Zranitelná místa dřevěných krovů různých typů

Vliv vlhkosti

Má-li být řeč o zranitelnosti dřevěných krovů, půjde především o problém biotického poškození (biodegradace) dřeva, obvykle poměrně úzce související s pronikáním nadměrné vlhkosti k jednotlivým prvkům a jejich styčníkům. Nejčastější cesty, jimiž se může voda dostat přímo ke konstrukci, jsou následující:

1. netěsnost střešního pláště,
2. promrzání zdiva a následná kondenzace vody v blízkosti zazděných zhlaví trámů,
3. závady na rozvodech vody v podkroví,
4. kondenzace vzdušné vlhkosti na površích přímo v prostoru podkroví.

U bodů 1–3 navíc dochází k nepříjemnému sčítání účinků, protože se závady ve všech třech případech soustřeďují do prahové oblasti (pozednice, vazné trámy, krátčata). Určitou výhodou je to, že s výjimkou krovů opatřených podkrovními vestavbami bývají tato místa obvykle dobře přístupná ke kontrole stavu materiálu. Jde o důležitou nosnou konstrukci, takže pravidelné revizní prohlídky by měly být prováděny nejméně dvakrát ročně. Po projektantech půdních vestaveb je proto dobré požadovat vyřešení budoucího revizního přístupu k patním částem krovů.

Ať už jde o poškození zaviněné dřevokaznými houbami či hmyzem nebo o „lidské“ chyby při opravách a úpravách krovů, vždy je důležité si uvědomit, které prvky a spoje ustálených konstrukčních typů jsou klíčové pro konstrukční stabilitu celku. To však předpokládá správně porozumět funkci jednotlivých částí krovů, a to nejlépe vždy v kontextu dobové stavební praxe.

Konstrukční typologie

U historických staveb na našem území se nejčastěji setkáváme se dvěma hlavními konstrukčními systémy, v technické literatuře často nazývanými také krovové soustavy. Jde o krovy krokevní (hambalkové) a vaznicové. Rozdíl mezi nimi je zcela principiální a vyplývá nejen z odlišné geneze, ale i z naprosto odlišného konstrukčního uspořádání (obr. 1, 2). Zatímco nosným základem a současně základní stavební jednotkou krokevního krovu je pár krokví ve vrcholu o sebe navzájem opřených, ideálně v podobě trojúhelníka tvořeného krokvemi a vazným trámem, u vaznicového krovu je tomu jinak. Krokve jsou na sobě téměř nezávislé, každá je samostatně uloženým šikmým nosníkem, který spočívá nejméně na dvou podporách – podélných vaznicích nesených sloupky nebo uložených přímo na zdivu.

Obr. 1a

Obr. 1b

Obr. 1c

Obr. 1: Zjednodušené statické schéma krokevního krovu: a) s krokvemi začepovanými do pozednic; b) s krokvemi začepovanými do vazného trámu; c) hambalkového krovu.

Obr. 2a

Obr. 2b

Obr. 2c

Obr. 2: Zjednodušené statické schéma vaznicového krovu: a) dřevěné stavby s pultovou střechou; b) dřevěné stavby s nízkou sedlovou střechou; c) zděné stavby se strmější sedlovou střechou.

Za normálních okolností je možné obě uvedené konstrukční soustavy rozlišit už při pohledu na střechu zvenku. Pro krokevní krovy je totiž charakteristické užívání tzv. námětků krokví, prvků různé délky, které svrchu kryjí přesahující zhlaví vazných trámů nebo krátčat a umožňují vysunout okapovou hranu střechy co nejdále od fasádního líce. Tím se krokevní konstrukce na první pohled liší od vaznicových krovů, kde není rovina střechy nijak zalomená a kde spodní konce krokví někdy i dost výrazně vystupují z vnějšího obrysu stavby.

Ve skutečnosti se v praxi objevuji často i krovy vykazující znaky obou konstrukčních systémů. Jako vaznicové krovy bychom ale správně měli označovat jen takové, kde mají podélné prvky skutečně nosnou funkci. Ližiny, podélné rozpěry a průvlaky stolic podélného vázání hambalkových krovů bývají v některé novější literatuře pro zjednodušení nazývány rovněž vaznicemi, a krovy vybavené těmito stolicemi pak nesprávně označovány jako krovy vaznicové. Nesprávně proto, že u historických krokevních krovů v mnoha případech k přenosu sil z hambalků do „vaznic“ vůbec nedochází.

Jinak řečeno, jednotlivé krovy je vždy třeba posuzovat podle skutečného stavu zjištěného na místě. U krokevních, a tedy i hambalkových krovů s podélným vázáním, nelze automaticky předpokládat, že ližiny a sloupky stolic na sebe přejímají poměrnou část zatížení střechy a krovu v úsecích mezi plnými vazbami. Může tomu tak být, ale také nemusí.

Typické závady u nejrozšířenějších konstrukčních uspořádání

Krokevní krovy

Obr. 3: Krov presbytáře kostela sv. Linharta v Lidéřovicích (okres Jindřichův Hradec), detail typického poškození paty krokve, vazného trámu a pozednice u krokevního krovu. (Foto autor 2005)

Krokevní krovy jsou citelněji než vaznicové poškozovány netěsnostmi střešního pláště. Když pronikne srážková voda pod krytinu, stéká voda po šikmé krokvi dolů a hromadí se v dlabu na konci vazného trámu (obr. 3). Přitom právě tento styčník má pro konstrukci uvedeného typu klíčovou roli. Pokud k zatékání dochází delší dobu, spoj může po nějakém čase zcela ztratit svou funkci. Tuto skutečnost si naši předkové zřejmě velmi dobře uvědomovali. To, co máme dnes sklony nazývat předimenzovaností nebo dokonce plýtváním materiálem, bylo ve skutečnosti několikanásobné jištění krokevních konstrukcí před jejich možným budoucím poškozením.

Námětky krokví proto nejenže posouvají okapovou hranu střechy co nejdále od fasádního líce, ale současně umožňují i to, že je kritický spoj krokve a vazného trámu ze všech stran dobře provětrávaný. Pokud by přeci jen došlo k jeho poškození, jsou už u těch nejstarších středověkých krovů z vnitřní strany osazovány relativně krátké patní vzpěry krokví, které jsou schopné na sebe převzít část zatížení. Tedy alespoň na nějaký čas. Podobnou pojistnou roli mají u pozdějších krovů stolice podélného vázání, na které hambalky s krokvemi většinou plně dosednou teprve tehdy, když dojde k závažnému poškození pat krokví.

Potíže se zatékáním se velmi často objevují v oblasti střešních úbočí a nároží, tedy v místech, kde na sebe v pravém úhlu navazují dvě křídla budovy. Především vnitřní střešní úbočí je namáháno v souhrnu větším množstvím stékající vody. Na opačné straně zase častěji dochází k poškozování nárožních hřebenáčů velmi silným větrem. Problém je ale hlavně geometrické povahy. Úboční i nárožní krokve mají zákonitě nižší sklon, což odtok vody na úboční straně ještě o poznání zpomaluje. Z pohledu stavební mechaniky je právě tento menší úhel nevýhodný. Přibližný průměrný sklon běžných krokví střech sedlového tvaru se během 18. století ustálil na cca 45‒48°. U nárožních a úbočních krokví se ale v takovém případě zákonitě dostáváme na pouhých 35‒40°, což je velmi málo. V případech, kdy jsou pod nárožní krokve osazeny příčné vazby ležatých stolic, spoje mezi páskem a ležatým sloupkem, resp. páskem a příčnou rozpěrou, jsou obtížně zhotovitelné a kvůli velmi ostrým úhlům v místě napojení vlastně i nefunkční.

Obr. 4: Krov panského domu čp. 95 v Budíškovicích (okres Jindřichův Hradec), nakloněná krátčata na severní straně střechy prozrazují destrukci vnější pozednice. (Foto autor 2008)

U křídel ukončených plnou valbou se přidává ještě problém se zachycením vodorovné síly. Nárožní a valbové krokve totiž nemají protějšky, s nimiž by tvořily pevné trojúhelníky. Svými patami se opírají do krátčat, která mají na opačném konci zpravidla čep zajištěný na tah pouze dřevěným hřebem.

Další slabina krokevních krovů souvisí s tím, že jejich prahové části bývají často zazděné do koruny zdiva. Nejčastěji jde o pozednice, někdy zcela skryté, protože sloužily ke zpevnění římsového zdiva. Po delší době se však u těchto případů mohla nepříznivě projevit nadměrná kondenzace vzdušné vlhkosti v promrzající části zdiva. Obrázek 4 ukazuje prahovou část krovu podélně vázaného ležatou stolicí s volnými krátčaty v prázdných příčných vazbách. Takováto úprava vyžaduje podepření krátčat zdvojenou pozednicí. U vnější pozednice, částečně obezděné cihlovou římsou, došlo přibližně po dvou stech letech od vzniku krovu k destrukci hnilobou, která způsobila výrazné vyklonění krátčat.

Největším nebezpečím pro historické krovy je srážková voda lokálně pronikající netěsným nebo poškozeným střešním pláštěm. Nejčastěji se tento problém objevuje v místech napojení střech na výše vybíhající štítové zdivo, dále okolo prostupů komínových těles, antén, hromosvodů, atp. střešním pláštěm, a také v blízkosti střešních oken či vikýřů. Častou závadou bývají chybějící hřebenáče, ať už ve vrcholové části nebo u valbových střešních nároží.

Fotografie z klasicistního krovu nad konírnami zákupského zámku ukazují, že zatékání soustředěné na jednom místě dokáže po delší době způsobit úplnou degradaci dřevěného prvku. Nejvíce ohrožené jsou přitom vodorovně orientované trámy, z nichž nemá voda možnost odtékat a hromadí se na jednom místě. Obrázek 5b ukazuje zcela přerušený podélný práh pod sloupky rámové stojaté stolice, naštěstí k tomu došlo v úseku mezi dvěma vaznými trámy. Na obrázku 5a je vidět velmi vážně poškozená ližina téže stolice. Vzhledem k tomu, že jde o krokevní krov s hambalky, kde je každá příčná vazba samonosná, nemusí ani takto vážné poškození stolice podélného vázání vést k deformaci tvaru střechy.

Obr. 5a: Krov koníren zámku v Zákupech (okres Česká Lípa), ližina stojaté stolice vážně poškozená vodou zatékající skrz poškozenou střešní krytinu. (Foto autor 2021)

Obr. 5b: Krov koníren zámku v Zákupech (okres Česká Lípa), část podélného prahu stojaté stolice zcela destruovaná vodou lokálně zatékající skrz poškozenou střešní krytinu. (Foto autor 2021)

Obr. 6: Krov severní části západního křídla hospodářského dvora čp. 74 v Praze-Stodůlkách, výrazný průhyb vazného trámu pod sloupkem dvojité stojaté stolice. (Foto autor 2016)

Na obrázku 6 je vidět nadměrný průhyb vazného trámu lokálně zatíženého sloupkem stolice. Jedná se ještě o klasicistní krokevní krov, kde jsou paty krokví začepované do krátčat, resp. do vazných trámů plných příčných vazeb. Konstrukce je však velmi úsporná, krokve nejsou opatřeny hambalky ani kleštinami a ližina stojaté stolice podpírá krokve podobným způsobem jako vaznice pozdějších vaznicových krovů. Zatímco u hambalkového krovu by poklesem stolice patrně došlo k uvolnění kampových spojů mezi hambalky a ližinami, zde je výsledkem výrazný průhyb krokví.

Vaznicové krovy

Obr. 7: Krov dvorního křídla domu čp. 482 ve Slavonicích (okres Jindřichův Hradec), detail uložení vazného trámu a pozednice s trámkovou kleštinou u krovu vaznicové konstrukce. (Foto autor 2013)

U vaznicových krovů je při zatékání pod krytinu situace v patě krokve odlišná, protože voda může po přesahujících krokvích vytékat ven, nicméně u zadrápnutého spoje vzniká na pozednici miskovitý prostor, který se může v případě lokálního poškození střechy naplnit vodou. Spoj sedlaný na plný profil je v tomto ohledu odolnější, klade však větší nároky na hřeb, kterým je krokev k vaznici či pozednici uchycena. Podobně jako u krokevních krovů i v tomto případě je pozednice náchylnější k poškození vinou přímého kontaktu se zdivem, a tím způsobené zvýšené vlhkosti dřeva. U oprav pozednic je proto dobré zvážit výměnu měkkého dřeva za trvanlivější, například dubové. Pozednice vaznicových krovů jsou většinou namáhané šikmou silou směřující mimo jádro průřezu, je tedy vhodné kotvit je přímo do zdiva nebo jiným způsobem zabezpečit proti otáčení.

Obr. 8: Krov jižní části východního křídla hospodářského dvora čp. 74 v Praze-Stodůlkách, detail stavu následujícího po dlouhodobém zatékání okolo ocelového stožáru procházejícího střechou. (Foto Jaroslav Hrivnák 2016)

Vazné trámy u vaznicových krovů bývají často osazené níže než pozednice. Nadezdívka je většinou tenká a v případě, že jsou konce vazných trámů vetknuté do zdiva, dochází často k poškození zazděných zhlaví promrzáním a zvýšenou vlhkostí uvnitř zdiva v kombinaci s nedostatečným provětráváním (obr. 7 a 8).

K zachycení příčných vodorovných sil u vaznicových konstrukcí slouží tahově namáhané kleštiny, zprvu trámkové, v mladších dobách často zdvojené a spojované ocelovými svorníky. Na rozdíl od hambalků běžně užívaných u krokevních krovů nemohou být zdvojené kleštiny vaznicových krovů v podélném směru namáhané na tlak.

Obrázek 8 je příkladem závažného poškození vaznicového krovu delší dobu trvajícím průnikem vody v místě prostupu stožáru střechou. V tomto konkrétním případě se ukázalo jako výhodné mít střešní krokve uložené až na nadezdívku, protože oblast pozednice zůstala výrazně méně narušená než spodní část konstrukce vetknutá do nadezdívky. To, že je uložení příčné vazby krovu rozděleno do dvou výškových úrovní, patrně napomohlo k oddálení kolapsu celé konstrukce.

Závěr

Zatímco škála hlavních konstrukčních typů krovů užívaných v minulosti je relativně omezená, tak různorodost individuálních řešení je relativně velmi vysoká. Při analýzách stavebně-technického stavu, konstrukční stability a potenciálních rizik je u historických krovů proto třeba vždy vycházet z konkrétní situace zjištěné terénním průzkumem.

Obr. 9: Střecha panského domu čp. 95 v areálu zámeckého hospodářského dvora v Budíškovicích (okres Jindřichův Hradec). Detail mansardové římsy v místě valbového nároží. (Foto Michal Kloiber 2008)

U dřevěných stavebních konstrukcí má zcela zásadní význam správná údržba a preventivní péče. Opomíjená drobná závada, například poškozený hřeben střechy nebo lemování komína, může zůstat nějaký čas bez následků, pokud ale dojde k hromadění vody v konstrukčně důležitém uzlu, mohou být dopady zanedbané údržby fatální. U místností vestavěných do podkrovního prostoru je nejrozumnější mít celou nosnou dřevěnou konstrukci viditelnou z interiéru, a pokud to není možné, tak alespoň revizními prostupy přístupnou k občasným kontrolám.

Podobně jako v minulosti je třeba věnovat pozornost dostatečnému provětrávání půdního prostoru. Obr. 9 ukazuje, že dřevěné profilované římsy umístěné v mansardových lomech barokních střech neměly jen estetickou funkci, ale sloužily i k přirozené ventilaci podkroví. Jejich dodatečné oplechovávání bez uchování větrací funkce může vést k výraznému zhoršení vlhkostních poměrů v podkroví.

Je třeba dát pozor také na to, že i takzvané pojistné hydroizolační fólie mohou konstrukci někdy více uškodit, než pomoci. Srážkovou vlhkost, která projde střešní krytinou a která by jinak bez problémů odvětrala, svádějí do spodních částí krovu, kde ji dírami po hřebících nebo místy s odlepenou spojovací páskou soustřeďují na jedno místo, což může mít ve výsledku horší následky, než kdyby tam fólie vůbec nebyla.

Původní verze článku byla otištěna ve Zpravodaji Společnosti pro technologie ochrany památek STOP 1/2020. Pro portál TZB-info upravena s respektováním návrhů recenzenta.

Literatura

1. DEINHARD, Johann Martin: Systembedingte Schäden an Dachwerken: eine Darstellung historischer Dachkonstruktionen und ihrer Schwachpunkte. Deutsche Zentrum für Handwerk und Denkmalpflege, 1996.
2. HOLZER, Stefan: Statische Beurteilung historischer Tragwerke: Band 2 – Holzkonstruktionen (Bauingenieur-Praxis). Ernst & Sohn, Berlin 2015.
3. KROFTOVÁ, Klára (ed.): Tradiční městské stavitelství a stavební řemesla na přelomu 19. a 20. století – Střešní konstrukce. ČVUT v Praze a NTM, Praha 2022.
4. VINAŘ, Jan a kol.: Historické krovy. Typologie, průzkum, opravy. Grada, Praha 2010.
5. ŽÁK, Jaroslav – REINPRECHT, Ladislav: Ochrana dřeva ve stavbě. ABF, Praha 1998.