepelné izolace z minerální vaty do částečně prefabrikovaných stěnových panelů, mezi spodní pásy střešních vazníků. K fixaci izolace mezi vazníky je použit rádlovací drát, u svislých konstrukcí izolace drží díky svým pružným vlastnostem.
44
Obr. 18 Minerální plsť umístěná ve stěnových panelech a mezi střešními vazníky.
Tepelná izolace umístěná mezi vazníky je vytažena až k čelům spodních pásů vazníku. Vnější přesah příhradových vazníků je zakryt prkny, tzn. i mezi čely. Při pokládce tepelné izolace podhledu je nutné vynechat místo v izolaci pro odkouření a trubice odsávání. Přisponkování parozábrany se provede nejprve ve stropní části a poté u stěnových konstrukcí. Kolmo na střešní vazníky jsou přibity prkna, o které jsou rozepřeny UW s CW profily, a také je na nich zavěšena konstrukce podhledu. Okenní otvory jsou vyplněny plastovými okny. Okna mají šestikomorový profilovaný systém, síla rámu činí 76mm. Současně s montáží oken jsou umístěny venkovní parapety z žárově zinkované oceli (tl. plechu 0,8mm). Vstupní dveře do domu a na terasu jsou také plastové, tloušťka dveřního rámu je 90mm. V následné fázi realizačního procesu jsou zhotoveny předstěny se všemi rozvody instalací, a to i u instalačních rozvodů, které nejsou vedeny v předstěrách. Předstěny se skládají z vodorovných UW profilů a svislých CW profilů. Na spodní plochu UW profilů se nalepí samolepící izolační páska. Důvodem tohoto použití je vylepšení akustických vlastností celé příčky. Profily jsou vyrobeny z pozinkovaného ocelového plechu o síle 0,6mm. Interiérové opláštění předstěn, v místech okenních a dveřních otvorů (ostění) je provedeno sádrokartonovými deskami. Hlavní funkce SKD spočívá v protipožárních vlastnostech. K doplňujícím funkcím patří – akustické, tepelné a estetické. Spáry mezi deskami, hlavy vrutů jsou zakryty tmelem 45
na bázi sádry. Nedílnou součástí této montážní fáze je vyvrtání otvorů do SKD pro elektrokrabice (zásuvky a vypínače). V další stádiu montáže probíhá osazení a ukotvení vnitřních parapetů z dřevotřískové desky povrchově upravené laminátem. Vnitřní nenosné dělící příčky mají tloušťku 125mm. Montáž konstrukce příček je podobná jako u instalačních předstěn. Po upevnění UW profilů (tl. 100mm) a rozmístění CW profilu (tl. 100mm) je provedeno z jedné strany opláštění SKD. Ocelové CW profily se fixují v místech styku s jinou konstrukcí, v místech dveřních nebo jiných otvorů a u profilů na kterých jsou umístěny nosiče sanitárních zařízení. Osová vzdálenost mezi jednotlivými stojinami činí 625mm. Do takto vytvořené konstrukce příčky se vkládá tepelná izolace z minerální plsti. Opláštění druhé strany příčky se zahajuje polovinou SKD. Vysvětlení spočívá v tom, že styk dvou desek nesmí být proti styku desek na protější straně konstrukce – vylepšení vzduchové průzvučnosti. Do dveřních otvorů jsou osazeny dřevěné plné dveře s obloukovými zárubněmi. Po zhotovením všech svislých nosných i nenosných konstrukcí je zavěšen podhled, konkrétně tedy pásková ocel a na ní ocelové profily (UD a CD), na kterých je přišroubován sádrokarton. EPS kontaktního zateplovacího fasádního systému je lepen pomocí stěrkové hmoty přímo na desky Cetris. K dalším fixačním prvkům, které drží EPS patří soklová lišta a hmoždinky. Fixace pomocí hmoždinek je nutná pro větší tloušťku polystyrenu. Na vnější plochu je na nesena opět stěrková hmota, do ní vtlačena perlinka a na konec se provede povrchová vrstva silikonové omítky. Montáž konstrukce podlahy je zahájena nalepením vnitřní okrajové pásky po obvodu všech svislých konstrukcí. Nalepení pásky se provede pomocí oboustranně lepící pásky do výšky 172mm od základové desky. Páska může být i o něco vyšší než je konstrukční výška podlahy, po dokončení montáže podlah se seřízne
nožem.
Na vrstvu
podlahové
izolace
je
položena
hydroizolační
polyetylenová fólie, a to i ve svislém směru podél okrajové pásky. Jednotlivé pásy fólie jsou přes sebe přetaženy s deseticentimetrovým přesahem, spojení je zabezpečeno lepící páskou. Následuje lití anhydritového potěru – tloušťka 40mm. Po dostatečném vyzrání potěru jsou lepeny obklady stěn a instalovány veškerá sociální a technická zařízení (WC, sprchový kout, umyvadla, plynový kotel,
46
desková otopná tělesa). Poslední montážní operací je pokládka plovoucí laminátové podlahy se soklovými lištami podél stěn, a pokládání keramické dlažby. Práce v exteriéru jsou spojeny s montáží konstrukce schodů u vstupních dveří. Další práce budou především zaměřeny na zhotovení okapového chodníku kolem domu. Realizace okapového chodníku bude spojena s finálními terénními úpravami. V hloubce 1m od úrovně podlahy bude položen pás (š. 625mm) geotextílie. Poté bude vytvořeno betonové lůžko pro osazení betonového obrubníku. Středová osa lůžka a obrubníku musí být v půl metrové vzdálenosti od vnější plochy XPS. Po vytvrdnutí betonové směsi bude následovat vysypání prostoru mezi betonovým obrubníkem a XPS štěrkovou drtí (viz. 6.6.4 Okapový chodník). Nadzemní část XPS bude opatřena mozaikovou omítkou. V poslední fázi realizace bude provedena pokládka zámkové dlažby, a to od vstupních schodů k vstupní brance na pozemek, v prostoru terasy a stání pro osobní automobil.
6.7.2 Výsledek realizačního procesu
Realizací výše popsaných technologických operací vznikl přízemní rodinný domek, tzv. bungalov. Dům má celkem 4 obytné místnosti, kuchyň, WC, koupelnu, technickou místnost, zádveří a chodbu. Celková užitná plocha činí 78m2.
Tab. 4 Legenda místností.
Označení Účel místnosti
Plocha [m2]
101
Zádveří, chodba
8,77
102
WC
1,13
103
Technická místnost
1,18
104
Koupelna
4,04
105
Pracovna
9,39
106
Ložnice
14,1
107
Pokoj
13,76
108
Obývací pokoj
14,19
109
Kuchyň
11,61
47
Na základě architektonické studie v podobě výkresu půdorysu jsem vypracoval výkresovou dokumentaci určenou k realizaci rodinného domu. Tloušťky obvodových stěn uvedených ve studii neodpovídaly reálné skutečnosti používaného konstrukčního systému. Obdobný problém byl také u vnitřní nosné stěny. Výchozím bodem pro korekci výkresu půdorysu bylo zachování půdorysného rozměru – zastavěné plochy. Do mnou vytvořeného půdorys jsem zakreslil objektivní tloušťku obvodových stěn podle konstrukčního systému používaného firmou Dřevokonstrukce – M.I.T s.r.o. Dále jsem navrhl úpravu skladby vnitřní nosné stěny (viz. 6.3.2 Vnitřní nosné stěny) a celkovou polohu vnitřní nosné konstrukce. Změnou polohy dojde k tomu, že celá stěna bude v jedné rovině, bez původního zalomení. Konstrukční systém u vnitřních dělících příček v architektonické studii je souhlasný se skutečným stavem. Pozměnil jsem šířku celé příčky, použitím ocelových profilů šířky 100mm a druh vnitřní izolace. Všemi úpravami dojde k nepatrnému pozměnění dispozičního uspořádání, především v užitných plochách obytných místností (kuchyně, obývacího pokoje, pokoje, ložnice a pracovny).
Obr. 19 Návrh polohy vnitřní nosné stěny.
48
6.8 Konstrukční detaily
6.8.1 Detail osazení obvodové stěny na základovou desku
Pro zakreslení obvodových konstrukcí do půdorysu jsem musel vyřešit detail osazení celé konstrukce stěny na základovou desku. Současný způsob kotvení obvodových stěn úderovými kotvami (Ø 16mm) nevyhovuje požadavkům deklarovaných výrobcem kotvících prvků. Problémem je za prvé nedostatečná osová vzdálenost kotvy od vnější hrany základové desky a za druhé je problém v použití úderové kotvy. V katalogu kotevních prvků Mungo jsem vybral průchozí kotvu, která se do základové desky šroubuje, tzn. nemělo by hrozit nebezpečí mechanického poškození hrany základové desky. Pro průměr kotvy 16mm je nutné umístit spodní práh ve vzdálenosti 46mm od okraje základové desky. Toto posunutí spodního prahu neovlivní velikost minimálního přesahu 20mm mezi EPS a XPS.
6.8.2 Detail vstupních dveří
Osazení rámu vstupních dveří jsem vyřešil tak, aby dveřní křídlo bylo 7mm nad úrovní podlahy. Pod dveřním rámem je vložena fošna o tl. 42mm. Okapní nos dveřního rámu je umístěn nad plechem, který zajišťuje odtok vody do okapního chodníku. Odkapní plech je ke spodnímu rámu stěnového panelu uchycen pomocí vrutů. Pod plechem se nachází vrstva izolace (XPS).
49
7 Výrobní dokumentace 7.1 Účel výrobní dokumentace
Smyslem
výrobní
dokumentace
je
vytvořit
podklady
pro
vyrobení
malorozměrových panelů jednostranně opláštěných. Mým doplňujícím návrhem je předvyrobení prvků spodních a horních prahů a přířezů opláštění těchto částí. Podklady pro výrobu se skládají z výrobních výkresů, ve kterých jsou graficky znázorněny technické parametry stěnových panelů a prostřednictvím tabulek uvedeny výpisy materiálů (tyčových dřevěných prvků a velkoplošných materiálů). Dílčím smyslem výrobní dokumentace je snaha o co nejracionálnější využití materiálů, ze kterých se vyrábí částečně prefabrikované panely.
7.2 Postup při tvorbě výrobní dokumentace
Podklady výrobní dokumentace vznikají na základě výkresové dokumentace, která je součástí technického řešení stavby, konkrétně její stavební části. Výrobní dokumentace je vytvořena pro vnější obvodové stěny a jednu vnitřní nosnou stěnu. Tento fakt je patrný z půdorysu objektu. V první fázi tvorby výkresové části výrobní dokumentace jsem nakreslil pomocí počítačové grafiky půdorys. V půdorysu jsou zakresleny pouze vnější a jedna vnitřní nosná svislá konstrukce. Pro přehlednost jsem jednotlivé stěny označil velkými písmeny řecké abecedy (A, B, C, D a E) a styková místa svislých konstrukcí arabskými číslicemi (1, 2, 3, 4, 5 a 6). V následné fázi jsem se zabýval rozmístěním všech stojek u svislých konstrukcí. Zásadní informací pro tuto činnost je, že firma Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. vytváří standardní panely šířky 1250mm. Ne vždy se dají využít panely standardní šířky pro celé konstrukce jednotlivých stěn. Nestandardní šířky vychází především v místech okenních a dveřních otvorů. Návrh rozmístění stojek u všech stěn jsem zakreslil do výše zmiňovaného půdorysu. V další fázi tvorby výrobní dokumentace jsem vždy jednu stěnu nakreslil v půdorysu, nárysu a bokorysu. Při tvorbě nárysu, respektive při určování rozměrů stojek a ostatních prvků stěny jsem vycházel z výkresu svislého řezu, konkrétně
50
z konstrukční výšky podlahy, zatepleného podhledu a světlé výšky místností. Tímto krokem jsem dospěl k celkové výšce panelů – hlavních stojek, stojek umístěných pod okny a nad okny.
Obr. 20 Značení stěn, rohů ve výchozím půdorysu výrobní dokumentace.
Na formát výkresu A2 jsem rozkreslil každou stěnu. Rozkreslení tvoří půdorys celé stěny, nárys a bokorys. V nárysu jsou graficky zobrazeny všechny tyčové prvky celé svislé konstrukce. Každý prvek je číselně označen. Půdorys a bokorys jsou oproti nárysu doplněny zakreslením vnějšího opláštění. Sklopený nárys vnějšího opláštění deskami Cetris je umístěn pod půdorysem stěny. Dílce jsou podobně jako tyčové prvky číslovány, dilatační spára mezi jednotlivými deskami činí 5mm. K dalším grafickým zobrazením patří komplexní pohled na všechny panely, které tvoří stěnu. Každý panel je očíslován a označen typem panelu. Jako poslední jsem ve výkresové části výrobní dokumentace nakreslil a okótoval zvlášť každý typ panelu použitý ve stěně (bez vnějšího opláštění). 51
Každé grafické zobrazení ve výkresu jsem okótoval tak, aby byly při výrobě jasně definovány potřebné rozměry. Jako součást každého výrobního výkresu jsem vytvořil tabulku s výpisem použitých materiálů. Tabulku jsem v každém výkresu umístil nad popisové pole. V tabulce jsou u každého tyčového prvku uvedeny objemové hmotnosti, u opláštění plošné hmotnosti. Do výrobních výkresů jsem zakreslil a zaznamenal prvky spodních a horních prahů. Učinil jsem tomu tak i navzdory, že tyto části jsou montovány až na staveništi. To samé se týká opláštění těchto částí. Opláštění bude vytvořeno z odřezků a bude uchyceno na spodní, horní prahy a čtyři boční plochy stěn. Předvyrobením těchto prvků dojde k ušetření času, který zabírá výroba těchto částí přímo na staveništi.
7.3 Výroba částečně prefabrikovaných panelů
Montáž malorozměrových hrubých panelů probíhá v hale, kterou firma disponuje. Výrobní hala je vybavena mostovým jeřábem, pohyblivou kotoučovou pilou, zařízením na odsávání pilin, malým pneumatickým lisem na spojování střešních vazníků, srovnávací frézou, pracovním stolem pro montáž stěnových panelů, impregnační vanou, prostorem pro sušení impregnovaného řeziva, prostory pro skladování vyrobených produktů a vysokozdvižným vozíkem. Řezivo, ze kterého jsou panely sestaveny vzniká pořezem smrkové kulatiny na pohyblivé kotoučové pile. Řezivo je sušeno v hráních přirozeným způsobem. Následnou technologickou operací je ošetření řeziva fungicidním a insekticidním prostředkem. Po impregnaci je řezivo přibližně jeden den sušeno v běžných klimatických podmínkách výrobní haly. Částečně prefabrikované stěnové panely se vyrábí zvlášť pro každou stěnu. Důvodem je, aby každý stoh ve skladovacím prostoru tvořily panely jedné stěny. Montáž rámu stěnových panelů se provádí podle výkresů výrobní dokumentace. Stojky, rámy, překlady a poprsníky jsou na požadované rozměry nařezány ruční řetězovou pilou. Prvky stěnového panelu se spojují na pracovním „stole“ – svařovaná ocelová konstrukce pevně ukotvená k betonovému podkladu. Stůl je na dvou svých hranách opatřen zarážkami, o které se dají stojky a rámy při montáži zapřít. Aby byl zajištěn pravý úhel mezi rámy a stojkami, jsou tyto části uchyceny 52
k zarážkám pomocí ztužidel. Poté následuje spojení prvků na tupý sraz a konvexními hřebíky. Hřebíky jsou zatloukány tesařským kladivem. Styková spára mezi stojkami a rámy je propojena pomocí vlnovců. Na širší hraně třemi vlnovci a na užší jedním. Vlnovce se připojují pneumatickou pistolí.
Obr. 21 Spojování hran vlnovci: vlevo - širší hrana; vpravo - užší hrana.
Po spojení všech dřevěných částí je panel pomocí mostového jeřábu přemístěn na stoh, kde jsou umístěny panely stejného typu. Každý nově vzniklý panel je důležité označit, respektive popsat. Při větší variabilitě šířek panelů ve stěně jsou nejprve zhotoveny nejširší panely a poté např. standardní a na konec tzv. úzké panely. Jde o to, aby byl stoh před následující technologickou operací stabilní, a neohrožoval zdraví osob provádějících montáž. Poté je na jednotlivé panely připevněno
opláštění
deskami
Cetris.
Formáty
opláštění
jsou
vytvořeny
na pracovním stole pomocí ruční kotoučové pily. K uchycení desek se používají sponky o délce 50mm a šířce krčku sponky 10mm. Sponky musí mít zapuštěnou vrchní hranu krčku do desky, s hranou desky by měl krček spony svírat úhel 45°, vzdálenost mezi sponkami by měla být od 25mm do max. 100mm, od hrany desky je požadovaná vzdálenost 30mm. Sponkami připevňovat desky Cetris pouze na svislé konstrukce. Správná hloubka zapuštění spony do desky se docílí nastavením tlaku na pneumatické sponkovačce. Následnou technologickou operací je uchycení popruhů pro zavěšení při montáži na staveništi. Opláštěné panely jsou přemístěny do skladovacího prostoru. Panely jsou uloženy opláštěním vzhůru, vždy po pěti, pak následuje proklad dřevěnými hranoly. Panely jedné stěny jsou vždy uloženy společně ve stohu. Maximální počet panelů v jedné stěně je v případě zpracovávaného projektu devět.
53
K expedici je využito vysokozdvižného vozíku. Panely jsou nakládány tak jak byly uloženy ve skladovacích prostorech. Rozdíl je pouze v tom, že je potřebné si uvědomit v jakém pořadí budou jednotlivé stěny na staveništi montovány. Panely svislé konstrukce, kterou bude započata montáž celé dřevostavby je tedy nutné umístit na zadní část korby nákladního automobilu. V případě bungalovu postaveného v Havl. Brodě to bude stěna C.
7.4 Výsledek výrobní dokumentace
Výrobní dokumentace k výše popsané dřevostavbě se skládá z pěti výkresů formátu A2 a jednoho výkresu formátu A3. Ve výkresech je rozkresleno všech pět nosných stěn. Celý objekt se skládá z celkového počtu 37 panelů tvořených z 19 typů hrubých panelů. Nejčastějším typem je panel standardního rozměru 1250mm. Součástí výkresů výrobní dokumentace jsou tabulky s výpisy materiálů. V tabulce 5 je zahrnuta kubatura všech tyčových prvků, prvků horních a dolních prahů. Dále je v tabulce uvedena celková spotřeba vnějšího opláštění, včetně přířezů dodatečného opláštění, které je uskutečněno až na staveništi.
Tab. 5 Celková spotřeba materiálů k výrobě malorozměrových panelů
Objem.hmotnost [m3]
Plošná hmotnost [m2]
3,324
-
0,739
-
Opláštění panelů
-
101,42
Dodatečné opláštění
-
6,436
4,063
107,856
Prvky panelů Prvky horních a spodních pásu
Celkem
54
8 Součinitel prostupu tepla U Součinitel prostupu tepla U [W/(m2.K)] je u svislých konstrukcí obvodových stěn, vodorovných konstrukcí zatepleného podhledu a podlahy zjišťován pomocí programu Teplo. Tento program je určen k základnímu tepelně technickému posouzení skladeb jednotlivých konstrukcí. Program Teplo je aktualizován podle normy ČSN 73 0540-2 (Požadavky). Součinitel prostupu tepla je převrácenou hodnotou součtů tepelných odporů R materiálů konstrukce a odporů při přestupu tepla na vnitřních Rsi a vnějších Rse stranách konstrukcí. U= RT
[
1 W /( m 2 .K ) RT
]
celkový tepelný odpor konstrukce [(m2.K)/W]
RT = Rsi + R + R se =
[
1 d 1 +Ε + ( m 2 .K ) / W λ he hi
]
hi
součinitel přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce [W/(m2.K)]
he
součinitel přestupu tepla na vnější straně konstrukce [W/(m2.K)]
d
tloušťka materiálu [m]
λ
součinitel tepelné vodivosti [W/(m.K)]
Vypočítaná hodnota součinitele prostupu tepla konstrukce musí být menší než požadovaná hodnota uvedená v normě (viz. ČSN 73 0540-2, článek 5.2).
55
8.1 Prostup tepla obvodovou stěnou
Tab. 6 Výpis materiálu vnější obvodové stěny s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U.
Materiál
d [m]
λ [W/(m.K)]
µ [-]
ρ [kg/m3]
BetaDEKOR A
0,002
0,67
107,3
1750
AlfaFIX S1+H
0,003
0,79
46
840
EPS F
0,1
0,04
40
15
AlfaFIX S2
0,004
0,79
25
840
Cetris Basic
0,012
0,24
78,8
1300
0,04
1
40
0,18
157
400
0,00025
0,39
148257
560
0,02
0,094
0,7
1,2
0,294
0,2
1,2
58
1000000
7850
0,22
9
750
Isover Orsil U SM řezivo Jutafol N 140 Uzavřená vzduch.mezera
0,140
Uzavřená vzduch.mezera
0,05
Ocel. profily Sádrokartón
0,0125
Pro město Havlíčkův Brod je podle tabulky v ČSN 73 0540-3 (H.2 – Teplotní oblasti v zimním období a zatížení větrem v krajině pro vybrané obce v ČR) odpovídající teplotní oblast 3, návrhová teplota θe= -17°C a zvýšené zatížení větrem v krajině. Vnitřní návrhová teplota v zimním období (obývací místnosti) má hodnotu θim = 20°C. Koeficienty přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce: hi = 8 W/m2.K he = 23 W/m2.K Návrhové hodnoty odporu při přestupu tepla na vnější straně konstrukce a na vnitřní straně konstrukce bez povrchové kondenzace. Jedním z rozhodujících kritérií určující výpočtovou hodnotu je tvar a orientace povrchu konstrukce. Hodnoty pro výpočet šíření tepla u svislého povrchu: R si =
[
1 ( m 2 .K ) / W 8
]
56
Rse =
[
1 ( m 2 .K ) / W 23
]
U vrstev ve kterých se nachází dva druhy materiálů musí být tepelné odpory těchto vrstev vypočítány pomocí λeq. Je nutné vypočítat kolik % zabírá každý materiál společné vrstvy v 1m2 skladby plné stěny. Pomocí aplikace v programu Teplo je poté vypočítána korekce součinitele prostupu tepla na vliv systematických tepelných mostů a kotevních prvků (λeq1 a λeq2). Výpočet celkového tepelného odporu konstrukce:
RT = Rsi +
+
d SKD
λ SKD
d EPS
λ EPS
+
+
d CW + vzduch.mezera
d AFS 1H
λ AFS 1H
λeq1
+
d BDA
λ BDA
+
d vzd .mezera
λvzduch
+
d parozábr .
λ parozábr .
+
d MV + SM
λeq 2
+
d CTD
λCTD
+
d AFS 2
λ AFS 2
+ Rse
RT = 5,48 (m 2 .K ) / W Výpočet součinitele prostupu tepla:
U=
1 = 0,18 W /(m 2 .K ) RT
Podle normy ČSN 73 0540-2 (Tabulka 3 – Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou
θim = 20°C) je pro venkovní stěnu lehkého typu konstrukce požadovaná hodnota UN = 0,30 W/(m2.K) a doporučená hodnota UN = 0,20 W/(m2.K). Zjištěná hodnota součinitele prostupu tepla splňuje obě hodnoty uvedené v normě. Celkové tepelně technické posouzení konstrukce obvodové stěny viz. Technická dokumentace, Přílohy C Výstupní data z programu Teplo, C.1.a Výstupní protokol posouzení obvodové konstrukce u obytných místností a C.1.b Výstupní protokol posouzení obvodové konstrukce u místností s dočasně zvýšenou relativní vlhkostí vzduchu (koupelna).
57
+
Obr. 22 Výstupní hodnota U (obvodová stěna) porovnaná s normovým požadavkem.
8.2 Prostup tepla zatepleným podhledem
Tab. 7 Výpis materiálu zatepleného podhledu s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U.
Materiál
d [m]
λ [W/(m.K)]
µ [-]
ρ [kg/m3]
Sádrokartón
0,0125
0,22
9,0
750
0,298
0,196
1,2
58
1000000
7850
0,330
0,181
1,2
0,18
157
400
0,118
0,534
1,2
0,39
148257
560
0,04
1,0
40
0,18
157
400
0,041
2,0
100
Uzavřená vzduch.mezera
0,054
Ocel. profily Uzavřená vzduch.mezera SM prkna
0,062
0,02
Vzd.mezera Jutafol N 140 Isover Orsil U SM řezivo Rockwool Airrock LD
0,00025 0,160
0,14
58
Tepelný tok je v případě konstrukce zatepleného podhledu ze zdola nahoru. Dle Tabulky J.1 normy ČSN 73 0540-3 je hodnota odporu při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce Rsi = 0,10 (m2.K)/W, a na vnější straně konstrukce (mezivazníkový prostor) Rse = 0,04 (m2.K)/W. Výpočet celkového tepelného odporu konstrukce:
RT = Rsi +
+
d KV
λ KV
d SKD
λ SKD
+
d CD + vzduch.mezera
λeq1
+
d vzd .mez.
λvzduch.
+
d vzd .mez.+ SM
λeq 2
+
d parozábr .
λ parozábr .
+
d MV + SM
λeq3
+
+ Rse
RT = 7,39 (m 2 .K ) / W Výpočet součinitele prostupu tepla:
U=
1 = 0,13 W /(m 2 .K ) RT
Podle normy ČSN 73 0540-2 (Tabulka 3 – Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou
θim = 20°C) je pro strop pod nevytápěnou půdou se střechou bez tepelné izolace požadovaná hodnota UN = 0,30 W/(m2.K) a doporučená hodnota UN = 0,20 W/(m2.K). Zjištěná hodnota součinitele prostupu tepla splňuje obě hodnoty uvedené v normě. Celkové tepelně technické posouzení konstrukce zatepleného podhledu viz. Technická dokumentace, Přílohy C Výstupní data z programu Teplo, C.2.a Výstupní protokol posouzení zatepleného podhledu u obytných místností a C.2.b Výstupní protokol posouzení zatepleného podhledu u místností s dočasně zvýšenou relativní vlhkostí vzduchu (koupelna).
59
Obr. 23 Výstupní hodnota U (zateplený podhled) porovnaná s normovým požadavkem.
8.3 Prostup tepla podlahou
Tab. 8 Výpis materiálu podlahové konstrukce s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U (pochůzná plocha – laminátová plovoucí podlaha).
Materiál
d [m]
λ [W/(m.K)]
µ [-]
ρ [kg/m3]
LPP
0,007
0,170
12,5
1000
Mirelon
0,005
0,041
4000
35
Anhydrit.potěr
0,04
1,2
20
2100
Hydroizolace
0,0001
0,35
1000
950
EPS 150
0,12
0,035
30
25
Železobeton
0,12
1,43
23
2300
Izolace Penefol
0,002
0,33
94000
920
Podklad.beton
0,05
1,3
20
2200
Štěrkodrť
0,150
0,65
15
1650
Tepelný tok je v případě konstrukce podlahy ze shora dolu. Dle Tabulky J.1 normy ČSN 73 0540-3 je hodnota odporu při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce Rsi = 0,17 (m2.K)/W, a na vnější straně konstrukce (zemina) Rsz = 0,001 (m2.K)/W, návrhová teplota zeminy činí θze = 5°C.
60
Výpočet celkového tepelného odporu konstrukce:
RT = Rsi +
+
d ŠD
λ ŠD
d LPP
λ LPP
+
d Mirelon
λ Mirelon
+
d ASP
λ ASP
+
d Hydroizol .
λ Hydroizol .
+
d EPS
λ EPS
+
d ŽB
λ ŽB
+
d Hydroizol .
λ Hydroizol .
+
d PB
λ PB
+
+ Rsz
RT = 3,98 (m 2 .K ) / W Výpočet součinitele prostupu tepla:
U=
1 = 0,24 W /(m 2 .K ) RT
Podle normy ČSN 73 0540-2 (Tabulka 3 – Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou
θim = 20°C) je pro konstrukci podlahy přilehlé k zemině požadovaná hodnota UN = 0,60 W/(m2.K) a doporučená hodnota UN = 0,40 W/(m2.K). Zjištěná hodnota součinitele prostupu tepla splňuje obě hodnoty uvedené v normě. Celkové tepelně technické posouzení konstrukce podlahy viz. Technická dokumentace, Přílohy C Výstupní data z programu Teplo, C.3.a Výstupní protokol posouzení konstrukce podlahy (laminátová plovoucí podlaha).
Obr. 24 Výstupní hodnota U (podlaha-LPP) porovnaná s normovým požadavkem.
61
9 Diskuse Korekce původní architektonické studie vede k zachycení objektivního stavu všech konstrukcí objektu, především tedy stěn. Jedním z důvodu proč tak architekt
či projektant učinil může být snaha o optické zvětšení místností v půdorysu nebo také neúplná informovanost o konstrukčním systému, kterým firma realizuje své zakázky. Veškeré úpravy, které jsem učinil k vypracování půdorysu jsou konzultovány se zaměstnanci firmy Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o., kteří mají na starosti technickohospodářské činnosti. V nové výkresové části technického řešení stavby
nastává změna v dispozičním uspořádání všech obytných místností,
kuchyně, chodby, zádveří, technické místnosti a koupelny. Korekce dispozičního uspořádání je provedena v souladu s ČSN 73 4301: Obytné budovy, 2004., změna Z2 9/2009. Pro zakreslení obvodových stěn do půdorysu je nutné vyřešit detail osazení vnější stěnové konstrukce na základovou desku. V technickém katalogu pro kotevní prvky jsou vybrány průchozí šroubovací kotvy, které jsou definovány požadavky vzdálenosti od vnější hrany základové desky, osové vzdálenosti mezi kotvami a tloušťkou materiálu, do kterého jsou upevňovány. Snahou firmy je co nejmenší poškození parozábrany ostatními upevňovacími prostředky jako vruty nebo hřebíky, proto jsou stěnové panely kotveny průchozími kotvami a ne např. ocelovými nerovnoramennými úhelníky nebo různými dvojdílnými kotvami. Komplikací při užití výše zmíněných kotevních prvků by byla pokládka vodících ocelových UW profilů instalační předstěny. V práci je proveden návrh jednotnosti a skladby vnitřní nosné stěny a návrh skladby vnitřních dělících příček. Skladba vnitřní nosné stěny je oproti původní bez žádného opláštění navržena s jednostranným opláštěním kvůli rozložení přenosu smykového toku, který je tak přenášen rámem a pláštěm panelu. Návrh tloušťky vnitřních dělících příček je 125mm. Oproti původní tloušťce příčky 75mm se zvýší vážená laboratorní neprůzvučnost o 7dB. Skladba je vybrána z katalogu vnitřních dělících příček firmy Knauf. Výsledkem tvorby výrobní dokumentace jsou čtyři obvodové stěny a jedna vnitřní nosná stěna. Každou stěnu je důležité co nejracionálněji rozdělit pokud možno na panely standardních rozměrů 1250mm. Na základě vypracování výrobní
62
dokumentace je určitý návrh usnadnění práce při tvorbě dokumentace a při realizaci malorozměrových panelů. Použití grafického programu urychlí celý proces tvorby výrobní dokumentace, především tedy výkresové části. Záloha takto zpracovaných dat je neopominutelnou výhodou. Návrhem souvisejícím s montáží stěnových panelů je vytvářet vždy všechny hrubé panely jedné stěny (např. stěny A), tzn. nejprve vytvořit rámy panelů z tyčových prvků a poté provést opláštění deskami velkoplošného materiálu. Kompletace panelů jedné stěny ve stohu a následně i při expedici urychlí celý realizační proces na staveništi. V závěrečné kapitole (kapitola 8) vlastního řešení práce jsou provedeny výpočty součinitele prostupu tepla u obvodových stěn, zatepleného podhledu a konstrukce podlahy. Vypočítané hodnoty součinitelů prostupu tepla u jednotlivých konstrukcí jsou posouzeny s požadovanými a doporučenými hodnotami ČSN 73 0540 - 2 (Požadavky). Součástí kapitoly týkající se výpočtů tepla je grafické porovnání vypočítané hodnoty s požadovanou normovou hodnotou. Ani jedna ze zjištěných hodnot nepřesahuje doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla U, tzn. skladby vyšetřovaných konstrukcí jsou z tepelně technického hlediska navrženy správně.
63
10 Závěr Na základě poskytnuté architektonické studie jsem zpracoval výkresovou dokumentaci
k projektu
přízemního
rodinného
domu,
tzv.
bungalovu.
K vypracování výkresové části stavebního řešení objektu byla použita počítačová grafika. Základem tvorby této části práce bylo vytvořit půdorys domu obsahující skutečné rozměry především svislých konstrukcí. Zjištěné a ověřené skutečnosti byly podpořeny řešením konstrukčního detailu osazení obvodové stěny na železobetonovou základovou desku. Kotevní prvky (úderové kotvy) používané firmou Dřevokonstrukce - M.I.T. s.r.o. jsou nevyhovující z hlediska vzdálenosti kotvy od vnější hrany základové desky. Proto bylo nutné vybrat kotevní prvek (průchozí kotvy), který zabezpečuje dostatečnou upevňovací funkci a na základě charakteristických požadavků průchozích kotev byly umístěny spodní prahy ve vzdálenosti 46mm od okraje základové desky. Osadit spodní práh více od okraje neumožňuje požadavek minimálního přesahu vnějšího zateplení stěny a zateplení soklové části domu. Dalším cílem, který souvisel s konstrukcemi stěn byl návrh skladby vnitřní nosné stěny a vnitřních dělících příček. Vnitřní nosná stěna je v nově vytvořeném půdorysu navržena jako jednotná konstrukce tvořená šesti stěnovými panely. Panely jsou pro zabezpečení tuhosti a stability jednostranně opláštěny deskami Cetris. Skladba vnitřních dělích příček je navržena s použitím ocelových CW a UW profilů zakrytých z každé strany sádrokartonovými deskami. Vnitřní prostor mezi profily vyplňuje minerální plsť se zvýšenou akustickou odolností. Výkresová část technického řešení stavby je podkladem pro vytvoření výrobní dokumentace. Dokumentace je zhotovena zvlášť pro každou z pěti stěn dřevostavby, které jsou tvořeny z hrubých stěnových panelů ve výrobní hale firmy. Rodinný domek se skládá celkem z 37 částečně prefabrikovaných panelů. Návrhem práce je postup montáže malorozměrových panelů, jejich značení a využití počítačové grafiky při zpracování výrobní dokumentace. V závěrečné části práce jsou provedeny výpočty součinitele prostupu tepla U obvodových stěn, zatepleného podhledu a konstrukce podlahy. Konstrukce jsou posouzeny z celkového tepelně technického hlediska, přičemž v textové části práce jsou uvedeny zjištěné hodnoty U. Ostatní výsledky posouzení obsahují přílohy, část
64
C. Jednotlivé konstrukce splňují požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla podle ČSN 73 0540 – 2 (Požadavky). Komplexním tepelně technickým posouzením jsem zjistil, že ve vyšetřovaných konstrukcích nedochází během roku ke kondenzaci vodní páry.
65
11 Summary The thesis is specialized on the completing of the project drawing documentation for the family ground floor house. Architectonic study given by the company Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. is the basis for drawings execution. This company deals with production and assembly of frame wood buildings and roof trusses. The company uses stable construction systems of various structures for the family house instalation. At the beginning of the thesis separation present buildings on the wood base are described. Next chapter describes the construction system of the company Dřevokonstrukce – M.I.T. s.r.o. Structures and external wall constructions, inside structural walls, inside sectioning traverses, house foundations, floors, heat cladding soffits, roof claddings, chimney housings, water-shoot footpaths and entrance steps are described in detail. Thicknesses of external walls and inside structural ones drawing in study don’t corresponding to construction system of the company. I made a new set of technical documentation corresponding to correct dimensions of vertical constructions. In the thesis I designed the change of inside wall structure, inside sectioning traverses and small modification of house foundation. The correction of vertical construction causes the change of dispositional arrangement. I deal with construction details of external wall connection on the foundation plate, entrance doors shouldering, inside structural wall and roof trusses connections to the external wall construction. Extensive part of the thesis is specialized on the completing of technological documentation. Technical drawings for preparation of semi-fabrication wall panels are sense of technical documentation. This documentation consists of drawings and bill of material. Documentation is prepared for four external walls and one inside structural wall. Every wall consists of panels that are covered from one side by Cetris plates and they create static resistant construction. All elements of wall panels are drawn in the drawing part of technological documentation. Graphic visualization is completed by all important dimensions for production of every element. The thesis included detailed assembly description of the semi-fabrication panels in the production plant following by complete installation of wooden house.
66
Described activities included photos that you can find in the attachment of the thesis. The last chapter of the thesis is specialized on the calculation of heat transfer coefficient U through the external wall, heat cladding soffit and floor construction. Heat transfer coefficient is calculated for several constructions by the computer software Teplo. This program is determined for the basic heat-technical examination of constructions. Program Teplo is actualized according to standard ČSN 73 0540-2 (Requests).
67
12 Zdroje použité literatury
Knižní publikace
HAVÍŘOVÁ, Z., 2008. Historický vývoj staveb ze dřeva. In VAVERKA, J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 30-53. ISBN 978-80247-2205-4.
HAVÍŘOVÁ, Z., 2008. Technická a konstrukční uspořádání dřevostaveb. In VAVERKA, J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 137-235. ISBN 978-80-247-2205-4.
VAVERKA, J., 2008. Technická a konstrukční uspořádání dřevostaveb. In VAVERKA. J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 137-235. ISBN 978-80-247-2205-4.
VAVERKA, J., PANOVEC, V., 2008. Technická a konstrukční uspořádání dřevostaveb. In VAVERKA, J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 137-235. ISBN 978-80-247-2205-4.
BRADÁČOVÁ, I., 2008. Normativní a předpisové požadavky. In VAVERKA, J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 80-134. ISBN 978-80-247-2205-4.
HAVÍŘOVÁ, Z., LOKAJ, A., STRAKA, B., 2008. Detaily dřevostaveb. In VAVERKA, J. et al. Dřevostavby pro bydlení. 1 vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 236-281. ISBN 978-80-247-2205-4.
HAVÍŘOVÁ, Z., 2006. Dům ze dřeva. 2. vyd. Brno, ERA group spol. s.r.o., 99 s. ISBN 80-7366-060-1.
HÁJEK, P. et al., 2005. Pozemní stavitelství I. 1. vyd. Praha, Sobotáles, 168 s. ISBN 80-86817-12-1.
68
HRÁZSKÝ, J., KRÁL, P., 2007. Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část 1.: Aglomerované materiály. 1. vyd. Brno, MZLU v Brně, 253 s. ISBN 978-80-7375034-3.
KOLB, J., 2008. Dřevostavby. Systém nosných konstrukcí, obvodové pláště. Přeložil BOHUMIL KOŽELOUCH. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 320 s. ISBN 978-80-247-2275-7.
KLIMEŠOVÁ, J., 2007. Nauka o pozemních stavbách. 1. vyd. Brno, Akademické nakladatelství CERM, 157 s. ISBN 978-80-7204-530-3.
KOTTJÉ, J., 2008. Jak se staví dřevěný dům. Přeložil LUDVÍK LOSOS. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 128 s. ISBN 978-80-247-2531-4.
NEUFERT, E., 2000. Navrhování staveb. 2. čes. vyd. Praha, Consultinvest, 588 s.
NUTSCH, W., 2006. Vnitřní dveře, dřevěná obložení, vestavěné skříně. Přeložil JOSEF MIKŠÁTKO. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 448 s. ISBN 80-2471276-8.
NYČ, M., 2005. Sádrokarton. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 328 s. ISBN 80247-0986-4.
RŮŽIČKOVÁ, G., SVOBODOVÁ, S., 2003. Podlahy. Materiály, výběr, údržba. Druhy krytin, doporučené použití, pokládka, ošetřování. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, a.s., 104 s. ISBN 80-247-0525-7.
ŠKOPEK, M., ŠUBRT, R., ZVÁNOVCOVÁ, P., 2008. Katalog tepelných mostů. 1běžné detaily. 1. vyd. České Budějovice, Energy Consulting, s.r.o., 232 s. ISBN 978-80-254-2715-6.
ŠTEFKO, J., REINPRECHT, L., 2004. Dřevěné stavby. Konstrukce, ochrana a údržba. Přeložila ZLATUŠE BRAUNŠTEINOVÁ. 1. čes. vyd. Bratislava, Jaga group, spol. s.r.o. 196 s. ISBN 80-88905-95-8. 69
Elektronické prameny
Základní informace Cetris [online] citováno 10. ledna 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Technická příručka Bramac [online] citováno 2. února 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Technické podklady Schiedel [online] citováno 10. února 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Kovové konstrukční kotvy Mungo [online] citováno 16. února 2010. Dostupné na World Wide Web:
Produkty a systémy. Suchá výstavba. Technické listy Knauf [online] citováno 17. února
2010.
Dostupné
na
World
Wide
Web:
.
Technický list půdní schody Lusso [online] citováno 2. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Vlnovec BeA typ W 25-826 [online] citováno 25. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Trámové kování Sima [online] citováno 18. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Projekční podklady Junkers [online] citováno 20. února 2010. Dostupné na World Wide Web: .
70
Montážní návod šindele Isola [online] citováno 16. dubna 2009. Dostupné na World Wide Web: .
Odvětrávač par Isola [online] citováno 4. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Konvexní hřebíky [online] citováno 21. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Airrock LD [online] citováno 22. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Izolace příček a podhledů [online] citováno 1. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Střešní vazníky [online] citováno 25. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Prohlížečka záplavových území ČR online citováno 10. března 2010. Dostupné na World Wide Web: .
Normy
ČSN 73 4301: Obytné budovy, 2004., změna Z2 9/2009
ČSN 01 3420: Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů stavební části, 2004.
ČSN 01 3487: Výkresy drevených stavebných konštrukcií, 1987. ČSN 73 0540: Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky, 2005.
ČSN 73 0540: Tepelná ochrana budov – část 3: Navrhované hodnoty, 2005.
ČSN 73 0540: Tepelná ochrana budov – část 4: Výpočtové metody, 2005. 71
Technická dokumentace
Seznam obrázků Obr. 1 Schéma rozdělení současných konstrukčních systémů dřevostaveb pro bydlení..........13 Obr. 2 Nosná dřevěná kostra hrázděné stavby..........................................................................14 Obr. 3 Obvodová stěna srubové stavby, dodatečné zateplení vrstvou tepelné izolace s vnitřním dřevěným obkladem. ...............................................................................................16 Obr. 4 Prvky panelu a výztužné opláštění elementární stavby. ................................................20 Obr. 5 Dřevěná tyčová kostra rámové stavby: spodní prahy, stěnové konstrukce, stropní výztužná tabule. ........................................................................................................................21 Obr. 6 Střešní příhradové vazníky. ...........................................................................................23 Obr. 7 Statický systém střešní nosné konstrukce jako krokvové vazníky. ...............................24 Obr. 8 Půdorys základové desky bez instalačních prostupů. ....................................................30 Obr. 9 Základní rozměr stěn. panelu firmy Dřevokonstrukce-M.I.T. s.r.o.,
panel
doplněn o spodní a horní prahy (věnce)....................................................................................32 Obr. 10 Skladba obvodové stěny. .............................................................................................34 Obr. 11 Skladba vnitřní nosné stěny. ........................................................................................35 Obr. 12 Skladba vnitřní dělící příčky........................................................................................36 Obr. 13 Skladba laminátové plovoucí podlahy.........................................................................37 Obr. 14 Popis prvků příhradového vazníku vytvořeného technologii MiTek. .........................38 Obr. 15 Ocelová deska s prolisovanými trny obdélníkového tvaru umístěná ve vrcholovém ...............................................................................................................................39 Obr. 16 Skladba střešního pláště...............................................................................................40 Obr. 17 Zavětrování stěnových konstrukcí při montáži. ..........................................................43 Obr. 18 Minerální plsť umístěná ve stěnových panelech a mezi střešními vazníky.................45 Obr. 19 Návrh polohy vnitřní nosné stěny................................................................................48 Obr. 20 Značení stěn, rohů ve výchozím půdorysu výrobní dokumentace. .............................51 Obr. 21 Spojování hran vlnovci: vlevo - širší hrana; vpravo - užší hrana. ..............................53 Obr. 22 Výstupní hodnota U (obvodová stěna) porovnaná s normovým požadavkem. ...........58 Obr. 23 Výstupní hodnota U (zateplený podhled) porovnaná s normovým požadavkem........60 Obr. 24 Výstupní hodnota U (podlaha-LPP) porovnaná s normovým požadavkem. ...............61
Seznam tabulek
Tab. 1 Požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi v budovách (Vaverka, 2008). .........26 Tab. 2 Hygienické limity u obytných objektů dle nařízení vlády č. 148/2006.........................27 Tab. 3 Skladba zatepleného fasádního systému stomix Therm alfa III. ...................................33 Tab. 4 Legenda místností..........................................................................................................47 Tab. 5 Celková spotřeba materiálů k výrobě malorozměrových panelů ..................................54 Tab. 6 Výpis materiálu vnější obvodové stěny s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U. ....................................................................................................56 Tab. 7 Výpis materiálu zatepleného podhledu s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U. ....................................................................................................58 Tab. 8 Výpis materiálu podlahové konstrukce s vlastnostmi důležitými pro výpočet součinitele prostupu tepla U (pochůzná plocha – laminátová plovoucí podlaha). ...................60
Seznam výkresů
RD – dřevostavba PŮDORYS RD – dřevostavba SVISLÝ ŘEZ RD – dřevostavba SITUACE – koordinační RD – dřevostavba ZÁKLADY RD – dřevostavba OBVOD. STĚNA RD – dřevostavba VNITŘ. NOS. STĚNA RD – dřevostavba VNITŘ. NENOS. PŘÍČKA RD – dřevostavba ZATEPLENÝ PODHLED RD – dřevostavba STŘEŠNÍ PLÁŠŤ RD – dřevostavba LPP RD – dřevostavba KERAM. DLAŽBA RD – dřevostavba ZÁMKOVÁ DLAŽBA RD – dřevostavba TVAR ZÁKL. DESKY RD – dřevostavba DETAIL SOKLOVÉ ČÁSTI RD – dřevostavba DETAIL A RD – dřevostavba DETAIL B RD – dřevostavba DETAIL D RD – dřevostavba DETAIL E RD – dřevostavba POHLEDY RD – dřevostavba Půdorys střechy RD – dřevostavba Střešní vazníky RD – dřevostavba VAZNÍKY s1, s2 RD – dřevostavba Půdorys stěn výrobních výkresů RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA A RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA B RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA B – panely RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA C RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA D RD – dřevostavba Výrobní výkres STĚNA E
Seznam zkratek
AFS1H
lepící stěrková hmota AlfaFIX S1+H
AFS2
lepící stěrková hmota AlfaFIX S2 určená k přilepení EPS na CTD
BDA
vnější omítka BetaDEKOR A
ASP
anhydritový samonivelační potěr
CD
ocel. profily určené pro podhledy a kotvené předsazené stěny, mají rozměr 60×27mm (šířka stojinyךířka příruby)
CTD
cementotřísková deska
CW
ocelové profily, používají se u svislých konstrukcí jako stojky
E
sádrová (sádrokartonová) deska se sníženou absorpcí vody
EPS
expandovaný (=pěnový) polystyren
GKB
stavební sádrokartonová deska
GKBI
impregnovaná stavební sádrokartonová deska
KV
kamenná vlna
LPP
laminátová plovoucí podlaha
MV
minerální vlna
PB
podkladní beton
SKD
sádrokartonová deska
SM
smrk
ŠD
štěrkodrť
UA
ocelové profily vyrobené z 2mm pozinkovaného plechu slouží především jako vyztužující prvky dveřních otvorů u sádrokartonových příček, nebo jako pomocné prvky pro zavěšení těžkých předmětů
UD
ocel. profily určené pro podhledy a kotvené předsazené stěny, mají rozměr 60×27mm (šířka stojinyךířka příruby)
UW
ocel. profily, používají se u svislých konstrukcí jako vodící na podlahu a strop (vkládají se do nich CW profily)
XPS
extrudovaný (=vytlačovaný) polystyren
ZB
ztracené bednění
ŽB
železobeton
