PergolyTěžký dřevěný skelet konstrukce
Stavba ze dřeva par excellence, to je dům, jehož nosnou konstrukci tvoří těžký dřevěný skelet. Poznáte jej na první pohled, protože když už se pro něj stavebník rozhodne, dřevo rozhodně stydlivě neukrývá za deskovými materiály.
Těžký d řevěný skelet (TDS) se vyznačuje svojí velkou dispoziční variabilitou a bezesporu se jedná o systém pro opravdové milovníky dřevěného stavění. Těžké masivní trámoví dává možnost vyniknout architektuře konstrukce, kterou LDS nenabídne, a díky jistým statickým výhodám má velký potenciál využití ve vícepodlažní a občanské výstavbě - tímto směrem se také orientuje výzkum v oblasti dřevostaveb na českých vysokých školách.
TDS má také velkou tradici v USA a je spojován s postupně vymírajícím tesařským uměním používaným pro stavbu typických domů nazývaných Timber Frame Houses. Opírá se o perfektně manuálně zpracované tesařské styčníky. Z tohoto pohledu lze historickou inspiraci hledat i v jiných kontinentech. Např. klasické japonské či čínské umění dřevěných staveb bylo do dokonalosti zvládnuto již před několika stoletími a předává se z generace na generaci. Ohlédnutí za tímto uměním vyvolává hluboký pocit pokory i v současnosti.
Těžký jej nazýváme právě pro jeho mohutnost v kontextu systému lehkého dřevěného skeletu a jeho subtilních nosných prvků. Konstrukci těžkého dřevěného skeletu (TDS) tvoří trámoví a sloupy z lepeného dřeva spojené ocelovými svorníky a styčníky. Sloupy TDS jsou v pravidelném rastru s vodorovnými průvlaky v obou směrech.
Těžký dřevěný skelet umožňuje větší rozpětí s malým počtem vnitřních sloupů, čímž poskytuje značnou volnost pro řešení půdorysu. Moderní podoba těžkého dřevěného skeletu, pracuje výhradně s certifikovanými tyčovými prvky z lepeného dřeva, které jsou spojovány ocelovými svorníky a styčníky. Nosnou konstrukci tvoří sloupy v pravidelném rastru spojené vodorovnými průvlaky v obou směrech. Vodorovné ztužení je zajištěno zejména stropy, svislé pak obvodovým pláštěm a tuhými jádry.
Čtěte také: Útulné Vánoce s vlastnoručně vyrobeným dřevěným svícnem
Masivní dřevěné profily přinášejí stavbám tohoto konstrukčního systému jedinečné vlastnosti. Skelet umí přenést vysoké zatížení i při velkých rozponech, takže nám znatelně uvolňuje ruce při řešení dispozice. Samotný interiér již mnoho zařizování nepotřebuje.
Těžké dřevěné skelety s nosnou konstrukcí umístěnou do interiéru představují z pohledu tepelně technického, životnosti a údržby vhodnější variantu, než ty s nosnou konstrukcí umístěnou do exteriéru. Obvodová stěna s tepelnou izolací je v této podobě vedena kolem skeletu z vnější strany a nevznikají citlivá místa pro únik tepla. Skelet uvnitř vytváří v interiéru nenahraditelnou atmosféru.
Těžké dřevěné skelety s nosnou konstrukcí umístěnou do interiéru představují z pohledu tepelně-technického, životnosti a údržby vhodnější variantu než TDS s nosnou konstrukcí umístěnou do exteriéru. Skelet umístěný uvnitř budovy naproti tomu dává interiéru nenahraditelnou atmosféru. Zásadně bych se však vyhnul slovu lepší, jelikož se nabízejí velké architektonické možnosti pro řešení fasády těchto staveb.
Díky větším vzdálenostem nosných sloupů se otevírá volnější ruka architektům pro návrh prosklených ploch staveb. Prosklená dřevostavba? TDS současně umožňuje i větší míru prosklení, jelikož nepotřebujeme nosné obvodové stěny. Typicky tedy můžeme vidět domy této technologie se štědrými prosklenými plochami, kde propojení interiéru a exteriéru dosahuje svého maxima. Obvodové stěny neplní funkci nosnou, ale zejména tepelně izolační. Jsou tvořeny standardní sendvičovou konstrukcí ze svislých dřevěných prvků, izolace a deskových materiálů.
Těžký dřevěný skelet lze použít stejně jako nosný systém lehkého skeletu uvnitř konstrukce např. obvodové stěny. Větší uplatnění, hlavně z pohledu architektonického, nastává při použití tohoto skeletu jako viditelné konstrukce v interiéru či exteriéru. Tento skelet je charakteristický průběžnými nosnými sloupy skrze více podlaží, na které jsou zavěšeny stropní nosníky. Vznikl v první polovině 19. století v USA.
Čtěte také: Výhody a nevýhody OSB roštu
Zatímco lehký dřevěný skelet dominuje ve sféře výstavby rodinných domů, těžký dřevěný skelet je vhodný zejména pro větší stavby bytového charakteru, občanské vybavenosti, administrativy i průmyslového využití. Pro výstavbu menších staveb se těžký dřevěný skelet používá většinou z důvodu variabilnosti vnějšího pláště, který může být tvořen, vzhledem ke své nenosné funkci, velkými plochami zasklení. Lákavá je i architektonická čistota konstrukce a možnost přiznání masivních dřevěných prvků v interiéru nebo v exteriéru stavby.
Těžký dřevěný skelet rozhodně nenachází uplatnění pouze na poli rodinných domů. Je skvělým řešením pro stavby větších rozměrů i výšek, v občanské více podlažní výstavbě. Dům s konstrukcí TDS si poradí i s požadavky na energetické úspory.
Výhody a specifika
- Variabilita: Umožňují vytvářet v obvodovém plášti velké otevřené části, které bývají často prosklené.
- Kompoziční volnost: Stěny jsou nenosné a nezávislé na skeletu, vznikají tedy flexibilní a variabilní dispozice.
Dřevěné skeletové stavby nabízejí několik možných modifikací. Lehký dřevěný skelet se v tuzemsku vyskytuje převážně ve dvou variantách, a to Platform Frame System a Balloon Frame System, přičemž nejvíce uplatňovaný je Platform Frame System. Vždy se však jedná o konstrukci, která je opláštěná a chráněná jiným materiálem.
Skeletové konstrukce je možné rozdělit na dvě kategorie. Tou první je lehký dřevěný skelet, který známe pod označením two-by-four. Lehkým skeletem se realizuje většina dřevostaveb na našem území. Do druhé kategorie zařazujeme těžký skelet. Stavby z těžkého skeletu nedosahují takového zastoupení jako prvně jmenovaný.
U těchto rámů je nutné dbát na dodržení tuhosti konstrukce, čehož se dosáhne šikmým zavětrováním, tuhou podlahovou či střešní deskou a stěnovými ztužidly zpravidla OSB deskami. Svislá nosná konstrukce domu je tvořena subtilními tyčovými prvky obdélníkového průřezu. Předem vyrobené prvky se sestavují na stavbě do rastru, který tvoří základní dispozici domu. Svislé zatížení přenášejí svislé sloupky, ukončené vodorovnými prvky. Konečná tuhost stěn je dosažena až po doplnění rastru deskovými materiály, většinou cementovláknitými nebo dřevoštěpkovými. Prostor mezi jednotlivými sloupky rastru se vyplňuje tepelnou izolací. Z tyčových a deskových materiálů se vytváří i strop. Dřevěná nosná konstrukce není po dokončení stavby viditelná.
Čtěte také: Patky pro dřevěné sloupy
LDS typu Platform Frame patří k nejrozšířenějším systémům mimo jiné i z důvodu nejjednodušší prefabrikace. Styky stěn, napojení stropů, řešení vzduchotěsnosti a ostatní problémy jsou již jednotlivými výrobci vyřešeny a lze konstatovat, že ve výsledku jsou v současnosti již u většiny kvalitních výrobců v dobré kvalitě řešeny a realizovány.
Na skelet se z vnější strany montuje obvodový plášť zajišťující veškeré izolační funkce. Výhodou staveb s těžkým skeletem je možnost poměrně snadno upravovat dispozici i po dokončení stavby, např. posunutím příčky nebo vnitřního otvoru, podle celkového zvoleného rastru nosných prvků skeletu.
Výroba a montáž
Mezistupněm těchto dvou variant je příprava jednotlivých prvků konstrukce „ručně“ či na CNC obráběcím centru ve výrobně a jejich „sesazení“ ve výslednou konstrukci na stavbě. Rozhodnutí a důvody, zda volit tu či onu výrobní variantu, ovlivňuje řada faktorů. Pokud se v oboru dřevostaveb jedná o velkou společnost, v ČR a obecně i v Evropě převažuje varianta prefabrikace ve výrobní hale. V USA i velké firmy realizují stavby většinou oběma způsoby.
Samotná montáž LDS bude vždy o něco méně náročná než montáž TDS, ať již se jedná o staveništní nebo prefabrikovanou variantu. To se však projeví v řádech dnů, což na samotnou dobu výstavby a cenu stavby jako celku nemá výraznější vliv.
Po zhotovení základových konstrukcí (nejčastěji základové patky či betonové pasy) se na staveniště přivezou rámové konstrukce stěn z těžkého skeletu. Součástí dodávky materiálu mohou také být podlahové a stropní panely. Stěnové konstrukce jsou stabilizovány stropními profily. Navazující sloupy v patře současně tvoří podpěrnou konstrukci pro střešní trámy. Ty měly již z výroby zaříznutá sedla pro bezproblémové osazení trámů na pozednice a vaznice. Jednotlivé střešní trámy (krokve) se montují také za pomoci autojeřábu. Jako doplňkové konstrukce, které byly stejně tak předpřipraveny ve výrobním závodě, byly štítové panely.
Materiály a náklady
Materiálově se dřevostavba z těžkého skeletu v současné době vyrábí z lepeného dřeva. Je možné použít hranoly pod obchodním označením DUO či TRIO. Jedná se o lepené KVH profily k sobě. Jednotlivé dřevěné prvky je pak možné dopředu sestavit ve výrobním závodě, třeba jako otevřené stěny, které se na stavbě pak jeřábem osazují do sebe.
Náročnost jednotlivých variant na dřevní hmotu se liší v jednotkách procent. TDS potřebuje větší a masivnější hranoly pro samotnou nosnou konstrukci, tuto spotřebu ale vyrovnává subtilnější materiál použitý pro konstrukci výplňovou. Vzhledem k tomu, že na ni již nejsou kladeny statické požadavky, mohou být na výplňové konstrukce používány menší průřezy (zpravidla prvky KVH tloušťky 40 mm i méně) než u konstrukce LDS (zpravidla prvky KVH tloušťky 60 mm).
U TDS je cena ovlivněna nutností používání DUO, TRIO a nejvíce BSH hranolů, které jsou oproti KVH hranolům používaných pro LDS nákladnější. Cenu TDS v případě přiznané konstrukce ovlivňuje i nutnost použití konstrukčních prvků v pohledové kvalitě.
Srovnání materiálové náročnosti jednotlivých variant na konkrétní budově ukazuje tabulka 1. V celkových nákladech na nosnou konstrukci (nosné svislé konstrukce, krov, strop, OSB desky) včetně CNC opracování a montáže je TDS o 54 % nákladnější než LDS.
U TDS cenu mimo jiné výrazně ovlivňuje volba styčníků. Z pohledu ceny je vždy výhodnější řešení pomocí tesařských styčníků se zajištěním vruty či kolíky. Opracování na CNC se pohybuje v řádu 70-90 Kč za minutu a výroba obou částí např. rybinového spoje trvá cca 3,5-5 min. Montáž formou sesazení stavebnice je časově minimálně náročná. Cenová náročnost na takovýto spoj je tedy řádově 300-500 Kč bez montáže.
V případě použití např. skryté trámové AL botky se již s pořizovací cenou dostáváme na cca 650-750 Kč a montážně se jedná o spoj s dvounásobnou až čtyřnásobnou časovou náročností než porovnávaný rybinový spoj. Cenová náročnost na spoj pomocí trámové botky se započtenou montáží hliníkového prvku (rozměření, zadlabání, připevnění - cca 0,5 h) a se stejnou přípravou jako pro sesazení rybinového spoje je tedy v řádu 800-1000 Kč.
tags: #tezky #dreveny #skelet #konstrukce
