Konstrukční ochrana dřeva zabudovaného ve stavbách

Dřevo je hygroskopický materiál, který neustále vyrovnává svoji vlhkost s okolním prostředím. Z pohledu vnitřního prostředí budov a mikroklimatu v obytných místnostech lze tuto vlastnost dřeva považovat za výhodu, vzhledem k vlastní konstrukci stavby a rozměrové stabilitě jednotlivých prvků ze dřeva je tato vlastnost často problematická. Každé kombinaci teploty a vlhkosti vzduchu okolního prostředí, ve kterém je dřevo dlouhodobě uloženo, odpovídá určitá vlhkost dřeva, která prakticky nezávisí na dřevině. Tento fakt, v běžné praxi mnohdy opomíjený, lze považovat za velice důležitý při hodnocení spolehlivosti a životnosti staveb, ve kterých je jako hlavní konstrukční materiál použito dřevo. Při odevzdávání vlhkosti dřevo ztrácí svůj objem vlivem sesychání buněk, naopak pokud dřevo vlhkost ze svého okolí přijímá, jeho buňky opět vlhkost přijímají a dřevo svůj objem zvětšuje. Pracování dřeva je proces, kterému nelze zabránit a který patří k přirozeným vlastnostem dřeva. Je nutno jej tedy u prvků ze dřeva respektovat a provést taková opatření, která vzniku nežádoucích trhlin a deformací předcházejí, nebo je alespoň minimalizují. Zásadně by mělo být dřevo před zabudováním do konstrukce vysušeno na takový stupeň vlhkosti, který bude mít v průběhu užívání stavby. Zabudované dřevěné prvky je nutno chránit před vlhkostí konstrukčními opatřeními, stropní trámy a vaznice se musí pokládat jádrovou stranou nahoru, aby při vyklenutí prvku v důsledku sesychání jeho vyklenutí působilo proti předpokládanému prohnutí. Trhlinám lze do značné míry zabránit nebo je alespoň omezit správným skladováním – kulatinu a řezivo je nutné skladovat ve stínu, při vystavení přímému slunečnímu záření dochází k rychlému vysychání na povrchu a ke vzniku napětí, které je pak vyrovnáváno trhlinami. Rovněž rychlé rozřezání kmene snižuje napětí, vznikající při sesychání kmene na jeho vnějším okraji.

 

Dřevěné konstrukční prvky je nutné chránit před vlhkostí nejenom v hotové konstrukci, ale i v průběhu jejich skladování, přepravy a montáže. Jenom tak lze zajistit, že vlhkost dřevěných prvků při jejich zabudování do stavby bude skutečně odpovídat předpokládanému účelu použití. Obecně lze říci, že pro použití v konstrukcích ve vytápěném vnitřním prostoru by mělo být dřevo vysušeno na 6–12 % rovnovážné vlhkosti, pro konstrukce v chráněném, ale nevytápěném prostoru by vlhkost dřeva při zabudování měla odpovídat 12–18 % rovnovážné vlhkosti a u konstrukčních prvků ve vnějším prostředí pod střechou 12–22 %.

 

 

 

 Mezi základní konstrukční zásady patří volba správného druhu dřeviny pro jednotlivé části konstrukcí a použití pomocných materiálů v souladu s vlhkostním namáháním některých částí konstrukce, jako jsou například spodní prahy rámových konstrukcí, nebo uložení zhlaví dřevěných stropních trámů na zděné nosné konstrukci. Již ve fázi architektonického návrhu by měla být zajištěna konstrukční ochrana vhodným uspořádáním jednotlivých částí budovy a omezením návrhu příliš exponovaných ploch. Toho lze docílit respektováním hlavních směrů působení povětrnostních vlivů, ochranou fasády dostatečným přesahem střechy a vhodným řešením fasády zajišťujícím co nejrychlejší odvedení srážkové vody z povrchu.

Rovněž vnikání vody do konstrukčních spár nebo do čelního dřeva lze zabránit vhodným konstrukčním návrhem. Důležité je zabránit přímému kontaktu dřevěných prvků se zeminou a s odstřikující dešťovou vodou nebo vodou z tajícího sněhu. Nevhodné je konstrukční řešení, při kterém vznikají drážky nebo styky, v nichž se zadržuje voda, stejně jako těsné připojení při vytváření prostupů nebo při napojování jednotlivých částí konstrukce.

 

Vhodné je vždy takový spoj navrhnout tak, aby srážková voda stékající po povrchu konstrukčních částí byla co nejrychleji odvedena. Toho lze docílit například vložením kovových spojovacích prvků s dostatečným odsazením jednotlivých částí. Při navrhování konstrukcí, ve kterých jsou dřevěné prvky vystaveny působení vlhkosti, je nutné současně navrhnout dostatečně účinné odvětrání. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat bezchybnému provádění prací, především v místech, která budou v budoucnu zakryta nebo nepřístupná.

 

 

Při návrhu skladby obvodového pláště dřevostavby je důležitý správný návrh skladby jednotlivých vrstev z hlediska stavební fyziky, především z pohledu difúze a kondenzace vodních par. Zde by nemělo být rozhodující pouze běžné posouzení, založené na výpočtu součinitele prostupu tepla pro danou konstrukci a roční bilance vodních par. Pro dřevo zabudované v konstrukci obvodového pláště bude rozhodující doba, po kterou by mohlo ke kondenzaci vodních par uvnitř pláště docházet. Vzhledem k tomu, že dřevo neustále vyrovnává svoji vlhkost s okolním prostředím, hrozí u takové konstrukce při zvýšení vlhkosti vzduchu vyplňujícího vláknitou izolaci následné zvýšení vlhkosti dřevěných prvků. Pokud by tento stav trval déle než „několik týdnů v roce“, jak udává norma, hrozí nebezpečí napadení a následného znehodnocení dřevěných prvků v konstrukci a z hlediska spolehlivosti konstrukce lze v důsledku nárůstu vlhkosti předpokládat nárůst deformací nosných prvků ze dřeva nad hodnotu prokázanou statickým výpočtem.

 

Rovněž u konstrukce střešního pláště je rozhodující dodržení správného technologického postupu při realizaci a správný návrh a provedení konstrukčních detailů. Například u střešního pláště nad obytným prostorem může při nesprávném návrhu konstrukce nebo při nesprávném provedení konstrukčních detailů dojít k uzavření větrané vzduchové mezery, která pak přestává plnit svoji funkci. Počítá-li projektant v tepelně technickém posouzení takové konstrukce při bilanci zkondenzované a vypařené vlhkosti s odvětrávanou vzduchovou mezerou, může v reálné konstrukci například uzavřením této vrstvy při provádění výměn mezi krokvemi pro osazení střešního okna nebo při provádění prostupu pro komínové těleso nastat situace, kdy se odvětrávaná vzduchová mezera změní na mezeru slabě odvětranou a tím se změní i tepelně vlhkostní chování konstrukce.

 

 

Pomocí výpočetního modelu bylo v rámci řešení výzkumného záměru prokázáno, že například u střešního pláště s povlakovou krytinou na bednění z OSB desek se tepelně vlhkostní poměry mohou změnit natolik, že hrozí nebezpečí navlhání dřevěných prvků konstrukce nad 20 % hmotnostní vlhkosti až po dobu cca 245 dní v roce. To může mít mimo jiné za následek zvýšení deformací (průhybu) nosných dřevěných prvků a následně až vznik netěsností ve střešním plášti.

 

 

 

Příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného záměru MSM 6215648902.