Na počátku byla vize a snaha investora vytvořit zajímavou stavbu, která by vyhovovala přísným energetickým požadavkům kladeným v současnosti na konstrukce. Výsledkem je stavba, která je zajímavá nejen z hlediska energetické náročnosti, ale i z hlediska svého nosného systému. Investor byl ochoten vytvořit stavbu, u které byly použity nové a inovativní metody a netradiční materiály.
Rodinný dům byl postaven v okrajové části města Havířova na kopci, odkud je výhled jak na celé město, tak i na beskydské pohoří, což byly hlavní atributy, které rozhodovaly o celkové koncepci rodinného domu. Po důkladném zvážení všech negativním i pozitivních aspektů, týkajících se různých technických hledisek, se dospělo k finální koncepci domu, která spočívala ve vytvoření dvou na sobě nezávislých samostatných nosných celků domu. Těmi jsou obvodový plášť (svislé stěny a střecha) a vnitřní nosná železobetonová konstrukce.
Vnitřní nosná železobetonová konstrukce
Hlavní nosná konstrukce rodinného domu je vytvořena jako tuhá konstrukce skládající se z nosných pilířů v prostoru 1. NP a vodorovné nosné železobetonové desky vytvářející plochu pro další podlaží. Z finální verze vnitřního uspořádání dispozice v obou podlažích vznikl požadavek vytvořit a nadimenzovat takový nosný systém, ve kterém by byla provedena stropní konstrukce s konzolovým vyložením cca 3,5 m na obě strany (obr. 1). Po důkladném zvážení všech pozitivních i negativních aspektů byla zvolena monolitická železobetonová konstrukce, která dokázala těmto požadavkům vyhovět a ukázala se jako realizovatelná. Byla koncipována tak, aby se po dokončení stavby stala součástí interiéru prostoru 1. NP v celém svém rozsahu. Povrch byl po dokončení stavebních prací finálně vybroušen a vyleštěn.
Nosný systém byl založen na základových patkách pod nosnými pilíři, které byly navzájem propojeny s obvodovými základovými pasy. Základové konstrukce byly provedeny standardně s prostupy pro inženýrské sítě. Geologické poměry oblasti byly určeny jako jednoduché a nenáročné s hladinou podzemní vody hluboko pod základovou spárou. Podlahu 1. NP tvoří železobetonová deska. Další vrstvy podlahové konstrukce směrem do interiéru jsou: sklobit (3 mm), polystyren (200 mm), separační fólie, anhydrit s topnými kabely (50 mm) a finální nášlapná vrstva z vinylu nebo keramické dlažby.
V prostoru 1. NP byly provedeny nosné pilíře z železového betonu. Při provádění betonářských prací byly do bednění pilířů vloženy ochranné trubky, do kterých se v průběhu provádění navazujících prací vkládaly vnitřní rozvody a instalace. V úrovni výšky hlavy pilíře byly provedeny ztužující průvlaky vytvářející tuhý rám ve tvaru písmene „H“ (obr. 1).
Na tyto průvlaky se v poslední etapě této nosné konstrukce provádělo bednění s uložením betonářské výztuže (R10 505) a vymezením prostupů a otvorů. Uložená betonová směs byla provedena z betonu pevnostní třídy C 20/25. Velký důraz byl kladen na konzoly délky 3,5 m. Bednění v těchto místech bylo podstojkováno ve třetinách vyložení po dobu 28 dní, avšak konce konzol zůstaly podstojkovány další měsíc. Konstrukce bednění v místech konců konzol byla nadvýšena o 15 mm, což byla hodnota teoretického průhybu určeného výpočetním modelem. V průběhu odbedňování byla kontrolně prováděna měření průhybů konců konzol a byla kontrolována s daným výpočetním modelem. Bylo zjištěno, že výpočetní model MKP a skutečnost se v zásadě nelišily, lze tedy poukázat na jejich vynikající vzájemnou shodu. Důležité je rovněž říci, že dotvarovávání konstrukce probíhalo od července 2013 až do dubna 2014, kdy byla zahájena stavba pláště. V tomto čase došlo k vyrovnání nadvýšení a srovnání spodního líce stropu do vodorovné polohy.
Do čelní hrany stropní desky byly zabetonovány závitové tyče, ke kterým se v další fázi kotvila nosná konstrukce obvodového pláště. Této opatření zajistilo celkovou soudržnost obou systémů.
Obvodový plášť
Obvodový plášť byl projektován od prvopočátku jako samonosná „superizolační“ obálka budovy nezávislá na vnitřní nosné železobetonové konstrukci. Tento přístup umožňuje výrazné eliminování tepelných mostů. Vnitřní železobetonová nosná konstrukce v objektu plní funkci akumulačního jádra pro zimní období. Vnitřní nosné konstrukce také přispívají k teplotní stabilitě vnitřního prostředí budovy v letním období. Finální skladba obvodového pláště byla realizována jako sendvičová konstrukce s nosným dřevěným příhradovým roštem (obr. 2) a s celulózovou tepelnou izolací Climatizer Plus.
Příhradová konstrukce se montovala z přímých segmentů na místě.
Realizací zmíněného obvodového pláště byla vytvořena difuzně otevřená obálka domu. Ve skladbě obvodového pláště byly používány výhradně materiály, které dokážou v obvodovém plášti efektivně řídit prostupy vodních par a využít tak výhody redistribuce vlhkosti v celulózové izolaci, čímž bude docházet k pasivní ochraně dřevěné nosné konstrukce.
Celulózová izolace je v komorách obvodového pláště držena nosníky opatřenými perlinkou a deskovými materiály na bázi dřeva. V průběhu foukání izolace do komor byla průběžně kontrolována objemová hmotnost, aby v budoucnu bylo minimalizováno riziko sedání tepelné izolace v oblasti věnců.
Obvodový plášť díky použití deskových materiálů vykazuje dostatečnou prostorovou tuhost a není nutné se z tohoto hlediska obávat možných nežádoucích přetvoření jeho konstrukce. Skladba obvodového pláště směrem od exteriéru:
– modřínový obklad,
– kontraklatě + latě,
– ochranná difuzně propustná fólie,
– DFP Kronospan 16 mm,
– dřevěná nosná příhradová konstrukce s foukanou izolací z přírodních celulózových vláken,
– OSB Airstop Kronospan tl. 18 mm,
– tepelná izolace URSA,
– sádrokartonová předstěna,
– malba.
Sádrokartonová předstěna tvoří zároveň i instalační dutinu pro vedení elektrorozvodů, kabeláží apod. Díky tomu se opět nezasahuje do nosné a tepelněizolační funkce obvodového pláště a nedochází ke vzniku tepelných mostů.
V domě jsou použita dřevěná okna s trojsklem; hodnota Uw je 0,76 W.m–2.K–1.
Střešní plášť se svým složením velice podobá skladbě stěnového pláště. Ve střešním plášti však byla provedena oproti stěnovému plášti odvětrávaná mezera. Jako finální střešní krytina byla zvolena a nakonec i použita EPDM fólie, dokonale zajišťující vodotěsnost střešního pláště.
Průměrný součinitel prostupu tepla obálkou objektu byl stanoven na 0,2 W.m–2.K–1. Tepelná ztráta objektu byla stanovena 3,3 kW/m².a
Vytápění
Pro vytápění objektu slouží elektrické podlahové topení s regulací inteligentním termostatem autonomně pro jednotlivé místnosti a krbová vložka o regulovatelném výkonu 2–6 kW. Dům má větrací systém s rekuperační jednotkou.
V současnosti se připravují finální úpravy povrchů a osazování technologií. Na konec listopadu je naplánováno provedení blower-door testu.
MARTIN WÜNSCHE, JAN KABELKA, JIŘÍ LABUDEK
foto archiv autorů
Ing. Martin Wünsche (*1984)
vystudoval Vysokou školu báňskou – Technickou univerzitu v Ostravě, Fakultu stavební. V současné době pracuje jako projektant pozemních staveb v projekční kanceláři Helika, a. s. Na představeném projektu zpracovával statiku.
Ing. Jan Kabelka (*1985)
absolvoval Vysokou školu báňskou – Technickou univerzitu v Ostravě, Fakultu stavební. Pracuje jako stavbyvedoucí pro Metrostav, a. s. Je projektantem domu představeného v článku.
Ing. Jiří Labudek, Ph.D., (*1985)
vystudoval Vysokou školu báňskou – Technickou univerzitu v Ostravě, Fakultu stavební. V současné době pracuje na této fakultě jako akademický pracovník na katedře prostředí staveb a TZB. Je autorem tepelnětechnického řešení domu představeného v článku.
