Dřevostavba s využitím montovaného železobetonového skeletu

Termín kompozitní stavba, popřípadě kompozitní stavební konstrukce se používá tam, kde je pro jeden objekt využita kombinace dvou (nebo více) odlišných technologií či způsobů stavby. O jakou se může jednat kombinaci?

Nejčastěji jde o stavby, kde jeden typ konstrukce zajišťuje nosnou kostru stavby, zatímco zcela jiná technologie a jiný materiál jsou využity pro výplňové konstrukce. Typickým příkladem je dřevostavba, kde nosnou funkci zajišťuje montovaný železobetonový skelet.

Kompozitní stavba – výhody skeletové konstrukce a dřevostavby
Obliba dřevostaveb v posledních letech stále roste, zejména díky rychlosti jejich výstavby, vhodnosti využití pro energeticky úsporné objekty a u malých objektů i díky ceně. Dřevostavby se staly téměř synonymem pro montovaný dům. Dřevostavba v plném provedení, tedy od základů až po střechu, má však i své nevýhody. Mezi ně patří například omezené vlastnosti dřeva ve staticky náročné části stavební konstrukce a také často diskutovaná nižší životnost dřevostavby (30 let).

Kompozitní způsob stavby v podobě dřevostavby s využitím konstrukční soustavy montovaného železobetonového skeletu pro nosné části konstrukce zachovává pozitiva dřevostavby a eliminuje její doposud slabá místa. Montovaný železobetonový skelet vytvoří trvanlivou a pevnou kostru objektu, zajišťuje jeho statiku, stabilitu, tuhost a nosnost. Dřevo je pak, stejně jako u klasické dřevostavby, použito na výplňové konstrukce, zajišťuje izolační vlastnosti stavby, určuje její vzhled a plně uplatňuje svou lehkost a funkčnost.

Hlavní výhodou využití železobetonového skeletu pro nosné části dřevostavby je jeho požární odolnost. Kompozitní způsob stavění tak řeší jednu z největších slabin dřevostaveb.

Výhoda klasických dřevostaveb v rychlosti realizace zůstává zcela zachována, neboť montovaná technologie je aplikována i v podporové základové konstrukci skeletu. Montovaný železobetonový skelet je umístěn na bodově podepřené montované železobetonové desce, spočívající na monolitických betonových základových patkách.

Nevýhoda nižší životnosti dřevostavby je u kompozitní stavby odstraněna tím, že dřevěné konstrukční prvky nejsou použity pro statickou část stavby. To navíc umožňuje řešení i takových konstrukcí, které by u klasické dřevostavby byly vzhledem ke statické náročnosti technicky komplikované a neúměrně nákladné. Využitím montovaného železobetonového skeletu pro nosné části dřevostavby je tato nevýhoda eliminována a životnost takto kombinované stavební konstrukce odpovídá doposud převládajícím konstrukcím zděným. Zároveň si tento kompozitní způsob výstavby zachovává cenovou dostupnost.

Výhoda využití skeletu jako nosné konstrukce dřevostavby vynikne zejména u vícepodlažních staveb, kde jsou nároky na statiku nosné konstrukce výrazně vyšší. Využití celé konstrukční soustavy se železobetonovým skeletem včetně stropních panelů navíc pomáhá vyřešit i otázku kročejového hluku, problematickou v klasických dřevostavbách.

Nízkoenergetický a pasivní standard
V uvedeném konceptu kombinace montovaného železobetonového skeletu s lehkou výplňovou konstrukcí obvodových stěn, popřípadě konstrukcí podkroví a střechy již bylo v roce 2010 zrealizováno 10 novostaveb rodinných domů a v roce 2011 se předpokládá realizace až 100 dalších.

Odborníci se již od vzniku této konstrukční soustavy zabývají různými kombinacemi těžkého montovaného železobetonového skeletu s lehkými výplňovými materiály, aby si ověřili, zda je lze po­užít pro možné řešení v nízkoenergetickém a pasivním standardu, jak vyžadují a budou vyžadovat stále přísnější normy. Evropská energetická koncepce od roku 2020 dokonce určuje, že všechny novostavby v oblasti bytové a rodinné výstavby v EU budou muset být realizovány v pasivním standardu. Budoucnost technologie výstavby je proto v jasném odlišení nosné konstrukce a tepelněizolačního obvodového pláště. Klíčem je využití vhodných materiálů a technologií v jednotlivých konstrukčních částech stavby právě a pouze tam, kde vzhledem ke svým vlastnostem nejlépe plní svou funkci. Ideální je použití co možná nejtenčí, avšak maximálně trvanlivé a odolné nosné konstrukce, která se doplní tepelnou izolací navrženou podle energetické náročnosti konkrétní budovy.

Jedním z řešení, která vykazují velice dobré výsledky v oblasti tepelnětechnických parametrů, je kombinace montovaného železobetonového skeletu a předsazeného dřevěného pláště.
–>–>
a)

b)	c)

Detail u soklu objektu
a) řez, b) izotermy, c) pole teplot

a)

b)	c)

Detail napojení sloupu a patky objektu
a) řez, b) izotermy c) pole teplo

a)

b)	c)

Detail sloupu objektu
a) řez, b) izotermy c) pole teplot

Tepelnětechnické parametry
Skladba předsazeného dřevěného pláště je navržena tak, aby bylo možné realizovat stavbu i v nízkoenergetickém standardu. Při takto navržené skladbě pláště vykazuje součinitel prostupu tepla konstrukce U hodnotu 0,15 W/(m² . K), což s velkou rezervou splňuje současný požadavek podle ČSN 73 0540-2: 2007. V této normě je pro lehké konstrukce udávána maximální hodnota U < 0,3 W/(m² . K). Tento plášť však vyhovuje i parametrům připravované normy ČSN 73 0540-2: 2011 na cílovou hodnotu součinitele prostupu tepla, kde jsou pasivní stavby definovány rozmezím U = 0,18 až 0,12 W/(m² . K). Vypočtené hodnoty byly ověřeny i termovizním měřením na doposud realizovaných stavbách.

Nejkritičtějším místem z hlediska tepelné techniky je u kompozitní stavby s využitím montovaného železobetonového skeletu detail napojení sloupu a patky, kde je nutné sloup z venkovní strany zateplit XPS polystyrenem o tloušťce 120 mm, a to do výšky minimálně 0,3 m nad terén a 0,5 m pod terén. Optimálním návrhem opláštění (viz obrázky) je možné i tento detail vyřešit s minimalizací tepelného mostu.

TEXT: Ing. Pavel Trtík a Ing. Zdeněk Blažek
OBRÁZKY a VIZUALIZACE: GOLDBECK Prefabeton

Ing. Pavel Trtík je technik oddělení technického rozvoje a Ing. Zdeněk Blažek je obchodní ředitel společnosti GOLDBECK Prefabeton, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.