Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Porovnání materiálových nákladů na výstavbu rodinného domu pro dva odlišné konstrukční systémy

____________________________________________________________ 2007/2008 Vít Martinek 1

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Porovnání materiálových nákladů na výstavbu rodinného domu pro dva odlišné konstrukční systémy“ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s §47b Zákona č.111/1998Sb., 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 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 24. 6. 2008

…………………………… Podpis studenta

2

Poděkování Dovoluji si touto formou poděkovat všem, kteří mi byli oporou při vypracování této bakalářské práce, zejména svým rodičům. Dále děkuji za cenné rady při zpracování zadaného tématu vedoucímu bakalářské práce Ing. Jitce Čechové.

3

Jméno posluchače:

Vít Martinek

Název bakalářské práce: Porovnání materiálových nákladů na výstavbu rodinného domu pro dva odlišné konstrukční systémy

Abstrakt: Bakalářská práce porovnává návrh jednopodlažního rodinného domku s podkrovím pro dva odlišné konstrukční systémy (stavba z klasického materiálu, na kterou bylo použito zdivo od firmy Porotherm a dřevostavba sloupkové konstrukce s opláštěním z velkoplošných materiálů). Dispoziční řešení domku odpovídá normovým a legislativním požadavkům pro objekty určené pro trvalé bydlení. Tento návrh rodinného domu je projektován pro čtyřčlennou rodinu a to dvě dospělé osoby a dvě děti. Práce obsahuje výkresovou dokumentaci pro oba konstrukční systémy včetně skladeb stěn. Dále je zde zohledněna problematika rychlosti výstavby jednotlivých staveb, náročnosti na dobu trvání

a

finanční náročnosti staveb. Ve finančním položkovém rozpočtu není započtena cena pozemku z důvodů rozdílných cen stavebních parcel v rámci České republiky. V úvodní části bakalářské práce, jsou uvedeny různé konstrukční systémy jak klasických zděných staveb, tak i staveb na bázi dřeva.

Klíčová slova: Dřevostavba, Porotherm, rozpočet, dispoziční řešení, skladba stěn, konstrukční systémy

4

Learner:

Vít Martinek

Name of the bachelor thesis: Comparsion the cost of material for building-up a house by two different constructive systems

Abstract: This bachelor work is comparing the concept of the ground-floor house with the attic in two different constructive systems (first is a structure from the clasical material with the walling used from the Porotherm company and the second a timber framework with sheating with the large-area materials). Dispositional solution of the house is corresponding to the standart and legislative requierements which applied for the property used for pernament abode. Desing documentation for both of the constructive systems with the wall compositions is included in the work. In addition there is an analysis questioning the developement speed, the demand on the duration of the construction and the financial dificulty of the constructions. The budget isn‘t calculating with the parcel cost because of the differences between them in the scope of Czech republic. The begining of this bachelor work contains various kinds of constructive systems including both clasical brick buildings and timber-based building

Keywords: timber construction, Porotherm, budget, dispositional solution, wall composition, constructive systems

5

Obsah ÚVOD……………………………………………………………………………...1 CÍL PRÁCE……………………………………………………………………...2 LITERÁRNÍ ČÁST…………………………………………………………….3 3.1 Konstrukční systémy pozemních staveb……………………………….. …….3 3.1.1

Funkční třídění staveb…………………………………………………...3

3.1.2

Materiálové a technologické třídění……………………….…………….3

3.1.3

Stavebně konstrukční třídění…………………………………………….9

3.2 Konstrukční systémy dřevostaveb...................................................................10 3.2.1

Základní dělení dřevostaveb……………………………………………10

3.2.2

Rámová dřevostavba…………………………………………………....11

3.2.3

Skeletové dřevostavby…………………………………………….……14

3.2.4

Masivní dřevostavba…………………………………………………....23

METODIKA…………………………………………………………………….33 Zdroje informací……………………………………………………………...33 Výkresová dokumentace………………………………………………….….33

VLASTNÍ PRÁCE…………………………………………………………….34 Výkresová dokumentace………………………………………….…………34 Výkresová dokumentace dřevostavby……………………….…………34 Výkresová dokumentace porotherm……………………………………43 Rozpočet………………………………………………………………………47 Rozpočet dřevostavby…………………………………………………..47 Rozpočet porotherm……………………………………………………76

DISKUZE………………………………………………………………………100 ZÁVĚR……………………………………………………………………….....104 RESUME…………………………………………………….…………………105 SEZNAM POUŽITÉ LITERATŮRY………………………….………..106 PŘÍLOHY………………….…………………………………………………..107

6

1

Úvod V dnešní době prudkého ekonomického rozvoje lze zaznamenat výstavbu

velkého množství rodinných domků, jak v tak zvaných satelitních městečcích v blízkosti velkých městských aglomerací, tak ve venkovském prostředí i v nejzapadlejších místech horských částí naší republiky. V této bakalářské práci se nepojednává o četnosti výstavby dřevených rodinných domů, ale porovnává se zde finanční náročnost na výstavbu zděného domu klasickým způsobem a domku z dřevěných materiálů. Porovnání těchto dvou konstrukčních systémů jsme zvolil protože, výstavba klasických zděných domů dnes představuje drtivý podíl veškeré výstavby, na rozdíl do domů na bázi dřeva. Přesto, že pro stavbu dřevostavby hovoří velké množství výhod. Zejména možnost rychlé výstavby, suchá montáž (možná i v zimě), výborné tepelněizolační vlastnosti, nízké dopravní nároky a snadná recyklace v případě skončení užívání budovy.

7

2

Cíl práce Cílem bakalářské práce je navrhnout rodinný domek podle platných

legislativních a normových podmínek, na základně tohoto návrhu vypracovat výkresovou dokumentaci potřebnou pro zhotovení finančních položkových rozpočtů a požadovanou pro stavební řízení. Práce dále řeší finanční rozdíly u jednotlivých položek v rámci rozpočtů u zvolených konstrukčních systémů. Zároveň je zde brána v potaz problematika rychlosti výstavby u každé konstrukce. Porovnávané budovy mají shodné dispoziční řešení, se shodnými typy výplní otvorů. Dispoziční řešení budov se odvíjí od vnitřních rohů objektu z důvodů zcela odlišných modulových koordinací, tak se neprojeví rozdílnost ve skladbách a tloušťkách stěn na objemu vnitřního prostoru.

8

3

Literární část

3.1 Konstrukční systémy pozemních staveb

3.1.1 Funkční třídění staveb Z hlediska účelu, pro který se objekt staví, lze rozdělit stavby do následujících skupin a podskupin •

stavby pro bydlení

- obytné domy: bytové domy, rodinné domy - stavby pro individuální rekreaci: chaty, rekreační domy

•

občanské stavby

- stavby pro zdravotní a sociální péči: nemocnice, polikliniky, jesle aj. - školské stavby: mateřské školy, školy aj. - sportovní stavby: tělocvičny, sportovní haly, hřiště, stadiony, koupaliště, jízdárny, loděnice aj. - stavby pro vědu, kulturu a osvětu: divadla, kina, knihovny aj. - stavby pro služby a obchod: prodejny, restaurace aj. - stavby pro dočasné ubytování: hotely, penziony aj. - budovy pro dopravu a spoje: odbavovací haly, pošty aj. - administrativní budovy

•

průmyslové stavby

- výrobní objekty: výrobní haly aj. - skladovací objekty - budovy pro energetiku: kotelny, transformovny aj.

•

zemědělské stavby

- stavby pro živočišnou a rostlinou výrobu: stáje, seníky Hájek a spol. (1995)

3.1.2 Materiálové a technologické třídění Z materiálového hlediska dělíme hlavní nosné konstrukce v pozemních stavbách na pět základních skupin: •

dřevěné konstrukce

- konstrukce rámové

9

- konstrukce skeletové - konstrukce masivní •

konstrukce z kamene - konstrukce z lomového kamene - konstrukce z opracovaného kamene

•

konstrukce z keramických materiálů - konstrukce z cihel a cihelných tvárnic - cihelné konstrukce vyztužené a předpjaté

•

betonové konstrukce - konstrukce z prostého betonu - konstrukce železobetonové - konstrukce z předpjatého betonu - konstrukce z lehčeného betonu

•

kovové konstrukce

- ocelové konstrukce - konstrukce z litiny - konstrukce z ostatních kovů a kovových slitin

Kompletační konstrukce mohou být z hlediska základního materiálu zařazeny ještě do dalších skupin:

- konstrukce a materiály na bázi skla - konstrukce a materiály na bázi plastů - konstrukce a materiály na bázi textilií, pryže

Kromě vyjmenovaných skupin existují i konstrukce na bázi v naších podmínkách netradičních nebo historických materiálů jako je rákos, sláma, bambus, led, vyztužený led, papyrusové listy, hlína, textilie, kůže atd.

Z technologického hlediska dělíme konstrukce na tří základní skupiny: •

zděné konstrukce:

konstrukce z kusových staviv nebo dílců menších rozměrů vyzděné na maltu nebo jinou spojovací tenkovrstvou hmotu

•

monolitické konstrukce: konstrukce, jejichž jednotlivé části vznikají přímo na stavbě a to zatuhnutím materiálu v připravené formě a tvoří tak s ostatními částmi konstrukce jednolitý celek;

10

nejčastějším případem je betonová monolitická konstrukce vzniklá zatuhnutím betonové směsi v bednění o prefabrikované konstrukce: konstrukce složené z předem vyrobených stavebních dílů, které jsou vzájemně spojené ve stycích

Většina konstrukcí a konstrukčních systémů v pozemních stavbách je však založena na kombinaci uvedených skupin materiálového a technologického třídní a mnohdy je nelze jednoznačně zařadit. Při popisu a zatřídění konstrukčního systému se nejčastěji vychází z materiálu konstrukce hlavních nosných prvků a technologie jejich zpracování na stavbě.

(Hájek a spol. 1995)

o Konstrukce ze dřeva Výhody:

- přírodní materiál - estetická kvalita - malá tepelná jímavost - dobrá odolnost prosti ohni - možnost recyklace materiálu

Nevýhody:

- rozměrové změny - možnost napadení hmyzem nebo houbami - různé mechanické vlastnosti v jednotlivých osách zatížení

Použití:

- historické stavby, lidové stavby

o Konstrukce z kamene Výhody:

- přírodní materiál v určitých oblastech snadno dostupný - estetická kvalita - velká pevnost v tlaku - velká životnost a trvanlivost - velká tepelná jímavost materiálu - nehořlavost materiálu - možnost recyklace materiálu

Nevýhody:

- vysoká cena opracovaného kamene - vhodné pouze pro tlačené konstrukce

11

- velká objemová hmotnost, velké dopravní náklady, větší nároky na manipulaci na stavbě - malý tepelný odpor - kámen je často zdrojem radonu - velká pracnost - omezení výstavby v zimním obdobím Použití:

- historické stavby, lidové stavby - dříve: klenby, kamenné stěny, opěrné stěny, schodiště - nyní: kamenné obklady a dlažba u reprezentativních budov

o Konstrukce z keramických materiálů Výhody:

- materiál na bázi přírodní surovin vhodný z hlediska ekologického stavění - základní keramické stavební prvky jsou menších rozměrů, z toho vyplývá vysoká variabilita návrhu konstrukce - jednoduchá výstavby, snadná zpracovatelnost, malé nároky na těžkou stavební mechanizaci - variabilita povrchových úprav, snadné omítání - menší objemová hmotnost než u betonu a kamene, menší dopravní náklady, menší nároky na manipulaci n staveništi - dobré tepelně technické vlastnosti: větší tepelný odpor v závislosti na vylehčení keramiky dutinami - nehořlavost, velká odolnost proti ohni, některé keramické materiály jsou vhodné i pro konstrukce vystavené velkému žáru - dobrá únosnost v tlaku - malá teplotní roztažnost a z toho vyplývají vetší velikosti dilatačních úseků

Nevýhody:

- velká pracnost zděných konstrukcí - minimální únosnost zdiva a vlastních keramických prvků v tahu - menší únosnost v tlaku ( omezení výšky staveb) - v závislosti na výchozí surovině může být keramika zdrojem radonu - omezení výstavby z zimním období

Použití:

- historické stavby; do pol. 20. stol. Nejběžnější stavební materiál - nosné zdivo nižších objemů 12

- nenosné svislé konstrukce - keramické tvarovky jako výplň železobetonových žebrových a kazetových stropů - keramické obklady a dlažby

o Betonové konstrukce Výhody:

- materiál, jehož vlastnosti lze předem navrhnout vhodnou volbou poměru a kvality jednotlivých složek - možnost téměř libovolného tvarování konstrukcí, vysoká variabilita návrhu - velká pevnost v tlaku - možnost vyztužování betonu ocelí vzhledem k přibližně shodnému koeficientu teplotní roztažnosti - možnost předpjatí betonu - železobeton: velká pevnost v ohybu i tahu - nehořlavost, velká protipožární odolnost - možnost realizace ve vlhkém prostředí - velká tepelná jímavost materiálu - monolitické konstrukce: možnost variabilního tvarování konstrukce přímo na stavbě, nižší dopravní náklady - prefabrikované konstrukce: rychlá výstavby, možnost montáže i v zimním období, menší staveništní pracnost

Použití:

- od počátku 20 století, v současné době nejrozšířenější stavební materiálem především pro nosné konstrukce - monolitické konstrukce: sloupové a stěnové systémy, železobetonové stropy, skořepiny, základy, opěrné stěny, schodiště - prefabrikované konstrukce: sloupové a stěnové systémy, stropní panely, schodišťové dílce, prostorová prefabrikace, předepnuté konstrukce - spřažené prefa-monolitické konstrukce - výškové stavby

o Kovové konstrukce Výhody:

- rychlá montáž nevyžadující technologické přestávky - montáž lez realizovat v zimě i v nepříznivém počasí 13

- prvky konstrukce jsou předem vyrobeny s velkou přesností - menší stavební pracnost, menší dopravní náklady a nároky na manipulaci na staveništi - nehořlavost materiálu - snadná a rychlá demontáž konstrukce, snadná recyklace - relativně malá vlastní tíha konstrukčních prvků vzhledem k jejich dimenzím a únosnosti - ocelové konstrukce: velká únosnost oceli v tahu, tlaku a ohybu při relativně malých průřezech prvků, možnost realizace velkých rozponů stropů, zastřešení a konstrukcí velkých výšek - litinové konstrukce: velká únosnost v tlaku, litina nekoroduje - možnost výhodné kombinace ocelových prvků s betonem Nevýhody:

- při vysokých teplotách ztráta pevnosti – nutnost protipožární ochrany - ocel: koroduje – nutnost ochrany a údržby - náročnost na přesnost návrhu i realizace - v některých případech doprava rozměrných prvků

Použití:

- ocel: nosné konstrukce o velkých rozponech, zatíženích a výškách, běžné vícepodlažní budovy - litina: 2. pol. 19. století, v současnosti se používá méně často - ostatní kovy: hliníkové konstrukce lehkých obvodových plášťů a oken, oplechování z pozinkovaného plechu

(Hájek a spol. 1995)

o Materiálové a technologické kombinované konstrukce Při projektování konstrukčního systému se snažíme o optimální využití vlastností konstrukčních materiálů. Proto se nejčastěji využívá kombinace různých konstrukčních materiálů, prvků a systémů. Nejcharakternějším příkladem je využívání velmi vysoké únosnosti oceli v tahu a betonu v tlaku. Nejvíce využívaný železobetonový profil vychází z uvedeného principu – ocelová výztuž přenáší tah na tažené straně ohýbaného profilu a beton přenáší tlak na tlačené straně. Na stejném principu stojí i jednolitá ocelobetonová stropní konstrukce, kde ocelový výztuž přenáší tah a nebetonová deska tlak. Podobně se využívá kombinace dřevených trámů a ocelové výztuhy (táhel) u vazníků.

14

3.1.3 Stavebně konstrukční třídění Z hlediska stavebně konstrukčního lze objekty pozemních staveb rozdělit do čtyř základních skupin:

- jedno a více podlažní konstrukce: konstrukční systém je charakterizován především svislými nosnými konstrukcemi a jejich uspořádáním v souvislosti se zajištěním prostorové tuhosti - halové a velkorozponové konstrukce: konstrukční systém je charakterizován především vodorovnými konstrukčními zastřešením, eventuálně zastropení na velký rozpon - výškové konstrukce: konstrukční systém je vzhledem k velkému počtu podlaží charakterizován především způsobem zajištění prostorové tuhosti a stability; výška konstrukce vyžaduje některá speciální konstrukční řešení z hlediska statického, provozního, bezpečnostního, požárního a technologie provedení - speciální konstrukce: např. superkonstrukce - dvoustupňový nosný systém skládající se z primárního nosného systému podporující sekundární nosný systém. (Hájek a spol. 1995)

Konstrukční systémy objektů pozemních staveb lze rozdělit na jednotlivé subsystémy podle jejich primární funkce:

Nosné konstrukce:

- základové konstrukce - svislé nosné konstrukce - stropní konstrukce - schodišťové - nosné konstrukce zastřešení

Kompletační konstrukce (obalové a dělící) - obvodové - střešní - příčky - podlahy - podhledy - výplně otvorů

15

- doplňky: povrchové úpravy, zábradlí

Konstrukce technického zařízení budovy: - elektroinstalace - sanitární instalace (vodovod, kanalizace) - rozvod plynu - vytápění - vzduchotechnika - doplňky

Konstrukce funkčního a technologického vybavení: - interiérové vybavení - exteriérové vybavení

3.2

(Hájek a spol. 1995)

Konstrukční systémy dřevostaveb Dnes používané konstrukční systémy dřevostaveb nejčastěji dělíme do tří

základních skupin. Do první skupinu patří dřevěné rámové domy, druhou skupinu tvoří stavby skeletové a do třetí skupiny řadíme dřevěné masivní stavby. U každé uvedené skupiny lze charakterizovat určité konstrukční zásady. 3.2.1

Základní dělení dřevostaveb Rámová dřevostavba FRAMING Plattform frame systém Ballon frame systém PANELOVÁ DŘEVOSTAVBA velkoplošné elementy maloplošné elementy Skeletové dřevostavby HISTORICKÝ SKELET - hrázděná konstrukce NOVODOBÝ SKELET

16

Masivní dřevostavba SRUBOVÉ STAVBY NOVODOBÉ MASIVNÍ SYSTÉMY- desková forma vrstvené masivní bloky skládané masivní bloky lepené masivní bloky

3.2.2 Rámová dřevostavba Dřevostavby rámové konstrukce lze rozdělit dále podle druhu výstavby nebo stupně prefabrikace: (Havířová 2005) •

Staveništní, tímto způsobem výstavby se zpravidla zabývají živnostníci nebo menší firmy, které provádí výstavbu dřevostaveb. Tento druh výstavby je v Americe znám jako ,,Tiber frame hauses“. Nosná konstrukce u tohoto tipu výstavby je tvořena z přířezů a jednotlivých deskových materiálů přímo na stavbě. Způsob výstavby na staveništi je charakteristický neomezeným dispozičním řešením dle přání zákazníka, nízkými nároky na finanční stránku stavby, ale poněkud delší dobou výstavby.

Dalším záporným hlediskem je

manipulace s přířezy a používaným materiálem za vlivu atmosférických podmínek, kdy může vnikat vlhkost do rozestavěné stavby, z důvodů bobtnání a následného sesychání dřeva může docházet k uvolňování spojů, až k praskání jednotlivých prvků konstrukce. V neposlední ředě může docházet k vyluhování ochranné látky ze dřevených materiálů (v případě, že takto upravený sortiment je použit na stavbě). •

Jednostranně opláštěný rám, tato výroba stavebních dílců se provádí v krytých halách, kde můžeme pozorovat částečnou prefabrikaci. Tyto částečně prefabrikované díly se na staveništi upevní na již připravenou základovou desku a vzájemně se spojí. Pro možné upevnění dílců je na betonové desce předpřipraven základový práh z řeziva do jehož byly impregnovány ochranné látky, tento práh je zakotven ocelovými kotevními prvky do základové desky. Sestavením jednotlivých dílců obvodových stěn, nosných stěn, nenosných příček a stropů je nosná kostra dokončena, na tuto kostru již je možné umístit střešní konstrukci, a tím chránit stavbu před srážkami. Do takto smontované stavby se

17

dále rozvedou všechny potřebné rozvody instalací, dutiny ve stěnách se vyplní tepelnou izolací a následně se dokončí opláštění stěn a stropů. •

Oboustranně opláštěný rám, tento rám nazýváme panel. Panel je velmi vysokém stupni prefabrikace je kompletně předpřipraven ve výrobní hale a posléze přepravena na stavbu. V takto prefabrikovaném panelu jsou již provedeny kompletní skladby všech vrstev, ale také i potřebné rozvody instalací, osazení výplní otvorů a povrchová úprava.

Jednotlivé stavební systémy: FRAMING Z důvodů používané výchozí surovině – strom, kulatina (dřevo) – jsou ve dřevostavbách nejčastěji stavěnou formou rámové konstrukce. Do poloviny 19 století byly realizovány převážně skeletové stavby s masivními sloupy, trámy, vaznicemi a krokvemi tato konstrukce se velmi podobala středověké hrázděné stavbě. Rámovou konstrukci měl poprvé použít tesař Taylor v Chicagu v roce 1833. Tento systém využil místo dosud tradičního skeletu při stavbě kostela Panny Marie. Lehké dřevěné profily 2 x 4 a 2 x 8 palců (asi 5 x 10 a 5 x 20 cm) s hřebíkovými spoji použil ve chvíli geniální intuice. U sloupků a stropnic navrhl osovou vzdálenost 15 palců (cca 40 cm), přičemž jsou sloupky průběžné přes dvě podlaží. Dnes tento konstrukční systém známe jako Ballon frame.

18

Obr. 1 Ballon frame systém (Kolb 2008)

Obr. 2 Plattform frame systém (Kolb 2008)

Druhý konstrukční systém je spíše montážní než konstrukční Plattform frame systém (PFS) má sloupky na výšku jednoho podlaží. S dílčími úpravami se využívá dodnes a tvoří převládající část ve výstavbě v Americe a Kanadě. Ve dvacátých letech dvacátého století se začal uplatňovat lehký dřevený rám i v Evropě, nejvíce v Německu a Skandinávii. Podle K. Wachsmanna který spolupracoval s W. Gropiem vzniká v roce 1930 vzniká první návrh dřevěných rodinných domů. Po roce 1960 plattform frame systém přichází i do Japonska. V této zemi je už od středověku široce užívá a rozvíjen sofistikovaný dřevěný skelet založený na KIWA-RI (proporčním řádu). Dřevěný PFS ovlivnil i vývoj ocelových konstrukcí pro nízkopodlažní bytové objekty. Z lehkých, za studena válcovaných profilů a se šroubovými spoji je navržen a realizován ocelový PFS – podobné profily sloupků i stropnic, stejná půdorysná modulace. (Bílek 2005)

Úspěch a rozšíření PFS je dán zvláště následujícími fakty: •

otevřenost a flexibilita skeletu, která umožňuje značně rozmanité dispoziční a objemové řešení

19

•

otevřenost vůči novým funkčním, materiálovým a technologickým možnostem a požadavkům

•

jednoduché hřebíkové nebo vrutové spoje

•

rozměrová unifikace základních konstrukčních prvků a unifikace základních konstrukčních prvků a unifikovaná modulační síť

•

malá hmotnost – snadnost a rychlost montáže s investičně nenáročnými montážními prostředky

(Bílek 2005)

PANELOVÁ DŘEVOSTAVBA Na stavbu panelové dřevostavby jsou použity maloplošné nebo velkoplošné panely, které jsou předpřipraveny z výrobní haly. U malopošných panelů je velká nevýhoda nutnost napojování jednotlivých panelů na stavbě. U těchto spojů se musí zajistit těsnot proti proudícímu vzduchu a proti vnikání vlhkosti dovnitř konstrukce v hotové stavbě. Z těchto důvodů se dnes nejčastěji používají velkoplošné panely. Použité panely se při montáži vzájemně spojují a vytváří svislý nosný konstrukční systém. Posléze se ukládá konstrukce stropu. U těchto typů rámových konstrukcí je nezbytné dbát na provedení styků jednotlivých dílců. Při nesprávném spojením a utěsněním zde mohou vznikat tepelné a akustické mosty. 3.2.3 Skeletové dřevostavby Nejtypičtější skeletovou stavbou je nosná konstrukce z prutových prvků, která je vytvořena v určité modulové koordinaci. Tato konstrukce je dále doplněna plošnými konstrukčními prvky, tyto prvky jsou posléze nezávislé na nosné konstrukci a uzavírá vnitřní prostor. Mluvíme-li o dřevěné skeletové stavbě, pak je nosná konstrukce vytvořena z dřevěných tyčových prvků, dnes ve většině případů z lepeného dřeva.

Historický skelet – hrázděná stavba

Nosná konstrukce stěn u brázděných staveb je tvořena z masivních prvků. Všechny prvky byly tesané, vzájemné spojování se provádělo tesařskými spoji a tato dřevěná konstrukční kostra musela přenést veškeré zatížení na ni působící až do základů. Z toho důvodu vyplívá, že celé provedení kostry včetně spojů muselo být

20

velmi pečlivé a přesné. Zdivo zde používané má pouze funkci vyplňovací. Stavby stavěné tímto způsobem se nejprve sestavily v tesařské dílně a posléze byly montovány na stavbě. Tento způsob výstavby byl velice pracný a náročný na spotřebu materiálu, z těchto důvodů se dnes tento typ konstrukce příliš nepoužívá.

Obr. 3 Hrázděná stavba

(Kolb 2008)

Na hrázděné konstrukci můžeme nalézt tyto prvky: svislé stojky, vodorovné prahy, ližiny, vzpěry, paždíky. Svislé síly do základů přenáší ližiny, stojky a prahy. Paždíky a vzpěry jsou často označovány jako výstužná dřeva. Proti zemní vlhkosti a dešťové vodě musíme zejména chránit práh. V případě poškození prahu hnilobou by zapříčinilo porušení celé nosné konstrukce. Položením izolační lepenky mezi základ a práh ochrání proti vzlínající zemní vlhkosti. Dům ochráníme proti odstřikující dešťové tak, že jej umístíme na sokl o min. výšce 300 mm nad okolním terén. Dalším doporučením je upravit nejbližší terén tak, aby se množství odstřikující dešťové vody minimalizovalo. Z toho důvodu se nedoporučuje používat dlážděné okapové chodníčky těsně kolem domu. Pro ochranu Před znehodnocováním stékající dešťovou je nejvhodnější osadit práh a stěny na zvýšený sokl tak, aby dopadající voda mohla po povrchu co nejrychleji

21

volně stékat a nehromadila se pod prahem. Této vlastnosti můžeme dosáhnout tím, že se práh na základový sokl umístí tak, aby vnějšími líci budovy přesahoval alespoň o 20 mm. V případě, že je vnější líc soklu přesazen, nebo je v rovině se stěnou budovy, je zapotřebí věnovat velkou pozornost důkladnému provedení hydroizolace – hrozí zde trvalé zatékání dešťové vody a promáčení dřevěného prahu.

Obr. 4 Hrázděný dům

(Štefko a spol. 2006)

Svislé stojky jsou začepovány do prahu, do kterého spolu se vzpěrami přenášejí veškeré síly působící na stěnu. Stojky mají čtvercový průřez, jsou vysoké na výšku jednoho podlaží v úrovni stropu a jsou začepovány do ližiny. Přes ližinu přechází zatížení ze stěn vyššího podlaží, stropu nebo střechy do stojek. Ližina má obdélníkový průřez, aby dostatečně přenášela zatížení, proto je průřez položen na výšku. Šikmé vzpěry jsou umístěné v obou krajích stěnách a mají obdélníkový nebo čtvercový průřez. Šikmé vzpěry přenášejí vodorovné sily od zatížení větrem do základu a musí být tyto vzpěry skloněny proti sobě tak, aby se vodorovná síla přenesla co nejkratší cestou. U konstrukce, kde je výztužný účinek zajištěn deskovým materiálem, nemusí se vzpěry používat.

22

Paždíky jsou umístěny vodorovně mezi stojky, stěnu zejména vyztužují, slouží také opora a podklad pro vyzdívku nebo bednění stěn. U otvorů pro dveře a okna plní funkci překladu.

Novodobý skelet Novodobá dřevěná skeletová stavba se liší uspořádáním nosných prvků, ale především zjednodušením spojů od hrázděné stavby ze, které se vyvinula. Nadále zůstává zachován přenos sil přes samotný skelet. Stěny zde plní funkci výplňovou a ochrannou. Nejsou zde již použity nosné prvky a to prahy, stojky, ližiny. Novodobá dřevěná skeletová stavba má svůj základní modul, jenž určuje koncepci uspořádání nosných prvků. Základní modul u tohoto typu stavby je nejčastěji 600 mm, násobky modulu vytvářejí síť, která se někdy nazývanou rastr. Architekti nejčastěji používají pravoúhlý rastr, lze použit i trojúhelníkový, který vytváří atypické tvary konstrukce. Rozměry, počet a tvar nosných prvků také ovlivňuje volba rastru. Malí rastr má sloupy v menších vzdálenostech, každý sloup je nosný a spoje jsou menší. Naopak velký rastr má sloupy ve větší vzdálenosti, jejich průřez je větší a spoje jsou složitější. Sloupy používané u velkého rastru jsou nejčastěji z lepeného dřeva. Sedání stěn bylo sníženo na minimum, díky odstranění vodorovných nosných prvků, které se používají u hrázděných staveb. Po vynechání prahů ze stavby, je potřeba provést ochranu proti vnikání vlhkosti u každého sloupu.

23

Obr. 5 Novodobý skelet

(Kolb 2008)

Nosné prvky skeletu mohou být jednoduché nebo zdvojené a podle jejich vzájemného uspořádání rozlišujeme čtyři základní nosné systémy. V případě, že je zapotřebí spojit prvky bez nutnosti přerušení použijeme zdvojení prvků. Tímto spojením může být sloup průběžný od základové konstrukce až po konstrukci střechy. Toto zdvojení se dá použít u svislých i u vodorovných nosných prvků. Hlavní a vedlejší nosníky jsou vodorovné prvky. Uložení vedlejších nosníků může být jak ve stejné výškové úrovni jako hlavní nosníky, nebo mohou být uloženy na hlavní nosníky. U druhého typu konstrukce je nevýhodou velká výška stropní konstrukce a v případě průchodu fasádou mohou vznikat tepelné mosty. Při jednopodlažní konstrukci je možné vytvořit systém, kdy jsou hlavní nosník i sloupy jednodílné. Nosný sloup je na výšku podlaží a hlavní nosník je uložen přímo na sloup. U této konstrukce lze vytvořit přečnívající konce. Předností tohoto konstrukčního systému je to, že zatížení ve spoji je přenášeno pouze kontaktní tlakem, není nutné tedy vytvářet speciální spoje, nutností je pouze provést zajištění proti nadzdvižení. Uložení vedlejších nosníků ve stropní konstrukci může byt ve stejné úrovni jako hlavní nosníky, nebo mohou být uloženy na hlavních nosnících. Při stavbě vícepodlažních budov může být hlavní nosník dvoudílný, tím je možné požít průběžný jednodílný sloup na výšku 24

více podlaží. Upevnění hlavních nosníků na sloupy je jako kleština, pro spojení se používají běžné ocelové spojovací prostředky. Vedlejší nosníky jsou uloženy na hlavní nosníky a nebo jsou uloženy jako prosté nosníky mezi hlavní nosníky ve stejné výškové úrovni.

Obr. 6 Systém skeletové konstr. se sloupkem a

Obr. 7 Jednodílný nosník uložený na sloupu

na něm uloženým nosníkem (Kolb 2008)

(Kolb 2008)

Při použití přesahujících konců v obou směrech u vedlejších nosníků, které jsou uloženy přes hlavní nosníky a vstřícnější hodnoty pro návrh rozměrů jednotlivých prvků z důvodů vytvoření konstrukce se spojitými nosníky je považováno za výhodu. Naopak nevýhodou je vybudováním vysokých stropních konstrukcí ze zdvojených prvků, mezi těmito prvky vzniká dutý prostor. Nevýhodný tento systém je tehdy, kdy převislé konce nosníků prostupují fasádou.

Obr. 8 Skeletový konstr. systém sloup a dvojitý nosník (Kolb 2008)

Obr. 9 Sloup je jednodílný, nosníky jsou dvoudílné (Kolb 2008)

25

Použitím systému s dvoudílným sloupem a jednodílným hlavním nosníkem je další možností jak vytvořit vícepodlažní konstrukci skeletu. Hlavní nosník probíhá mezi zdvojenými stojkami sloupu jako spojitý nosník. Stojky probíhají kolem hlavního nosníku jako kleština, spoj je tedy jednoduchý za pomocí ocelových spojovacích prostředků. Nevýhodou tohoto systému je štíhlost dílčích částí sloupu, je tedy zapotřebí použití dřevených vložek, které spojují stojky navzájem mezi sebou. Další nevýhodou je nižší požární bezpečnost, je tedy nutno zvětšit jejich průřez, i když to statické posouzení nevyžaduje.

Obr. 10 Systém skeletové konstr. s dvojitým

Obr. 11 Sloupy jsou dvoudílné, nosník je

sloupem a nosníkem (Kolb 2008)

jednodílný (Kolb 2008)

Nejjednodušší konstrukční systém skeletových staveb je, u kterého je sloup a hlavní nosník jedno dílný. Sloup je průběžný přes více podlaží, k tomuto sloupu je připojen hlavní nosník jako prostý nosník, pomocí nejčastěji patentovaných spojovacích prvků zejména speciálních T-profilů a příložek. Hlavní nosníky nejčastěji bývají uspořádány v jednom směru, posléze jsou umístěny vedlejší nosníky a to v kolmém směru k hlavním nosníkům, také jako prosté nosníky. Tento systém je označován jako souosý. Jako nesouosý systém je označován ten, u kterého jsou hlavní nosníky mezi sloupy uloženy v obou směrech a vedlejší nosníky mezi nimi jsou střídavě uspořádány ve tvaru šachovnice v obou směrech. Výhodou tohoto systému je malá výška stropu a menší spotřeba materiálu, na druhou stranu nevýhodou je nákladné spojování jednotlivých prvků a nemožnost vytváření přečnívajících konců. V případě stavby 26

balkónů a přístřešků musí být použita nezávislá nosná konstrukce. Z důvodů nutnosti přenesení veškerých vodorovných i svislých zatížení, pomocí nosné konstrukce skeletu tvořena jen z prutových elementů až do základů, musí být provedeno její dostatečné prostorové ztužení. Svislé ztužení je prováděno nejčastěji pomocí výztužných stěn, tuhých rámů nebo vetknutím sloupů. Ve vodorovném směru je ztužení zajištěno vytvořením tuhých výztužných tabulí v rovině stropu, případně v rovině střechy.

Obr. 12 Systém skeletové konstr. s průběžným sloupem a přilehlými nosníky (Kolb 2008)

Obr. 13 Nosníky jsou připojeny na průběžný sloup (Kolb 2008)

Svislá výztužná stěna může být vytvořena jako tuhá deska různými způsoby. Za prvé pomocí pláště z velkoplošných desek na dřevěné bázi, které splňují statické požadavky. Za druhé pomocí dřevěného bednění, u tohoto druhu výztuhy musí být bednění pokládáno diagonálně. Za třetí je možné použít pro vytvoření ztužujícího pláště z jiných běžně používaných materiálů, jako je například sádrovláknitá nebo cementotřísková deska. Za čtvrté použít lepeného lamelovaného dřeva, vrstvené dřevo nebo skříňových nosníků z desek na bázi dřeva pro vytvoření vertikální tuhé desky. Pátým způsobem vytvoření ztužující stěny je použití dvojice zkřížených diagonál, nejčastěji ocelových, lze použít i dřevené prvky.

27

Obr. 14 Provedení svislého vyztužení (Kolb 2008)

Do ocelových diagonál je možnost vnést potřebné předpětí, bez kterého by neplnily řádně svoji vyztužovací funkci, což s malým příčným profilem upřednostňuje. Tyto ocelové výztuhy se ke stojkám skeletu se připojují pomocí ocelových příložek a pro napínání diagonál slouží rektifikační prvky. Dalším způsobem vytvoření vertikální tuhé tabule je prvků železobetonu nebo vyzdívku z klasických materiálů, zde musí být zajištěna dostatečná spolupůsobnost v místě ložné spáry. Na místo ztužující vertikální tabule lze použít vyztužení pomocí vetknutých sloupů nebo pomocí tuhých rámů. Celkovou prostorovou tuhost skeletové konstrukce zajistí jedna tuhá stěna v každé řadě sloupů v obou směrech. V případě, že to není možné například z dispozičního řešení, horizontální tuhé tabule spolupůsobení účinků jednotlivých stěn zajistí. Za dostačující výztužný účinek je považováno vytvoření tuhého jádra nebo tří vertikálních stěn. Jednáli se o tři vertikální stěny, umísťují se tak, aby se nestýkaly všechny u jedné stojky skeletu, jedna z těchto vertikálních stěn v jiném směru než zbývající. Jako tuhé jádro lze použít prostot výtahové šachty nebo schodiště.

28

Obr. 15 Příklady prostorového vyztužení

(Kolb 2008)

Z důvodů nezávislosti obvodového pláště na nosné skeletové konstrukci, umístění je libovolné vzhledem k nosným sloupům skeletu. Když je umístěn, tak nejsme nuceni řešit problematiku zateplením obvodového pláště v místě prostupů vodorovných nosných prvků. Při této konstrukci není možné vytvoření přístřešků a balkonů. Další možností je přiznání sloupu ve fasádě z architektonických důvodů a tak umístit obvodový plášť mezi sloupy skeletu. Nesmíme zapomenout, že v místech sloupů mohou vznikat ve fasádě tepelné mosty. Poslední možností je umístit obvodový plášť za sloupy skeletu. Tento zajímavý architektonicky prvek je sice dobře využitelný, ale vzniká problém tepelného izolování budovy.

3.2.4 Masivní dřevostavba Pod pojmem masivní stavba ze dřeva rozumíme stavbu, u které je nosná část stěny vytvořena z řeziva masivního průřezu (srubové stavby) nebo z opracovaných přířezů, které jsou vzájemně spojeny do masivních desek skládáním, vrstvením nebo lepením do různých tvarů. Z důvodu vysokých požadavků na tepelnou ochranu budov již dnes nesplňuje samotná stěna takové stavby předepsanou hodnotu součinitele 29

prostupu tepla, proto je většinou nosná masivní část stěny ještě doplňována vrstvou tepelně izolační, případně dalšími potřebnými vrstvami podle konstrukce. (Havířová 2005)

Obr. 15 Srub

(Štefko a spol. 2006)

Srubové stavby Až do poloviny 19 stol., kdy se začalo prosazovat strojní zpracování dřeva se styky, prvky ani technologie výroby a výstavby roubených domů podstatně nezměnily. V tomto období byly Roubené domy často dominujícím typem výstavby v ředě evropských regionech s dostatkem jehličnatého dlouhého dřeva. Její dominantou jsou spojeny s lidovou – řemeslnou architekturou, umělecká hodnota a funkčnost je vysoce ceněna. Pro výstavbu roubených domů jsou používány především kmeny s průměry mezi 20 a 35 cm, obvykle 80 až 100 let staré smrku a jedle, dokonale zbavené kůry. Na základ roubené stěny se s ohledem k zemní vlhkost používala kulatina z dubu nebo jilmu. Na stavbu se nejčastěji používaly kmeny rok nebo dva po těžbě, vlhkost je kolem 20 % která se později s užíváním domu ustálí na rovnovážné vlhkosti 8 až 15 %. Následné změny objemu se projeví ve všech stycích roubené stěny. Konstrukce

30

roubených budov vychází z řemeslných a technologických možností opracování kulatiny. Dřevo netesané kulatiny je minimálně narušeno a tak bude mít delší životnost. Použitá kulatina v délce kolem 6 ti m bývá zvláště u menších průměrů mírně kónická a případná křivost může mít za následek zvětšení vodorovných spár.

Obr. 16 Spoj s přeplátováním při přesahujícím zhlavím srubu (Štefko a spol. 2006)

Obr. 17 Vývoj srubové stavby. Skladba stěny (Kolb 2008)

S prvků, které mají tesány vodorovné hrany, jsou dřevostavby přesněji provedeny, což je vhodnější. Primární konstrukční úlohou je zajistit stabilitu každé srubové stěny, toto platí zvláště u více podlažních budov, kde musí být zajištěna i prostorová tuhost. Přesah stěn v rohových spojích zajišťuje stabilitu jednotlivé stěny. Rohový přesah je tvořen z estetických i praktických důvodů. Vytváří podporu přesazených obvodových stropních trámů, ale i v případě nepřesnosti spoje jej zakryje a také může pozitivně ovlivnit životnosti domu. Nároží a řemeslný dekor zhlaví kulatiny nebo trámů působí velmi estetickým dojmem.

31

Obr. 18 Systém spojů srubů v ložní spáře (Štefko a spol. 2006)

Obr. 19 Spoj s přeplátováním při přesahujícím zhlavím srubu (Štefko a spol. 2006)

Provedení styku tradiční roubené stěny má celou řadu variant a konstrukcí, od jednoduchých po komplikované, s velkými nároky na přesnost provedení. Konstrukční styly jsou doplňovány koliky z tvrdého dřeva a dřevěnými kleštinami. Otvory pro okna a dveře jsou vyztuženy masivními sloupy (zárubněmi), do této zárubně je kulatina a trámy zapuštěny. Stabilitu roubených stěn a prostorové stabilitě budovy dobře ovlivňují dřevěné trámy stropů. O míře efektivnosti rozhoduje zvláště jejich přesnost. Stropní trámy uložené jako konsoly umožňují provedení římsy, předsazení štítu umožní konsoly vrchní kulatiny srubové stěny

32

Obr. 20 Rohový spoj srubu (Štefko a spol. 2006)

Obr. 21 Interiér srubu (Štefko a spol. 2006)

33

Současné varianty Sortiment prvků – trámů pro současné roubené stavby je značně široký a pohybuje se v šířkách od 65 do 300 mm. Základní požadavkem je neprovzdušnost spár a tomu se podřizují všechny profily. Kulatina začíná odvykle na průměru 150 mm a má dvě alternativy – s ručně nebo strojně odstraněnou kůrou. Obdobně i ručně nebo strojně hraněné trámy. Oba prvky vycházejí z tradičních roubených staveb, ale do vodorovných spár je vkládáno těsnění a do drážek vodorovné ztužení z páskové oceli. Rozšířeným prvkem jsou hoblované trámy resp. fošny v šířkách 75 – 150 mm s dvěma nebo třemi frézovanými pery a drážkami. V případě větších šířek jsou lepené z prken. Běžná délka prvků je do 6 ti m, rohové styky se neliší od tradičních variant, je však podstatně vyšší nárok na jejich přesnost. U jednopodlažních staveb s podkrovím není nutné prokazovat prostorovou tuhost a přetvoření stavby. Podle německých zkušeností a experimentů mají být dodrženy zvláště následující konstrukční pravidla: - tloušťka nosných, příčných roubených stěn min. 100 mm, jejich vzdálenost < 4 m - hloubka budovy je < 10 m a je dělená podélnou výztužnou stěnou cca v polovině - příčná stěna alespoň v délce 4m – bez otvorů - sklon střechy mezi 15 a 30º a celkové zatížení střechy je >1,0 kN/m2, římsy mají přesah 0,8 až 1,2 m (u štítů až 1,5 m), podpory vaznic v max. vzdálenosti 4 m - kotvení budovy proti vodorovným silám se nepožaduje. (Bílek 2005)

34

Obr. 22 Prefabrikované tvarovky (Štefko a spol. 2006)

Podíváme se na tyto pravidla tradičních roubených staveb, tak se jeví velmi opatrná, zejména když jde o vzdálenosti nosných příčných a podélných výztužných stěn, sklon a zatížení střechy. Domy nejčastěji bývají osazeny na zvýšený základ, podlaha prvního nadzemního podlaží muže být dřevěná s větranou a přístupnou vzduchovou mezerou mezi terénem a stropem (min 600 mm). Kleštiny jsou nahrazovány ocelovými táhly min. s jedním přístupovým koncem pro upravení. Úprava je nezbytná zejména v roce od dokončení stavby. V této době dochází v důsledku snižování vlhkosti dřeva k sesychání, celkem tato hodnota může být až 40 mm. Táhla jsou proto umísťována na konce rohových styků. U náročnější, zvláště více podlažní roubenou budovu je zapotřebí vzít v úvahu především působení vodorovných sil. Roubená stěna není homogenní a při svislém zatížení má tendenci k vybočení

35

Obr. 23 Specifické stropní systémy (Kolb 2008)

Tepelně – technické požadavky jsou převážně zajišťovány efektivní tepelnou isolací s vnitřním obkladem. Nosná roubená stěna je většinou v tl. 150, vnitřní obklad – prkny 20 až 30 mm. Koeficient prostupu tepla U je většinou v rozmezí 0,2 až 0,3 W / m2 K. Nákladnější varianta – zdvojená roubená stěna v tl. od 75 mm s vnitřní tepelnou isolací má přibližně stejnou hodnotu U. Technicky je možný i exteriérový tepelně – izolační obklad, ale neužívá se s ohledem na popření roubené nosné konstrukce a jeho menší životnosti. (Bílek 2005)

Novodobé masivní stavby ze dřeva V současnosti používané systémy staveb, u kterých je nosná konstrukce stěny tvořena vrstvou masivního dřeva, nemusí být jenom stavby srubové. Stále častěji se objevují výrobci patentovaných systémů, ve kterých jsou vytvářeny masivní bloky pro nosné konstrukce stěn a stropů vrstvením nebo skládáním z jednotlivých přířezů nebo vytvářením dutých lepených nosných prvků s vnitřní výplní izolačním materiálem. Vzájemné spojování přířezů při vytváření bloků je mechanické, nebo jsou použity spoje lepené. (Havířová 2005)

Vrstvené masivní bloky U vrstvených masivních bloků je nosná konstrukce je vytvořena ze tří nebo pěti vzájemně křížem kladených vrstev pravoúhlých přířezových prvků. Extrémně

36

rozměrové i tvarové stability je dosaženo vzájemným slepením prvků. Výrobci těchto bloků udávají deformace v rovině takto vytvořeného panelu je přibližně 1 mm na 10 m. Z důvodů velké tvarové stálosti není třeba při montáži vytvářet dilatační spáry. Dobré je také použití uměle vysušeného dřeva, jehož vlhkost pro lepení musí být přibližně 12 %. Masivní dřevěné bloky jsou tedy do stavby zabudovány s vlhkostí, která se blížit vlhkosti dřeva při užívání stavby. Takto vytvořené dřevěné bloky mohou být vyrobeny i jako celostěnové. Tímto je také urychlena montáž na stavbě, ne druhou stranu nevýhodou je poměrně velká hmotnost jednotlivých dílců. Celková tloušťka bloku je závislá na rozměrech použitých přířezů. Nejčastěji používané přířezy jsou: tloušťky od 10 do 35 mm, šířky od 80 do 240 mm. Z důvodů neplnění samotné konstrukce požadavky na tepelnou ochranu, je nezbytné tento konstrukční typ stavby zateplení vláknitými materiály z vnější strany stěny. Na tuto vnější izolační vrstvu se nejčastěji montuje vnější dřevěný obklad s odvětrávanou mezerou a difuzní fólií. Na vnitřní povrch stěn může být zavěšen sádrokartonový obklad nebo ponechán jako viditelný dřevěný bez obkladu. Bez obkladu je možné ponechat blok jen v případě, že vnitřní povrchová vrstva je vytvořena z tříděného hoblovaného řeziva. Tyto vrstvené bloky z masivního dřeva jsou často používány pro stropní konstrukce dřevěných staveb, díky vyšší plošné hmotnosti vykazují lepší zvukoizolační schopnosti než lehké rámové konstrukce.

Skládané masivní bloky Dalším variantou vytváření nosných stěn a stropů je skládáním přířezů vedle sebe tak, že stýkají širší stranou, tloušťky jednotlivých pravoúhlých přířezů tvoří vnější povrch vytvořeného bloku. Tímto způsobem naskládaná prkna se spojují do bloku. Spojování se provádí pomocí hřebíků, nebo se na několika místech do prkna v kolmé rovině vyvrtá otvor. Do tohoto tvoru se posléze zalisuje kolík z vysušeného dubového dřeva. Vlhkost kolku je přibližně 6 %, po zalisování přijme vlhkost z okolních přířezů, zvětší svůj objem a tím zajistí spojení jednotlivých přířezů do celistvého bloku. Tyto masivní bloky se používají pro obvodové stěny, kde je zapotřebí dodatečné zateplení a pro vnitřní nosné stěny a pro nosné konstrukce stropů. Použitím této konstrukce pro stropy je výhodnější než konstrukce rámových stropů z důvodů lepší zvukoizolační schopnosti. Proto se často používá kombinování systémů skeletových nebo rámových a masivního skládaného stropu.

37

Lepené masivní bloky Pravoúhlé masivní přířezy vzájemně spojený lepením do tvaru dřevěného truhlíku vytváří další systém masivních dřevěných staveb. Dřevený lepený truhlík má obdélníkový průřez, dutina je vyplněna vláknitou izolační hmotou. Z pravidla je spojeno několik takto vytvořených prvků do jednoho bloku. Délka vytvořených nosných bloků je totožná s délkou slepovaných přířezů. Ve svislé poloze jsou používány do nosných stěn a ve vodorovné do stropních konstrukcí. Další systém je vytvořen lepením přířezů do obdélníkových „tvarovek“, tyto tvarovky se spojují pomocí dřevěných kolíků do předem předvrtaných otvorů. Tvarovky se velice podobají tvarovkám z klasických stavebních materiálů, díky malé hmotnosti je manipulace s nimi jednoduchá a není zapotřebí těžkých mechanismů na rozdíl od velkých masivních bloků předchozích systémů. Skládáním jednotlivých bloků se staví obvodové stěny, které je zapotřebí zateplit izolací foukanou do dutin v blocích. Vnitřní povrch stěn může být viditelný nebo může být obložen sádrokartonovými deskami.

38

4

Metodika

4.1

Zdroje informací Pro vytvoření této práce bylo použito obecných poznatků jak na stavbu

dřevostaveb, tak i pro výstavbu zděných budov. Použité informace byly získány z veřejně dostupné odborné literatury, legislativních norem a konzultaci s vedoucím bakalářské práce.

4.2

Výkresová dokumentace Byl

vytvořen

návrh

jednopodlažní

obytné

budovy

s

podkrovím

o

celkové zastavěné ploše asi 130m2. Půdorysné řešení návrhu je shodné pro oba konstrukční typy, shodné jsou také výplně otvorů. Aby se neprojevila rozdílná skladba a tloušťka stěn v objemu vnitřního prostoru, je modulová koordinace odlišných konstrukčních systémů odvíjena od vnitřních rohů objektu. Tento návrh byl rozpracován a následně byly vytvořeny konstrukční výkresy, podle kterých je možné tuto budovu realizovat. Tyto výkresy byly zpracovány jak pro dřevostavbu, tak i pro zděnou budovu zvlášť. Výkresy byly vyhotoveny podle platných normových a legislativních požadavků. Posléze byla vypracována technická dokumentace potřebná pro vypracování položkových rozpočetů a k stavebnímu řízení pro jednotlivé stavby. Položkové rozpočty byly vypracovány v programu BUILDpower firmy RTS a.s. Tento program byl zapůjčen pro tuto bakalářskou práci firmou METROSTAV a.s. za což touto formou děkuji.

V páté kapitole bakalářské práce budou uvedeny tyto materiály v tomto pořadí: •

Výkresová dokumentace

•

Položkový rozpočet nákladů

39

5

Vlastní práce

5.1

Výkresová dokumentace

5.2.1

Výkresová dokumentace dřevostavby

40

5.1.2

Výkresová dokumentace porotherm

41

5.2

Rozpočet

5.2.1

Rozpočet dřevostavby

42

6

Diskuze V této části bakalářské práce se zabývám porovnáním pouze rozdílných položek

v rámci výše uvedených rozpočtů.

Tabulka 1: Zemní práce Zemní práce Zděná budova

Dřevostavba

10 685,30 Kč

12 382,99 Kč

757,58 Kč

877,94 Kč

Vodorovné přemístění výkopku z hor. 1-4 do 50 m

622,84 Kč

721,80 Kč

Uložení sypaniny na skládku

289,04 Kč

334,97 Kč

Hloubení rýh šířky do 60cm v hor.3 do 100m3 Příplatek za lepivost - hloubení rýh 60cm v hor. 3

Z důvodů nutnosti větší plochy nosných stěn u dřevostavby je patrný cenový rozdíl u výkopů základů a následných prací oproti zděné stavbě.

Tabulka 1: Základy a zvláštní zakládání Základy a zvláštní zakládání Zděná budova Dřevostavba Beton základových pasů 107 971,92 Kč 125 126,53 Kč prostý B 20(C16/20) Bednění stěn základových 21 072,24 Kč 24 420,20 Kč pasů - z řízení Bednění stěn základových 6 694,63 Kč 7 758,28 Kč pasů - odstranění Z téhož důvodu jako u předchozí tabulky je viditelný cenový rozdíl u zakládání základových pasů.

43

Tabulka 1: Ůpravy povrchů vnější Úpravy povrchů vnější Zděná budova Dřevostavba Omítka vnějších stěn, Zateplovací systém 76 187,93 Kč 309 369,15 Kč MVC, štuková, tl.70 mm se silik. složitost 1-2 Omítkou Nátěr nebo nástřik 35 554,37 Kč stěn vnějších, složitost 1-2 Obklad vnějších 3 305,09 Kč beton. Konstr. Polystyren tl. 80mm Ohledem k nutnosti tepelného zateplení dřevostavby činí cenový rozdíl úpravy vnějších povrchů 194 321,76 Kč, ve prospěch zděné budovy

Tabulka 1: Podlahy a podlahové konstrukce Podlahy a podlahové konstrukce Zděná budova Mazanina betonová 43 944,46 Kč tl. 5 - 8 cm B 20 (C16/20) Příplatek za stržení povrchu 2 894,70 Kč mazaniny tl. 8 cm Výztuž mazanin svařovanou 18 778,60 Kč sítí z drátů Kari V této tabulce můžeme vidět téměř dvojnásobné

Dřevostavba 22 594,92 Kč 1 488,37 Kč 9 613,05 Kč cenové navýšení podlahových

konstrukcí u zděné budovy, než u dřevostavby a to z důvodů potřeby úprav 1.NP i podkroví betonovou mazaninou.

Tabulka 1: Stavební přesun hmot Staveništní přesun hmot Zděná budova

Dřevostavba Přesun hmot pro budovy zděné výšky 426,1460 t 103 766,55 Kč 235,5448 t 57 355,16 Kč do 12m Z této tabulky je patrný velký rozdíl hmotnosti přesouvaného materiálu v rámci stavby a bezmála dvojnásobné náklady u zděné konstrukce.

Tabulka 1: Izolace tepelné Izolace tepelné Zděná budova Celkové tepelné izolace

166 303,36 Kč

44

Dřevostavba 302 032,22 Kč

Vzhledem k odlišným stavebním konstrukcím a tepelnému odporu U je nezbytné u dřevostavby použít vetší množství zateplovacích materiálů, aby byl splněn legislativní požadavek na tepelný odpor.

Tabulka 1: Krytiny tvrdé Krytiny tvrdé Zděná budova Krytina Francouzská 14, 97 020,90 Kč střech jedn., na sucho

Dřevostavba Živičný šindel typ 83 758,41 Kč Standard sklon do 45º

Hřeben z hřebenáčů č.2 na Živičný šindel, založení u 10 990,80 Kč větrací pás s kartáči okapu, typ Standard

2 902,50 Kč

Zakončení štítu taškami 14 655,60 Kč Francouzská 14 s ozubem

Živičný šindel, hřeben, typ Standard

2 947,65 Kč

Živičný šindel, závětrná lišta, typ Standard

5 009,40 Kč

Přesun hmot pro krytiny tvrdé, výšky do 12m

5 849,96 Kč

Přesun hmot pro krytiny 1 607,53 Kč tvrdé, výšky do 12m Z důvodů nepřetěžování nosné konstrukce u dřevostavby byl na střešní krytinu použit živičný šindel. Z toho důvodu je patrný velký rozdíl cen mezi krytinami.

Tabulka 1: Doplňující informace Doplňující informace Zděná budova

Dřevostavba

Součinitel prostupu tepla U

U = 0,32 W/m2K

U = 0,22 W/m2K

Hmostnost celé budovy

454,4 t

295,8 t

Objem zástavby

129 m

119,64 m

Rychlost výstavby

přibližně 2 roky

přibližně 3 měsíce

Celková cena budovy

3 979 981,00 Kč

3 910 321,00 Kč

V této závěrečné tabulce můžeme porovnávat několik celkových hodnot. Porovnáme-li první hodnotu s normou (viz příloha č.1) a přihlédneme k faktu, že dřevostavba je hodnocena jako lehká a porotherm jako těžká stavba zjistíme, že oba konstrukční systémy splní požadované hodnoty na součinitel prostupu tepla U. Dřevostavba se dokonce velice přibližuje k přísnějším doporučeným hodnotám. Ze druhé hodnoty je patrné, že dřevostavba je asi o jednu třetinu lehčí, než zděný dům. Tu to vlastnost lze využít v případě, kdy se na stavební parcele nachází méně

45

únosný podklad. V tomto případě je nutno pro klasický zděný dům navrhnout a vybudovat patřičné základové pasy. Tyto základy budou větších rozměru a celková výstavba domu se bude prodražovat. Na druhé straně pro dřevostavbu vystavěnou na tomtéž pozemku budou postačovat mnohem menší a levnější základové pasy. Rozdílnost celkové plochy zástavby u jednotlivých konstrukcí je způsobena různou tloušťkou použitých stěn. Z toho důvodů byly použité konstrukce navrženy tak, aby vnitřní rozměry místností se co nejvíce shodovaly. Rychlost výstavby u jednotlivých konstrukcí v první řadě závisí na meteorologických podmínkách. Z toho důvodu nejsou zde uvedeny přesné časové harmonogramy pro dokončení stavby. Dále nemalou roli hraje nutnost vytvrzení betonových konstrukcí a následné vyschnutí přebytečné vody. Na základě celkové ceny je patrné, že dřevostavba je bez mála o 70.000,- Kč levnější, než zděny dům. Tento výsledek příliš nepodporuje výstavbu dřevěných budov, což je vidět na počtu dosud realizovaných dřevostaveb. Dřevěné stavby činní v současné době přibližně 1% z celkové výstavby v České republice.

46

7

Závěr Cílem práce byl návrh jednopodlažního rodinného domku s podkrovím pro dva

zcela odlišné konstrukční systémy a jejich vzájemné porovnání. Za tímto účelem byla vytvořena technická dokumentace s položkovými rozpočty nákladů pro jednotlivé systémy. Na základě této bakalářské práce je možné realizovat oba druhy stavebních konstrukcí, které byly vypracovány. I přes velké množství výhod podporující výstavbu domků na bázi dřeva se tento druh materiálu v České republice mnoho nevyužívá. Z tohoto důvodu se naše země nachází na jednom z posledních míst v Evropě ve využívání dřeva pro stavby. Účelem této práce je snaha poskytnout stěžejní informace o finanční náročnosti dřevostaveb laikům i odborné veřejnosti a pomoci překonat tak jejich počáteční nedůvěru ve výstavbu budov na bázi dřeva.

47

8

Resumé The budget isn‘t calculating with the parcel cost because of the differences

between them in the scope of Czech republic.

This bachelor work is comparing the concept of the ground-floor house with the attic in two different constructive systems. Dispositional solution of the house is corresponding to the standart and legislative requierements which applied for the property used for pernament abode. Desing documentation for both of the constructive systems with the wall compositions is included in the work. The budget isn‘t calculating with the parcel cost because of the differences between them in the scope of Czech republic. Small financial differences that are in the budget articles from the constructive systems involved in this work makes the timber constructions less favourable. Even through many advantages that supports the building of timber-based houses this material is not widely used in Czech Republic. That is why our country is in one of the last places in timber using for construction

48

9

Seznam použité literatury

Literatura HAVÍŘOVÁ, Z. Dům ze dřeva. 1.vyd. Brno: ERA group, spol. s r.o., 2005 ISBN 80-7366-008-3 BÍLEK, V. Dřevostavby – navrhování vícepodlažních budov. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-01-03159-4 HÁJEK, P. a kolektiv Konstrukce pozemních staveb 10 – Nosné konstrukce. Praha: ČVUT, 1995 ISBN 80-01-01396-0 ŠTEFKO, J. a spol.. Dřevěné stavby. Bratislava: Jaga group, spol. s r. o. 2006 ISBN 80-8076-043-8 KOLB, J. Dřevostavby – Systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. Praha: Grada Publishing, a.s., 2008 ISBN 978-80-247-2275-7 RYCHTÁŘ, J., Materiály používané v konstrukcích dřevostaveb, Bakalářská práce, MZLU 2007

Zákony ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov Sbírka zákonů č. 183 / 2006. o územním plánování a stavebním řádu Vyhláška 137 / 1998 Sb. o obecných technických požadavcích na výstavbu Vyhláška č. 526/2006 Sb. o územním plánování a stavebním řádu

Internetové stránky http://www.rdrymarov.cz

23.10.07

http://www.rozpoctarka.cz/

12.11.07

http://www.rozpocty-staveb.cz/

12.11.07

http://www.drevo-domy.cz/

1.12.07

http://www.konrad.cz/

8.12.07

http://www.wienerberger.cz

9.12.07

49

10

Přílohy

Příloha č. 1 – Tabulka požadovaných a doporučených hodnot součinitele prostupu tepla

5.2.2

Rozpočet porotherm

50