Obvodové pláště nízkoenergetických budov

Mezi důležité aspekty, které s environmentalistikou souvisejí, lze zahrnout postupně se vyvíjející ekologicko-energetickou krizi, jejímž řešením by mělo být šetření neobnovitelných zdrojů energie a zpomalení nárůstu cen za energie.

Dále je nutné zohledňovat vliv spotřeby energií na životní prostředí, a to jak v podobě primární energie (výroba stavebních materiálů), tak i energie provozní (provozní náklady staveb). Je nezbytné posuzovat stavby s výhledem do budoucna v jejich celoživotním cyklu, včetně konečného odstranění (30, 50, 100 i více let), a zohledňovat zvyšující se požadavky tepelně-technického řešení staveb vyplývající z ČSN. Nelze opomenout ani pojem tzv. ekologické stopy. Jednoduše ji lze definovat tak, že pokud se z přírody odebírá více, než se stačí obnovovat, může to mít nepříznivé důsledky až do daleké budoucnosti.

Při zohlednění těchto „vyšších“ aspektů trvale udržitelného rozvoje se zároveň předpokládá dodržení standardních technických požadavků kladených na konstrukci obvodových plášťů budov.

Pozitiva nízkoenergetických staveb

Výhodou nízkoenergetických staveb jsou kromě ekologického řešení další pozitiva, která řadíme mezi základní vstupní kritéria při navrhování konstrukčních systémů obvodových plášťů. Z těchto faktorů lze vyjmenovat rychlost výstavby, příznivé tepelněizolační vlastnosti, nízkou váhu konstrukcí, vyšší míru využitelnosti zastavěné plochy s ohledem na dosahované tloušťky obvodových plášťů, pozitivní vliv mikroklimatu v interiéru (transport vlhkosti), minimum mokrých procesů a snížení těžké mechanizace při výstavbě.

Rychlá a jednoduchá montáž nezávislá na ročním období, efektivnost použitých materiálů, ekonomické aspekty, snadná proveditelnost a flexibilita konstrukcí, rentabilita použitých technologií nebo jednoduchá recyklace použitých materiálů jsou dalšími nespornými výhodami tohoto řešení.

Rozhodujícím aspektem spolehlivosti a trvanlivosti nízkoenergetických staveb je správné technické řešení stavebních konstrukcí a všech detailů. Jejich nevýhodou jsou větší nároky na projekt a provedení a na kontrolu realizace v průběhu stavby. Je třeba klást větší důraz na řešení statiky, akustiky a protipožárního řešení konstrukcí. Je nutné zohledňovat vyšší míru citlivosti konstrukcí na vlhkost.

Konstrukční systémy

Konstrukční systémy nízkoenergetických staveb lze jednoduše uspořádat podle jednotlivých složek plnících konkrétní funkci – např. statickou, tepelnou nebo těsnící (parotěsnou, hydroizolační atd.). Podle statické složky můžeme konstrukční systémy rozdělit na: v největší míře dřevěné (např. „Two by Four“, panelové, srubové, roubené, hrázděné a kombinované), ocelové (např. KDN systém, Ekosteel apod.), betonové (např. MED systém), slaměné a hliněné konstrukce (ekologické stavby).

O dřevostavbách bylo v poslední době v souvislosti s nízkoenergetickou výstavbou řečeno dost. Zaměřme se proto na nízkoenergetické stavby s nosnou ocelovou konstrukcí, používaných např. pro objekty o více než dvou podlažích. Považuji za důležité zabývat se právě tímto typem skeletu také z toho důvodu, že je u nás zatím zřídka využíván.

Standardní obvodové pláště všech nízkoenergetických staveb mají propracovanou a sofistikovanou skladbu jednotlivých vrstev. A jak už bylo řečeno, každá plní specifickou funkci. Nechtějme např. po keramické tvárnici, aby byla nosná a zároveň i tepelně prospěšná. Vznikne tak jedině kompromisní zmetek. Proč tedy nevyužít ty nejlepší vlastnosti konkrétních materiálů tam, kde se hodí nejlépe? Klienti stále častěji přicházejí s požadavkem využít poslední poznatky a zkušenosti s nízkoenergetickými stavbami ve svých projektech. Jako architekt shledávám jedinečnou příležitost uplatnit nová řešení, která otevírají pohled novým ztvárněním a pojetím.

Stavby s nosnou ocelovou konstrukcí

Není na škodu se poohlédnout po zkušenostech např. ze Středního východu, kde lze pozorovat fungující trendy, a celkově si tak udělat představu o možné využitelnosti v našich podmínkách. Ocelový skelet se všemi ostatními prvky vytváří jednoduchý, ale přesto fungující a praxí ověřený systém obvodového pláště. Nosná složka obvodového pláště se skládá z tenkostěnného ocelového prolamovaného profilu šroubovaného ve velmi drobném rastru. Jednotlivé prvky mají zanedbatelnou nosnost, ale v prostorovém uspořádání uzavřené soustavy nabývá konstrukce velké pevnosti a stability.

V přeneseném slova smyslu můžeme tento systém porovnat se skládaným fošnovým systémem na bázi dřeva „Two by Four“. Rozdíl je pouze v materiálu. Jednotlivé tenkostěnné profily jsou skládány přímo na stavbě bez prefabrikace v továrnách. Jakmile je sestavený základní „framing“, lze rovnou pokračovat v dalších fázích oplášťování, a to i v souběhu mezi jednotlivými podlažími.

Skládaným postupem se dosahuje lepší flexibility a zjednodušuje se tak samotný postup prefabrikace, která vyžaduje důslednější přípravu a následně i náročnější detaily v napojeních jednotlivých kompletovaných dílců. Rychlost výstavby tohoto systému lze těžko porovnávat se systémy na silikátové bázi materiálové základny.

V případě obvodového pláště je ocelová nosná konstrukce na vnější straně opláštěna OSB 3 deskou tl. 11 mm. Dále je pak obložena vrstvou expandovaného polystyrenu (EPS) v tl. 50 mm a finálně opatřena difúzně propustnou omítkou. Samotná dutina prostorové ocelové nosné konstrukce je vyplněna tepelnou izolací z minerálního vlákna v tl. 50 mm. Na vnitřní straně je použita difúzní fólie a dále požární sádrokartonové desky 2 x 12,5 mm. V našich podmínkách by samozřejmě došlo k nárůstu tepelněizolační vrstvy a difúzní fólie na vnitřní straně konstrukce by byla pravděpodobně nahrazena za parotěsnou.

Celkový pohled

Ocelová nosná konstrukce poskytuje hned několik výhod. Nijak se nedeformuje, nebortí, nesmršťuje a nedotvarovává (jako např. železobeton). Po celou dobu životnosti objektu zůstávají vlastnosti oceli konstantní a neměnné. Pozinkovaná ocel nepodléhá hnilobě a jiným škůdcům, je odolná i v případě záplav. Při výstavbě se produkuje také méně odpadu než např. u nosné konstrukce na bázi dřeva. Ocel je považována, přestože je při její výrobě spotřebováno více energie, za ekologický materiál, který je stoprocentně recyklovatelný.

Nejpodstatnější výhodou je především méně času potřebného k realizaci, a to právě díky kontinuální práci bez technologických přestávek či mokrých procesů na stavbě. Celý konstrukční systém, i když skládaný až na stavbě, má vytvořený modulový mechanismus podobný prefabrikaci. Konstrukce je tak snadno staticky spočitatelná a v případě různých nevyhnutelných změn není problém cokoliv upravit.

Ing. Jiří Beran
Foto: archiv autora

Autor je absolventem ČVUT, obor: pozemní stavby a architektura. Působí jako architekt společnosti Stopro architects.