Porovnání jednotlivých konstrukčních systémů různých výrobců dřevostaveb

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

Porovnání jednotlivých konstrukčních systémů různých výrobců dřevostaveb Bakalářská práce

2007 / 2008

0

Miroslav Sýkora

Čestné prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou závěrečnou práci na téma: porovnání jednotlivých konstrukčních systémů různých výrobců dřevostaveb zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. 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 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: 19.5. 2008 podpis studenta

1

Poděkování: Chtěl bych poděkovat paní Doc. Dr. Ing. Zdeňce Havířové, za trpělivost a pomoc při konzultacích této bakalářské práce.

2

Jméno posluchače:

Sýkora Miroslav

Název bakalářské práce:

Porovnání jednotlivých konstrukčních systémů různých výrobců dřevostaveb

Abstrakt K tomuto tématu bakalářské práce mě přivedlo množství konstrukčních systémů dřevostaveb a jejich propracovanost. Jsou zde uvedeny nejpoužívanější typy dřevostaveb, které se vyskytují především v české republice. Jejich technické vlastnosti uváděné výrobci jsou pak porovnávány s příslušnými normami i mezi sebou navzájem. Ke konstrukčním systémům jsou obrázky, na kterých je vyznačen řez konstrukcí a její přesné složení. V dnešní době jsou dřevostavby stály vyhlášenější stavbou pro trvalé bydlení. Různé systémy obvodových stěn mohou každému nabídnout vyhovující alternativu. Klíčová slova: konstrukční systém, dřevostavba, obvodová stěna, vzduchová neprůzvučnost, součinitel prostupu tepla.

Title of a work: Structural systems comparison assorted manufacturers frame houses

I choose the thema of my bacalary work because of number of structural system of frame houses and the most interesting is the elaborateness of the buildings. I decide to point out the most enjoyable types of the frame houses which we can see in Czech Republic. The technical quality which are written

from the producers are

compared under the relevant norms. Every structural system has got the own pictures where is the cut of the constructive and the accurate constitution of the bulding . The frame houses are noted like the one of better and the permanent style of the living. There are the different style of the cirkuit walls which can offer the suitable alternative. Key words: a structural system, a frame houses, a cirkuit walls, an air space insulation, a heat transfer coefficient

3

Obsah závěrečné práce: 1 Úvod………………………………………………………………………….... 1 2 Cíl práce………………………………………………………………………... 2 3 Metodika…………………………………………………………………..…… 3 4 Řešená problematika……………………………………………………...……. 4 4.1. Rozdělení dřevostaveb……………………………………..………… 4 4.1.1. Konstrukční systémy dřevostaveb………………….……… 5 4.2. Výrobci dřevostaveb……………………………………….………… 12 4.2.1. Klasická rámová konstrukce RD Rýmařov ………………...12 4.2.2. HAAS fertigbau klasická rámová konstrukce……………… 12 4.2.3. Masivní dřevostavba KAMPALA…………………………. 13 4.2.4. Konstrukce ze skládaných bloků STEKO…………………. 13 4.3. Porovnávání technických údajů uváděnými výrobci………………… 14 4.3.1. RD Rýmařov……………………………………………….. 18 4.3.2. HAAS fertigbau……………………………………………. 21 4.3.3. KAMPALA………………………………………………… 24 4.3.4. STEKO®……………………………………………………. 27 4.4. Srovnání se systémem POROTHERM……………………………… 32 5 Výsledky………………………………………………………………………. 33 6 Diskuze a závěr………………………………………………………………… 34 7 Summary……………………………………………………………………….. 35 8 Seznam použité literatury……………………………………………………….36

1 Úvod 4

V posledních letech lze v ČR zaznamenat mírný nárůst počtu realizovaných staveb, u kterých hlavní nosnou konstrukci tvoří dřevo a materiály na jeho bázi. S rozrůstající se výstavbou těchto staveb jde kupředu i vývoj konstrukčních systémů. V době, kdy ceny energií neustále rostou je kladen velký důraz na energetickou nenáročnost především rodinných domů. Dřevostavby jsou proto ideálním řešením pro návrhy nízkoenergetických budov. S dřevostavbou dosáhneme požadovaných tepelně technických vlastností při mnohem menší tloušťce obvodové stěny, a proto zastavíme menší plochu a tím ušetříme víc vnitřního prostoru. Především v horských oblastech, kde bylo dřevo nejvýhodnější surovinou, byly dřevostavby nejvyhledávanějším systémem stavby. Kvality dřevostaveb jsou také prověřeny v drsnějších severních podmínkách, například v Norsku a podobně, kde patří dřevěné domy již ke kulturnímu bohatství.

2 Cíl práce 5

V bakalářské práci se budu zabývat porovnáním jednotlivých stěnových systémů

různých

výrobců

dřevostaveb.

Měřítkem

pro porovnávání

budou

neodmyslitelné vlastnosti, kvůli kterým jsou dřevostavby širokou laickou veřejností často odsuzovány. U každé této vlastnosti, která bude podrobněji popsána v jedné kapitole, porovnám systémy různých výrobců dřevostaveb. Nepůjde o vyhlášení stavby staveb či nejlepšího výrobce, nýbrž o subjektivní hodnocení a porovnávaní údajů uváděných firmami. Tyto firmy byly vybrány pro pestrost výsledků, od největších po ty menší, tuzemské i zahraniční výroby. Z hlediska rozsahu této práce budu zmiňovat jen důležité informace poskytované výrobci těchto dřevostaveb. Důraz bude především kladen na stavbu konstrukce, tedy její složení a na porovnávání použitých materiálů a časovou náročnost výstavby. V porovnávání různých konstrukčních systémů budu čerpat z odborné literatury. V závěrečné části se doplňkově zmíním o systému POROTHERM a to kvůli porovnání konstrukčních systému zde uváděných s klasickou zděnou konstrukcí.

3 Metodika 6

Sběr podkladů a informací o firmách a jejich systémech bude prováděn z velké části pomocí internetových stránek jednotlivých firem. Tyto informace bude nutné nejprve porovnat pro jednotlivé systémy mezi sebou a pak uvést v jednotlivých kapitolách. Údaje, které výrobci uvádějí pak porovnám s údaji udávanými v odborné literatuře, případně s českými, nebo evropskými normami. Výsledky budou přehledně uspořádány v jednotlivých tabulkách. V jedné ze závěrečných kapitol bude uvedena i stavbu z cihlových bloků POROTHERM pro celkové zhodnocení a porovnání. U všech jmenovaných technických vlastností budov se pouze u difusního součinitele nebudu vyjadřovat v číselných hodnotách. Zde porovnám pouze skladbu stěn a jejich odpor vůči difusi vodních par.

4 Řešená problematika 7

Jak bylo již řečeno v úvodu, půjde o porovnávání souhrnu dat uváděných výrobci dřevostaveb o vlastnostech jejich výrobků. Cílem pak bude tyto vlastnosti porovnat mezi sebou a s vlastnostmi uváděnými v dostupné literatuře. Výrobci dřevostaveb uvádí údaje jako: •

Součinitel prostupu tepla U [W/m2K]

•

Vzduchové neprůzvučnosti R [db]

•

Difusní odpor µ

V závěru této kapitoly pak porovnám uváděné konstrukční systémy s u nás velmi používaným systémem takzvané mokré výstavby. •

Srovnání se systémem POROTHERM

Všechny tyto údaje budu porovnávat i vzhledem k tipu dřevostavby a tloušťce stěny. Je zřejmé, že skeletová stavba s množstvím prosklených ploch bude mít zcela jiné vlastnosti, než domy, navrhované jako nízkoenergetické. Důležitým parametrem zde bude i celkový vzhled konstrukce.

4.1. Rozdělení dřevostaveb tab. 1Základní rozdělení dřevostaveb

Srubové dřevostavby Masivní Rámové Skeletové

Masivní dřevostavby– novodobé (obr.3) Rámové dřevostavby (obr.1) Sloupkové dřevostavby (obr.2) Historický skelet

4.1.1. Konstrukční systémy dřevostaveb

8

V současné době se používají základní konstrukční systémy uvedené v tabulce 1. V České Republice se pak nejvíce staví domy rámové konstrukce a srubové domy. Každá z těchto staveb má různé konstrukční řešení a s tím spojené řešení realizace stavby, pracnost při stavbě a podobně.

- Dřevěné domy rámové konstrukce Tato konstrukce je tvořena dřevěnou kostrou opláštěnou deskovými materiály, jako jsou DTD - dřevotřískové desky, OSB desky s orientovanými třískami a SVD sádrovláknité desky. Opláštění konstrukce se provádí za účelem přenosu zatížení. Masivní stojky přenášejí vertikální zatížení způsobené střechou, nebo druhým podlažím. Na rámové dřevostavby se používají nosníky malých plošných průřezů. V posledních letech je často používán průřez 60 x 180 mm z důvodu vyhovění přísným požadavcích na tepelné ztráty budov. Nosné stěny dřevěných rámových domů jsou tvořeny svislými stojkami, které jsou rozmístěny v pravidelných osových vzdálenostech. Základní modul je násobek 625 mm. Stojky jsou pak se spodním a horním pasem spojeny na tupý sraz pomocí hřebíků. Takto vytvořený dřevěný rám musí být při svém návrhu staticky posouzen, navržena jeho hloubka kvůli množství tepelné izolace. K jeho zhotovení se používá tříděné řezivo požadované pevnosti. Vzhledem k malému průřezu tlačené stojky je třeba zajistit její stabilitu proti vybočení. Ta se zajistí připevněním těchto stojek ve směru menšího rozměru k opláštění celé konstrukce. Rozmístění a četnost spojovacích prostředků je určena statickým výpočtem, aby pak celá konstrukce byla schopna přenášet potřebné zatížení. Naznačení výstavby je na obr.1. Další prvky nosného dřevěného rámu jsou překlady nad okny, nadpraží, nebo poprsníky. Ty se tvoří zkrácenými stojkami ve stěně, které pak přenášejí zatížení do základu. Neprůvzdušnost obvodové stěny, která by pak snížila tepelný odpor stěny vlivem procházejícího větru skrz stěnu je zajištěna speciálními foliemi. Ty nepropustí proudící vzduch dovnitř, ale jsou dostatečně propustné pro vodní páru. Tuto vrstvu je také možno vytvořit pomocí opláštění deskovými materiály, jejichž vzájemné spojení musí vyhovět podmínce vzduchotěsnosti. Pokud je ve stěně provedena vrstva s difusním odporem, lze konstrukci stěny považovat jako vzduchotěsnou. Proti povětrnostním vlivům jsou obvodové stěny chráněny tenko vrstvou omítkou, obležení deskovými materiály a obložení horizontálním, nebo vertikálním bedněním

9

z palubek. Je možné použít i předsazenou cihelnou obezdívku. V případě obložení, je obklad proveden s odvětrávatelnou dutinou vytvořenou pomocí kontra latí upevněných na stojkách trámu. Tato dutina pak odvětrává vlhkost, která může do stěny proniknout. Montovanou dřevostavbu s nosným dřevěným rámem je možno provést několika způsoby: a) Montáž přímo na stanovišti

-Výhoda: Stavitel nepotřebuje žádné větší prostory. -Nevýhoda: do dřevěných prvků může vnikat

vlhkost,

doba

výstavby

se

prodlužuje. b) Prefabrikace jednotlivých dílců

-Výhoda:

Sestavení

stavby

v krytém

prostoru, krátká doba montáže, možnost použití

programovaných

výrobních

prostředků (CNC obráběcí zařízení) -

Nevýhoda:

Velká

hala,

přeprava

objemných částí a manipulace s nimi.

Tento systém výstavby dřevostaveb je u nás i ve světě celkově nejpoužívanější. Především pro svou jednoduchost a možnost vysokého stupně prefabrikace.

10

obr.1 stěna rámové dřevostavby ( www.kronospan.cz)

- Dřevěné skeletové stavby Pro skeletové stavby je typická konstrukce z prutových prvků, která je vytvořena v určitém modulu. Konstrukce je pak doplněna plošnými konstrukčními prvky, které jsou nezávislé na nosné konstrukci a uzavírají vnitřní prostor. V dnešní době se tyčové prvky v konstrukcí vyrábí z lepeného dřeva. Jelikož lze pomocí skeletové stavby postavit prostory s minimálním množstvím nosných prvků v půdoryse pro překlenutí velkých rozponů, využívají se pro výstavbu průmyslových objektů, skladišť. V poslední době je zaznamenán i velký posun i z hlediska výstavby obytných domů. Skeletová konstrukce totiž umožňuje architektům vytvářet stavby s velkým a otevřeným vnitřním prostorem bez nutnosti rozdělovat prostor nosnými příčkami. Umožňuje

vytvářet

otevřené části v obvodovém plášti s použitím velkých prosklených ploch, spolu

11

s předsazenými konstrukčními prvky před obvodový plášť i obvodový plášť zcela nezávislý na vlastní konstrukci. Dnešní skeletové stavby jsou označovány jako novodobé. Ty se vyvinuly z hrázděných staveb, které jsou jejími předchůdci. Od hrázděné stavby se liší především uspořádáním základních nosných prvků a především zjednodušením spojů. Jak už bylo řečeno, stavba má svůj základní modul, který je tvořen násobky 600 mm. Tyto rozměry pak tvoří síť, takzvaný rastr, která může být pravoúhlá, nebo troj a více úhelníkové tvary. Volba rastru ovlivňuje rozměry vnitřních nosných prvků a počet a tvar spojů. U tzv. malého rastru se používají rozměry 1200 x 1200 mm a u velkých pak 3600 až 4800 mm. U takto velkých rozponů se musí použít staticky vyhovující nosné konstrukční prvky. Tedy složitější spoje a větší plošné průřezy. Nosné prvky skeletu mohou být jednoduché, nebo zdvojené. Zdvojené mohou být jak horizontální, tak vertikální nosníky. Podle jejich vzájemného uspořádání pak rozlišujeme 4 základní nosné prvky. U zdvojených nosných prvků je výhodou použití u vícepodlažních budov. Odpadá totiž nutnost přerušit nosník a může být tedy průběžný. U jedno podlažních staveb bývají hlavní nosník i sloup jednodílné.Sloup je přímo na výšku podlaží a hlavní nosník je uložen přímo na sloup. Pokud necháme přečnívat konce do exteriéru, vytvoříme si tak tepelné mosty. Mezi výhody patří, že zatížení je ve spoji přenášeno kontaktním tlakem a odpadá tedy nutnost použití složitých spojů. Nosníky jsou pak pouze zajištěny proti vysunutí. Vedlejší nosníky jsou pak v konstrukci stropu uloženy na hlavní nosníky, nebo zavěšeny mezi ně ve stejné úrovni. U vícepodlažních se nejvíce používá nosník dvoudílný. Pomocí běžných ocelových spojovacích prostředků se pak dvojice hlavních nosníků připevní na sloupy jako kleštiny. Další možností, jak vytvořit vícepodlažní konstrukci skeletu, je použití systému s dvoudílným sloupem a jednodílným hlavním nosníkem, který probíhá mezi zdvojenými stojkami sloupu jako nosník spojitý. Jako nejjednodušší se používá skeletová konstrukce s jednodílným sloupem i hlavním nosníkem. Průběžný sloup je pomocí speciálního kování, úhelníků a patentovaných systémů připevněn k hlavnímu nosníku.

12

Obr.2 příklad skeletové dřevostavby ( www.klh.at) Protože nosná konstrukce skeletu, která je vytvořená z prutových prvků musí přenést veškerá svislá i vodorovná zatížení přenést do základu, musí být zajištěno jeho dostatečné prostorové ztužení. Jak ve svislém, tak ve vodorovném směru. Ztužení vy vodorovné rovině je zajištěno vytvořením tuhých výstužných tabulí v rovině stropu, nebo střechy. Ztužení se může provádět deskovými materiály, nebo chlop diagonálami. Ve směru svislém se ztužení provádí např. pomocí výztužných stěn, tuhých rámů, nebo sloupů. Vertikální výztužná stěna se vytváří různě. Pomocí pláště z konstrukčních desek, dřevěným bedněním, nebo ocelová lana, mezi jejichž výhody patří možnost předpětí a jejich malý průřez. Zajištění celkové prostorové tuhosti skeletové konstrukce se zajišťuje použitím tuhých stěn v každé řadě sloupů v obou směrech. Nevyhovuje-li toto řešení prostorovým požadavkům, řeší se tato situace použitím tuhého jádra, nebo tuhého stropu. Díky tomu, že je obvodový plášť skeletu na konstrukci zcela nezávislý, nabízí se hned několik variant umístění. Při umístění mezi sloupy nám mohou vznikat tepelné mosty. Ideální je obvodový plášť situovat před, nebo za sloupy. Vznikne tak netradiční architektonicky zajímavý prvek. Skeletové dřevostavby se staví jen zřídka. Velké prosklené plochy jsou nákladné a celkové řešení stavby s sebou nesou spoustu konstrukčních problému. Tepelné mosty a další. Používají se především kvůli designován požadavkům.

13

- Masivní stavby ze dřeva Za masivní dřevostavbu považujeme budovu, jejíž nosná část stěny je vytvořena z řeziva masivního průřezu. Srubové klády, nebo lepené prvky. V dnešní době samotná dřevěná stěna nesplňuje přísné normy. Proto je často doplňována tepelnou izolací, nebo ochrannou vrstvou proti požáru. Srubové stavby byly odedávna používány především díky dostupné surovině, tedy dřevu, a také díky poměrně nízkému stupni opracování potřebné kulatiny. Srubová stavba patří také mezi nejstarší masivní tavby vůbec. Díky tomu, že povrch dřeva nebýval narušen, byla zajištěna dlouhá životnost těchto staveb. Na koncích se prováděly přesahy, tzv. zhlaví a spáry se utěsňovaly mechem a vymazávaly hliněnou mazanicí. Velký důraz byl kladen na tvorbu rohových spojů, jejichž tvorba byla řemeslně náročná. V dnešní době se vodorovné spáry řeší spojem na několik per s drážkami a přídavným těsněním, kvůli splnění požadavku neprůvzdušnosti spár. Třecí síly ve spáře mezi trámy nejsou schopny zajistit prvek proti vysunutí. To se provádí konstrukčními spoji, nebo například hřebíky. Zajímavým řešením je i použití rybinového plátu, u kterého dochází k samosvornosti. Pro zvýšení celkové prostorové tuhosti stavby se doporučuje přibližně v polovině vystavět výstužnou příčku. Jelikož je masivní srubová stavba tvořena masivními kusy dřeva kladenými na sebe, dochází ke značným objemovým změnám co do výšky. Během roku a především u novostaveb se snižuje, či zvyšuje rovnovážná vlhkost dřeva a proto dochází k rozměrovým změnám. Je tedy nutné u okenních a dveřních otvorů počítat s úměrnou vůlí pro sesychání a bobtnání. Stropy se u masivních staveb řeší především jako pohledové trámové. Současné době, kdy je kladen velký důraz na tepelnou ochranu budov nám klasické srubové stavby nevyhoví normě o tepelných požadavcích na obytné domy. Uvádí se součinitel prostupu tepla. Dříve to byl tepelný odpor stěny. Zateplení stěny se provádí několika způsoby: •

Falešné roubení z vnější strany

•

Zdvojená roubená stěna s izolací v dutině

•

Vnitřní obklad se zateplením

Vždy ale platí pravidlo, že je nutno zabránit kondenzaci vodních par ve stěně. Vnitřní stěna ze sádrokartonových desek se používá zcela výjimečně, kvůli znehodnocení celkové estetické hodnoty interiéru. Novodobé masivní dřevostavby s sebou přináší spoustu inovací. Objevují se výrobci s patentovanými systémy skládání masivních bloků, nebo masivních bloků 14

s dutinami vyplněnými izolací apod. Vzájemné spojování bloků je buď mechanické a nebo lepením. V dnešní době se při stavbě využívají systémy: •

Vrstvené masivní bloky – Nosná konstrukce je tvořena vzájemně slepenými 35 vrstvami, které se navzájem kříží (90°) Takový blok pak připomíná v průřezu překližku, nebo bio deskou. Tyto dílce jsou extrémně tvarově i pevnostně stabilní. Bloky se můžou vyrábět i jako celostěnové, což značně zrychlí stavbu. Na výrobu bloků se nejčastěji využívají přířezy o rozměrech: tl. Od 10 do 35 mm, šířky od 80 do 240 mm. Tepelná izolace je pak řešena zateplením z vnitřní strany.

•

Skládané masivní bloky – Další způsob tvorby stěn a stropů je slepování prken pravoúhlých průřezů vedle sebe tak, že se stýkají širší stranou. Spojují se lepením, hřebíky, nebo dlouhými vysušenými kolíky. Používají se v kombinaci se skeletem a nebo rámovou dřevostavbou pro jeho velkou objemovou hmotnost a dobrá zvukoizolační schopnost.

•

Lepené masivní bloky – Je tvořen slepováním pravoúhlých přířezů do dřevěného truhlíku. Tento truhlík je vyplněn izolací. Ve svislé poloze se používají do stěna ve vodorovné poloze do stropů. Jsou tvořeny v modulu připomínajícím klasické stavební prvky. Výhodou je jejich nízká hmotnost, což ulehčuje práci na stavbě. Vnitřní prostory truhlíků mohou být vyplněny i foukanou izolací. Viz. Obr. 3

obr. 3 STEKO modulové díly (www.steko cz)

15

4.2. Výrobci dřevostaveb 4.2.1.

RD Rýmařov RD Rýmařov s.r.o. je firma s nejdelší

tradicí

výstavby

montovaných domů rámové konstrukce ve střední Evropě. Na trhu působí již 40 let a staví domy nejen u nás, ale i v Německu, Rakousku, Slovensku a Švýcarsku. Splňuje všechny české normy, i přísné normy tradičních členských států Evropské unie. Kvalitu služeb a produktů dokladuje řadou certifikátů a ocenění. Firma sestavuje stěny ve výrobních halách. Celé stěnové panely jsou pak převáženy těžkou technikou až na místo stavby, kde se sestavují na předem připravené základové desce. Díky takto předpřipraveným konstrukcím je montáž domu včetně všech řemeslných prací nejpozději do jednoho měsíce hotová. Technologické zázemí firmy umožňuje výrobu jednotlivých dílů s vysokou přesností ve výborné kvalitě. Rozhodující podíl nejnovější technologie německé firmy Weinmann s NC pracovišti řadí firmu RD Rýmařov s.r.o. k předním evropským firmám. Špičkový projektový software zajišťuje nejen rychlou kompletaci všech podkladů, ale především v reálném čase plánuje, jaké konkrétní díly budou ke stavbě potřeba. Technologie výroby na bázi lehké prefabrikace dřeva umožňuje velmi rychlou výstavbu a zároveň dodržuje vysoké kvalitativní parametry. Já sem si tuto firmu pro srovnávání do mé závěrečné práce vybral kvůli její tradici, a protože je jednou z největších svého zaměření u nás.

4.2.2. HAAS- fertigbau Tato společnost o sobě uvádí: Společnost HAAS FERTIGBAU, jejíž kořeny v Čechách sahají v oblasti výstavby montovaných staveb na bázi dřeva až do roku 1918, se v devadesátých letech 20. století stala z původně ryze české výrobní a stavební společnosti součástí rozsáhlé evropské firemní skupiny HAAS GROUP se sídlem v bavorském Falkenbergu. Firemní skupina HAAS GROUP působí ve více než 30 pobočkách po celé Evropě a zaměstnává několik tisíc zaměstnanců… Základem produkce společnosti HAAS FERTIGBAU v České republice je výstavba nízkoenergetických rodinných domů, střešních konstrukcí a halových objektů pro 16

zemědělství, sport, průmysl apod. Další, neméně důležitou součástí produkce společnosti HAAS FERTIGBAU, je výroba stavebních materiálů a prvků na bázi dřeva, ať již deskového charakteru, jako jsou např. vícevrstvé desky, spárovky apod., tak i atypických lepených prvků, které jsou následně používány pro výstavbu (např. střešní lepené vazníky produkuje společnost HAAS FERTIGBAU jako jediná v České republice až do délky 50m ).( Dostupné na world wide web http://www.haas-fertigbau.cz/o-nas/ospolecnosti/) Firma klade především vysoké požadavky na celkovou tepelně technickou a akustickou ochranu svých konstrukcí. Celý proces výstavby i realizace je u této firmy podložen léty praxe, poznatky z vědy a nejnovější techniky v příslušných oborech. Tuto firmu sem si do své práce vybral, protože se jedná o největšího výrobce lepených systémů u nás a klade velký důraz na kvalitu. V této práci se zmiňuji ještě o jednom stavebním systému tohoto druhu, neboť rámové dřevostavby jsou u nás nejrozšířenějšími.

4.2.3. Kampala – masivní domy Firma byla založena roku 1993, zabývající se dodávkami

a kompletací

interiérů

firemních

prostor, kanceláří a rodinných domů. Od počátku kladla důraz na dodávku vysoce kvalitních materiálů a předmětů. Domy nabízím podle vzoru nebo podle individuálního projektu zpracovaného zákazníkem nebo firemním projektantem. Zákazníkovi dodají dům jako stavbu na klíč nebo jako stavebnici k dokončení za účasti montážního mistra. Dále dům dodávají také ve fázi k dokončení s rozšířenou dodávkou stavebních řemesel. Tuto firmu sem si vybral z důvodu jejího složení obvodové stěny, která má vynikající tepelný odpor. Výrobce udává své stavby jako nízko-energetické, což se hodí svými odlišnými technickými hodnotami do ostatních konstrukčních systémů. 4.2.4. STEKO® – masivní dřevostavby stavebnicovým systémem Firma STEKO® pochází ze Švýcarska. Je výrobcem systému STEKO®, který je tvořen truhlíky a jehož stavba se provádí v modulových mírách. Jde o ojedinělou

17

konstrukci, jelikož byl tento systém testován na ETH Zürich (ETHC). Jde o nejvíce testovaný stavební systém se zkouškami statiky, tepelné ochrany, požární a akustické odolnosti a dokonce odolnosti vůči zemětřesení. Staví se systémem stavebnicových, průmyslově vyráběných modulů z masivního dřeva. Systém byl vyvinut na základě nejnovějších technických a konstrukčních možností a to ve spolupráci s vědci a odborníky ve stavebnictví. Výrobce dále uvádí, že tento systém splňuje všechny požadavky týkající se pevnosti, stability a komfortu. Základním kamenem v tomto systému je dřevěný modul. Tento modul je možné jednoduše spojovat, vrstvit a vytvářet tak celé stěny. Jednotlivé moduly jsou navzájem spojeny speciálním profilem, který do proti kusů zapadne a vytvoří optimální spojení jak v rozích, tak ve spojení obvodové stěny s příčkami. Navzájem sladěné prvky pro připojení, zajištění stability a přídavné prvky přizpůsobené pro různé druhy otvorů zjednodušují výstavbu stěny. V dutině modulů je možné umístit rozvody elektřiny, vody apod. Dodatečné vyplnění těchto dutin izolací zajišťuje efektivní tepelnou ochranu.Také vnější izolace zvyšuje tepelnou izolaci a předurčuje tak tento systém pro výstavbu domů s nízkými energetickými nároky a pasivní domy. Výrobce uvádí, že je schopen zhotovit dům ve své hrubé podobě do 4–5 dnů, což poukazuje na vysokou rychlost výstavby a tím i snížení nákladu na práci. Tento systém jsem si vybral pro svou ojedinělost, pro svou krátkou dobu montáže, a jelikož se jedná o zahraničního výrobce.

4.3. Porovnávání technických údajů uváděnými výrobci Výrobci ve svých reklamních materiálech, či internetu uvádí množství informací o svých dřevostavbách. Mým úkolem a bylo tyto hodnoty u daných výrobců různých konstrukčních systémů porovnat. Jedná se o hodnoty: a)

vzduchové neprůzvučnosti Rw- u konstrukce stropu, budeme uvažovat kročejový hluk.

b) součinitele prostupu tepla U c) difusním odporu µ

18

a) Vzduchová neprůzvučnost, kročejový hluk Akusticky je takto stavěná podlahová-stropní konstrukce velice dobře. Výhodou je mnoha vrstevnost s různou objemovou hmotností. Farmacell podlahový dílec dosahuje Rw=54db. Jak bylo řečeno v kapitole 2.1.1. je kročejový hluk se dá snížit zvýšením hmotnosti stropu a jeho celkové tuhosti. To u tohoto typu konstrukce zajistí deska Farmacell. Kročejový hluk totiž vzniká pohybem osob a předmětů v podlaží. A jestliže nejsou dodrženy správné technologické zásady, dokáže kročejový hluk razantně snížit celkovou pohodu bydlení. Měkká dřevovláknitá deska pak v této konstrukci přebírá funkci takzvaného tlumiče. Zachycuje vibrace a zvukové vlny. Minerální vlna mezi trámy pak snižuje kročejový hluk na minimum.

Tab.2 požadavky na zvukovou izolaci v budovách položka

hlučný prostor

Bytové domy (kromě rodinných) 1 Všechny ostatní místnosti téhož bytu B Bytové domy, obytné místnosti bytu 2 Všechny místnosti druhých bytů 3 Spol. prostory domu (schodiště,chodby) Provozovny s hlukem LA,max≤ 85db 7 s provozem nejvýše do 22:00 C Řadové rodinné domy a dvoj domy 8 Všechny sousední místnosti v domě D Kanceláře, pracovny 9 Kanceláře a pracovny 10 Se zvýšenými nároky proti hluku

chráněný prostor Rw (db) mezi Rw dveří místnostmi

A

42

-

52 52

32 -

62

-

57

-

37 42

27

Pro nižší hodnoty kročejového hluku se nabízí použití podhledu u stropu, což by ale v tomto případě nebylo nějak praktické. Jednak z důvodu zvýšení ceny a také kvůli snížení celkové světlé výšky v přízemí. Akustické vlastnosti budov a jejich částí jsou velmi důležité. Zvyšují duševní pohodu obyvatel těchto prostorů a přispívají k ochraně jejich soukromí. Může se jednat o hluk způsobený uvnitř budovy, nebo z exteriéru. Důležitým se pak stává, především u více podlažních budov kročejový hluk způsobeným pohybem osob po podlaze.

19

Zvuk se šířící se vzduchem vniká do okrajových částí konstrukcí způsobuje tak jejich ohybové kmitání. Tím se hluk ze vzduchu přemění na hluk vznikající v konstrukci. Tento hluk se pak dále šíří konstrukcí a právě schopnost materiálu tlumit tyto kmity, která mimo jiné závisí na jeho objemové hmotnosti, se nazývá vzduchová neprůzvučnost. Čím větší je hodnota zvukové neprůzvučnosti R, tím je ochrana konstrukce před hlukem lepší. Pokud není technickou normou stanoveno jinak, prokazuje se dodržení normativních požadavků na neprůzvučnost zkouškou, která sestává z měření, určení hodnoty jedno číselné veličiny a jejího porovnání s požadavkem. Základem zkoušky je měření v třetinooktávových kmitočtových pásmech podle ČSN EN ISO 140-1 až ČSN EN ISO 140-8 a podle norem s uvedenými normami souvisejícími. Z výsledků měření v třetinooktávových kmitočtových pásmech se určují podle ČSN EN ISO 140-1 až ČSN EN ISO 140-2 hodnoty jedno číselných veličin, které se porovnávají s požadavky uvedenými v normě ČSN 73 0532. Jakékoli dutiny v konstrukci pak mají za následek snížení celkové vzduchové neprůzvučnosti. Kritická místa v praxi vznikají například v místech, kde je izolace, nebo části opláštění přerušeno. Např. v místech elektro-instalace (zásuvky, vypínače), voda, topení apod. Tyto nedostatky se pak řeší kupříkladu návrhem instalační šachty.

b) Součinitel prostupu tepla V prostorech obytných budov musí mít s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu

φi= 60% součinitel prostupu tepla U takový, aby splňoval podmínku U≤Un. Un je požadovaná hodnota součinitele prostupu tepla ve W/(m2.K). Splnění podmínky pro doporučenou hodnotu Un je vhodné pro nízkoenergetické budovy. Požadovaná a doporučená hodnota U se doplňuje podle tab.3 při vnitřní teplotě 20°C. V Normě ČSN 73 05 40-2:2002 se dále uvádí: Budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou θim = 20 °C, pro které platí tabulka 3, jsou všechny budovy obytné (nevýrobní bytové), občanské (nevýrobní nebytové) s převážně dlouhodobým pobytem lidí (např. školské, administrativní, ubytovací, veřejně správní, stravovací, většina zdravotnických) a jiné budovy, pokud je převažující návrhová vnitřní teplota θim v intervalu od 18 °C do 24 °C včetně. V konstrukci mohou vznikat i tepelné mosty. Tepelné mosty jsou charakteristické tím, že jejich vnitřní povrch má nižší teplotu než okolí a jsou tedy náchylnější na povrchovou kondenzaci a výskyt plísní. Odstranit tyto problémy je

20

možné jen dodatečným zateplením kritického místa, případně úpravou parametrů vzduchu v interiéru (snížení relativní vlhkosti vzduchu, ofukování povrchu suchým teplým vzduchem).

Tab.3 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou θim = 20°C. typ Požadované Doporučené Popis konstrukce konstrukce hodnoty U hodnoty Un Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° v četně Podlaha nad venkovním prostorem Strop pod nevytápěnou půdou se střechou bez tepelné izolace. Podlaha a stěna s vytápěním Stěna venkovní Střecha strmá se sklonem nad 45° Podlaha a stěna přilehlá k zemině (s výjimkou podle poznámky 2) Strop a stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru Strop a stěna vnitřní z vytápěného k částečně vytápěnému prostoru Stěna mezi sousedními budovami Strop mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C v četně Stěna mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C v četně Strop vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C v četně Stěna vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C v četně Okno a jiná výplň otvoru podle 4.6, z vytápěného prostoru (včetně rámu, 2 který má nejvýše 2,0 W/(m .K)) Dveře, vrata a jiná výplň otvoru podle 4.6, z částečně vytápěného nebo nevytápěného prostoru vytápěné budovy (včetně rámu)

lehká

0,24

0,16

těžká

0,30

0,2

lehká těžká

0,30 0,38

0,2 0,25

-

0,60

0,4

-

0,75

0,5

-

1,05

0,7

-

1,3

0,9

-

2,2

1,45

-

2,7

1,8

-

1,8

1,2

-

3,5

2,3

c) Difusní odpor Difusní odpor konstrukce je hodnota, která nám určuje schopnost stěny propouštět vlhkost skrz stěnu. Pohyb vlhkosti je způsoben nestejným částečným tlakem vodních par v interiéru a exteriéru obytných budov. Důležitou roli zde pak hraje druh konstrukce a skladba stěny. Masivní dřevostavby mají díky množství dřevěných konstrukčních prvků dobrý difusní odpor a vlhkost v interiéru dokážou poměrně dobře 21

regulovat. Uvádí se že v 1m3 dřeva o relativní vlhkosti 10% je obsaženo asi 55 l vody. Proto je dřevo výborným regulátorem vlhkosti. Oproti betonu má několika násobně vyšší součinitel d. Dřevo má d=0,09.10-9, beton pak d=0,013.10-9. Každý materiál má odlišnou schopnost propouštět vodní páry a tato schopnost je vyjádřena faktorem difusního odporu µ, který udává, kolikrát méně je daný materiál schopný propouštět vodní páru, než suchý vzduch. Vlhkost v obytném prostoru vytvářejí lidé i zařízení. Proto je zejména v dřevostavbách nutnost tuto vlhkost odvádět. Pokud nebude dodržena tato zásada, může pak docházet ke vzniku plísní a dřevokazných hub. Pro ochranu konstrukce před vlhkostí se do konstrukční obvodové stěny a stropu dává tzv. parozábrana. To je folie s vysokým difusním odporem. Pro vodní páry je tedy nepropustná. Tato folie se umisťuje co nejblíže k vnitřní straně konstrukce a je vyrobena z PE o různých hodnotách difusního odporu,dle navržené konstrukce. Důležité je při sestavování jednotlivých konstrukčních dílů dodržovat přesahy folií a tyto folie pak důkladně spojit. Neodbornou instalací této folie pak vlhkost vniká přímo do interiéru. Naopak k vnější straně by se měli umisťovat materiály s co nejnižším difusním odporem. Případná vlhkost, která se dostane konstrukce tak může konstrukci snadněji opustit. V této práci se budu na difusní odpor dívat spíš z hlediska výběru materiálů a celkové materiálové skladby konstrukce. Celkový výpočet difusního odporu stěn by byl poněkud zdlouhavý a neodpovídal by zadání závěrečné práce.

4.3.1. RD Rýmařov a) Vzduchová neprůzvučnost Obvodová stěna Základní konstrukce je tvořena sloupky tlustými 120mm jejichž meziprostor je vyplněn tepelnou izolací z minerální vlny (4). Tato konstrukce je pak opláštěna sádrovláknitými deskami Farmacell (2,5), jež jsou pro své vynikající vlastnosti jako nehořlavost a vysoká vzduchová neprůzvučnost, pro použití předurčeny. Pod opláštěním ze sádrovláknitých desek je umístěna parozábrana (3). Z vnitřní strany jsou sádrovláknité desky překryty pohledovými sádrokartonovými deskami (1). Vnější

22

termofasáda (6) o tloušťce 67mm je pak tvořena polystyrenem, lepící stěrkou a fasádou. Viz. obr.4. Celková tloušťka stěny je 225 mm. Skladba takto navržené obvodové stěny se jeví jako stěna s velkou vzduchovou neprůzvučností. Je uspořádána z několika materiálů s různou objemovou hmotností, vyznačujících se vysokou zvukovou neprůzvučností. Z vnitřní strany je opláštěna dvěma vrstvami sádrovláknitých desek, což také příznivě ovlivní hodnotu Rw, která pak činí 44db.

obr.4 řez rámovou konstrukcí (www.rdrymarov.cz)

Stropní konstrukce – mezi podlažími Základní konstrukce stropu je tvořena stropními nosníky o síle 240mm , které mají funkci mechanickou a statickou. Přenáší stálé i užitné zatížení na nosné stěny. Prostory mezi nimi jsou vyplněny minerální vlnou (5), která tepelně izoluje a radikálně zvyšuje zvukovou neprůzvučnost. Nad těmito nosníky je umístěna dřevotřísková deska (4) s funkcí mechanickou a přenáší zatížení na nosníky. Nad ní je umístěna měkká dřevovláknitá deska HOBRA (3), která má zmenšuje kročejový hluk způsobený pohybem lidí a předmětů v patře. Další vrstvou je pak Fermacell - podlahový dílec (2). Plní mechanickou a zatěžující funkci. Podepírá podlahovou krytinu (1) a přenáší užitné zatížení na spodní vrstvy podlahové konstrukce (hobra). Mimořádnou předností je jejich vysoká požární odolnost. Výsledný povrch pak tvoří libovolný druh podlahové krytiny, který si určuje sám zákazník. Pod stropními nosníky je pak umístěna parozábrana (6), kvůli difusi vodních par, podstropní laťování (7), které umožňuje jednoduší elektroinstalaci bez narušení parozábrany a na závěr dvě vrstvy sádrokartonových desek (8).

23

Obr.5 řez stropní konstrukcí (www.rdrymarov.cz)

b) Součinitel prostupu tepla Součinitel prostupu tepla uvádí výrobce u svých staveb U=0,230 W/m2K. Samotná firma pak ve svých reklamních materiálech píše: „U=0,230 W/m2K, zajišťuje tepelnou pohodu v mrazivé zimě stejně jako v horkých letních dnech. Kvalitní skladba konstrukcí zaručuje nízkou tepelnou ztrátu domů a tím i nízké náklady na vytápění. Domy firmy RD Rýmařov s. r. o. se řadí mezi ekologické domy, které jsou jak v průběhu výroby, tak i užívání velmi šetrné k životnímu prostředí a naplňují tím trend trvale udržitelného rozvoje v rámci stavebnictví.“ Tato poměrně dobrá hodnota je zajištěna dodržením správné skladby stěny a volby materiálů. Výbornou tepelnou ochranu konstrukce zajišťuje minerální vlna vně rámové konstrukce a celkové zateplení konstrukce polystyrenem tloušťky 60 mm. Hodnota součinu prostupu tepla je u dřevostaveb velmi uznávaná především v přepočtu na tloušťku konstrukce. Dosahuje tak lepších výsledků než klasická zděná stavba a navíc i šetří zastavěnou plochu. Uvádí se, že u průměrně velkého domu postaveného jako rámová dřevostavba, nám bude činit rozdíl až jednu místnost navíc. Výhodou je i vytápění těchto prostor. Na rozdíl od zděných staveb nevytápíme stěny, ale pouze prostor. Dřvostavby totiž nemají takovou tepelnou vodivost.

c) Difusní odpor Difusní odpor je u tohoto druhu konstrukce poměrně velký. Skladba stěny je navržena tak, aby byla celková konstrukce difusně uzavřená. To znamená, aby byl vnitřní prostor co nejdokonaleji uzavřen. Vlhkost se sice nedostane dovnitř, ale ani ven.

24

Proto je nutností použít u stavby odpovídající řešení okenních otvorů atp. Hromadící se vlhkost uvnitř domu, může způsobovat plísně, hnilobu, nebo jinak celkově znehodnocovat obytné prostředí. Celkovou nepropustnost pro vodní páry způsobuje zateplení vnějšího pláště polystyrenem a zatažení venkovní fasádou. Tuto situaci by mohlo zlepšit použití propustnějších druhů omítek, nebo k vnějšímu zateplení použít jiný materiál. Dá se říci, že takto řešená konstrukce je nejvhodnější alternativou mezi požadovanými hodnotami, cenou a náročností výstavby. Proto výrobce zvolil tento způsob řešení konstrukce.

4.3.2. HAAS fertigbau a) Vzduchová neprůzvučnost Konstrukce je tvořena podobně jako v předchozím případě, s tím rozdílem, že tloušťka základních svislých prvků je o poznání větší. Konstruktéři se tak zřejmě snažili o vytvoření co nejvíce místa pro izolaci. V této konstrukci ho pak je opravdu mnoho.

Obvodová stěna Skládá se ze základních statických prvků, kterými jsou hranoly tloušťky od 140 až do 200 mm, to podle zateplovacího systému. Uvnitř se nachází tepelně akustická izolace z minerální vlny o

tloušťkách 140 až 200mm. Celek je pak oplášťen

dřevotřískovými deskami, přičemž je pod dřevotřískovou deskou z vnitřní strany umístěna parozábrana z PE folie. Na vnějším líci je pak jako finální pohledová vrstva tvořena sádrokartonovou deskou. Na vnějším líci je pak polystyren s minerální omítkou. Výrobce udává míru vzduchové neprůzvučnosti Rw=47 db u nejnižší řady s tloušťkou stěny 223 mm. Jeto hodnota podobná jako u výrobce stejného systému, tedy rámových dřevostaveb, RD Rýmařov. HAAS fertigbau ovšem klade důraz na velkou tloušťku stěny, která pak zajistí její celkové odhlučnění. To je pak spojeno s větší tloušťkou zdi a s tím spojený fakt, že zastavíme větší plochu. Stěna je tvořena z více vrstev o různých objemových hmotnostech a proto velmi dobře zvuky izoluje, nebo brání jejich šíření. řez stěny na obr.6.

25

Obr. 6-řez stěnou 223 mm (www.haas-fertigbau.cz)

Stropní konstrukce Stropní konstrukce je v tomto případě velmi podobná jako u RD Rýmařov, pouze s tím ohledem, že HAAS je dováží na stavbu jako celek. Tedy stropní nosníky jsou z obou stran opláštěné plošnými deskami a zevnitř vyplněný izolací. Takovéto kompaktní prvky se pak ukládají na obvodové stěny.Toto řešení značně zrychluje výstavbu. Z hlediska kročejového hluku nehrozí žádné nebezpečí, budou-li dodrženy všechny zásady při montáži. Obecně platí fakt, že by mezi nášlapnou vrstvou, například plovoucí podlahou, měla být kročejová izolace alespoň 50 mm, skrz kterou by nevedly žádné předměty. Tím se myslí například spojovací materiál, nebo vyrovnávací lišty.

26

Tyto prvky pak totiž přenášejí vibrace a kročejový hluk do celé stropní konstrukce a ona kročejová izolace pak pozbývá významu.

b) Součinitel prostupu tepla Udává výrobce u svých systémů u tloušťky stěny tloušťky 223mm U= 0,2W/m2K u stěny 283mm U= 0,17/m2K a u stěny o tloušťce 343mm dokonce U= 0,14W/m2K. Tyto hodnoty jsou v přepočtu na tloušťku stěny shodné s RD Rýmařov, protože se jedná o shodný druh konstrukčního systému. HAAS fertigbau ovšem navrhují a realizují stěny o větších tloušťkách, což jim poskytuje prostor pro větší míru zateplení minerální vlnou v konstrukci. Toto řešení je ovšem výhodné pouze do určité míry. Spolu se sílou zateplení narůstá i plocha celkového zastavení, což pak zmenšuje plochu pro bydlení. V tomto konstrukčním systému jsou použity obdobné materiály, jako u ostatních výrobců rámových dřevostaveb. Dá se tedy říci, že v tomto ohledu si tyto systémy nemohou konkurovat. Zbývá jen přidávat na tloušťkách vnějšího (polystyren apod.) či vnitřního zateplení.

c) Difusní odpor Difusní odpor bude opět obdobný jako u předchozí dřevostavby. Rámové konstrukce jsou jako takové tvořeny z vícevrstvé skladby stěny. Proto je nutné dodržovat zásadu difusní otevřenosti směrem z konstrukce a směrem k vnitřnímu líci obvodové stěny umisťovat parozábranu, která zabraňuje vlhkosti prostupovat do interiéru. HAAS fertigbau ovšem dodává stavby ve vysokém stupni prefabrikovanosti a proto je nutné dodržet zásady při montáži jednotlivých stěn. Tím se rozumí dostatečné utěsnění a přelepení přesahů folií. V tomto případě jsou totiž obzvláště náchylné rohy stěn, které se utěsňují až na stavbě.

27

4.3.3. Kampala – masivní konstrukce a) Vzduchová neprůzvučnost Obvodová stěna

Základ obvodové stěny tvoří srubové panely vyrobené ze smrkového dřeva a vysušené uměle na vlhkost 14%. Panely pro rodinné domy mají tloušťku 80-90 mm. Jednotlivé prvky sruboviny jsou hoblované na pero-drážku a lepené do bloků vysokých 48 cm a dlouhé až 10metrů. Požadované tepelné parametry konstrukce domu se dosahují dodatečným vnitřním zateplením minerální vatou - minimálně 200 mm, vymezovacími hranoly 50x200mm, PE folie a konečnou úpravou vnitřní stěny smrkovým palubkovým obkladem (tatranský profil) 15 mm nebo sádrokarton 12,5mm.

Řez konstrukcí:

-

Masivní panel tl. 80 mm

-

Tepelná izolace tl. 200 mm +latě 50x200 mm

-

Parozábrana

-

Palubkový obklad

Obr. 7 řez stěnou masivní dřevostavby KAMPALA

Vzhledem

ke

skladbě

konstrukce

se

předpokládá

výborná

zvuková

neprůzvučnost. Je zapříčiněna velkou tloušťkou minerální vlny a tím, že je její vnější část tvořena masivním dřevem o tloušťce až 90 mm. Skladba je opět provedena s ohledem na jednotlivé vrstvy konstrukce a na jejich odlišnou objemovou hmotnost. Výhodou pak je, že se v dutině mezi masivní vnější stěnou a vnitřní sádrokartonovou příčkou (cca 200 mm) mohou provést rozvody elektrické sítě, vody a dalších nedílných součástí domovních sítí. Výrobce udává hodnotu Rw=48 db, což je hodnota, která

28

nepřekvapí, především bereme-li v potaz takovouto tloušťku izolace z minerální vlny. Řez stěnou je vyobrazen na předchozím obrázku 7.

Stropní konstrukce – mezi podlažími Jako podlaha v přízemí se dodává smrková podlahová palubka 25mm hoblovaná na pero-drážku. V přízemí je položená na podkladové hranoly 50x50mm, které leží na odizolované základové desce, mezi hranoly je vložena tepelná izolace 50mm. Skladba a řešení této podlahy je obdobné jako u rámové dřevostavby. Základ tvoří lepené nosné trámy o plošném průřezu 95x175 mm, podlahové palubky 25 mm, hoblované distanční hranolky 50x50 mm , hluková a kročejová izolace, podlahové palubky 25mm. Viz obr. 8.Na přání výrobce zhotoví libovolnou nášlapnou vrstvu.

obr. 8 řez podlahovou konstrukcí KAMPALA

Takto řešená stropní konstrukce se na první pohled jeví jako nedostačující. Především kvůli nedostatečné zvukové izolaci. Samotná kročejová Izolace o síle 50mm pravděpodobně nevyhoví předpokladům pro vzduchovou neprůzvučnost. Výrobce ponechává strop jako pohledový, tedy s absencí podhledu, což se nepříznivě projeví také při instalaci např. stropního osvětlení. Podhled zhotovený např. ze sádrokartonu doplněný minerální vlnou totiž výraznou měrou přispěje ke zvýšení vzduchové

29

neprůzvučnosti stropu a podlahy. Estetická stránka bude tak ovšem v útlumu, neboť pohled na bílou sádrokartonovou plochu s těží nahradí pohled na dřevěné palubky a lepené nosníky, které se zaslouží o celkově příjemný vzhled interiéru.

b) Součinitel prostupu tepla Součinitel prostupu tepla uvádí výrobce u obvodového pláště U=0,190 W/m2K. Je to velice nízká hodnota a proto ji lze zařadit mezi nízkoenergetické konstrukce. Při použití těchto materiálů a skladby stěny je takto nízká hodnota vcelku pochopitelná. V podstatě je stěna podobná rámové konstrukci. Vnější opláštění zde hraje však několik důležitějších rolí. V prvé řadě mají panely z masivního dřeva funkci mechanickou, neboť celou konstrukci vyztužují. Více méně jsou s vymezovacími hranoly jedinými konstrukčními prvky, které se starají o statiku celé budovy. Kromě toho masivní bloky fungují i jako výborné zateplení, které není na rozdíl od polystyrenu tolik difusně uzavřeno. V porovnání s klasickou rámovou konstrukcí je zde i použita větší tloušťka zateplení minerální vlnou. Rozdíl činí celých 80 mm. Z vnitřní strany je pak použita PE folie, která má funkci parozábrany a palubky, nebo sádrokarton. Z hlediska tepelné ochrany budou vhodnější palubky, které ovšem nebudou vyhovující z hlediska požární ochrany, jako třeba sádrokarton. Tento druh konstrukce je esteticky velice zajímavý, neboť je vnější plášť tvořen masivním dřevem a navíc má výborné hodnoty prostupu tepla. Neméně důležitou roli zde však hraje i ekonomická stránka celého projektu. Masivní panely jsou podstatně nákladnější, než prefabrikované díly rámové dřevostavby. Také manipulace s masivními panely je složitější a vyžaduje použití speciální techniky. Dá se tedy říci, že příznivé hodnoty prostupu tepla zákazník také zaplatí vyšší cenou.

c) Difusní odpor Konstrukce tohoto výrobce je poměrně difusně otevřená. Není tvořena materiály, ve vnější části, které by znemožňovaly únik vodní páry směrem z konstrukce ven. Masivní konstrukční bloky jsou navíc výbornými koordinátory vlhkosti v stěně. Vlhkost pohlcují a vydávají, v závislosti na okolních podmínkách. Dřevo slouží jako stabilizátor prostorové vlhkosti, což je základní předpoklad pro zdravé bydlení. Splňuje i podmínku z předešlé kapitoly, a sice že parozábrana je umístěna co nejvíce k vnitřnímu líci konstrukce. Vzhledem k tomu, že teplota ve stěně směrem ven klesá, může za určitých okolností dojít k dosažení rosného bodu a kondenzaci vody ve stěně, 30

což je jev rozhodně nežádoucí. Zda ke kondenzaci dojde, závisí na tom, jestli průběh teploty v konstrukci bude křížit křivku průběhu teplot rosného bodu. Pokud ano, pak dochází ke kondenzaci difundujících vodních par. Trochu zjednodušeně řečeno, v homogenní stěně (např. plná cihla) dochází ke kondenzaci vždy, ale zkondenzované množství je malé. Pokud se stěna skládá z více vrstev a vnitřní vrstvy mají výrazně větší difúzní odpor než vrstvy vnější, pak ke kondenzaci nedojde, nebo jen v minimální míře. Pokud je to naopak, pak ke kondenzaci dochází a množství zkondenzované vlhkosti může při být značné. Za bezpečnou a normě vyhovující hodnotu se považuje pro většinu konstrukcí hodnota 0,5 kg/m2 za rok. Pro jednoplášťové střechy, stěny s kontaktními zateplovacími systémy a pro konstrukce s neprodyšnými vnějšími vrstvami platí limit 0,1 kg/m2 za rok. Stavba je tedy navržena tak, že celkově dýchá. To však zřejmě uškodí spárové průvzdušnosti. Totiž v místě instalačních otvorů elektřiny a jiných zařízení obytné místnosti, mohou vznikat otvory v PE folii a ta nebude dostatečně plnit svou funkci. Proto zde bude zřejmě třeba věnovat zvýšenou pozornost při instalaci této folie a vyřešit co nejefektivněji těsné spoje dílů této folie.

4.3.4. STEKO®- masivní konstrukce a) Vzduchová neprůzvučnost U tohoto druhu masivní dřevostavby tvoří nosnou část konstrukční prvky zvané moduly, připomínající truhličky. Tyto moduly mají na svých bocích speciální profil, díky kterému pak do sebe zapadají a pomocí níž tvoří pak celé stěny. Celá stavba pak vychází z určitého rastru: -Rastr vychází z tradice dřevěných staveb. Je tedy zachován dvojkový řád. Systém STEKO se zakládá na základovém rastru a rastru výškovém. -Základový rastr je stanovený na 160 mm. Rozměry základního modulu pak jsou 640/320/160 mm (délka/výška/hloubka). Z těchto modulů se pak tvoří formáty poloviční, čtvrtinové obsáhnuté ve 160 mm. Pro navrhování to tedy znamená, že stěny mohou být navrženy na délku v modulu 160 mm. Připojení příčky je možno pomocí ukončovací latě. V tomto případě je tedy možno se od rastru odchýlit.

31

-Výškový rastr je stanoven na 80 mm. Protože jsou STEKO moduly dostupné ve dvou stavebních výškách, 320 mm a 240 mm, je možné pomocí jejich různých kombinací vystavět světlou výšku stěny v násobcích 80mm. Další statické prvky, jako jsou věnce a prahy jsou vysoké po 80mm a proto jsou integrované v rastru. STEKO nabízí celo řadu řešení konstrukce obvodové nosné stěny pro nejlepší hodnoty Rw. Tab. 4 hodnoty vzduchové neprůzvučnosti Obr

Vrstvy STEKO modul, vnitřek je vyplněn izolací STEKO modul, vnitřek je vyplněn Klimatizer STEKO modul, vnitřek je vyplněn pískem STEKO modul, vnitřek vyplněn izolací Klimatizer + sádrokarton 12,5 mm STEKO modul, vnitřek vyplněn izolací Klimatizer + Isover typ S 40mm + sádrokarton

tloušťka stěny mm 160 160 160

Rw db 31 33 48

172,5

38

212,5

56

V tomto případě je zajímavé použití písku, jako tepelně-akustické zábrany. Písek má velkou objemovou hmotnost, a proto je jeho použití zcela na místě. Při takto řešené izolaci splňuje normu a ještě přesahuje svoji hodnotou hodnotu u RD Rýmařov s přihlédnutím na tloušťku stěny.

b) Součinitel prostupu tepla Součinitel prostupu tepla byl u homogenní části STEKO modulů naměřen v testovacím ústavu EMPA Dubendorf. Měření na 16 cm dřevěném STEKO modulu při teplotě 20°C na teplé a 0°C na straně studené, vyšlo U= 0,456 W/m2K (bez zohlednění vnitřních a vnějších koeficientů přechodů tepla) STEKO je velice důmyslným stavebním systémem. Proto není divu, že dosahuje takovýchto hodnot především u prostupu tepla konstrukcí. V porovnání s rámovou dřevostavbou nepotřebuje ani tolik přídavného vnějšího zateplení. Navíc je toto zateplení

minerální

vlnou

prodyšnější.

V porovnání

s masivní

dřevostavbou

z masivních bloků je na tom podobně. V přepočtu na tloušťku stěny jsou hodnoty U shodné.

32

Tab. 5 hodnoty koeficientu prostupu tepla druh obr. skladba konstrukce a hrubá stavba STEKO modul konstrukce STEKO modul+ minerální vlna 40mm+ b s kompaktní omítka 20mm fasádou STEKO modul+ minerální vlna 60mm+ omítka 20mm STEKO modul+ minerální vlna 80mm+ omítka 20mm STEKO modul+ minerální vlna 100mm+ omítka 20mm STEKO modul+ minerální vlna 120mm+ omítka 20mm STEKO modul+ minerální vlna 140mm+ omítka 20mm STEKO modul+ minerální vlna 160mm+ omítka 20mm konstrukce STEKO modul+ minerální vlna 40mm+ c s odvětranou odvětraná mezera 30mm+ obklad fasádou palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 60mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 80mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 100mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 120mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 140mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm STEKO modul+ minerální vlna 160mm+ odvětraná mezera 30mm+ obklad palubky SM 26mm

U (W/m2K) 0,42

tl. Stěny (mm) 160

0,29

220

0,26

240

0,23

260

0,20

280

0,19

300

0,17

320

0,16

340

0,31

256

0,27

276

0,25

296

0,23

316

0,21

336

0,19

356

0,18

366

c) Difusní odpor Tento způsob konstrukčního řešení dřevostavby se nám může jevit jako difusně otevřený. Jeho vnitřní stěnu totiž výrobce umožňuje ponechat jako surovou. Vidíme tedy plochy jednotlivých modulů s dřevěným povrchem, což při dobré povrchové úpravě může působit hezky. Směrem ven z konstrukce je stavba tvořena difusně

33

otevřenými materiály a navíc i odvětranou mezerou. To zajistí dostatečný odsun vlhkosti z konstrukce. Samotný modul se skládá z pěti vrstev masivního dřeva, které jsou v kolmém směru vláken k sobě slepené (připomíná překližku). Tento způsob výroby zajišťuje rozměrovou a tvarovou stálost ve všech směrech. V celkové stěně poté moduly tvoří, díky svému spojovacímu systému staticky kompaktní jednotku a tuhé spojení. U tohoto systému nám jakousi parozábranu nahrazuji stěny těchto modulů. Ty mají vyšší difusní odpor, než ostatní materiály. Vlhkost tedy může pronikat, ovšem v omezeném množství. Další výhodou je možnost vedení veškerých instalačních prvků vně konstrukce, což potom minimalizuje otvory v konstrukci. Pouze tedy zásuvky apod.

Obr. b skladba stěny Obr. a skladba stěny

Obr.c skladba stěny 34

4.4. Srovnání se systémem POROTHERM Systém POROTHERM je klasický zděný systém těžké konstrukce. Vyrábí mnoho zdicích prvků v modulu 450 mm. V současnosti nabízí novinku a to broušený povrch tvárnice, díky kterému jsou úspory malty až 85% a úspora času zdění je 25%. Jedná se o systém s dlouhodobou tradicí a odpovídající kvalitou. Obvodové stěny v tloušťkách do 440 mm a bývají doplněny y vnější doplňkovou izolací polystyrenem. Tato izolace zlepšuje tepelně technické požadavky i vzduchovou neprůzvučnost celé konstrukce. Jde o nejrozšířenější a nejpoužívanější stavební systém těžkých konstrukcí u nás. Firma nabízí celou řadu řešení od rodinných domů až po mnohapodlažní objekty. V podstatě se dá ale říci, že svými tepelně technickými vlastnostmi nemohou konkurovat dřevostavbám. Také jejich tepelná kapacita je vyšší. To se může projevovat kladně například v okamžiku, kdy přestaneme topit. Zdi totiž akumulují teplo a to po vypnutí tepelného zdroje předávají prostoru. Dřevostavby takovouto výhodou neoplývají. Teplota vnitřního prostředí po přerušení dodávky tepla rychle klesá. Na druhou stranu je však tento prostor rychleji vytemperován, neboť nevytápíme zdi, ale pouhý prostor. Nejvhodnější alternativou obou pozitiv se jeví kombinace těchto systému. S oblibou se takto kombinují nízko-energetické, tak zvané „pasivní domy.“

a) Vzduchová neprůvzdušnost Hodnoty vzduchové neprůvzdušnosti jsou u systému značně vyšší než u dřevostaveb, to znamená, že zvuk skrz ně špatně prochází. Materiál, z kterého jsou tvárnice vyrobeny mají totiž vyšší objemovou hmotnost, která předčí především rámové dřevěné konstrukce. Na tomto poli jsou rámové dřevostavby tedy slabší. Nežádoucí průzvučnost dřevěných konstrukcí se pak dodatečně řeší například použitím podhledu u stropů, nebo volbou jiných speciálních akustických materiálů na stěny a příčky.

b) Součinitel prostupu tepla Tyto hodnoty udává výrobce POROTHERM na svých webových stránkách. Součinitel prostupu tepla konstrukcí, to je jedna z hodnot, ve které vítězí dřevostavby. Samozřejmě v přepočtu na tloušťku stěny. Vždyť už u tloušťky stěny 300 mm má masivní dřevostavba typu STEKO a masivní KAMPALA hodnoty dokonce U=0,19W/m2K, a klasická rámová dřevostavba od RD Rýmařov U=0,23 W/m2K s

35

tloušťkou stěny 225 mm. Jak již bylo řečeno v předchozích kapitolách této práce, dřevostavby jsou v tomto ohledu nedostižné. V přepočtu na zastavěnou plochu mají výrazně lepší izolační vlastnosti, a proto při jejich použití, při stavbě průměrně velkého domu, ušetříme až jednu místnost navíc, oproti klasickým cihlovým stavbám.

tab. 6 Tepelnětechnické vlastnosti vnějších stěn vyzděných na lehkou maltu Stěna z cihel Tloušťka stěny λU U RU POROTHERM 36,5 P+D 410 0,155 0,36 2,65 POROTHERM 40 P+D 445 0,150 0,31 3,06 POROTHERM 40CB 445 0,150 0,31 3,07 POROTHERM 44P+D 485 0,150 0,29 3,35 POROTHERM 44 CB 485 0,150 0,29 3,36 POROTHERM 40 Si 445 0,120 0,26 3,38 POROTHERM 44 Si 485 0,120 0,24 4,12 Pzn.: Všechny stěny jsou z vnější strany omítnuty tepelně izolační jádrovou omítkou POROTHERM TO tl. 30 mm a krycí omítkou POROTHERM UNIVERSAL tl. 5 mm.Všechny stěny jsou z vnitřní strany omítnuty jednovrstvou omítkou POROTHERM UNIVERSAL tloušťky 10 mm.

tab.7 Laboratorní hodnoty vážené neprůzvučnosti Rw vnějších stěn z cihel POROTHERM Objemová Tl. stěny Vážená Stěna z cihel hmotnost neprůzvučnost včetně (kg/m3) omítek Rw POROTHERM 44 Si 640 470 50 POROTHERM 40 Si 640 430 49 POROTHERM 44 CB 750 470 48 POROTHERM 40 CB 750 430 47 POROTHERM 44 P+D 730-790 470 49 POROTHERM 40 P+D 730-790 430 48 POROTHERM 36,5 P+D 730-790 395 47 c) Difusní odpor U systému POROTHERM, jako u zděné konstrukce, tedy konstrukce s homogenním průřezem nehrozí kondenzace vodních par. Vodní páry tedy mohou v omezené míře prostupovat tímto materiálem, neboť je porézním. Pokud ovšem nebude opatřen speciálními omítkami. Problémy mohou například vznikat při dokonalém utěsnění stěny, například zateplení stěny polystyrenem a použití neprodyšných plastových oken. Tam pak může docházet k hromadění vlhkosti.

36

5

Výsledky

Tab. 8 souhrn zjištěných hodnot Rw a U, * - zatepleno polystyrenem 50mm Výrobce RD Rýmařov HAAS fertigbau Kampala STEKO POROTHERM

Konstrukce Rámová Rámová Masivní Masivní- moduly Těžká- cihlové bloky

Rw [db] 44 47 48 56

U [W/m2K] 0,23 0,20 0,19 0,26

tl. stěny 240 223 280 240

50*

0,36*

395*

Jak je vidět, dřevostavby mají tepelně technické vlastnosti v přepočtu na tloušťku stěny téměř shodné. Je to dáno tím, že u masivních dřevostaveb využívá jako tepelný izolátor samotné masivní dřevo a to při tloušťkách kolem 200 mm nemívá dobré hodnoty. U masivních dřevostaveb se tedy navrhují větší tloušťky stěn. Naproti tomu stěny rámové konstrukce si mohou dovolit tloušťku nižší, neboť je zde jako zateplení využito minerální vlny a vnější zateplení z polystyrenu a fasádní omítky. Z výsledků je také patrné že nejlépe z hlediska vzduchové neprůzvučnosti vyhoví moduly STEKO vyplněné pískem, který má velkou objemovou hmotnost a zabraňuje šíření zvukových vln skrz konstrukci. Nejhůře si pak vede dřevostavba rámové konstrukce, jejíž skladba stěny propouští hluk nejvíce. Z hlediska rychlosti výstavby jasně vede systém od HAAS fertigbau, jež dodává stavební panely v nejvyšším stupni prefabrikovatelnosti. Na stavbě montuje už jenom hotové díly. Systém STEKO, který je sestaven z jednotlivých modulů na tom také není špatně a v jistém směru předčí i HAAS. Dodává totiž jednotlivé kusy modulů na paletách a pracnost manipulace při montáži je téměř nulová. Při dodržení systému výstavby je hrubá stavba hotova během několika desítek hodin. V porovnání s klasickým zdicím systémem POROTHERM jsou dřevostavby praktický horší jen ve vzduchové neprůzvučnosti. Jeto dáno tím, že cihlové bloky mají vyšší objemovou hmotnost, která vede ke zvýšení odporu vůči procházejícímu zvuku. Co se týče tepelně technických hodnot, tak zde jsou dřevostavby nejvhodnějším řešením. Navíc se zde při vytápění nevytápí obvodové zdi, jako u cihlových staveb, ale pouze obývaný prostor.

37

6

Diskuse a závěr

Z výsledků jasně vyplývá, že bydlení v dřevostavbách je energeticky méně náročné, výstavba trvá kratší dobu a zastaví se méně prostoru. Proč je tedy tento druh výstavby u nás zatím méně používaný? Je to z několika důvodů. Především přesvědčení laické veřejnosti o tom, že bydlení v domě ze dřeva je z hlediska požární ochrany nebezpečné, že z plošných materiálů unikají nebezpečné látky a že dřevo nikdy nenahradí klasickou těžkou cihlovou stavbu. Výsledky této práce však hovoří jasně proti těmto argumentům. Vždyť nízkoenergetické domy, zvané též pasivní, jsou stavěny především z dřevěných materiálů a v ideálním případě je použito zděných i dřevěných konstrukčních systému. V této kombinaci se pak spojí všechny pozitivní vlastnosti jednotlivých systémů a obyvateli tohoto domu se pak dostane nejpříznivějších podmínek k bydlení. Domy s nízkou tepelnou kapacitou stěn, kterými dřevostavby jsou, si také žádají poněkud odlišnější systém vytápění. Jde o to, že po přerušení dodávky tepla vytápěný prostor rychle ztrácí svoji vnitřní teplotu. Proto je vhodné zajistit dům například plynovým kotlem, nebo podobným zařízením, které je schopno automaticky zajišťovat stálou teplotu. Z této práce je jasné, že dřevostavby umožňují několik konstrukčních systémů. Je tedy na architektovi, nebo stavebním inženýrovi, jaký tip zvolí. Každý z nich má svoje pro a proti. Pro dům s velkým vnitřním prostorem a prosklenými plochami zvolím skelet, který ovšem nemůže konkurovat svými tepelně technickými hodnotami například rámovým, nebo masivním dřevostavbám, a podobně. Masivní dřevostavby, například sruby, pak poskytují i komfort a nenapodobitelné vnitřní klima. Proto jsou upřednostňovány, jako vhodný obytný prvek v nejbližším spojení s přírodou.

38

7

Summary

Our result is, that living in frame house can save lot of energy, build time is shorter and building covers less space. People think, that living in frame house could by dangerous, because wood is flamable material and another argument is, that wooden desks could emmit dangerous substances. Result of my work clearly infirms these arguments. Low-energetic houses, called passive (passive-houses), are build of wooden materials and in ideal case, wooden and brick systems are used together. These combination links all positive characteristics of each system. Houses with low thermal capacity of walls (frame houses), demands different system of heating. Frame houses are preferred, because living in these kind of buildings brings stronger connection with nature. I choose the thema of my bacalary work because of number of structural system of frame houses and the most interesting is the elaborateness of the buildings. I decide to point out the most enjoyable types of the frame houses which we can see in Czech Republic. The technical quality which are written from the producers are compared under the relevant norms. Every structural system has got the own pictures where is the cut of the constructive and the accurate constitution of the bulding . The frame houses are noted like the one of better and the permanent style of the living. There are the different style of the cirkuit walls which can offer the suitable alternative.

39

8

Seznam použité literatury

1. HAVÍŘOVÁ, Z. Dům ze dřeva. 2. vyd. Brno: ERA, 2006. 99 s. Stavíme 2. KOLB, J. Dřevostavby. Systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, a.s., 2008. 320 s. 3. HUJŇÁK, J. Dřevěné konstrukce II Návrhy a konstrukce. Vyd. MZLU v Brně 1996. 218 s. 4. HOUDEK, D., KOUDELKA, O. Srubové domy z kulatin. Vyd. ERA group spol. s.r.o. Brno 2004. 161 s. 5. HAVÍŘOVÁ, Z. Skeletové konstrukce ze dřeva. Materiály pro stavbu. 2005. sv. XI, č. 3, s. 40--43. 6. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5. 1. vyd. Praha: Česká komora autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, 2004. 401 s. ISBN 8086769-13-5. 7. Dřevostavby 2007. Volyně: Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola Volyně, 2007. 284 s. ISBN 978-80-86837-15-4. 8. REINPRECHT, L. -- ŠTEFKO, J. Dřevěné stropy a krovy: Typy, poruchy, průzkumya rekonstrukce. 1. vyd. Praha: ABF, Nakladatelství ARCH, 2000. 242 s. ISBN 80-86165-29-9. 9. ŠTEFKO, J. -- REINPRECHT, L. Dřevěné stavby : konstrukce, ochrana a údržba. 1. vyd. Bratislava: Jaga group, 2004. 196 s. ISBN 80-88905-958.

•

ČSN EN ISO 140-1-8: Akustika - Měření zvukové izolace

World Wide Web: 1. 2. 3. 4.

40