Vývoj dřevěných staveb má za sebou tisíciletou tradici. Základní konstrukční systémy dřevěných staveb jsou schématicky znázorněny na obr. 1.

Odhlédneme-li od nejstarších celodřevěných srubových staveb, byl konstrukční systém dřevěných domů v minulosti tvořen dřevěnou kostrou, která se vyplňovala hlínou a proutím, později cihelnou vyzdívkou. Z těchto původních konstrukcí ze dřeva se postupně vyvinuly hrázděné stavby, které po staletí převládaly v řadě regionů Evropy. Tento konstrukční systém prodělal odlišný vývoj v Evropě a v Severní Americe. Zatímco v Evropě dřevěná kostra (obr. 1/2) vyplněná cihelným zdivem pozbyla funkčního významu a postupně vymizela, v Severní Americe se s rozvojem industrializace v 1. polovině 19. století začal používat vylehčený skelet z řeziva standardního průřezu 2“x4“ (tj. cca 5x10 cm) a se stropními fošnami osazenými v stojaté poloze (obr. 1/4). Stěny byly původně oplášťovány bedněním z řeziva.

Tento konstrukční princip dřevěných tzv. rámových domů (anglicky Timber Frame Houses, v německé literatuře někdy označovaný jako Holzrahmenbau) se používá v Severní Americe do dnešní doby, ovšem zdokonalený používáním velkoplošných materiálů (stavebních překližek, vláknitých desek, sádrokartonových a sádrovláknitých desek, desek OSB aj.) na stěny i stropy, používáním účinných izolačních materiálů a prefabrikovaných dřevěných střešních vazníků. V USA má cca 90–94 % nových rodinných domů dřevěnou konstrukci, v Kanadě je tento podíl cca 76–85 %. Z toho asi 2/3 domů se staví řemeslným způsobem (z rozměrově prefabrikovaných prvků) na staveništi.

Tzv. severoamerický konstrukční systém dřevěných domů je rozšířen také ve Skandinávii, kde podíl dřevěných obytných domů dosahuje cca 80–85 %, a v určité míře také ve Velké Británii.

 

Ve střední Evropě vývoj řemeslně vyráběných dřevěných domů ztratil v minulém století kontinuitu a domy na bázi dřeva se montovaly převážně z prefabrikovaných stěnových popř. stropních panelů s dřevěným rámem a plášti z desek na bázi dřeva, s německým označením Holztafelbau a anglickým ekvivalentem Wood panel system. Jako materiál plášťů donedávna převládala třísková deska, v posledních letech také desky OSB a další materiály jako sádrovláknité desky, sádrokartonové desky a cementotřískové desky. V posledních letech se však i ve střední Evropě v rostoucí míře používá „americký“ typ rámových staveb.

Je zajímavé, že i když tzv. středoevropský konstrukční systém montovaných domů na bázi dřeva umožňuje vzhledem k průmyslové výrobě velkoplošných panelů vysoký stupeň racionalizace výroby i navrhování, jsou americké dřevěné domy navrhované individuálně podle přání zákazníka a vyráběné řemeslně na staveništi podle výsledků studie [5] při porovnatelné obytné ploše a vybavení domu výrazně levnější.

První tzv. severoamerický systém je někdy také označován „2x4“ podle původního průřezu základních konstrukčních prvků v palcích. Je nutno zdůraznit, že český termín „rámové domy“, podobně jako ekvivalentní anglický nebo německý termín, v žádném případě nevyjadřuje rámové působení konstrukce domu ze statického hlediska. Při vysvětlení tohoto názvu lze vycházet z představy, že nosná kostra jednotlivých stěn má zpravidla tvar obdélníkového rámu, tvořeného spodním a horním dřevěným prahem a svislými sloupky (viz obr. 2).

Lze poznamenat, že mezi oběma systémy není významný rozdíl z konstrukčního, statického ani stavebně fyzikálního hlediska. Zásadní rozdíl spočívá ve stupni industrializace výroby, přepravy a montáže a v praxi ovšem dochází k překrývání obou systémů (např. výroba jednostranně oplášťovaných stěnových panelů v závodě a jejich kompletace na staveništi). Z hlediska navrhování ani terminologie není proto namístě uvedené dva systémy (domy na bázi dřeva montované z přířezů nebo z panelů) stavět do protikladu.

● rámové stavby,

● skeletové stavby,

● masivní dřevěné stavby.

 

U srubových staveb má mimořádný význam sedání. Pro každé poschodí se musí počítat se sednutím až do 25 mm. Pomocí konstrukčních opatření se dají tato sednutí akceptovat. Přípoje na stojaté stěny, například na komíny, se vytvářejí tak, aby srubová stěna mohla bez překážky sedat. U otvorů, jako jsou dveře nebo okna, se použijí osazovací rámy. Instalace se musí mimoto vytvořit tak, aby sednutí nepůsobilo nepříznivě. Systémy se výrazně odlišují v konstrukci i vzhledu.

 

Snadno ovladatelné moduly v malém rastru (například 160 mm) se řadí jednoduchým způsobem vedle sebe a na sebe. Takto postavené vnitřní a vnější stěny jsou současně nosné a vytvářející prostor. Půdorysný rozměr stavby je mnohonásobkem rozměru rastru.

Přitom se vyrábějí dílce o výšce poschodí v rastrovém rozměru (se šířkou např. 1000, 1200, 1250 mm). Půdorysný rozměr stavby je mnohonásobkem rastrového rozměru.

Délka těchto dílců se vztahuje na celou místnost nebo celou šířku domu. Výška dílců odpovídá výšce podlaží.

Prostorové systémy se sestavují v závodě včetně podlahy, stěn a stropu, přepravují se na staveniště a řadí se vedle sebe a na sebe.

 

Použití: rám/kostra stěn nebo stěnových panelů (sloupky, dolní a horní práh), stropní nosníky nebo panely, nosné prvky střešní konstrukce.

Charakteristika: jehličnaté řezivo (obvykle SM) podle ČSN 73 2824-1 idt DIN 4074-1:2003 (tato norma nahradila ČSN 49 1531-1), základní jakostní třída S 10, vlhkost ≤18 % (15±3 %). Na nosné prvky montovaných domů lze doporučit v provedení KVH (konstrukční rostlé dřevo = Konstruktionsvollholz) se zvýšenou jakostí, kontrolou a s označením jakosti.

Standardní rozměry KVH: délka 13 m (nastavované lepeným zubovitým spojem);

standardní průřezy KVH (šířka/výška v mm): 60/(80...280), 80/(100…280), 100/(100…280), 120/(120…240). Další průřezy podle dohody, výhledově i v šířce 45 mm.

Pro dovolené úchylky rozměrů konstrukčního řeziva s nosnou funkcí platí ČSN EN 336.

Pro nastavování konstrukčního řeziva lepeným zubovitým spojem platí ČSN EN 385.

Požadavky na konstrukční řezivo v ohledu prokazování shody, certifikace, prohlášení o shodě, značení aj. jsou stanoveny v ČSN EN 14081-1.

 

Použití: v případě potřeby na průvlaky, vaznice, nosníky nebo na stěnové sloupky větších průřezů.

Charakteristika: lepené lamelové dřevo (obvykle SM) podle ČSN EN 386 z řeziva podle ČSN 73 2824-1 idt DIN 4074-1 (tato norma nahradila ČSN 49 1531-1); zpravidla třída S 10.

Pro mezní úchylky rozměrů lepeného lamelového dřeva platí ČSN EN 390.

Požadavky na lepené lamelové dřevo v ohledu pevnosti plošných a podélných spojů, reakce na oheň, trvanlivosti dřeva, emise formaldehydu, prokazování shody, certifikace, prohlášení o shodě a značení jsou stanoveny v ČSN EN 14080.

 

Na nosné prvky montovaných domů jsou vhodné lepené prvky Duo popř. Trio (trámy slepené ze dvou popř. tří lamel nastavovaných zubovitým spojem).

Standardní rozměry trámů Duo a Trio: délka 13 m (možnost až 16 m);

průřezy (šířka/výška v mm):

● Duo: 115/(98…258 nebo 278), 140/(138…198 nebo 238), 155/(118…198 nebo 278),

● Trio: 175/(178…258 nebo 278), (195/178… 278).

Pro mezní úchylky rozměrů lepeného lamelového dřeva platí ČSN EN 390.

Požadavky na lepené lamelové dřevo v ohledu pevnosti plošných a podélných spojů, reakce na oheň, trvanlivosti dřeva, emise formaldehydu, prokazování shody, certifikace, prohlášení o shodě a značení jsou stanoveny v ČSN EN 14080.

 

Obchodní názvy: vrstvené dřevo z dýh – Kerto, Microllam LVL; vrstvené dřevo z dýhových pásů – Parallam; vrstvené dřevo z dlouhých třísek – Intrallam.

Použití: nosníky, sloupy a nárožní krokve při požadavku vysoké únosnosti a tuhosti, nosné prvky pro zesilování, náhrada ocelových profilů.

Charakteristika: vyšší cena proti běžnému řezivu, ale podstatně vyšší pevnost a tuhost a rozměrová stálost.

● Přednostní rozměry pro vrstvené dřevo Kerto S: délka podle přepravních možností až 26 m; šířka/výška v mm: 39/150; 45/(175-200-225-250); 51/(200-225-250); 57/(200-225-250-275); 63/(225-250-275-300); 69/(250-275-300-360); 75/(250-275-300-360-450-600-900);

Dodávají se i plošné prvky max. 1820 (2500)x23000 mm.

● Rozměry Parallam (mm): šířka 44 až 280, výška 44 až 483, délka až 20000;

● Rozměry Intrallam (mm): tloušťka 32 až 89, max. formát 2438x10700.

 

Požadavky na vrstvené dřevo z dýh v ohledu jakosti lepení, rozměrů a tolerancí, pevnosti, tuhosti, prokazování shody, certifikace, prohlášení o shodě a značení jsou stanoveny v ČSN EN 14374.

 

Jsou vyrobeny výlučně nebo převážně ze dřeva. Desky na bázi dřeva pro použití ve stavebnictví jsou definovány v ČSN 13986, která stanovuje příslušné charakteristiky (technické třídy), hodnocení shody a požadavky na označování těchto výrobků. Ve smyslu ČSN EN 13986 patří k deskám na bázi dřeva:

● překližované desky,

● desky z orientovaných plochých třísek (OSB),

● třískové desky se syntetickým pojivem,

● cementotřískové desky,

● vláknité desky,

● desky z rostlého dřeva,

● desky z vrstveného dřeva.

 

Jsou stanoveny v ČSN EN 636 (nahradila předchozí ČSN EN 636-1, -2, -3), která definuje tři technické třídy, a to:

– překližovaná deska pro použití v suchém prostředí;

– překližovaná deska pro použití ve vlhkém prostředí: tato překližovaná deska je vhodná do interiéru, ve kterém vlhkostní provozní podmínky způsobují vyšší vlhkost než v suchém prostředí, a také pro chráněné venkovní prostředí (např. za obložením nebo pod střechou), ale je také způsobilá krátkou dobu odolávat povětrnosti (např. při stavebních pracích);

– překližovaná deska pro použití ve venkovním prostředí: tato deska je způsobilá odolávat působení povětrnosti, tekoucí vody nebo vodní páry ve vlhkém, ale větraném prostředí.

 

Pro použití překližovaných desek jako nosných prvků jsou v ČSN EN 636 nově definovány třídy ohybové pevnosti a třídy modulu pružnosti v ohybu pro překližované desky (analogicky jako třídy pevnosti konstrukčního dřeva v ČSN EN 338). Tento systém založený na ohybových vlastnostech (na základě zkoušek pevnosti a modulu pružnosti v ohybu malých zkušebních těles podle ČSN EN 310) umožňuje klasifikaci všech typů překližovaných desek nezávisle na výrobních parametrech (druhu dřeva, počtu a tloušťce vrstev) a zjednodušené stanovení charakteristických hodnot bez zkoušení středně velkých zkušebních těles podle ČSN EN 12369-2.

 

Třídy pevnosti v ohybu jsou definovány 5% kvantilem pevnosti v ohybu f_m05 a dolní mezní hodnotou v N/mm² a jsou označeny podle tabulky 1.

Třídy modulu pružnosti v ohybu pro překližované desky jsou definovány 5% kvantilem modulu pružnosti v ohybu E_m05 a jsou označeny podle tabulky 2.

 

Jsou stanoveny v ČSN EN 300, která definuje čtyři technické třídy desek označené OSB/1 až OSB/4. Na nosné účely jsou určeny desky typu:

● OSB/2: pro vnitřní použití jako nosný prvek v suchém prostředí;

● OSB/3: pro vnitřní použití jako nosný prvek ve vlhkém prostředí;

● OSB/4: pro vnitřní použití jako zvlášť zatížitelný nosný prvek ve vlhkém prostředí.

 

V ČSN EN 300 jsou definovány tyto tloušťkové třídy desek OSB v mm: 6 až 10, >10 až 18, 18 až 25, >25 až 32, >32 až 40.

 

Jsou stanoveny v ČSN EN 312 (tato norma nahradila předchozí ČSN EN 312-2 až ČSN EN 312-7), která definuje šest technických tříd desek P2 až P7. Na nosné účely jsou přitom určeny třískové desky typu:

● P4: pro vnitřní použití jako nosný prvek v suchém prostředí;

● P5: pro vnitřní použití jako nosný prvek ve vlhkém prostředí;

● P6: pro vnitřní použití jako zvlášť zatížitelný nosný prvek v suchém prostředí;

● P7: pro vnitřní použití jako zvlášť zatížitelný nosný prvek ve vlhkém prostředí.

 

Jsou stanoveny v ČSN EN 634-2, která definuje dvě technické třídy, a to:

1) pro vnitřní použití v suchém nebo vlhkém prostředí;

2) pro použití ve venkovním prostředí.

 

Tvrdá vláknitá deska o hustotě ≥900 kg/m³ se vyrábí z lignocelulózových vláken „mokrým procesem“ za použití ohřevu a tlaku. Požadavky na tvrdé vláknité desky jsou stanoveny v ČSN EN 622-2. Pro nosné účely jsou v ČSN EN 12369-1 uvedeny pouze desky typu HB.HLA2 pro vnitřní použití jako zvlášť zatížitelný nosný prvek ve vlhkém prostředí.

 

Polotvrdá vláknitá deska je vláknitá deska o hustotě ≥400 kg/m³ až 900 kg/m³, vyráběná z lignocelulózových vláken „mokrým procesem“ za použití ohřevu a tlaku. Požadavky na polotvrdé vláknité desky jsou stanoveny v ČSN EN 622-3. Pro nosné účely je v ČSN EN 12369-1 uveden pouze typ MBH.LA2 pro vnitřní použití jako zvlášť zatížitelný nosný prvek v suchém prostředí.

 

Vláknitá deska vyrobená suchým procesem (MDF) se vyrábí z lignocelulózových vláken „suchým procesem“ za použití ohřevu a tlaku a s přísadou lepidla.

Požadavky na desky vyrobené suchým procesem jsou stanoveny v ČSN EN 622-5. Pro nosné účely je v ČSN EN 12369-1 uveden pouze typ MDF.LA pro vnitřní použití jako nosný prvek v suchém prostředí.

 

Deska z rostlého dřeva (SWP = solid wood panel) sestává z dřevěných latěk navzájem slepených boky nebo u vícevrstvých desek také plochami. Požadavky na desky z rostlého dřeva jsou stanoveny v ČSN EN 13353, která definuje pro nosné účely tři typy, a to:

● SWP/1 nosná: pro vnitřní použití jako nosný prvek v suchém prostředí;

● SWP/2 nosná: pro vnitřní použití jako nosný prvek ve vlhkém prostředí;

● SWP/3 nosná: pro venkovní použití jako nosný prvek.

 

Vrstvené dřevo (LVL = laminated veneer lumber) je deska ze dřeva sestávající ze souboru navzájem slepených vrstev, směr vláken sousedních vrstev je většinou rovnoběžný.

Požadavky na desky z vrstveného dřeva jsou stanoveny v ČSN EN 14279.

 

Při použití desek na bázi dřeva je třeba rozlišovat mezi navrhováním podle ČSN 731701:1984, která uvažuje z hlediska vlivu prostředí dvě vlhkostní expozice (chráněnou a nechráněnou expozici), a navrhováním podle ČSN 73 1702 popř. podle Eurokódu 5, které rozlišují tři třídy použití (nebo tzv. provozní třídy) 1, 2 a 3.

● Třída použití 1: je přitom charakterizována vlhkostí materiálu odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti okolního vzduchu přesahující 65 % pouze po několik týdnů v roce (u většiny jehličnatých druhů dřeva nepřesahuje průměrná vlhkost 12 %).

● Třída použití 2: je charakterizována vlhkostí materiálu odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti okolního vzduchu přesahující 85 % pouze po několik týdnů v roce (u většiny jehličnatých druhů dřeva nepřesahuje průměrná vlhkost 20 %). Je třeba poznamenat, že v evropských normách (EN) pro desky na bázi dřeva je tato expozice označena jako „vlhké prostředí“, zatímco podle ČSN 73 1701 jde o „chráněnou expozici“ s odpovídající vlhkostí dřeva v zásadě ≤20 % (pozor na nedorozumění).

● Třída použití 3: je charakterizována klimatickými podmínkami vedoucími k vyšší vlhkosti než u třídy použití 2. V evropských normách (EN) pro desky na bázi dřeva je tato expozice označena jako „venkovní prostředí“; podle ČSN 73 1701 jde o nechráněnou expozici.

 

Podle ČSN 73 1701:1984 (změna 5) se z materiálů na bázi dřeva používají na dřevěné konstrukce:

– překližované desky podle ČSN EN 636-2 nebo ČSN EN 636-3 (tj. překližované desky pro použití ve vlhkém nebo venkovním prostředí podle ČSN EN 636),

– třískové desky podle ČSN EN 312-5 nebo ČSN EN 312-7 (tj. třískové desky typu P5 a P7 podle ČSN EN 312),

– desky z orientovaných plochých třísek (OSB) typu OSB/3 popř. OSB/4 podle ČSN EN 300,

– vláknité desky tvrdé typu HB.HLA1 popř. HB.HLA2 podle ČSN EN 622-2,

– vláknité desky vyrobené suchým procesem (MDF) typu MDF.HLS podle ČSN EN 622-5,

– sádrovláknité desky pouze na pláště stěnových panelů montovaných domů nebo skeletových budov pro zabezpečení výztužného účinku v rovině panelu.

 

Použití výše uvedených materiálů se dovoluje v prostředí, které vyhovuje třídě použití 2 podle EC5 (tj. pro chráněnou expozici podle ČSN 73 1701). Pro třídu použití 3 (nechráněnou expozici, venkovní prostředí) jsou podle ČSN 73 1701 dovoleny pouze překližované desky podle ČSN EN 636-3 (tj. překližované desky pro použití ve venkovním prostředí).

Desky na bázi dřeva určené pro třídu použití 1 (tzv. suché prostředí) nepřicházejí při navrhování podle ČSN 73 1701:1984 v úvahu.

Při použití jiných materiálů je třeba postupovat podle platných předpisů (t. č. viz Nařízení vlády č. 163/2002 Sb.).

 

Při navrhování podle ČSN 73 1702 popř. podle Eurokódu 5 lze používat na nosné nebo výztužné účely tyto desky na bázi dřeva (tučně jsou označeny materiály určené pouze protřídu použití 1):

– překližované desky podle ČSN EN 636 pro použití v suchém, vlhkém nebo venkovním prostředí;

– desky z orientovaných plochých třísek (OSB) podle ČSN EN 300, typ OSB/2, OSB/3, OSB/4;

– třískové desky podle ČSN EN 312 (typ P4, typ P5, typ P6, typ P7);

– cementotřískové desky (ČSN EN 634-1, ČSN EN 634-2);

– vláknité desky (ČSN EN 622-2 – typ HB.HLA2, ČSN EN 622-3 – typ MBH.LA2, ČSN EN 622-5

– typ MDF.LA, MDF.HLS) – viz poznámky výše;

– desky z rostlého dřeva (SWP) (ČSN EN 13353, typ SWP/1, SWP/2, SWP/3);

– desky z vrstveného dřeva (ČSN EN 14374).

 

Pro materiály určené pro třídu použití 1 (suché prostředí) je při navrhování namístě obezřetný postup, protože požadované klimatické podmínky musí být dodrženy nejenom po celou dobu služby, ale také při přepravě, skladování a montáži na staveništi. Doporučuje se proto všeobecně upřednostňovat na nosné účely materiály určené pro třídu použití 2.

Pro třídu použití 3 (venkovní prostředí apod.) jsou podle EC5 dovoleny z desek na bázi dřeva pouze překližované desky podle ČSN EN 636 pro použití ve venkovním prostředí, cementotřískové desky třídy 2 podle 634-2, desky z rostlého dřeva typu SWP/3 podle ČSN EN 13353, případně desky z vrstveného dřeva (LVL) podle prEN 14279.

 

● ČSN 73 1701: Navrhovanie drevených stavebných konštrukcií – tato norma bude od 30. 6. 2008 nahrazena ČSN 73 1702.

● ČSN EN 1995-1-1 Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (73 1701).

● ČSN 73 1702 mod. DIN 1052:2004: Navrhování, výpočet a posuzování dřevěných stavebních konstrukcí – Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby – tato norma obsahuje podrobný seznam souvisejících norem a předpisů. Byla vydána v roce 2007.

 

Tento příspěvek byl zčásti přednesen na konferenci Dřevostavby v praxi, pořádané společností Rigips, s. r. o., ve dnech 8. a 9. listopadu 2007.

 

 

 

 

Ing. Bohumil Koželouh, CSc., (*1934) absolvoval SvF ČVUT. Pracoval ve Státním dřevařském výzkumném ústavu v Bratislavě, později v Dřevařském výzkumném pracovišti MZLU Brno ve Zlíně, v oboru konstrukčního použití dřeva a materiálů na bázi dřeva. Je zpracovatelem ČSN pro navrhování a provádění dřevěných stavebních konstrukcí a spolupracuje při zavádění EN do ČSN. Je autorem řady odborných publikací a soudním znalcem v oboru použití dřeva a materiálů na bázi dřeva na stavební konstrukce.