TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE DREVÁRSKA FAKULTA
TECHNOLOGICKY POSTUP VÝROBY A MONTÁŽE RODINNÉHO DOMU DREVENEJ SKELETOVEJ KONŠTRUKCIE BAKALÁRSKA PRÁCA
2011
Milan PRAJZLER
TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE DREVÁRSKA FAKULTA
TECHNOLOGICKY POSTUP VÝROBY A MONTÁŽE RODINNÉHO DOMU DREVENEJ SKELETOVEJ KONŠTRUKCIE BAKALÁRSKA PRÁCA DF-13373-9221
Študijný program:
Konštrukcia drevených stavieb a nábytku
Pracovisko (katedra/ústav):
Katedra nábytku a drevárskych výrobkov
Vedúci diplomovej práce:
Ing. Stanislav Jochim, PhD.
Konzultant diplomovej práce:
Milan PRAJZLER
Zvolen, 2010
Dreva ´ rska fakulta Technicka ´ univerzita vo Zvolene
´ RSKEJ PRA ´ CE ZADANIE BAKALA Evidencˇne´ cˇı´slo: DF-13373-9221 Autor Sˇtudijny´ program Forma sˇtu´dia
Akademicky´ rok: 2010/2011
Milan Prajzler Konsˇtrukcia dreveny´ch stavieb a na´bytku externa´ kombinovana´
Na´zov te´my:
Technologicky postup vy´roby a monta´zˇe rodinne´ho domu drevenej skeletovej konsˇtrukcie. Metodicke´ pokyny na vypracovanie pra´ce: 1. Drevene´ skeletove´ stavby – charakteristika,konsˇtrukcia, druhy. 2. Vy´ber RD skeletovej konsˇtrukcie pre na´vrh technologicke´ho postupu vy´roby a monta´zˇe. 3. Technologicky postup (TP) vy´roby hrubej skeletovej konsˇtrukcie RD. 4. Technologicky postup monta´zˇe hrubej skeletovej konsˇtrukcie RD. 5. Zhodnotenie navrhnuty´ch TP a na´vrh inova´ciı´. 6. Za´verecˇne´ zhodnotenie poˆvodny´ch a inovovany´ch TP a doporucˇenia pre prax.
Zadane´ dnˇa:
Odovzdane´ dnˇa: 20. 09. 2010
27. 05. 2011
Vedu´ci pra´ce:
Ing. Stanislav Jochim, PhD. Katedra na´bytku a dreva´rskych vy´robkov (DF) Vedu´ci katedry:
doc. Ing. Pavol Josˇcˇa´k, CSc. Katedra na´bytku a dreva´rskych vy´robkov (DF)
Dekan DF TU vo Zvolene:
prof. Ing. Mikula´sˇ Siklienka, PhD.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Výrobní a montážní postup realizace rodinného domu ‐ hrubé skeletové konstrukce vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury. Ve Zvolenu dne …………………………………. …………………………………………… Podpis absolventa
Abstrakt v českém jazyce Tato práce je zaměřena na dřevěné skeletové domy a jejich realizaci. Zabývá se konkrétní stavbou, která je momentálně dokončována a blíží se její předání budoucímu uživateli. Obsahem bakalářské práce je představení historie a systému těžkých dřevěných skeletů. Dále je v práci představen postup výroby prvků a montáže hrubé stavby tak, jak byla výroba a montáž této konkrétní dřevostavby prováděna. Hlavním cílem této práce je návrh možných inovací, možnost použití jiných technologií jak pro samotný návrh dřevěného skeletu, tak pro samotnou výrobu a montáž nosné konstrukce skeletu. Veškeré informace a podklady byly čerpány z firmy, kde jsem vykonával povinnou praxi.
Abstract in English This bachelor degree thesis focuses on the timber frame houses and their implementation. It deals with a particular building which is being implemented at the very moment and is going to be passed along to its future user. The bachelor thesis includes the historical introduction and the description of the hard timber frame system. The work also describes the procedure of the element production and the assembling of the fabric right in the way which way used in the particular timber frame house. The main target of this bachelor thesis is the concept of possible innovations, possibility of using different technologies both for the timber frame concept and for the production and assembling of the skeleton. All the information and the background were gathered in a company, where I was on my compulsory practice.
Abstrakt ve slovenském jazyce Táto práca je zameraná na drevené skeletové domy a ich realizáciu. Zaoberá sa konkrétnou stavbou, ktorá je momentálne dokončovaná a blíži sa predaniu stavby budúcemu užívateľovi. Obsahom bakalárskej práce je predstavenie histórie a systému ťažkých drevených skeletov. Ďalej je v práci predstavený postup výroby prvkov a montáže hrubej stavby tak, ako bola výroba a montáž tejto konkrétnej drevostavby realizovaná. Hlavným cieľom tejto práce je návrh možných inovácií, možnosť použitia iných technológií ako pre samotný návrh dreveného skeletu, tak pre samotnú výrobu a montáž nosnej konštrukcie skeletu. Všetky informácie a podklady boli čerpané z firmy kde som vykonával povinnú prax.
Obsah Obsah ................................................................................................................................................. 6 Seznam zkratek a značek ................................................................................................................... 7 Úvod ................................................................................................................................................... 8 Cíl a metodika ..................................................................................................................................... 8 1 Dřevěné skeletové stavby ‐ charakteristika, konstrukce, druhy .............................................. 10 1.1 Popis a představení skeletových staveb .......................................................................... 10 1.2 Charakteristické znaky skeletových dřevostaveb ............................................................ 11 1.3 Konstrukční části .............................................................................................................. 11 1.3.1 Vodorovné ztužení: .................................................................................................. 11 1.3.2 Svislé ztužení ............................................................................................................ 11 1.3.3 Běžně používaný sortiment dřeva ............................................................................ 11 1.4 Druhy dřevěných skeletových staveb .............................................................................. 12 1.4.1 Sloup a přilehlý nosník ............................................................................................. 12 1.4.2 Sloup a na něm uložený nosník ................................................................................ 13 1.4.3 Sloup a dvojitý nosník .............................................................................................. 13 1.4.4 Dvojitý sloup a nosník .............................................................................................. 14 1.4.5 Vidlicový sloup ......................................................................................................... 14 2 Teoretická východiska .............................................................................................................. 15 3 Projektová dokumentace ......................................................................................................... 16 3.1 Stručný popis projektu ..................................................................................................... 16 3.2 Rozdělení účelových jednotek ......................................................................................... 17 3.2.1 Účelové jednotky v 1 N.P. ........................................................................................ 17 3.2.2 Účelové jednotky v 2 N.P. ........................................................................................ 17 3.2.3 Plochy a obestavěný prostor objektu celkem .......................................................... 17 4 Výrobní postup výroby prvků skeletové stavby ....................................................................... 18 4.1 Pracovní postup výroby ‐ Tabulka : .................................................................................. 18 4.2 Pracovní postup výroby ‐ text .......................................................................................... 19 5 Montážní postup skeletové stavby .......................................................................................... 21 5.1 Montážní postup – Tabulka .............................................................................................. 21 5.2 Montážní postup ‐ text ..................................................................................................... 23 6 Návrh inovací ........................................................................................................................... 30 6.1 Inovace v projektové dokumentaci .................................................................................. 30 6.2 Inovace v přípravě prvků .................................................................................................. 30 6.2.1 Návrh haly pro přípravu prvků ................................................................................. 30 6.2.2 Inovace potřebného nářadí k obrábění.................................................................... 32 6.2.3 Inovace opracování (ruční vs. CNC) .......................................................................... 34 6.3 Inovace montážního postupu .......................................................................................... 36 7 Závěr ......................................................................................................................................... 37 Resumé ............................................................................................................................................. 37 Seznam použité literatury ................................................................................................................ 38 Přílohy .............................................................................................................................................. 38
6
Seznam zkratek a značek OSB KVH BSH m mm C 24 w SM
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
třívrstvé konstrukční desky na bázi dřeva z lisovaných plochých štěpek masivní konstrukční dřevo vyráběno metodou nekonečného vlysu lepené vrstvené hranoly se sraženými hranami Zkratka pro základní délkovou jednotku ‐ metr zkratka pro tisícinu základní délkové jednotky – metr třída pevnosti dřeva vlhkost [%] druh dřeviny – Smrk
Ot.
‐
zkratka pro značení otáček – zde u strojů pro výrobu a montáž skeletu
Ø
‐
značka vyjadřující průměr
7
Úvod V době, kdy jsem vykonával povinnou praxi ve třetím ročníku Vyšší odborné školy ve Volyni, realizovala firma, kde jsem absolvoval praxi, konstrukci toho prozatím ojedinělého systému těžkého dřevěného skeletu. Podílel jsem se jak na přípravě jednotlivých prvků skeletu, tak na jeho montáži. Tato práce pro mě byla velice zajímavá, ale často jsem si kladl otázky, zda by se tato konstrukce nedala připravit jednodušeji a rychleji. Z tohoto důvodu jsem se rozhodl vytvořit bakalářskou práci na téma Technologický postup výroby a montáž rodinného domu dřevěné skeletové konstrukce. Na úvod bych chtěl vyzdvihnout několik předností těchto staveb. Pro dřevostavbu umístěnou ve svažitém terénu je nespornou výhodou možnost založení stavby na patky. Stavba vyžadující velké prosklené plochy a velkou variabilitu ohledně dispozičního řešení, využije možnosti použití malého počtu vnitřních sloupů bez jakýchkoliv nosných příček. Další výhodou je značná architektonická mnohotvárnost umožňující širší meze možností v navrhování staveb. Skeletové konstrukce jsou vhodné především pro průmyslové stavby, kde jsou hojně využívány pro stavby skladů a výrobních hal. Tento systém se bohužel prozatím uplatňuje hlavně v železobetonovém provedení. V České republice se těžké skelety vyrobeny ze dřeva uplatňují prozatím jen na rodinné domy, a to pouze ojediněle z důvodu dražší výstavby a nepříliš velké osvěty tohoto systému.
Cíl a metodika Metodika této práce je zvolena tak, aby obsahu bakalářské práce porozuměl nejen laik, ale také aby byla přínosem pro firmu a její další rozvoj. V úvodu této práce je napsáno několik stránek o historii staveb, kde je popsán vývoj a historie těžkého skeletu. Další kapitolou navazuje stručný popis a rozdělení dřevěných skeletových staveb a konstrukčních systémů. V nadcházejících dvou bodech je popsán postup výroby prvků skeletové stavby a montážní postup skeletové konstrukce. Tyto postupy mají vždy na začátku kapitoly strukturu operací v tabulce pro rychlý přehled a poté jsou podrobněji rozebrány v textu. Předposlední bod bakalářské práce se zaměřuje na návrh inovací a případné změny dle mé úvahy a vlastního názoru. Posledním bodem práce je celkové zhodnocení a doporučení změn pro efektivnější výrobu a výstavbu skeletových konstrukcí. Cílem bakalářské práce je zefektivnění a zjednodušení přípravy a montáže nosné konstrukce stavby. Analýza pracovních operací a času stráveného na přípravě prvků a montáži stavby. Navržení možného alternativního řešení, které by mělo přinést firmě větší zisky, méně starostí a zrychlení výstavby. Pro představu zde přikládám porovnání vizualizace a fotografie dokončené stavby (obr. 1.1). 8
Obr. 1.1 Vizualizace vs. fotografie těžkého dřevěného skeletu konečné fáze.
9
1 Dřevěné skeletové stavby ‐ charakteristika, konstrukce, druhy 1.1 Popis a představení skeletových staveb Tento druh konstrukcí je snad jeden z nejstarších druhů staveb hned po stavbách srubových. U srubů se kladla kulatina vodorovně na sebe, a tím tvořily stěnu, kdežto nový způsob, který přišel záhy po srubech, byl ,,skeletový“ způsob. Kulatina se zahrabávala do země jako svislé sloupy a příčná dřeva se vkládala do vidlic od větví. Pro vyplnění prázdných prostor mezi touto konstrukcí se používaly propletence z větví. Pro povrchovou úpravu se používala hlína. Z tohoto systému se dále vyvinuly hrázděné stavby, které měly v celé řadě regionů po Evropě veliké zastoupení. Co se týče rozdělení prostoru, byly skelety mnohem více variabilnější. V porovnání dnešní doba požaduje daleko více prosklené plochy než v minulém století, což je dnes díky vyspělé technologii možné. Konstrukce vykazuje velké rozměry rastru, do kterého lze lehce zakomponovat vnitřní a vnější stěny v libovolném provedení. Takto se vyvinuly moderní skeletové stavby, kde se rozlišují úlohy nosné konstrukce a stěn vyplňujících konstrukci. Pod pojmem skeletové dřevostavby se v odborné literatuře rozumí specifická konstrukce, která je tvořena z nosníků, sloupů a vyztužovacích prvků v pravidelném rastru 2,5 až 6 m, které tvoří nosnou konstrukci. Do konstrukce jsou také zahrnuty stropy jako vedlejší nosné konstrukce z nosníků, nebo plošných prefabrikovaných prvků. Stěny, které tvoří rozdělení místností a uzavírají prostor, mohou být rozmístěny dle libosti nezávisle na skeletu, protože tyto stěny nepřenášejí žádná zatížení. Z tohoto důvodu má tento systém obrovskou výhodu v možnosti použití velkých prosklených ploch. Tyto skelety přenášejí zatížení bodově přes sloupy a jsou pravým opakem rámových staveb, kde je nosným prvkem celá stěna. Z důvodu nároků na větší rozpony se na skeletové stavby používá lepené lamelové dřevo. Konstrukční spoje jsou řešeny buď spojovacím ocelovým kováním, které je zapuštěné a tím neviditelné, nebo výjimečně v dnešní době tesařskými spoji. Skeletové domy, a všechny ostatní stavby tohoto typu vůbec, jsou velmi přesvědčivé především svou architektonickou mnohotvárností. Dřevěné skeletové stavby jsou také výjimečné tím, že oproti jiným systémům umožní větší rozpětí s velmi malým počtem vnitřních sloupů, což je velikou výhodou pro volné řešení půdorysů bez ohledu na nosné stěny, s kterými se setkáváme u jiných systémů. V dnešní době se setkáváme s narůstajícím zájmem o flexibilitu, výjimečnost a osobitost. Skelety všechny tyto požadavky splňují a začínají si hledat své postavení na trhu. Lepené dřevěné prvky a velký sortiment spojovacího kování na trhu umožňuje stavební systém, který odpovídá dnešním požadavkům. Tento druh staveb je zejména vhodný pro průmyslové, provozní a správní budovy, ale lze jej také uplatnit například pro školní, nebo bytové stavby. Inspiraci je možné hledat v Japonsku a Švýcarsku. V České republice je prozatím tento konstrukční systém aplikován ojediněle na rodinné domy. Většímu rozšíření v bytové výstavbě brání relativně vysoká cena a u vícepodlažních bytových domů komplikovanější řešení požární bezpečnosti. 10
1.2 Charakteristické znaky skeletových dřevostaveb - Velká kompoziční volnost - Variabilní řešení půdorysu - Nosný skelet a stěny ohraničující prostor zůstávají vzájemně nezávislé - Škála rozměrů podle rastru a modulu - Dřevěný skelet může být viditelný zevnitř, zvenku, nebo z obou stran zakrytý - Spojování většinou ocelovými prostředky - U stěnových, stropních a střešních prvků je možnost předvýroby.
1.3 Konstrukční části Vítr má vliv na vodorovné síly, které musí být přeneseny takzvanými výztužnými tabulemi (např. tuhá stropní tabule). Těmito tabulemi jsou myšleny stropní a střešní plochy, které jsou svislými výztuhami přeneseny do základů. Jako svislé vyztužení se používají prutové, nebo také plošné výztužné konstrukce (smykové stěny). Pokud je prostor mezi konstrukcí po obvodu tvořen stěnou, je dobré využít stěnu jako ztužující prvek. Pokud je část stěny prosklená, použijeme ocelová táhla. 1.3.1 Vodorovné ztužení: - diagonální bednění z rostlého dřeva, - diagonály z kruhové nebo ploché oceli, - desky na bázi dřeva, - zavětrovací pásy, - vytvořené dílce smykově tuhé. 1.3.2 Svislé ztužení - ocelovými kříži (kruhová nebo plochá ocel), - diagonálami z rostlého dřeva, - deskami na bázi dřeva (plná tabule), masivními vestavbami (větrací šachty, požární stěny, schodiště). 1.3.3 Běžně používaný sortiment dřeva - Lepené lamelové dřevo, třída pevnosti GL24h vzhledová třída I (průmyslová), N (normální), dle viditelnosti konstrukce, - Rostlé dřevo a lepené dřevo, třída pevnosti C 24, třídění dle vzhledu a vlhkosti podle požadavků. 11
1.4 Druhy dřevěných skeletových staveb U skeletů se rozlišuje více konstrukčních typů, které se vzájemně liší vytvořením styků pomocí sloupů, nosníků a spojovacích prostředků. Hlavním parametrem pro volbu konstrukčního systému je architektonické řešení, půdorysný rastr a zatížení působící na konstrukci. Při navrhování stavby je tedy lepší nejdříve zvolit půdorysný rastr a poté dimenzovat nosnou konstrukci. Na základě těchto faktů můžeme volit typ dřevěné skeletové konstrukce. Konstrukce se dělí do následujících pěti základních skupin.
1.4.1 Sloup a přilehlý nosník Nosná konstrukce se skládá z průběžných svislých sloupů a hlavních nosníků, které jsou rozmístěny mezi sloupy jako prosté nosníky (obr. 1.2). Svislý a vodorovný sloup leží vždy v jedné rovině. Velikou výhodou tohoto systému je možnost připojení vodorovných nosníků ze všech stran a ve stejné výšce. Tento systém je vhodný především pro stavby, jejichž nosný skelet leží na vnitřní straně pláště budovy. Exteriérové stěny se připevňují na nosný skelet z vnějšku. Tímto je konstrukce zakryta a chráněna před povětrnostními vlivy. Hlavní nosníky se spojují se sloupy prostřednictvím skryté trámové spojky a ocelového kolíku (obr. 1.3).
(obr. 1.2 )
(obr. 1.3)
12
1.4.2 Sloup a na něm uložený nosník Systém je ideální pro jednopodlažní stavby s plochou střechou. Vodorovné prvky jsou uložené na svislých sloupech (obr. 1.4). Nosníky se provádí buď jako prosté, nebo jako spojité. Naopak je nevhodný pro vysoko podlažní budovy, jelikož by při velikém zatížení ve spodních podlažích docházelo k velkému otlačení svislých sloupů do vodorovných trámů. Účinky větrem, přenos sil a konstrukční zajištění se může provádět následujícími způsoby: - Zářez a čepové spoje, vlepované závitové tyče, (obr. 1.4) - šrouby Simplex (pro tahové síly), - plochou ocel se zapuštěnými plechy a přesnými svorníky, - sedlo z tvrdého dřeva a boční příložky. 1.4.3 Sloup a dvojitý nosník Jedná se o konstrukční systém, který je označován také jako kleštinová konstrukce. Je složen z jednodílného svislého sloupu a dvou přilehlých spojitých nosníků (obr 1.5.). Za vedlejší nosnou konstrukci se považuje stropní systém, který se obvykle ukládá na hlavní nosníky, což značně zvyšuje tloušťku stropu. Tato konstrukce je považována za jednoduchou a hospodárnou. Velkým znakem tohoto systému jsou průběžné dvojité kleštiny, které vyčnívají ven ze skeletu. Z hlediska tepelně technických vlastností budovy je tento charakteristický znak velikou nevýhodou. Dochází k tepelnému toku podél vláken, který způsobuje tepelný most. Z těchto důvodů je třeba se vyhnout průběžným kleštinám nebo (obr. 1.5) nosníkům. Spoj sloupu a hlavního nosníku lze provádět pomocí: -
Přesných svorníků, přesných šroubů, vkládaných hmoždíků (prstencových hmoždíků), spojení na plát, lepeného sloupu, svařovaných ocelových částí, profilů.
13
1.4.4 Dvojitý sloup a nosník Dvoudílný průběžný sloup je spojen s jednodílným pomocí spojovacích prostředků (obr 1.6). Při použití štíhlých sloupů je většinou nutné zabudování vložky pro zamezení vybočení nosníku. Tuto vložku, probíhající až k hlavnímu nosníku, lze použít jako podporu pro hlavní nosník. Pokud by vybočení nehrozilo a chtěli bychom jen zvýšit pevnost spoje, můžeme na průběžných sloupech provést: ‐ jednostranné kampování, ‐ použití přesných svorníků, šroubů, ‐ vložení hmoždíků (tak zvaných buldogů), ‐ svařované ocelový svorníky, plechy.
(obr 1.6)
Podpěrné vložky se vkládají také při přísnějších protipožárních požadavcích. Systém s dvojitými sloupy a jednodílným nosníkem se často používá vzhledem k architektonickým možnostem. Nevýhodou je pronikání hlavních nosníků stěnami, ke kterému nutně dochází, pokud nejsou vnější stěny osazeny na nosnou konstrukci zvenku. 1.4.5 Vidlicový sloup Vodorovný nosník je průběžný a je uložen na sloupu o výšce jednoho poschodí. Svislé sloupy jsou spojeny přes boční vidlice (Obr 1.7). Tento typ uložení je velmi jednoduchým a účinným způsobem pro zajištění polohy nosníku a přenos svislých zatížení. Ve vícepodlažních budovách se zatížení z horních podlaží přenáší bočními patkami vidlicového sloupu až do základů. Z toho vyplývají dvě výhody: za prvé sesychání a bobtnání zůstává po celé výšce budovy minimální, protože jsou na sebe postaveny pouze podélné dřevěné prvky, a za druhé podélný dřevěný prvek má výrazně vyšší pevnosti než dřevo v příčném směru. Proto mohou být přenášena vyšší zatížení.1
(Obr 1.7)
1
KOLB, Josef. Dřevostavby : Systémy nosných konstrukcí,obvodové pláště, s. 86‐111.
14
2 Teoretická východiska Firma TFH dřevěné skeletové domy s.r.o. se pohybuje v oboru dřevostaveb čtvrtým rokem, tudíž se dá říci, že je nováčkem na trhu. Její provoz a zkušenosti s dřevostavbami, se stále vyvíjí. Název firmy je zkratka anglického názvu Timber Frame Houses, což v překladu znamená dřevěné skeletové domy. V České Republice prozatím není příliš firem, které by se soustředily na těžké dřevěné skelety. Tento druh patří mezi dražší stavby a své místo na trhu si teprve hledá. Pod pojmem dřevostavba si ještě velká většina laiků představí srub, nebo sloupkovou stavbu (Two by four), která se v Čechách stavěla již v 19. století. O skeletových dřevostavbách jsem se poprvé dozvěděl v již zmiňované firmě. Při podrobnějším nastudování mě skeletové stavby zaujaly především svoji zajímavou konstrukcí a variabilním řešením dispozic. Teoretická východiska jsou pro tuto práci vybírány ze zkušeností z brigád, které jsem vykonával během studia. Největším přínosem byla povinná půlroční praxe ve třetím ročníku, kde jsem se podrobněji setkal se systémem těžkých dřevěných skeletových staveb. Měl jsem možnost nahlédnout do přípravy projektu stavby a přípravy dokumentace pro výrobu prvků. Na samotné realizaci jsem se podílel od přípravy prvků, až po montáž celé nosné konstrukce. Po dobu mého působení se dokončila celá hrubá stavba, tudíž jsem měl možnost vidět vše, co bylo s touto stavbou spojeno. Nyní se dokončují povrchové úpravy a stavba se blíží do cíle. Montážní postup nebyl přesně definován a stavba se konstruovala dle přirozené posloupnosti a konzultace s projektantem.
15
3 Projektová dokumentace 3.1 Stručný popis projektu Pro tento druh staveb se výkresová dokumentace neliší od jiných. Obsahuje průvodní zprávu, situaci, dispozice půdorysů, řezy, pohledy a jednotlivé výrobní výkresy prvků. Tato dokumentace je převzata z firmy a je přiložena v příloze. Projekt kreslil Lukáš Hloušek a kontroloval Ing. Milan Peukert. Stavba je umístěna ve svahovitém terénu a je založena na patkách. Nosný skelet je tvořen z KVH a BSH konstrukčních hranolů o průřezu 160 x 160 a 160 x 240 mm. Tyto profily jsou spojovány v neviditelných místech pomocí dlouhých vrutů 4 x 320 mm a pohledové spoje jsou tvořeny pomocí skrytých trámových spojek a ocelových kolíků ø 12 mm. Podlaha oddělující interiér od exteriéru je tvořena z KVH 60 x 240 mm a je odizolována v celé své tloušťce minerální vatou. Obvodové stěny, respektive výplně skeletu, jsou tvořeny z KVH 40 x 160 mm a taktéž odizolovány minerální vatou v celé tloušťce. Z exteriéru je stěna zakryta difúzní fólií a obložena modřínovým obkladem. Směrem do interiéru je konstrukce opláštěna OSB deskami o tloušťce 15 mm. Tyto desky jsou spojeny PU lepidlem a tvoří tuhou desku. Lepení zlepšuje neprůvzdušnost obálky stavby, která je mezi okny a OSB pláštěm zajištěna pomocí AIR stop pásky a parotěsné fólie. Na OSB deskách je vodorovné laťování 40 x 60 mm, mezi které je vložena minerální vata o tloušťce 60 mm. Tato vrstva je pokryta sádrovláknitými deskami. Strop je tvořen z nosníků KVH 60 x 220 mm. Z podhledové strany je rošt z KVH latí 40 x 60 mm opláštěn sádrovláknitými deskami. Na nášlapné straně je strop pokryt OSB deskami o tloušťce 18 mm, dále je odlišná skladba podlahy dle druhu místnosti. Krov je u této stavby tvořen jako pohledový. Z tohoto důvodu je použita nadkrokevní izolace PIR ‐ tvrdá pěna. Na stavbu byla použita dřevěná euro‐okna s izolačním dvojsklem. Jedná se o jednopodlažní dům s obytným podkrovím, který má 10 účelových jednotek.
16
3.2 Rozdělení účelových jednotek 3.2.1 Účelové jednotky v 1 N.P.
Obývací pokoj + kuchyň 35 m2, WC 4 m2, koupelna 6,1 m2, zádveří 4,4 m2, chodba 2 m2.
3.2.2 Účelové jednotky v 2 N.P.
Schodišťový prostor 3,2 m2, ložnice 16,2 m2, pracovna 5,4 m2, dětský pokoj 14,6 m2, koupelna 7,9 m2, balkón 2,3 m2.
3.2.3 Plochy a obestavěný prostor objektu celkem Užitková plocha objektu :
160 m2
Zastavěná plocha objektu :
129,6 m2
Obestavěný prostor objektu :
493 m3
17
4 Výrobní postup výroby prvků skeletové stavby 4.1 Pracovní postup výroby ‐ Tabulka : Poř.číslo
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Název operace
Stroj, strojní zařízení
Prac.
Počet Hod.
3
6
3
8
3
9
3
9
Neopracované KVH prvky s KVH prvky pláty
3
3
ǿ kotouče=250 neopracované opracované mm,stopková vaznice vaznice fréza rovná
3
3
3
3
2
5
Technologické parametry
Materiál. vstupy
Přejímka materiálu od Nutno kontrolovat průřezy a počet kusů příslušných délek KVH dodavatele Rozkreslení prvků Tužka, metr (13 m), KVH profily KVH profily do celých délek výpis prvků celé délky celé délky KVH KVH profily ‐ Délkové dělení na Elektrická řetězová KVH profily lišta 350 mm vykrácené na hrubý rozměr pila celé délky hrubo Kotoučová KVH profily KVH prvky Zařezávání na zkracovací pila, ǿ kotouče = vykrácené na vykrácené na přesný rozměr úhelnice, metr, 350mm hrubo přesný rozměr tužka Úprava prvků plátováním
ruční okružní pila, úhelnice, tužka, palice, dláta, metr
ruční okružní pila,úhelnice, Výroba zapuštění tužka, palice, na vaznicích dláta,metr, horní frézka.
ǿ kotouče = 250 mm
Zadlabání pro horní frézka, stopková skyryté spojovací úhelnice, metr, fréza rovná, prostředky tužka, palice, dláta.
připravené neopracované sloupy pro sloupy 160 x spojovací 160 mm kování Vodorovné Vodorovné prvky 160 x prvky 160 x 240 mm 240 mm nevyfrézované vyfrézované
Frézování pro skryté spojovací prostředky
spodní frézka s čepovacím vozíkem
ot 2500 ot/min.Ǿ frézy 400mm
Výroba zhlaví na krokvích
ruční pásová bruska, ruční okružní pila úhelník, tužka, metr
brusný pás 80, krokev s Neopracovaná ǿ kotouče 350 hotovým krokev mm, zhlavým
3
3
10.
Výroba plátů krokví
Ruční okružní pila s krokev s pravítkem, dláta, ǿ kotouče 350 Neopracovaná hotovými palice, úhelnice, mm, krokev pláty tužka, metr
3
3
11.
Výroba sedel krokví
Ruční okružní pila s krokev s pravítkem, dláta, ǿ kotouče 350 Neopracovaná hotovými palice, úhelnice, mm, krokev sedly tužka, metr
3
7
3
67
8.
9.
12. 13
Odvoz materiálu na stavbu
Auto s podvalem
Celkem hodin na přípravě prvků + doprava
Počet prac. – Počet pracovníků podílejících se na dané operaci. Hod. – součet odpracovaných hodin všech pracovníků na dané operaci.
18
Materiál. výstupy
244
4.2 Pracovní postup výroby ‐ text Při mé účasti na výrobě jsme měli připravenou 3D konstrukci ve vizualizačním programu, která byla vytisknuta v různých pohledech pro pochopení všech detailů a spojů. Jednotlivé prvky byly označeny příslušnými značkami. Konstrukční prvky byly vyřezávány z 13 metrových KVH hranolů o různých průřezech. K dispozici byla vypracovaná optimalizace dílců pro větší výtěžnost, takzvaný rozpis prvků v jednotlivých 13 metrových délkách. V období, kdy se stavba připravovala, bylo sídlo firmy v rekonstrukci, a tak jsme měli k dispozici uzavřený prostor o půdorysných rozměrech 24 x 8 metrů, kde díky špatným povětrnostním vlivům probíhala celá příprava. Na jedné straně byla složena hráň z KVH profilů o různých průřezech, uprostřed byla postavena velká kotoučová zkracovací pila, na straně druhé se už hotové prvky skladovaly. Nejdříve jsme dle rozpisu rozřezali celé KVH profily na příslušné délky s nadmírami pomocí motorové pily. Poté se na pile nastavovaly jednotlivé dorazy a zařezávaly se prvky na požadované délky dle schématu na obrázku 4.1.
obr. 4.1 Schéma zkracování KVH profilů na čistý rozměr.
Tyto operace vykonávali 3 pracovníci. Samotné vykrácení na čistý rozměr celé nosné konstrukce i s krovem trvalo 4 dny po 8 hodinách. Dále následovalo samotné opracování konstrukčních spojů. Frézovaly se pláty, otvory pro spojovací kování a zapuštění na vaznicích. Dále se zhotovilo zhlaví, osedlání a předvrtání krokví. Tyto operace se prováděly na montážním lešení, které bylo umístěno místo zkracovací pily. Opracovaný materiál se skladoval místo dříve uložených nevykrácených KVH hranolů dle obrázku 4.2. Opracování prováděli opět 3 pracovníci 3 dny, a to po 9 hodinách. Do přípravy konstrukce je započítán i krov, který byl kompletně připraven pro montáž.
19
obr. 4.2 Schéma opracování a přesunu materiálu.
Nářadí potřebné k výrobě prvků
-
Motorová pila Velká kotoučová zkracovací pila Horní frézka Ruční okružní pila s pravítkem Vrtačka s vrtákem o ø 6, 8, 10, 12 mm Pásová bruska Truhlářská úhelnice 350 mm Palice 2x Kladivo 3x Dláta – sada 2x Metr ‐ 15 m, 5 m Speciální popisovací křída (vodě odolná) Tesařská tužka Montážní lešení pro odkládání trámů a jejich opracování.
Do této kapitoly je zahrnut i přesun materiálu z přípravné haly přímo na stavbu. Stavba byla od haly vzdálena cca 7 km. Konstrukce se nakládala ručně na velký přívěs a odvážela se na několik etap. Jelikož stavba byla v nepřístupném místě, musel se veškerý materiál nosit od silnice přibližně 40 m. V tuto chvíli jsme se snažili na stavbě rovnat uspořádaně trámy a ostatní materiál dle jejich průřezu a délky kvůli následné montáži a odbourání zbytečného přerovnávání. Samotné převážení materiálu na stavbu zabralo 67 hodin. Zde jsou sečteny hodiny dohromady všech pracovníků, jelikož převoz byl postupný a podílel se na něm vždy různý počet lidí.
20
5 Montážní postup skeletové stavby 5.1 Montážní postup – Tabulka Počet Hod. prac.
Poř. číslo
Název operace
Nářadí
Použitý materiál
1
Kontrola základových patek
nivelační přístroj, pásmo
2
6
2
Očištění základových patek, položení H.I.
kladivo, koště, majzlík, nůž
Hydroizolace
2
6
3
Konečná úprava zeminy a položení geotextílie mezi patky
Hrábě, nůž, palice
geotextílie, připevňovací železa s podložkami
2
10
4
Sesazení a vyúhlování spodního obvodového pásu na patky
pásmo, vodováha, velká úhelnice.
KVH 160 x 240 mm
4
20
5
Sešroubování spodního rámu
vrtačka + 8 mm vrták, Torxový bit 35
vruty 8 x 200 mm
4
40
6
Osazení svislých trámů neviditelným spojovacím kováním
metr, úhelnice, tužka, aku vrtačka, torxový bit 20
KVH 160 x 160 mm, vruty 3 x 35 mm
2
12
7
Osazení vodorovných KVH mezi svislé sloupy
vodováha, vrtačka+ vrták o Ǿ KVH 160 x 240 mm, 12 a sukovací Ǿ 45 mm, ocelové kolíky 12 mm, PU stahovací kurta, palice lepidlo + záslepky
4
44
KHV profil 60 x 220 mm, zavětrovací latě 60x40 mm
4
44
Pneumatická hřebíkovačka, OSB 3 tl 22 mm, hřebíky aku vrtačka + torxový bit 25, 63 mm ruční okružní pila s pravítkem
2
32
8
metr, pneumatická Položení stropních nosníků v rozteči hřebíkovačka, aku vrtačka + 625 mm torxový bit 25
9
Zaklopení stropu OSB deskami 22 mm
10
Montáž vaznic a pozednic
jeřáb, palice, vrtačka + torxový bit 35, vodováha, metr
vruty 8 x 300 mm
4
36
11
Montáž krokví
jeřáb, metr tužka, palice, úhelnice
hřebíky 280 mm
4
36
21
12
Zaklopení krovu palubkami
ruční okružní pila, tužka metr, cvrnkačka, hřebíkovačka
hřebíky 40 mm
4
44
13
Položení hydroizlace na střechu
nůž, metr
samolepící hydroizolační pásy
4
20
14
Rozvedení odpadů v podlaze
řezák na odpad, motorová pila, metr
odpadové potrubí, lepidlo, kotvící sponky
2
32
15
Odizolování a zaklopení podlahy v přízemí pomocí OSB
ruční okružní pila, tužka, metr, nůž
Minerální vata 240 mm, OSB 3 tl. 22 mm
4
80
16
Montáž sloupkových stěn mezi skelet
ruční okružní pila, metr, KVH 40 x 160 mm, tužka, kladivo, hřebíkovačka, hřebíky 100 mm, OSB 15 vodováha, aku vrtačka, mm dláta, palice
4
180
17
Zaklopení stěn pomocí OSB desek tl. 15 mm
4
60
18
Montáž oken a dveří v obvodovém plášti
4
44
19
Montáž příček
Pokosová pila, metr, tužka, hřebíkovačka
KVH 120 x 60, hřebíky 100 mm
4
40
20
Izolování příček
pila na vatu, metr
Minerální izolace tl.60 mm
2
10
21
Opláštění příček
ruční okružní pila, pneumatická spokovačka, metr
Sádrovláknité desky tl. 12,5 mm
4
36
22
Zajištění vzduchotěsnosti pomocí AIR stop pásky.
nůžky
AIR Stop páska, parotěsná fólie
2
30
23
Stavba lešení
vodováha
haki lešení
2
40
24
Izolování obvodových stěn minerální vatou
řezák na min. vatu, metr
Minerální vat UNI tl. 160 mm
4
160
25
Montáž difúzní fólie + laťování
nůž, pokosová pila, sponkovačka, hřebíkovačka
Sponky, hřebíky 80 mm, Difúzní fólie
4
44
26
ruční okružní pila s pravítkem,metr,tužka, hřebíkovačka
Pomocí subdodávky
Blower door test od firmy DEK
27
Broušení viditelné konstrukce z exteriéru
Pásová, excentrická, vibrační bruska
brusný pás 80,10,120,140
4
80
28
Dokončení konstrukce nátěrem
Vysokotlaké stříkací zařízení
barva Remers
1
10
29
Celkem hodin na celé montáži
Počet prac. – Počet pracovníků podílejících se na dané operaci. Hod. – součet odpracovaných hodin všech pracovníků na dané operaci.
22
OSB 3 tl 15 mm, hřebíky 40 mm, PUR lepidlo.
1196
5.2 Montážní postup ‐ text Dřevostavba, kterou jsme realizovali, byla postavena na patkách zapuštěných do hloubky čtyř metrů. Tato hloubka byla důležitá vzhledem k tamnímu terénu a půdě. Je to stavba, která je realizována na klíč, takže firma TFH s.r.o. se starala i o zemní práce a přípravu základových nosných patek, kterou tu zde ale nebudu popisovat, jelikož jsem se u těchto prací moc nezdržel a nepatří do montážního postupu dřevostavby. Na montáži se podíleli čtyři pracovníci. První co se před montáží uskutečnilo, byla kontrola výšek základových patek pomocí nivelačního přístroje (obr 5.1).
obr. 5.1 Patky připravené pro založení dřevostavby.
Obr. 5.2
Následně po kontrole se terén mezi patkami upravil do konečné podoby a položila se na zeminu černá netkaná textilie zabraňující prorůstání plevelu a jiných nežádoucích rostlin. Po položení textilie se rozložily trámy na patky a vytvořil se takzvaný půdorysný rámeček stavby. Pomocí úhlopříčných délek se zajistila pravoúhlost stavby a následně se hranoly sešroubovaly. Vodorovná konstrukce byla tvořena z BSH konstrukčních hranolů o průřezu 160 x 240 mm. Mezi konstrukci rozloženou na patkách se osadily Simpson plechy, takzvané ,,bačkory“ (obr 5.2). Toto kování bylo připevněno ke KVH profilům pomocí konvexních hřebíků. Hned poté se do kování osadily KVH profily 60 x 240 mm. Jakmile byl půdorys smontován, tak se svislé trámy osadily hliníkovým spojovacím kováním a pomocným dřevěným dorazem (obr. 5.3), který měl v dalších krocích montáž usnadnit a urychlit. Svislý trám se vždy postavil, vyvážil vodováhou a latí 60 x 40 mm se zavětroval. Pomocí tohoto systému se takto vztyčily všechny zbývající svislé trámy a na nosnou vodorovnou konstrukci se provizorně položily OSB desky pro lepší montáž a bezpečnost pracovníků. OSB desky byly provizorní, jelikož konstrukce se musí ještě opatřit pláštěm ze spodní strany podlahy a musí se provést rozvod odpadů a odizolovaní. Obr. 5.3 – Skrytá hliníková spojka, dřevěný doraz
23
Tyto operace jsou náročné na čas, a proto se přesunuly na pozdější dobu. Dále následovala montáž vodorovných trámů mezi stojky. Vodorovné trámy se nasunuly na kování od shora až po našroubovaný dřevěný doraz, který je vidět na obrázku 5.4 a 5.5. Vodorovné trámy se se svislými trámy stáhly pomocí kurtů a poté se vrtačkou s vrtákem o ø 12 mm vyvrtaly otvory do trámu a hliníkového kování, které se v zápětí osadily ocelovými kolíky, též o ø 12 mm. Díry se vrtaly z interiérové strany (obr 5.6) a neprovrtávaly se skrz, protože konstrukce bude z exteriéru viditelná (obr 5.7).
(obr.5.4)
(obr.5.6)
(obr.5.5)
(obr.5.7)
Na tuto konstrukci se položily stropní KVH nosníky 60 x 220 mm v osové vzdálenosti 625 mm. Proti klopení se zajišťovaly latěmi 60 x 40 mm, které se při pokládání OSB desek postupně odstraňovaly. Přesto, že to byly lepené KVH nosníky, byly velmi zborcené, a proto bylo zajišťování nezbytné. OSB desky se připevňovaly pomocí hřebíků za použití pneumatické hřebíkovačky. Pero s drážkou se slepilo polyuretanovým lepidlem (obr 5.8). Tuto práci prováděli dva pracovníci a další dva dokončovali konstrukci prvního patra (obr 5.9), respektive balkónu (obr. 5.10 ). Rohové spoje balkónu byly spojeny pomocí vrutů,
24
které byly zapuštěny a následně schovány dřevěnými záslepkami. Připevnění balkónu ke konstrukci bylo provedeno opět hliníkovými plechy s aretovacími ocelovými kolíky.
(obr. 5.8)
(obr. 5.9)
(obr. 5.10)
Po dokončení těchto prací byla konstrukce připravena pro instalaci krovu, který se připravoval také v hale. Vzhledem k špatnému umístění stavby, z hlediska dostupnosti techniky, musel být přizván na pomoc mobilní jeřáb s nosností 40 t/3m a maximálním vyložením 39 metrů (obr. 5.11).
Obr 5.11 Konstrukce před položením krovu.
25
Při asistenci jeřábu byla kompletní konstrukce krovu smontována během jednoho dne. Jednotlivé prvky krovu byly přivezeny v den montáže a pomocí jeřábu se samotné krokve a vaznice kladly z návěsu přímo na stavbu. Jelikož je krov v interiéru viditelný, bylo nezbytné dbát o kvalitu tesařských spojů a o celkové opracování (obr. 5.12, 5.13).
(obr. 5.12)
(obr. 5.13)
Po tesařské stránce byla konstrukce skeletu dokončena (obr. 5.14a 5.15) a připravena pro opláštění. Střecha se zaklopila pohledovými palubkami a následně se pokryla samolepícími hydroizolačními pásy. V tuto chvíli byla stavba z převážné většiny chráněna proti povětrnostním vlivům. .
obr.‐ 5.14 kompletní nosná konstrukce skeletu obr. ‐ 5.15 kompletní nosná konstrukce skeletu.
26
Po zastřešení stavby byly vytvořeny rozvody odpadů, které byly vedeny v podlaze. Odpad byl směřován k okraji budovy, (obr. 5.16) k místu, kde oslabení podlahových nosníků nebylo moc významné (obr. 5.17). Jelikož je stavba založena na patkách v chladném údolí, kde teplota v zimě klesá až k ‐ 20°C, bylo nezbytné věnovat zvýšenou pozornost u prostupu kanalizace mezi zeminou a stavbou z důvodu zamrzání. Tento prostup byl vyřešen pomocí zdvojeného potrubí, kde odpad a přívod pitné vody byly vloženy do KG trubky o průměru 500 mm, jak je vidět na obrázku 5.18. Trubka byla obsypána drceným polystyrénem. Dále následovalo odizolování podlahy v celé své tloušťce minerální vatou (obr 5.17) a zaklopení OSB deskami o tl. 22 mm. Desky byly přibíjeny pomocí pneumatické hřebíkovačky a slepeny v peru a drážce polyuretanovým lepidlem, kvůli dosažení tuhosti podlahy a lepší neprůvzdušnosti.
(obr. 5.16)
(obr. 5.17)
(obr. 5.18)
Jakmile byla hrubá podlaha dokončena, začaly se zkracovat KVH profily o průřezu 40 x 160 mm a postupně se z nich montovaly obvodové stěny skeletu (obr. 5.20). Stěna byla tvořena sloupkovým systémem, který byl spojován pomocí hřebíků. Nadpraží nad okny a dveřmi bylo řešeno také z KVH 160 x 40 mm. KVH byly položeny na výšku 160 mm a ze spodní strany sešroubovány OSB deskou tl. 15 mm kvůli dosažení tuhosti (obr 5.19). Tyto vodorovné prvky byly ke sloupkům připevňovány pomocí vrutů kvůli požadované větší pevnosti spojovacích prostředků na střih.
Obr. 5.19 Detail překladu nad oknem a dveřmi.
27
Stěna byla následně opláštěna OSB deskami o tl. 15 mm (obr 5.21). Desky se v peru a drážce slepovaly polyuretanovým lepidlem, jako tomu bylo u podlahy. Po dokončení těchto operací byla stavba připravena pro montáž oken a dveří v obvodovém plášti. Okna a dveře byly dodávány pomocí subdodávky i s montáží.
obr. 5.20 Montáž obvodové stěny (výplň skeletu)
obr. 5.21 Pohled na opláštěné stěny
Během montáže oken probíhala příprava KVH hranolů na příčky. Příčky byly tvořeny z průřezů 120 x 60 mm a byly sbíjeny hřebíky o délce 100 mm. Pro dosažení tuhosti příček byly oboustranně použity sádrovláknité desky o tloušťce 12,5 mm a jako zvukoizolační materiál byla použita minerální vata o tloušťce 60 mm. Montáž příček prováděli dva pracovníci, další dva lepili přechod mezi okny a OSB pláštěm pomocí AIR stop pásky a parotěsné fólie. Jakmile byly práce v interiéru hotové, přesunuli jsme se do exteriéru. Po obvodu stavby se postavilo haki lešení a provedlo se izolování obvodových stěn minerální vatou UNI v plné tloušťce. V zápětí se stěny pokryly difúzní fólií, která se připevnila pomocí hřebíků a latí o průřezu 40 x 60 mm. Latě dále sloužily jako nosný rošt pro dřevěný obklad a zároveň tvořily větranou mezeru fasády. Skladba stěny už měla konečný počet vrstev a zbývalo už jenom provedení blower door testu (obr. 5.22, 5.23). Tento test byl proveden firmou DEK, a.s. Konečná naměřená hodnota byla 1,2 n50[h‐1], což je násobek celkové výměny vzduchu mezi interiérem a exteriérem při tlakovém rozdílu 50 Pa za hodinu. Tento koeficient odpovídá nízkoenergetické stavbě. Pomocí speciálního měřicího přístroje (obr. 5.24) se zjišťovaly netěsnosti obálky budovy.
28
(obr. 5.22)
(obr. 5.23)
(obr.5.24)
Poslední věc, která zbývala k dokončení hrubé stavby dle smluvních podmínek, byla povrchová úprava konstrukce. Viditelné části konstrukce se obrousily a pomocí vysokotlakého stříkacího zařízení se povrchově upravily lazurovacím nátěrem (obr. 5.25,5.26).
(obr. 5.25 )
(obr. 5.26)
Do této fáze jsme se dopracovali za 34 pracovních dnů. Na stavbě pracovali permanentně 4 pracovníci. Každý odpracoval v průměru 9 hodin denně. Na první pohled stavba vypadá, že by se dala postavit mnohem rychleji, ale díky průřezům trámů a jejich váze byla tato montáž fyzicky náročná. Během montáže nosné konstrukce se na stavbu vozil další potřebný materiál, jako jsou OSB desky, minerální vata, latě, difúzní fólie a podobně. Z důvodu špatné dostupnosti ke stavbě, byl všechen tento materiál na montážní místo nošen od silnice. Toto přemisťování zabralo mnoho času, a tím se tedy prodlužovala samotná montáž. V následující kapitole se budu zabývat možnostmi, jak zvýšit efektivitu práce.
29
6 Návrh inovací Výraz inovace překládá slovník cizích slov jako obnovení nebo zdokonalení. V této kapitole se budu zabývat předešlými body osnovy. Navrhnu v nich různé alternativy postupů a zdokonalení procesů, které bych provedl, dle mého nezaujatého pohledu, při výrobě prvků a montážním postupu hrubé dřevěné skeletové stavby. S inovacemi začnu už od projektové dokumentace. Nejpodrobněji se budu zabývat výrobou prvků. Zde se zmíním o alternativním řešení, u montážního postupu hlavně o návaznosti a organizaci práce. Návrh inovací může poukázat na možné chyby a nedostatky, které jsou přehlíženy ze zaběhlých zvyků.
6.1 Inovace v projektové dokumentaci Je známé, že svědomitý člověk, vykonávající danou činnost, nemusí vždy tuto činnost provádět stoprocentně, aniž by o tom sám věděl. Zde by mohlo platit přirovnání ,,Když dva dělají totéž, není to totéž“. Takto se dají srovnat i firmy, které se zabývají realizacemi dřevostaveb. V první řadě se začnu věnovat samotné přípravě podkladů projektu. Tím mám na mysli podklady na přípravu prvků a montážní výkresy. Jak jsem zmínil v úvodních stránkách bakalářské práce, výkresy byly kresleny v Auto CADu a v universálním vizualizačním programu. Z tohoto faktu vyplývá, že práce byla zdlouhavá a neefektivní. Po dlouhé rozvaze firma zakoupila speciální program pro dřevostavby od firmy SEMA CZ s.r.o., s kterým lze připravit výkresovou dokumentaci pro stavební povolení, vizualizaci stavby, výrobní výkresy, montážní výkresy a také optimalizace a seznamy materiálů potřebných na stavbu. Seznam je schopný počítat i hrubé objemy, plochy a délky materiálů. Tuto vlastnost bych chtěl obzvláště vyzdvihnout, jelikož při správné montáži dle výkresů odpadá další dokupování materiálu z důvodu špatné objednávky. Je důležité si uvědomit, že čekání na chybějící materiál může někdy trvat velmi dlouho, a tím se zbytečně prodlužuje doba výstavby. Po nakreslení daného projektu software umožní všechny již popsané výstupy, což značně zefektivňuje práci. Důkladné zaškolení zaměstnance s takovýmto programem sníží možnost lidské chyby a samozřejmě sníží i náklady na provoz kanceláře. Program přinesl zefektivnění přípravy a odpadl tak velký problém s časově náročnou přípravou dokumentace. Výkresová dokumentace je nedílnou součástí pro montážní pracovníky, a tím i pro rychlou a kvalitní výstavbu.
6.2 Inovace v přípravě prvků 6.2.1 Návrh haly pro přípravu prvků Jako první bych chtěl v tomto bodě podotknout prostor, kde jsou jednotlivé prvky připravovány. Realizace tohoto těžkého skeletu, kterou popisuji v bakalářské práci, byla připravována v provizorních podmínkách z důvodu rekonstrukce sídla firmy. Zde alespoň popíšu, jak by měl takovýto prostor vypadat a jak by měl být vybaven dle mých zkušeností z povinné půlroční praxe. 30
V první řadě půjde o jeho polohu vůči dopravě materiálu. K objektu musí být bezproblémový přístup pro nákladní automobil, který vozí BSH a KVH konstrukční hranoly až o délce 13 m. Ideální je přístup z jedné čelní strany pro přívoz materiálu na opracování a ze strany druhé pro odvezení opracovaného materiálu z haly na stavbu. V okolí haly je potřebný prostor pro manipulaci jeřábu nebo vysokozdvižného vozíku z důvodu složení a naložení dřeva. Půdorysný rozměr haly můžeme odvodit z vyráběných dílců a potřebné kapacity výroby. Když budeme brát v úvahu, že na této přípravě bude pracovat tří členná skupina pracovníků připravující vždy jen jednu stavbu, a nejdelší používaný prvek ve stavbě bude dlouhý 8m, tak je ideální půdorysný rozměr haly 10 x 30 m. Tento rozměr opět závisí na průběhu opracování a cestě prvku po dílně. Na obrázku 6.1 je znázorněn průběh opracování. Trámy vyřezané na hrubý rozměr jsou vysokozdvižným vozíkem zavezeny ke zkracovací kotoučové pile. Na pile opatřené stolem z obou stran, se trám zkrátí na požadovaný čistý rozměr a uloží na hráň nebo přímo na montážní lešení. V tomto sektoru je dřevěný prvek opracován dle požadavků. Vyrábí se zde pláty, čepy, dlaby, zhlaví, zapuštění, vrtané otvory a další potřebné operace. Toto opracování se provádí pomocí ručního nářadí a ručních elektrických strojů. Po dokončení celkového opracování je materiál připraven pro expedici.
obr. 6.1 ‐ půdorysné schéma haly a rozmístění pracovišť.
31
Jelikož se v hale připravují prvky na těžký skelet až o průřezu 180 x 320 mm a maximální délce 8 m, navrhl bych zde mostový jeřáb (obr. 6.2, 6.3). S mostovým jeřábem se bez pochyb stane práce daleko příjemnější a fyzicky méně náročná. Pokud si chceme udržet zaměstnance v hale na denním provozu, je toto zařízení nezbytné.
obr. 6.2 mostový jeřáb Zdroj : www.giga.systemanimato.cz
obr. 6.3 Dálkové ovládání mostového jeřábu Zdroj: www.giga.systemanimato.cz
Hala je po celém obvodu opatřena pláštěm proti případnému nepříznivému počasí. Zemina je zpevněna kamenivem a betonovou deskou, popřípadě asfaltem. Odsávání od pily je vedeno k centrálnímu silu. Kusový odpad je odvážen v bednách vysokozdvižným vozíkem a slouží jako palivo pro truhlářskou dílnu a kanceláře firmy. V takto vybavené hale jsme schopni připravit těžký skelet o rozměrech rodinného domu za jeden plnohodnotný pracovní týden. Berme však toto tvrzení za orientační. Vždy bude rozhodující velikost stavby a náročnost opracování konstrukčních prvků. Každopádně tento návrh určitě přinese zrychlení a zpříjemnění přípravy. 6.2.2 Inovace potřebného nářadí k obrábění Pro přípravu těžkého skeletu bylo použito už jednou zmíněné nářadí: -
Motorová pila Velká kotoučová zkracovací pila Horní frézka Ruční okružní pila s pravítkem Vrtačka s vrtákem o ø 6,8,10,12 mm Pásová bruska Truhlářská úhelnice 350 mm Palice 2 x Kladivo 3 x Dláta – sada 2 x Metr ‐ 15 m, 5 m 2x Speciální popisovací křída (vodě odolná) Tesařské tužky Montážní lešení pro odkládání trámů a jejich opracování. 32
V této kapitole popíšu ruční elektrické stroje, které práci ulehčují, ale pořád nemají takovou výkonnost, které bychom dosáhli při jejich výměně za stroje jiné. Ruční nářadí jako jsou dláta, kladiva, metry a tužky, popisovat nebudu, jelikož jejich přítomnost při přípravě je nezbytná v rozsahu, v jakém jsou napsány v seznamu. Do té doby, než začne firma používat CNC opracování, bude vždy zapotřebí částečného opracování ručním nářadím, používaným již na historických stavbách. 6.2.2.1 Velká zkracovací kotoučová pila Tato pila, která je momentálně používána pro přípravu, je schematicky vyobrazena na obrázku 4.1 ve čtvrté kapitole. Pila je osazena řezným kotoučem o průměru 0,5 m. Nyní je pila opatřena stolem jenom z jedné strany. Z tohoto vyplývá, že pro dosažení čistého řezu na obou koncích a přesného rozměru je zapotřebí prvky vždy otáčet o 180°. Při dokoupení druhého stolu, jako už je kresleno ve schématu na obrázku 6.1 v této kapitole, se časová náročnost na přesné zkracování zkrátí a fyzická náročnost bude daleko menší. Odpadne tím otáčení zkracovaného trámu o 180°. 6.2.2.2 Ruční okružní pila s pravítkem S tímto strojem se vyrábělo zhlaví, pláty a sedla krokví. Dále se také používala na výrobu kampování vaznic. Tento stroj je při přípravě nezbytný, ale některé operace se vykonávaly, na můj vkus, až příliš složitě. Vhodným příkladem je výroba sedel. Krokve tvořící krov pod úhlem 45° není problém s ruční okružní pilou vyřezat. Tento úhel je dokonce ideální, jelikož se na pile nastaví maximální možný úhel 45°a vyřízne se sedlo z obou stran, bez zbytečného přenastavení. Nyní je takovýchto střech stavěno málo. Spíše se setkáváme se střechami, které jsou například v popisovaném projektu této práce, nebo se střechami menšího sklonu. Při malé odchylce od 45°úhlu je možné stůl pily podložit latí, a tím si můžeme úhel ještě zvětšit. Takováto příprava není profesionální a je velmi zdlouhavá, nebezpečná a nepřesná. Na veletrhu dřevostaveb jsem objevil zajímavé nástavce pro ruční okružní pily od firmy Protool. Pilový kotouč je nahrazen sedlovou (falcovací) frézou Protool RP‐CSP 160x80. Po nastavení úhlu na pile se sedla vyfrézují jedním tahem. Odpadá tedy neustálé přestavování úhlů na řezání z jedné a z druhé strany u každé várky krokví. Tato sedlová fréza dále najde využití například u výroby kampování vaznic. V tuto chvíli tedy odpadá potřeba horní frézky, která je uvedena v seznamu použitého nářadí. Frézovací nástavec na ruční okružní pilu stojí v nejlevnějším internetovém obchodě 25 900,‐ Kč. Jelikož se jedná pouze o nástroj, přijde mi cena poněkud vysoká. Po odečtení ceny horní frézky, která od firmy Protool stojí přibližně 10 000,‐, klesne částka investice do sedlové frézy na 15 900,‐. Vzhledem k rozsahu inovace těchto dvou operací, která přinese zefektivnění a zpřesnění práce, je tato cena daleko přijatelnější.
33
6.2.3 Inovace opracování (ruční vs. CNC) Jelikož firma stavbu haly teprve plánuje a projektuje, napadá mě možnost, nechat si konstrukci dodat od firmy vlastnící CNC obráběcí centrum. Konstrukci by si poté realizační firma TFH dřevěné skeletové domy s.r.o. pouze smontovala. Zde tedy provedu srovnání finanční náročnosti přípravy konstrukce ve firmě TFH a přípravy konstrukce jinou firmou disponující CNC obráběcím centrem. Během praxe jsem si zaznamenával hodinovou náročnost i počet pracovníků podílejících se na přípravě skeletu. Dohromady z těchto poznámek a faktur za KVH a BSH konstrukční hranoly dokážu určit cenu, kterou firma zaplatila za přípravu a materiál celé konstrukce. Na doporučení od firmy SEMA jsem kontaktoval nejbližší firmu zabývající se přípravou dřevěných konstrukcí a poprosil jsem je o cenovou nabídku. Jako podklady jsem jim zaslal projekt vytvořený v programu SEMA. 6.2.3.1 Finanční náročnost vlastní přípravy Na přípravě pracovali 3 pracovníci a dohromady odpracovali 244 hodin. Když firma vyplatí každému pracovníkovi za jednu odpracovanou hodinu 150 Kč, náklady na práci činí 36 600,‐ Kč. Cenu za materiál jsem získal sečtením poskytnutých faktur od firmy. Za materiál na konstrukci skeletu tedy zaplatila firma dohromady 293 525,‐ Kč. Sečtení těchto dvou položek ale nestačí. Do kalkulace nákladů musíme ještě připočíst provoz haly, mechanizaci (jeřáb, vysokozdvižný vozík) a opotřebení strojů a nástrojů. Tyto ostatní náklady činí odhadem 4500,‐ na přípravu jedné stavby. druh práce
Příprava prvků skeletu Materiál ostatní náklady
36 600,‐ 293 525,‐ 4 500,‐
celkem
334 625,‐
Tabulka 6.1. Náklady na vlastní přípravu kce.
34
cena vč. DPH.
6.2.3.2 Finanční náročnost přípravy konstrukce jinou firmou Tesařství Komárek s.r.o. provedlo cenovou nabídku na opracování i dodání KVH.
druh práce
cena vč. DPH.
Příprava prvků skeletu 72 000,‐ Materiál 228 000,‐ ostatní náklady celkem
300 000,‐
Tabulka 6.2 – náklady na dodávku hotové kce
Z tabulek 6.1 a 6.2 vyplývá, že příprava skeletu u firmy Komárek s.r.o. je téměř 2x tak dražší než výroba vlastní. Konečná cena včetně dodávky materiálu od pana Komárka je ale o 34 625,‐ Kč levnější. Velmi razantní rozdíl je v cenách použitého materiálu. Dle mého názoru je cena závislá na počtu a velikosti objednávek u dodavatele konstrukčních
35
materiálů. Jelikož firma Komárek s.r.o. se specializuje na obrábění dřeva, má daleko větší odběry dřeva u dodavatelů, a tím má i mnohem zajímavější ceny. Z porovnání vyplývá jasný výsledek. Pokud se realizační firmě nepodaří snížit cenu používaného materiálu, je lepší si nechat konstrukci připravit od jiné firmy, která se specializuje přímo na opracování dřeva. Touto variantou odpadá mnoho další starostí. Firma se nemusí zabývat objednávkami dřeva a nepotřebuje halu a vybavení pro přípravu skeletu. Pokud by firma měla dostatek zakázek, mohla by tímto zvýšit kapacitu realizací. Firma tedy zhotoví projekt v programu SEMA a podklady zašle například do firmy Komárek s.r.o. Dále se již stará pouze o montáž.
6.3 Inovace montážního postupu Montážní postup je velice důležitý. Od něho se odvíjí výsledný čas montáže, který se u dřevostaveb vzhledem k nestálým klimatickým podmínkám snažíme ve vlastním zájmu co nejvíce zkracovat. Dále bude také z velké většiny ovlivňovat efektivitu práce, zisky a vůbec pohled zákazníka na firmu. Pro investora je jistě daleko příjemnější, když bude stavba dokončena odbornými pracovníky během dvou měsíců, než když bude výstavba trvat třeba celý rok. V mnoha firmách, zabývajících se dřevostavbami, pracuje velká většina lidí, kteří nejsou vzdělaní v oboru. Proto je nezbytně nutné, aby nad nimi byl odborně vzdělaný vedoucí pracovník. V tomto případě je v každé skupině potřebný jeden mistr a jeden stavbyvedoucí. Mistr zodpovídá za stavbu a ostatní pracovníky. Stavbyvedoucí bude v přímém kontaktu s mistrem a může se takto starat třeba i o dvě skupiny najednou. Všechny nejasnosti, pochyby a problémy na stavbě bude konzultovat mistr se stavbyvedoucím. Skelety jsou navrhovány individuálně, a tím se od sebe stavby navzájem liší. Obzvláště skeletových konstrukcí je 5 druhů a každý bude mít svůj specifický postup. Z tohoto důvodu je dle mého názoru zbytečné zabývat se popisem montáže krok po kroku. Nejdůležitější je správná organizace práce, kterou mají na starost mistři a stavební dozor. Tyto dvě osoby jsou pro správný chod stěžejní a musí disponovat samostatností, pečlivostí a samozřejmě spolehlivostí. Skupina tesařů postaví celou konstrukci a vše co je s ní spojeno, ale při stavbě na klíč, je důležité mít na paměti, že jsou v procesu nutná i jiná řemesla, jako je například instalatér, topenář, elektrikář, obkladač atd. Pokud se jedná o malou firmu, může si na jiná řemesla najímat externí firmy nebo živnostníky. V tomto případě není jednoduché zorganizovat správnou návaznost, z důvodu ostatních zakázek, která má externí firma, nebo živnostník. Stavbyvedoucí musí vždy dobře odhadnout, kdy bude dané řemeslo potřeba, a předem si zamluvit u řemeslníka termín. Velké firmy mají tyto řemeslníky zaměstnané na stálo a pracují jen pro firmu. Toto řešení je nejlepší, jelikož firma může zaučit své řemeslníky dle vlastních potřeb. Potom se nestane, že instalatér dle libosti prořeže jakýkoliv dřevěný prvek a elektrikář neroztrhá parotěsnou fólii. 36
7 Závěr Celá práce byla směřována k výstavbě skeletových dřevostaveb. Podnětem k vytvoření bakalářské práce na toto téma byla půlroční praxe, kde jsem si mohl vyzkoušet všechny teoreticky probrané věci ze školy. První kapitola byla věnována historii a základnímu rozdělení skeletových dřevostaveb. Teoretická východiska zběžně představila firmu, ve které jsem praxi absolvoval a z níž byly čerpány informace. Dále je popsán výrobní postup prvků a následná montáž konkrétní stavby. Posledním bodem práce je návrh inovací, v němž je podrobně rozebrána výroba prvků. Dále je zde navržena hala pro přípravu mimo staveniště a obměna ručního elektrického nářadí. Veškerá ruční příprava prvků v hale je finančně porovnána s přípravou na CNC obráběcím centru, z čehož je patrná možná úspora času a financí na přípravu stavby. V inovaci montážního postupu je popsáno, proč je důležitý, a na co vše je potřeba dávat pozor. V neposlední řadě je nutné podotknout, že výraznou roli hraje dobrá atmosféra mezi pracovníky, kteří by měli disponovat vlastnostmi, jako je například spolupráce, schopnost organizace a kompromisu.
Resumé Celá práca bola smerovaná k výstavbe skeletových drevostavieb. Podnetom k vytvoreniu bakalárskej práce na túto tému bola polročná prax, kde som si mohol vyskúšať všetky teoreticky prebrané veci zo školy. Prvá kapitola bola venovaná histórii a základnému rozdeleniu skeletových drevostavieb. Teoretické východiská zbežne predstavili firmu v ktorej som prax absolvoval a z nej čerpané informácie. Ďalej je popísaný návrh inovácií v ňom je podrobne rozobraná výroba prvkov. Ďalej je navrhnutá hala pre prípravu mimo staveniska a výmena ručného elektrického náradia. Celá ručná príprava prvkov v hale je finančne porovnaná s prípravou na CNC obrábaciom centre, z čoho je jasná možná úspora času a financií na prípravu stavby. V inovácii montážneho postupu je popísané prečo je dôležitý a na čo všetko si treba dávať pozor. V každom prípade je nutné podotknúť, že výraznú rolu hrá dobrá atmosféra medzi pracovníkmi, ktorí by mali disponovať vlastnosťami ako napríklad spolupráca, schopnosť organizácie a kompromisu.
37
Seznam použité literatury
HAVÍŘOVÁ, Zdeňka. Stavíme dům ze dřeva. 1. Brno : Era, 2005. 116 s. ISBN 80‐7366‐008‐3. KOLB, Josef. Dřevostavby : Systémy nosných konstrukcí,obvodové pláště. 1. Praha : Grada, 2008. Konstrukční části, ISBN 978‐80‐247‐2275‐7. TYWONIAK, Jan. Nízkoenergetické domy : principy a příklady. Praha : Grada, 2005. 200 s. ISBN 80‐247‐1101‐X. Giga.cz [online]. 2008 [cit. 2010‐04‐30]. Giga. Dostupné z WWW:
Přílohy Výkresová dokumentace : 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11)
Situace Základy Půdorys 1 N.P. Půdorys 2 N.P. Řez a‐a Řez b‐b Pohled z,s Pohled z v,j Krov Detaily Výkres stropu se zakreslením schodů
38
