PergolySkladba dřevěné trámové střechy
Co je to vlastně strop? Je to, co vidíme ze spodní strany místnosti, nebo je to celý konstrukční systém, který shora odděluje horní a dolní prostor a který z horní strany nazýváme podlahou? Stropem rozumíme celý konstrukční systém. Přitom rozlišujeme tři funkční vrstvy: skladbu podlahy, nosnou strukturu a stropní podhled.
Protože zvolená nosná struktura je dominantní vrstva, označují se stropní systémy podle této nosné vrstvy. Volbu stropního systému a skladbu vrstev ovlivňují požadavky na zvukovou izolaci, požární ochranu, odolnost proti kmitání, rozpětí a estetické požadavky, pozornost si také vyžaduje připojení stropu ke stěnám. Strop je stěžejní pro stanovení charakteru vnitřních prostorů.
Dřevěné stropy vzájemně oddělují jednotlivá poschodí nebo slouží jako horní uzávěr místností/prostorů. Výhodou dřevěných stropních systémů je rychlá a suchá montáž, úspora tíhy, bezprostřední plná statická účinnost a v neposlední řadě ekologické přednosti (příjemná obytná atmosféra).
Investoři i architekti se v rámci ekologického myšlení vrátili k největším výhodám dřevěných stropů: malé plošné hmotnosti, jednoduché technologii výroby a možnosti zajistit dobrou tepelnou a akustickou izolaci. Dřevěné stropy mají na našem území silnou tradici. První trámové a fošnové stropní konstrukce můžeme najít už na stavbách z počátku 11. století a pak v každém dalším historickém období s různými obměnami systémů.
Dřevěné stropy představovaly osvědčené řešení pro každý druh stavby, ať už se jednalo o reprezentační prostory nebo hospodářská stavení. Materiál pro jejich výrobu byl vždy snadno dostupný a velmi trvanlivý. Dřevěné stropy také plnily význam jakési „druhé střechy“ a dodávaly lidem pocit domova a bezpečí. Ke znovuobjevení dřevěných stropů došlo po vzoru skandinávských a amerických států na konci 20. století.
Čtěte také: Realizace podlahového topení na OSB
Nenáročnými úpravami lze navíc zajistit požární odolnost stropní konstrukce až do REI 120 minut! Dřevěné trámové stropy se nejčastěji dostávají do centra pozornosti realizačních firem při rekonstrukcích podlah ve starší zástavbě.
Typy dřevěných stropů
Dřevěné stropy se dělí na dvě skupiny: stropy deskové a stropy nosníkové. Deskové (nebo také povalové) jsou tvořeny trámy, na sraz kladenými vedle sebe a spojenými klínky nebo skobami. Vytvoří tak spolupůsobící desku, která zatěžuje stěnu ve všech místech podepření. Nosníkové stropy se skládají z nosníků (lepený nosník, příhradový nosník, trám), které jsou vzájemně odsazeny a se shora zaklopeny záklopem. Nosníky zatěžují stěny lokálně v místě uložení do zdiva (kapsa).
Ve všech případech se jedná o sendvičové konstrukce, které se ještě doplňují dalšími materiály: izolanty, deskami, zásypy.
Rekonstrukce dřevěného trámového stropu
Chcete rekonstruovat původní podlahu? Zde je několik kroků, které byste měli zvážit:
- Nechte si udělat hloubkové sondy, abyste se dozvěděli, z jakých vrstev se váš strop skládá. Schválně nemluvíme pouze o podlahových vrstvách, ale i o trámech, jejich dutině a podhledu. Zajímá vás hlavně tloušťka a kvalita - obojí se může i v rámci jedné místnosti lišit, proto by sond mělo být několik. Zkontrolujte, jak je nosný trám založen v obvodové zdi.
- Podlahu by měl vidět také statik - ten určí, jestli jsou všechny složky stropu nosné a funkční (trámy i záklop), jakým způsobem jsou napojeny na ostatní konstrukce a jestli jsou dimenzovány pro nové zatížení. Statik také navrhne jak nedostatky napravit, jak případně konstrukci ztužit.
- Zásypy se už od dob renesance používaly v konstrukci k ochraně spalných částí stropu a k tlumení zvuku. Zásyp musel být vždy suchý a čistý - ideálně pražený. Pražením se odstranily zárodky plísní a rostlinné nebo živočišní příměsi. V historických stavbách proto můžeme najít hrubozrnný písek, vápenný rum nebo cihelnou a škvárovou suť. Výjimkou není ani říčné kamenivo, hlína nebo stavební odpad. Pokud je původní zásyp soudržný, nedrolí se, neobsahuje velké předměty, nebo naopak vzduchové bubliny a je suchý, je možno ho ve skladbě ponechat. Slouží jako cenné přitížení, které bychom po jeho odejmutí museli do podlahy vrátit, aby se dosáhly potřebné hodnoty kročejové neprůzvučnosti.
- K čemu bude prostor sloužit? Budu mít v místnosti třímetrovou knihovnu nebo 1000litrové akvárium? Bude v podlaze podlahová vpusť? Chci bezbariérovou sprchu? Vše je možné, pouze je potřeba s tím počítat už v návrhu skladby.
Slovo „Ideální“ by mělo reprezentovat: odzkoušené, spolehlivé, systémové, a samozřejmě s dobrým poměrem cena/výkon. Pozorně sledujte doporučení jednotlivých výrobců, protože kombinace různých výrobků a systémů s ohledem pouze na cenu se zde nevyplácí.
Čtěte také: Dřevěné sudy: tradiční výroba
Z akustického hlediska se doporučuje vystřídat těžkou a lehkou (myšleno objemovou hmotnost) vrstvu, aby byly pohlceny všechny zvukové vlny procházející konstrukcí. Na trámovém stropě by se mělo začít vrstvou těžkou, která je položena přímo na záklopu, například podlahová voština nebo desky Silentio. Desky Silentio jsou sádrovláknité desky tloušťky 15 mm a na strop přinesou nezbytných 36 kg, které pohltí nežádoucí chvění od kročejového hluku. Na ní můžeme položit měkkou vrstvu v podobě desky s porézní nebo vláknitou strukturou, která je zvukové pohltivá. Jedná se zejména o minerální, fleecové nebo dřevovláknité izolace, tzv. kročejové izolace. Zde je nutno se poradit s odborníky o vhodné tloušťce a objemové hmotnosti těchto materiálů. Na kročejovou izolaci by měla přijít už pouze roznášecí vrstva - v podobě pevné desky, která je zároveň ohybově měkká a neodráží zvuk zpátky do místnosti. Proto se používají sádrovláknité podlahové prvky - už z výroby slepené a sesponkované dvě desky 10 mm nebo 12,5 mm.
Pokud potřebujeme vyrovnat nerovnosti do 100 mm, doporučuje se vyrovnávací podsyp fermacell. Jedná se o minerální porobetonový granulát, který má frakci 0,2 až 4 mm a ostrohrannou strukturu. Aplikuje se v minimální výšce 10 mm, tak aby překryl každou nerovnost a instalaci a vytvořil tak celistvou soudržnou vrstvu. Jeho povrch se vyrovnává stahovacími latěmi do podlahářské roviny (2 mm / 2 m). Tento podsyp poskytuje také tepelnou a zvukovou izolaci a protipožární ochranu.
Okrajový izolační pásek musí oddilatovat všechny nové vrstvy podlahy, od záklopu až po nášlapnou vrstvu. Přečnívající okraj pásky se odstraní až po pokládce podlahovin. V případě rekonstrukce se zachováním stávajícího podsypu se okrajový pásek vkládá mezi pevné deskové materiály a zeď.
Moderní dřevěné stropy
Novodobé dřevěné stropy odstraňují částečně nedostatky tradičních dřevěných stropů. V současnosti se pro tyto stropy velmi výhodně využívají nosné prvky z lepeného lamelového dřeva. Lepené lamelové dřevo se vyrábí vzájemným lepením lamel z masivního dřeva. K jejich výrobě se používá hlavně smrkové dřevo, popřípadě modřínové nebo dubové. Po nanesení lepidla na stykové plochy se prvky lisují.
Jednotlivé lamely jsou délkově nastavovány zubovitým spojem a bočně lepeny. Díky tomu lze vyrábět lepené stropnice až do délek 16 m. Lepená spára nemá negativní vliv na mechanické vlastnosti dřeva. Tyto lepené stropnice mají větší únosnost, a proto se tloušťka stropní konstrukce snižuje a nevznikají trhliny, které jinak narušují vzhled interiéru. Lepené nosníky mají dále vyšší požární odolnost a další předností je možnost vyrábět libovolné geometrické tvary.
Čtěte také: Venkovní sezení ze dřeva
Lepené trámy nebo fošny se většinou osazují do ocelových pozinkovaných třmenů, které jsou připevněny k obvodovým stěnám z dřevopanelů nebo se připevňují na průvlaky nebo stěny. Na vrchní stranu nosníku se položí samolepící těsnící páska. Prostor mezi nosníky je většinou do poloviny vyplněn minerální izolací. V případě absence izolace ve stropě se akustické schopnosti konstrukce výrazně zhorší. Nosníky jsou dále opatřeny záklopem většinou konstrukční deskou OSB. Záklop zajišťujícím stabilitu stropnic a rovinnou tuhost stropu.
Pro novodobé stropy se masivní stropnice nahrazují prvky složeného průřezu. Nejčastěji jde o I-profily, které mohou být lepené nebo sbíjené. Výhodou stropů z nosníků složeného průřezu je vysoká únosnost (je možné realizovat větší rozpony), která se v místech, kde působí malé posuvné síly, může oslabit otvory ve stěně nosníku pro instalační rozvody. Mezi nevýhody patří zejména malá stabilita proti klopení nosníků a menší požární odolnost. Tyto stropy umožňují dosáhnout velkých rozpětí při zachování malé hmotnosti.
Příhradové nosníky mohou být vyrobené různými technologiemi, např. jako sbíjené, šroubované, se svorníky a hmoždíky, lepené, se styčníkovými deskami, s ocelovými kolíky aj. V současné době jsou velmi rozšířené stropní příhradové nosní se styčníkovými deskami z pozinkovaného plechu s trny.
Nosnou konstrukci těchto stropů tvoří duté velkoplošné panely s žebrovou konstrukcí. Tyto stropy se vyznačují velmi nízkou hmotností a velmi vysokou statickou únosností. Konstrukci stavby vytváří velice tuhou a stabilní v obou osách. Urychlují výstavbu a lze je použít na stropy i střechy hlavně u dřevostaveb.
Spřažené stropy
Jde o spojení trámového, fošnového stropu s vrstvou betonu. K pevnému propojení dřevěného stropu s betonem se používají hřebíky, vruty, které se nechají vyčnívat z dřevěného stropu před zalitím betonem. Pro betonáž se používá betonová směs suchá se součinitelem w < 0,5. Přednostmi této konstrukce jsou lepší mechanické vlastnosti a zvýšení požární bezpečnosti. Nevýhodou je, že jde o mokrý proces.
Trámové stropy - rozměry a materiály
Dřevěné trámové stropy se používají na rozpony kolem 5 až 6 m. Hlavními nosnými prvky těchto stropů jsou stropní trámy (stropnice) osově vzdálené obvykle v rozmezí 900 až 1 200 mm. U novějších typů těchto konstrukcí je používáno menších profilů, proto se vzdálenosti volí menší. Na stropní trámy se nejčastěji používalo smrkové, jedlové a modřínové dřevo.
Šířka trámů se obvykle volí v rozmezí 80 až 200 mm, výška 120 až 300 mm v závislosti na zatížení a rozpětí stropu. Výška profilu trámu se vypočítá přibližně podle empirického vztahu h = 0,02 x l + 160 (až 200 mm), šířka trámu b = 2/3 až 3/4 h, kde l je rozpětí.
Boční povrch stropních trámů musí být, z hlediska požární bezpečnosti, vzdálen od vnitřního líce komínového průduchu nejméně 30 cm a trámy nesmí zasahovat do zdiva komínů. Nelze-li tuto podmínku dodržet, je nutné nosník směřující do komínového zdiva osadit na výměnu, která přenáší zatížení trámů do sousedních nosníků nebo lze tyto trámy uložit na ocelovou konzolu.
Typy trámových stropů
Tento strop je tvořen nosnými trámy, záklopem z prken nebo fošen pokládaných na sraz nebo na polodrážku. Stropnice se ukládají ve vzdálenosti 0,9 m až 1,0 m do kapes ve zdivu. Tyto stropy jsou vhodné pro rozpony kolem 4 m.
Tento strop je podobný předcházejícímu typu stropu, má však na záklopu proveden násyp ve vrstvě min. 80 mm tlusté. Na násypu je umístěna prkenná podlaha, která je připevněná na polštářích. Na násyp se používala škvára popřípadě v současnosti pórobetonová drť nebo různé druhy lehkého kameniva. Tento strop má také lepší protipožární a akustické vlastnosti.
Jedná se o alternativu trámového stropu s viditelnými trámy, kde jsou kolmo k nosným trámům uloženy výměny (falešné trámy), které v podhledu vytvářejí čtvercové nebo obdélníkové kazety.
Jedná se o polospalný strop, který je pro zvýšení odolnosti vůči ohni opatřen při horním líci záklopem s násypem z nespalného materiálu ve vrstvě tlusté min. 80 mm. Dolní líc trámů chránilo podbití z prken tlustých 13 mm s rákosovými rohožemi nebo drátěným pletivem a omítkou. Nevýhodou těchto stropů byla velká konstrukční tloušťka. Tyto stropy se používaly při výstavbě bytových domů od 19. století.
Tyto stropy odstraňují částečně nedostatek předešlého typu stropů. Je snížená jeho celková tloušťka o výšku polštáře, tj, o 80 až 100 mm a tloušťku záklopu. Záklop je umístěn mezi stropní trámy na latě 30 x 50 mm a polštáře jsou kladeny rovnoběžně s trámy ve vzdálenosti od trámu 80 mm. Tyto stropy se používaly pro rozpony až 6m.
Jedná se o typ trámového stropu, ve kterém byla konstrukce podhledu oddělena od vlastní nosné konstrukce. Používaly se u stropu, kdy podhledy byly zdobeny štukovou výzdobou, která by mohla být průhybem stropní konstrukce poškozena. Nosná konstrukce podhledu byla provedena na samostatných trámech tzv. rákosnících, které byly umístěny ve vzdálenosti 50 mm od vlastních nosných trámů, aby se průhyb od stropnic nepřenášel do podhledu.
Moderní design a rekonstrukce
V současné době se můžeme setkat s novodobými stropy s viditelnými dřevěnými trámy, které splňují estetické požadavky architektů. Konstrukčně mohou být řešeny buď nepravými trámy v pohledu stropní konstrukce jiného typu, nebo jsou to trámové konstrukce zohledňující novodobé technologie a požadavky např. lepené trámové nosníky. Novodobé konstrukce stropu mohou být také provedeny s rovným protipožárním podhledem ze sádrokartonu. Při rekonstrukcích lze u trámových stropů nahradit násyp keramickými tvarovkami a podhled provést ze sádrokartonových desek.
Ocelové nosníky a dřevěné trámy
Nosným prvkem tohoto stropu jsou ocelové válcované nosníky ve tvaru I a U, do kterých jsou uloženy dřevěné trámy. Ocelové profily mají osovou vzdálenost 3 až 4 metry. Délka uložení ocelových nosníků na nosných podporách je 250 mm, jejich záhlaví se (na rozdíl od dřevěných stropnic) mohou zazdít. Čela stropnic se zaklínkují do I profilu.
Rekonstrukce historických dřevěných stropů
Historické dřevěné trámové stropy jsou nedílnou součástí starších obytných staveb. Dřevěné stropní konstrukce mohou mít hodnotu historickou, estetickou a majitelé k nim mohou mít i citový vztah. Je proto obvyklé, že i když vykazují jistý diskomfort (někdy i určité poruchy), je požadavkem investora zachovat je v původním stavu nebo pokud možno citlivě rekonstruovat.
V případě, že se jedná o závažné poruchy nebo o změnu majitele spojenou se změnou užívání s obvykle vyššími nároky na zvýšené účinky zatížení a kvalitu podlah a konstrukce stropu (rovinnost podlahové plochy, vibrace, akustické požadavky), bývá kompletní rekonstrukce stropu po všech stránkách výhodné řešení.
Zvyšování únosnosti a tuhosti
Kompletní náhradou degradovaných nebo neúnosných trámů lze docílit investorem požadované únosnosti a tuhosti výsledného stropu. U stropů s historickou hodnotou toto řešení však nepřipadá v úvahu. Dalším problémem je obtížná manipulace s dlouhými a těžkými prvky v centrech měst.
Za takové situace lze použít metodu spřažení stávajících nedostatečně únosných trámů s novou konstrukcí. Pokud vyloučíme dlouhé tyčové prvky z důvodu obtížné manipulace a také vyloučíme vlepování moderních materiálů jako pro rekonstrukce historických konstrukcí nevhodné, zůstává možnost spřáhnout stávající průřez s nově zbudovanou horní deskou.
Vzhledem však ke zkušenostem s dřevěnými prvky umístěnými různě v celé stavbě a nezřídka napadenými biologickými škůdci dřeva je vhodné eliminovat nebezpečné zvyšování vlhkosti ve stavbě, což umožňují metody suché výstavby.
Z výše zmíněného se pro velmi specifickou oblast rekonstrukcí historických dřevěných stropů jeví jako nejméně konfliktní provést spřažení s deskami na bázi dřeva (obvykle se jedná o desky OSB3, OSB4, překližku, LVL, X-lam, CLT). Je to z toho důvodu, že se jedná o suchou výstavbu s relativně snadnou dopravou materiálu až na místo určení při dostatečné únosnosti finálního průřezu. Spřažení je obvykle prováděno mechanickými spojovacími prostředky kolíkového typu (zpravidla vruty, hřebíky, případně i jinými spojovacími prostředky).
Průzkum
Pravidlem je, aby se sondy prováděly v místech s nejpravděpodobnějším výskytem degradace dřeva (rohy obvodových zdí, výstupy na balkóny, vedení vody a kanalizace u WC, vany a sprchového koutu apod.). Rozmístění stropních trámů bývá obvykle pravidelné, ale rozptyl roztečí i rozptyl velikosti profilů může být významný. Z těchto důvodů je vždy nutno závěry z průzkumu ověřit po odkrytí celé konstrukce stropu.
Průzkumem je možné lépe odhadnout čas, technologii, rozsah vad a poruch, a tedy i finanční náročnost a předběžný časový harmonogram postupu prací.
Návrh zvýšení únosnosti a tuhosti
Návrh vychází ze zjištěného stavu z průzkumu. Dle tloušťky vrstev a požadavků na nové nášlapné vrstvy je obvykle možné modifikovat stávající skladbu podlahy a tím snížit zatížení stropu. Pokud strop vyhovuje na únosnost (I. MS) a nevyhovuje na průhyb nebo kmitání (II. MS), lze navrhnout úspornější variantu spřažení nebo v rámci kmitání i pouze roznášející konstrukci ve skladbě podlahy.
Nejdříve je nutno sanovat degradované části trámů. Pokud se jedná o památkově chráněné stropní konstrukce, je výhodné využít již zpracovanou metodiku pro návrh a výrobu celodřevěných tesařských spojů. Stropní trámy, které nejsou památkově chráněné, lze buď vyměnit (pokud je možno se s novým trámem na místo určení dostat), anebo protézovat.
Po zajištění degradovaných částí stropních trámů je možno přistoupit ke zvyšování tuhosti stropní konstrukce. Návrh spřažení s deskami na bázi dřeva souvisí s požadovanou únosností hotového stropu. Pro malé zvýšení tuhosti jsou vhodné desky OSB3 a OSB4, které jsou lehké a relativně levné. Z tohoto důvodu pro konstrukce, kde by v případě snížení únosnosti spřažení hrozilo výrazné snížení únosnosti konstrukce, doporučujeme použít desky, které tyto nepříznivé vlastnosti nemají nebo je mají ve sníženém množství - překližka, desky LVL, X-lam, CLT.
Odkrytí konstrukce
Při provádění rekonstrukce nejdříve dojde k odebrání stávajících vrstev podlahy a následně ke kompletnímu obnažení nosných dřevěných trámů. Po odkrytí musí být provedena kompletní kontrola všech dřevěných prvků s ohledem na biologickou degradaci dřeva, ale i na možné mechanické poškození, kvalitu dřeva, geometrii a stálost průřezu.
Ověření spočívá v posouzení kondenzace vodní páry jak uvnitř nové konstrukce stropu, tak také na jeho povrchu v rizikových místech v souladu s ČSN 73 0540-2 (2011).
V odkrytém stavu je obvykle možné také přiměřeně upravit pozici trámů a tak snížit zatížení jinak přetížených prvků. Tyto úpravy zvažuje statik ve výpočtu, bez přesných informací o pozici a rozměrech prvků však tuto možnost nemá.
Vlastní provádění rekonstrukce a úloha autorského dozoru
Při provádění sanace degradovaných zhlaví dřevěných prvků je nutná kooperace mezi stavbou a projekcí. Během provádění spřažení je nutné sledovat provedení jednotlivých vrstev. Pro zajištění tohoto může být nutné vypodložit nebo zbrousit některé části trámů - toto řešení musí vždy ověřit statik. Pro obě vrstvy platí, že prvky spřažení musí dodržovat minimální vzdálenosti od okrajů a konců dřevěných prvků podle ustanovení norem.
Osvědčila se prvotní kontrola zakoupeného materiálu a hlavně spojovacích prostředků. Vzhledem k často nepřehlednému systému subdodávek se nezřídka stává, že na stavbě v kritické chvíli chybí odpovědná osoba a mnohdy i projektová dokumentace.
Konstrukce podlahy
Na provedenou posílenou konstrukci stropu navazuje skladba podlahy. Tato skladba má stěžejní vliv na užitné vlastnosti stropu jako celku. Pro konstrukci podlahy kromě jiného jsou dominující dva rozdílné požadavky - požadavek na vysokou únosnost při minimálním dotvarování a zároveň požadavek na co nejvyšší kročejový útlum a vzduchovou neprůzvučnost.
Pro kročejový útlum je zásadní tlumicí vrstva pod vrstvou nášlapnou. Tato vrstva musí absorbovat zvuk a zároveň mít dostatečnou únosnost, aby nedošlo v průběhu životnosti k jejímu dotvarování.
Výpočet průřezu stropního nosníku
U patrové dřevostavby se nevyhneme dřevěnému stropu, který tvoří vodorovnou nosnou konstrukci, na kterou osazujeme stěny dalšího patra. Pokud máme v projektu navrhnutý trámový strop, je vždy dobré vědět, s jakým rozměrem můžeme počítat následně při vlastní realizaci. V rámci tohoto článku si projdeme jednotlivé parametry, které ovlivňují samotný návrh průřezu (rozměrů) stropního nosníku. Mezi ty základní patří zatížení. V naší online kalkulačce Stropní trámy - výpočet průřezu se můžete setkat s názvy stálé a užitné zatížení.
Stálé zatížení vyjadřuje vlastní váhu zvolených stropních nosníků. Naopak při užitném zatížení se počítá s váhou, která může být proměnlivá a na stropní konstrukci je rozmístěna nepravidelně. Jedná se například o váhu nábytku, různých předmětů, ale také osob, které se po stropu pohybují.
tags: #skladba #dřevěné #trámové #střechy
