Konstrukční systémy dřevodomů

Dřevo je jediná obnovitelná surovina, kterou lze využít ve stavebnictví k realizaci nosných konstrukcí víceposchoďových domů. Masivní dřevo se v moderních stavbách používá k realizaci prakticky všech nosných konstrukcí. U dřevodomů lze využít různé stavební systémy.

Konstrukční systémy dřevostaveb
V dřevěných stavbách se na základě konstrukce stěny rozlišují tyto konstrukční systémy:

• srubová stěnová konstrukce,
• panelová konstrukce,
• sloupková konstrukce,
• skeletová soustava,
• hrázděná konstrukce,
• stěnová soustava z prefabrikovaných tvarovek,
• buňkový systém.

Srubová stěnová konstrukce
Tento konstrukční systém byl v minulosti nejrozšířenější. K výstavbě srubových staveb se používala jehličnatá kulatina, ale i trámy hraněné ze dvou, tří nebo čtyř stran.

V současnosti můžeme srubovou stěnovou konstrukci z hlediska technologie výroby klasifikovat jako:

• pravou srubovou konstrukci,

• tradiční sruby z masivního dřeva,
• novodobé sruby,

–    z masivního dřeva,
–    z lepeného dřeva.

• falešnou srubovou konstrukci.

Pravé srubové konstrukce
Tradiční srubové konstrukce z masivu jsou zhotoveny ze srubových obvodových a příčkových stěn. Konstrukční prvky jsou řemeslným způsobem opracovány z kmenů stromů. Nejpoužívanějším způsobem spojování srubových trámů bylo spojování pomocí prostorového rybinového spoje, případně pomocí zámkového spoje, který se používal zejména při spojování spodních trámů.

Tloušťka srubu (obvodových a příčkových stěn) se pohybuje v rozpětí 15 až 30 cm. Tím byla dříve zajištěna tepelněizolační funkce objektu. Vodorovné spáry mezi srubovými prvky se utěsňovaly různými těsnicími materiály a různými konstrukčními způsoby, například mechem, dřevní vlnou, dřevěným krytím atd.

Novodobé srubové konstrukce
Konstrukce novodobých srubů se skládá ze stavebních prvků z masivního dřeva (tzv. kanadské sruby) nebo dřeva lepeného – z lepených bloků. Masivní konstrukční prvky mohou být ručně opracovány nahrubo jako u tradičních srubů nebo vyprofilovány za pomoci strojů. Jednotlivé délkové prvky mohou být z jednoho kusu nebo mohou být délkově napojeny různými typy spojů.

Prvky nehraněných srubů se nejčastěji zhotovují z kulatiny z čerstvě pokácených stromů s vysokou vlhkostí, ale mohou být částečně nebo zcela vysušeny ještě před vyhotovením jednotlivých prvků stěn. U srubů z mokrého dřeva se musí počítat s vysycháním dřeva a ubýváním hmoty stěn na výšku i sedáním stavby. Míra vysychání závisí na počáteční vlhkosti dřeva a klimatických podmínkách v místě stavby, tj. běžně kolem 150 mm na výšku jednoho podlaží po první sezoně. Velmi důležité je přizpůsobit detaily otvorů osazení oken a dveří, nadpraží a styku s komínem.

Těsnění vodorovných spár srubových konstrukcí z masivu se řeší pomocí různých typů profilů masivního prvku, například výřezem ve tvaru V nebo U v místě úložné spáry vyplněným tepelnou izolací. Rovněž se může doplnit vnějším těsněním. Těsnost stěny závisí na přesnosti opracování v místě styků a spojů. Z tepelnětechnického hlediska se sruby konstruují jako jednoplášťové (o tloušťce 15 až 40 cm) či se zateplením jako sendvičové nebo dvojité konstrukce.

Novodobé srubové konstrukce z lepeného dřeva (tzv. prefabrikované sruby) jsou technicky nejmodernější. Jednotlivé prvky se slepují z několika částí, a to na tloušťku, výšku i délku prvku. Tyto prvky mají různé dimenze a tvar příčného profilu. Příčný profil může být čtvercového, obdélníkového nebo okrouhlého tvaru (lepené kulatiny, které se z vnějších stran tvarově shodují s přirozenou kulatostí kmenů).

Výroba lepených srubových prvků je náročnější a ekonomicky dražší než srubové prvky z masivu. Mají však své přednosti; pro určité lepené prvky je například dostupnější kvalitní dřevo, dále je to výhodnější rozměrová stabilita prvku, srub je na exteriérové i interiérové straně bez trhlin, samotná srubová stěna má lepší tepelnětechnické vlastnosti a podobně. Těsnění vodorovných spár je podobně jako u srubových konstrukcí z masivu. Novodobé sruby z masivu se konstruují jako jednoplášťové (o tloušťce do 21 cm) nebo se zateplením jako sendvičové.

Při výstavbě srubu je důležité správné osazení základových trámů, aby vlivem zemní nebo atmosférické vlhkosti nenavlhaly.

Falešné srubové konstrukce
Falešné srubové konstrukce různým způsobem a v různé míře imitují pravé sruby. Důvody, proč a jakým způsobem se realizují a do jaké míry imitují pravé sruby, jsou rozmanité. Hlavním důvodem je většinou estetické hledisko – pozitivní působení dřeva a srubové konstrukce na člověka.

Falešná srubová konstrukce se skládá ze dvou základních částí:

• exteriérové falešné srubové konstrukce imitující pravý srub,
• staticky nosné konstrukce – sloupkové, panelové, betonové, respektive zděné.

Panelová konstrukce
V současnosti je panelový stavební systém u budov na bázi dřeva nejrozšířenější. Základem konstrukce panelů je dřevěný rám nahrubo opláštěný z vhodných velkoplošných materiálů. Dřevěný rám panelu je konstrukčně přizpůsoben funkci, kterou plní – je buď obvodový, příčkový, stropní, střešní nebo podlahový. Rozdílným funkcím je přizpůsobena konstrukce a dimenze rámu. Prostor mezi žebry je vyplněn tepelně-zvukovou izolací. K opláštění se používá dřevotřísková deska, OSB deska, sádrovláknitá deska, cementotřísková deska a podobně.

Panely lze vyrábět s různým stupněm finální úpravy od silných rámů opláštěných z jedné strany velkoplošným materiálem až po panely se zabudovanými okny a dveřmi a panely s finální úpravou interiérové i exteriérové strany a se zabudovanými rozvody.

Hlavní předností konstrukce panelového systému je možnost maximální přípravy stavby ve výrobě a rychlá montáž a dokončení stavby na staveništi.

Panely mohou být též různé velikosti – od panelů o rozměrech 1 200 × 2 600 mm s hmotností do 80 kg, k jejichž montáži není třeba těžké mechanizace, až po celostěnové panely dlouhé až 12 m, které vyžadují těžkou mechanizaci pro přepravu i montáž. Při montáži je důležité správné vzájemné spojování panelů, ale i kotvení panelů k základové konstrukci.

Novodobý srub z lepeného dřeva	Tradiční srub

Sloupková konstrukce
Sloupkové stavby byly vyvinuty v USA a v Kanadě. Jejich vznik podnítila průmyslová revoluce, která umožnila výrobu velkého množství řeziva o stejných rozměrech a levných hřebíků standardních rozměrů a vlastností. V původním americkém systému „two by four“ se používají víceméně jen dva rozměry řeziva: 2 × 4“ (asi 50 × 100 mm) na sloupky a 2 × 8“ (asi 50 × 200 mm) na vodorovné překlady, stropnice a krokve při osové vzdálenosti nosných prvků 400 až 600 mm.

U nás se v současnosti (zejména pod vlivem potřeby větší tloušťky tepelné izolace) používají sloupky o průřezu 50 až 60 mm × 120 až 160 mm. Mají-li dřevodomy splňovat požadavky na tepelněizolační vlastnosti i při náročnější výstavbě pasivních domů, musejí se sloupky z přírodního dřeva nahradit tenkostěnnými nosníky. Prostorovou stabilitu sloupkových staveb většinou zabezpečuje oplášťování z aglomerovaných velkoplošných materiálů. Jestliže sloupek ze statického hlediska nevyhovuje, vytvářejí se potřebné profily sdružováním nebo vytvořením členěného či složeného průřezu.

Ke zvýšení požární bezpečnosti sloupkových staveb se většinou používají vnitřní sádrokartonové obklady.
Z hlediska stavebního systému lze sloupkové stavby rozdělit do dvou podskupin:

• systém Balloon frame – sloupky probíhají od základového prahu k okapu a stropní nosníky jsou přiloženy ke sloupkům,
• systém Platform frame – sloupky jsou přerušeny stropem a stropní nosníky jsou položeny na vrchní hranol rámu.

Sloupkové stavby nevyžadují při montáži žádnou těžkou mechanizaci. Jejich nevýhodou je to, že celá výroba probíhá přímo na staveništi. To může být u složitějších staveb zdlouhavé a navíc je konstrukce během montáže vystavena nepříznivému počasí, což může negativně ovlivnit její vlastnosti. Kvůli zrychlení montáže na staveništi je možné některé pracovní činnosti přenést do dílny (například nařezání dřevěných prvků do konečného rozměru a jiné). Stejně jako u srubových staveb se musí dohlížet na správné řešení styku konstrukce se základovou konstrukcí. Mnoho škody může způsobit též nedůkladná montáž parozábrany, vnějšího obkladu nebo krytiny.

Skeletová soustava
Základem skeletové stavby je prostorová konstrukce tvořená svislými sloupy a vodorovnými průvlaky. Výplně obvodové stěny a vnitřní příčky jsou nenosné, ale mohou zajišťovat prostorovou pevnost konstrukce. Jako nosné prvky se používají plnostěnné průřezy z lepeného lamelového dřeva různých tvarů (čtvercový, obdélníkový, ve tvaru H), složené průřezy ve tvaru I. Podle zhotovení styků sloupů s průvlaky mohou být skelety:

• s jednodílnými průvlaky a sloupy,
• s jednodílnými průvlaky a dvoudílnými sloupy,
• s dvoudílnými průvlaky a jednodílnými sloupy.

Výhodou tohoto systému je možnost použití i u větších rozpětí a variabilita umístění příček i během životnosti stavby. Příčky se zhotovují lehké, například různé systémy sádrokartonových nebo sádrovláknitých příček. Pro životnost stavby je významné zakotvení sloupků tak, aby byly chráněny před vlhkostí.

Skeletové stavby lze použít i k výstavbě nízkoenergetických budov, protože z konstrukčních systémů dřevostaveb umožňují nejsnáze vytvářet velké zasklené plochy.

Hrázděná konstrukce
Hrázděné konstrukce byly kdysi oblíbené v městech západní Evropy. U nás jsou však hrázděné stavby spíše ojedinělé. Hrázděnou konstrukci tvoří dřevěná kostra, jejíž jednotlivá pole jsou vyplněna nejčastěji cihlovým zdivem. Svislé zatížení se přenáší přes sloupky. Smykovou pevnost zajišťuje spolupůsobení kostry a zdiva. Kostra se skládá z prahu, sloupů, vzpěr a překladů. Prahový věnec bývá vyroben z odolnějšího dřeva, například z dubu nebo modřínu. Kostra je přiznaná a je architektonickým prvkem dané konstrukce, což klade zvýšené nároky na její opracování a povrchovou úpravu.

V současnosti se o hrázděných konstrukcích (kombinace dřevo a nepálená hlína) hovoří převážně v souvislosti s ekologickou výstavbou.

Stěnová soustava z prefabrikovaných tvarovek
Tyto systémy na první pohled kopírují způsob zdění z cihlářských tvarovek. Jde však o suchý způsob montáže založený na jednoduché modulové výstavbě ze standardizovaných, průmyslově vyráběných tvarovek. Základní kus tvoří lehký, dutý modul o délce 600 mm a výšce 300 mm. Kromě toho se vyrábějí i doplňkové poloviční a čtvrtinové moduly. Tvarovky se spojují mezi sebou buď perem a drážkou, nebo kolíkovým spojem a stěna se dodatečně vyztužuje na výšku vloženými hranoly. Montáž nevyžaduje složité mechanické a dopravní prostředky, je efektivní a rychlá.

Buňkový systém
Buňkové konstrukce charakterizuje vysoký stupeň prefabrikace. Celý objekt ve formě buněk se zhotoví ve výrobním závodě a přepraví na staveniště. Stavba se sestavuje z buněk vertikálním a horizontálním nastavením. Buňky nebo kontejnery se používají především k vytvoření dočasných staveb.

Dřevěné stavební systémy nabízejí různé základní architektonické a technologické možnosti realizace atraktivních dřevěných staveb pro účely bydlení, rekreace či podnikání za příznivou ekonomickou a ekologickou cenu. Při zvažování výstavby či výroby nemusíme váhat, protože u nás je v této oblasti mnoho zkušených odborníků.

Ing. Katerina Novoseletz
Foto: E. Bobeková, Candom a archiv autorky