Vícepodlažní dřevostavby IV – Principy architektonicko-konstrukčního návrhu

Předmětem tohoto příspěvku je zdůraznění jistých omezení, se kterými musí architekt-projektant při tvorbě konceptu počítat. Již od počáteční fáze návrhu je priorizována spolupráce s konstruktérem. Z logiky věci je možné tento požadavek splnit především vlastní znalostí statických a stavebně-fyzikálních zásad z oblasti navrhování dřevěných konstrukcí.

V rámci konstrukčních systémů používaných pro vícepodlažní dřevostavby (TDS, LDS, MDD, viz 1. díl) je výhodou LDS fakt, že při dodržení relativně jednoduchých konstrukčních zásad může navrhnout konstrukci vícepodlažní budovy pouze projektant nebo architekt bez podstatnějšího zásahu či konzultace statika.

 

Jak již bylo v úvodu řečeno, systém nemá zásadní vliv na omezení architektonického návrhu. Je možné stavět budovy rozdílných tvarů i velikostí nezávisle na typologii objektu.

 

● konstrukční výška stěny, resp. vertikální uspořádání stavby, vycházející ze standardizovaných rozměrů;

● maximální rozpon stropní konstrukce dle použitého typu nosníku, následně ovlivňující i rozmístění svislých nosných konstrukcí;

● vlastní tloušťky konstrukcí, vycházející ze stavebně-fyzikálních požadavků.

Z hlediska architektonického návrhu je znalost vertikálního uspořádání stavby včetně stykování jednotlivých konstrukčních částí jedním z nejdůležitějších faktorů. Pro bytové domy se vychází z předpokladu, že vertikální uspořádání je používáno stále stejně.

Dispoziční uspořádání není omezováno. V úvahu je nutné brát rozumné rozmístění nosných stěn s ohledem na maximální rozměry stropních nosníků a prostorovou tuhost budovy. Orientace stropních nosníků nemá ve většině případů na tvarování objemu budovy vliv.

Dřevěná nosná konstrukce minimalizuje riziko vzniku tepelných mostů. Obvodovou stěnu je možné pomocí zapuštěných lodžií a vystupujících arkýřů tvarovat i v její vlastní rovině bez znatelného dopadu na základovou konstrukci. Výběr obkladových a izolačních materiálů se odvíjí od požadavků na jednotlivé konstrukce dle typologického druhu, počtu podlaží atd.

● střechu lze tvarovat volně;

● poslední patro může mít proměnnou výšku stěny podlaží;

● rozdílný počet pater v jednotlivých částech budovy;

● jednotlivá podlaží sousedních objektů mohou mít odlišnou výškovou úroveň stejného podlaží, viz obr. 1, apod.

 

Architekt nebo projektant by měli být seznámeni se všemi principy systému a používat ve většině případů systémová řešení, která umožňují dostatečně velkou svobodu návrhu. Některé části domu nemusejí být vždy postaveny pomocí systémových komponent. Je zřejmé, že by architektura při používání pouze typových detailů byla velice uniformní, což by bylo jen na škodu věci. Atypické části budovy je vždy možné vyrobit přímo na stavbě a nepředstavuje to výraznější problém.

Již v počáteční fázi by architekt s projektantem měli spolupracovat a po úvodních skicách prostorového a dispozičního řešení stavby společně navrhnout několik alternativ tvaru nosné konstrukce s důrazem na:

● rozmístění a typy stěn nosné konstrukce (nosné stěny a zavětrovací stěny);

● konstrukce střechy a způsob přenesení zatížení na nosnou konstrukci posledního patra;

● hlavní konstrukční princip obvodového pláště (typ vnějšího obkladu);

● volbu typu stropního nosníku (systémový nosník z rostlého dřeva nebo alternativní řešení na větší rozpony);

● hlavní směry kladení stropních nosníků (ovlivňuje tuhost stropní konstrukce).

● umístění a způsob podepření balkonů;

● řešení vykonzolovaných částí budovy;

● umístění vertikálních komunikací (schodiště, výtahová šachta);

● generely vnitřních instalací, včetně umístění instalačních šachet.

● umístění a maximální vzdálenosti mezi nosnými stěnami;

● hlavní směry kladení nosníků ve stropech;

● konstrukční tloušťky konstrukcí odvislé od akceptovaných stavebně-fyzikálních a požárních požadavků, které mají vliv na:

– hrubé a čisté plochy místností,

– vertikální rozměry stavby.

Promyšlení výše uvedených faktorů je klíčové pro kvalitní architektonický a konstrukční návrh. Pokud nejsou tyto zásady respektovány v počáteční fázi, dochází zpravidla k neefektivnímu postupu, kdy je výše uvedené v konečném důsledku stejně nutné promyslet, a často kompromisní řešení zbytečně zatěžuje další projekční fáze. Uváděné zásady platí pro proces návrhu budovy bez ohledu na volbu materiálu nosné konstrukce, nicméně požadavek důraznějšího dodržování u dřevostaveb je podmíněn zásadou, že dřevostavba funguje jen tak dobře, jak dobře funguje její nejslabší článek. V praxi to znamená, že je nutné stavbu komplexně promyslet dopředu, protože praxe ve stylu dodatečných improvizovaných řešení na stavbě v tomto případě jednoduše nepřichází v úvahu, aniž by se to negativně neprojevilo na celkové kvalitě stavebního díla (např. vznikem akustických mostů apod).

 Pro ukázku je na obr. 4 uveden příklad řešení nadzemního podlaží vícepodlažního bytového domu v architektonicko-konstrukčních souvislostech dle výše uvedených zásad.

Prostorová tuhost vícepodlažní budovy je zajišťována vyztužením stropní konstrukce a stěn.

Ztužení stěn lehkého skeletu je komplikováno tím, že sloupky stěn jsou pouze přibity hřebíky k prahům konstrukce a samy o sobě nejsou schopny přenášet zatížení do základových pasů. K vyztužení stěn lehkého skeletu se proto používá tzv. smykových stěn. Smykové stěny slouží ke ztužení objektu nejen v podélném směru, ale i v příčném směru, protože kostra budovy je velmi měkká a při bočním působení větru by vykazovala velké deformace. V uvedeném případě je významný ztužující prvek také železobetonová výtahová šachta, která materiálovým řešením navazuje na železobetonovou konstrukci 1. podzemního podlaží, kde jsou v projektu umístěna garážová stání.

Stropní konstrukce se ztuží tak, že stropnice jsou navzájem rozepřeny (vyztuženy) na vzdálenostech cca 2 m. Rozměr stropnice je volen tak, aby poměr její výšky k šířce byl z důvodu klopení menší než 6. Stropní deska (záklop) se následně provádí z překližek, které se kladou kolmo na směry stropních nosníků. Pro celkovou tuhost stropní roviny je vhodné vystřídat směry kladení stropních nosníků, viz obr. 4a, 4b, 4c.

 

 

foto a obr. archiv autora