Vícepodlažní dřevostavby II – Teorie lehkého dřevěného skeletu

Vzhledem ke konstrukčním zásadám a pravidlům, na kterých LDS stojí, je možné na tyto konstrukce nahlížet jako na otevřený konstrukční systém. Nespornou výhodou tohoto systému je fakt, že tímto způsobem je možné stavět tvarově neomezeně při současném používání několika stále stejných konstrukčních pravidel, a to ze systémově stále stejných prvků. LDS se tedy jeví (na rozdíl od TDS a MDD, které jsou navrhovány zpravidla vždy na míru) jako vhodné pro široké rozšíření s možnostmi prefabrikace, unifikace, resp. obecně zprůmyslnění. V případě LDS se jedná o tzv. otevřený stavební systém.

 

 

Otevřený konstrukční systém lze v tomto případě definovat jako konstrukční metodu, podle níž může být jakákoli dřevostavba navržena a realizována na stavbě, a to buď řemeslně z jednotlivých prvků a/nebo z prefabrikovaných panelů, s možností dodávky jednotlivých částí stavby od různých dodavatelů.

Otevřený systém stavění je kombinací různých technických systémů, výrobních a realizačních procesů, zahrnujících stavební vývoj obecně. Skládá se z produktových systémů, informačních systémů a procedurálních systémů. Obecné schéma fungování systému je zobrazeno na obr. 1.  

Cílem definování a rozšíření tohoto systému je snaha o ustanovení a prosazení jednotných zásad pro projektanty a stavitele, s cílem naplnění představ budoucích uživatelů. Kromě toho umožňuje sjednocení i zjednodušení výrobních procesů a celkové zvýšení efektivnosti. To následně umožňuje urychlit konkurenceschopnost dřevěných konstrukcí a jejich rozšíření na trhu.

● otevřený pro konkurenceschopnost mezi dodavateli (komponenty vyrobené standardizovanými rozměry jsou zaměnitelné od různých dodavatelů);

● otevřený pro různé technologie výstavby zároveň (sjednocená staveništní prvková i prefabrikovaná výroba v rámci rozměrové koordinace prvků);

● otevřený pro možné budoucí adaptace;

● otevřený pro výměnu informací;

● otevřený pro integraci komponentů a subsystémů.

 

Cílem systému, dle mého dalšího popisu, je podporovat standard vytvářející společný rámec pro projektanty a stavebníky tak, aby mohli vytvářet své projekty a realizace v maximální míře ze systémových komponent.

● sjednocené terminologie;

● definovaných rozměrů a tolerancí;

● sjednocení montážních principů a řešení detailů;

● sjednocení stavebních komponentů;

● podkladů pro projektování;

● sjednocení formátu pro přenos dat (CAD, CAM).

 

Efektivní fungování systému je založeno na jednoznačném a úplném dodržení výše uvedených bodů.

 

Produktové systémy: Skládají se ze systémů spojených s vlastní dřevěnou konstrukcí, vnitřními instalacemi a dalšími subsystémy. Tyto systémy určují základní parametry a stavební rozhraní pro další vývoj a výrobu produktů v rámci systému. Patří sem například všeobecně akceptované standardizované rozměry a tolerance, které zase naopak poskytují konstrukční základ pro technickou a funkční jednotu. Z produktových systémů je pak následně odvozena teorie, na základě které jsou modulově a hierarchicky jednotlivé části systému uspořádány.

Informační systémy: Obsahují produktové modely, databáze a systémy pro přenos dat. Produktové modely jsou založeny na dostupných produktech a na sjednocených formátech přenosu dat (CAD, CAM). Databáze jsou uspořádány hierarchicky. Každá další úroveň je závislá, resp. vychází z předchozí. První úroveň databází je na obecné úrovni, do níž patří například současně platné stavební normy a předpisy. Druhá úroveň je tvořena obecnými principy konstrukčního systému tak, jak je používán v produktových systémech. Třetí úroveň obsahuje databáze spojené s konkrétními výrobními firmami. Cílem databází je vyzbrojit systém informačním managementem a transferovými mechanismy pro projekční a výrobní procesy.

Procedurální systémy: Skládají se z pracovních postupů pro návrh, výrobu a realizaci. Tyto provozní modely definují obsahově rozdílné procedurální operace a jejich souvislost s celkovým procesem.

Kontrola kvality systému je pak založena na průběžném hodnocení a vylepšování systému.

 

 

Nejrozšířenějším způsobem konstrukce dřevěných rámových domů je tzv. plošinová konstrukce (platform method). U tohoto způsobu konstrukce jsou stěny osazeny přímo na stropní konstrukci, která slouží jako pracovní plošina během montáže domu. Tento původně americký způsob výstavby je v současnosti, vzhledem k bezpečnosti během montáže a možnosti použít jak prefabrikované panely, tak i konstrukční prvky montované na staveništi, běžným způsobem stavění v řadě zemí (obr. 2a, b).

 

 

I přes to, že má konstrukční systém v názvu skelet, jedná se v podstatě o stěnový systém, vzhledem k malé vzdálenosti mezi sloupky ve stěnách. Vnější stěny jsou zpravidla nosné a podle potřeby jsou nosné i některé z vnitřních stěn. Dalším charakteristickým znakem je fakt, že patro má pro obytné budovy standardizovanou výšku a způsob uložení stropní konstrukce na stěny. (Pozn.: Standardizovaná výška sloupku vychází pro obytné budovy z požadavku minimální světlé výšky 2,65 m pro obytné místnosti a maximální požární výšky pro čtyřpodlažní budovu, tj. 9 m.)

 

Tyto konstrukce se dělí na konstrukci podlahy nad terénem v případě nepodsklepené budovy, v případě vícepodlažních objektů je spodní stavba zpravidla z jiného nehořlavého materiálu.

Podlaha nad terénem může být postavena na dřevěném roštu, na základových pasech z železobetonu nebo na spodní stavbě, např. z železobetonu. Na betonové pasy je kotvena pozednice, do které jsou osazovány stropní nosníky. Alternativou je dřevěný rošt, vytvořený nejčastěji z masivních trámů nebo nosníků z lepeného lamelového dřeva. Je možná i kombinace obou metod. Výsledkem by měl být v obou případech systém pozednic, na které je možné osazovat nosníky podlahy nad terénem.

Rámová konstrukce mezilehlého stropu je z hlediska dřevěné konstrukce stejná pro podlahu nad terénem i pro mezilehlé stropy. Skládá se z nosníků vodorovné konstrukce, horního bednění a čelního nosníku na obvodu konstrukce. Nosníky jsou uvažovány jako prosté nebo spojité nosníky o dvou polích, což ovlivňuje maximální rozpony mezi podporami, tj. ovlivňuje vzdálenosti nosných stěn (obr. 3a, b).

 

Stavební rozdíly mezi jednotlivými typy podlah se odvozují z odlišných požadavků akustiky, tepelné techniky a požadavků požární ochrany. Tyto požadavky ovlivňují tloušťku a typ izolace a obkladu v jednotlivých typech stropů (dle jejich dispozičního umístění).

Podlaha je prováděna na horní záklop stropu. V současné době se provádí většinou podlahy plovoucí, a to ve variantách lehká nebo těžká plovoucí podlaha. Technologicky jsou používány jak suché podlahy, tak podlahy s použitím mokrých procesů.

Podhledy jsou kotveny do nosné rámové konstrukce přes kontralatě, popř. zavěšeny.

 

Stěny se principiálně skládají z dřevěného rámu, tepelné izolace a oplášťování. Samotný rám se skládá ze sloupků, dolního prahu a horního rámu. Stěny u bytové výstavby mají doporučeno používat standardizovanou výšku (obr. 4a–d).

 

 

Nosné a nenosné stěny jsou z konstrukčního hlediska stejné. Jejich rozdíly jsou hlavně v použitých obkladových a izolačních materiálech, tj. typ a tloušťka v závislosti na požadavcích z hlediska požární ochrany, akustiky, tepelné techniky a statiky.

Vnější stěny: Z hlediska dřevěné konstrukce jsou vnější stěny tvořeny pouze jedním rámem. Samotná stěna se skládá z dřevěného rámu (dolní rám, sloupky, horní rám). Povrch stěny z exteriéru tvoří ochrana proti větru a venkovní obklad, z interiérové strany je pak doplněna parozábranou a vnitřním obkladem. Rám je vyplněn tepelnou izolací.

Fasáda může být z exteriéru obložena různými materiály, např. pohledovými cihlami, kamenným nebo keramickým obkladem včetně použití dřeva a deskových materiálů na bázi dřeva, či omítnuta. Výběr typu izolace a obkladových materiálů je podmíněn požadavky z hlediska požární ochrany, tepelné techniky a akustiky.

Vnitřní stěny: Vnitřní nosné a nenosné stěny jsou konstrukčně stejné. Rozdíly se projevují opět v typu a tloušťce izolačních a obkladových materiálů.

Dělicí stěny (mezibytové): Dělicí stěny mezi jednotlivými byty, resp. oddělující dva různé požární úseky, jsou charakteristické konstrukcí dvou rámů, které jsou od sebe navzájem odděleny a z požárních a akustických důvodů půdorysně posunuty o polovinu vzdálenosti mezi sloupky. Rámy jsou doplněny izolací a opláštěny. Opláštění a izolace musí být navrženy v souladu s akustickými a požárními požadavky. Z hlediska požární bezpečnosti jsou zde kladeny požadavky např. na zachování celistvosti obkladových materiálů v případě požáru atd.

 

 

Mezi velmi často používané konstrukce střechy patří střecha pultová, sedlová a jejich variace. Nicméně tvar střechy je možné tvarovat libovolně, de facto horní rám stěn posledního patra vytváří systém pozednic, na které je možné aplikovat jak tradiční tesařské konstrukce krovu, tak moderněji pojaté zastřešení, například pomocí segmentových lepených nosníků, sbíjených příhradových vazníků a podobně.

Na obrázku 5 uvádím dva příklady. Jednak je to střecha z příhradových vazníků. Vazníky jsou kotveny do horního rámu stěn posledního patra, resp. pozednice. Stěny posledního patra mají v tomto případě stejnou výšku jako stěny spodních podlaží.

Další variantou je konstrukce, kdy střešní rovinu tvoří krokve ve spádu, které jsou osazovány na horní rámy nestejně vysokých stěn posledního patra. Stěny posledního patra mají v tomto případě rozdílnou výšku a z pohledu systémových komponent jsou vyráběny atypicky.