Střechy-Praha, zajímavosti z doprovodného programu na téma dřevostavby

NAVRHOVÁNÍ PRVKŮ A SPOJŮ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ

(Přednášel Doc. Ing. Petr Kuklík, CSc. jako autor uvedena také Ing. Anna Kuklíková, Ph.D.)

Přednáška byla především rozborem norem o navrhování dřevěných konstrukcí.

Historický přehled norem ČSN pro navrhování dřevěných konstrukcí: První českou normou byla ČSN 1052 již z roku 1929, jednalo se o předpisy. Teorie mezních stavů se u nás používá od roku 1969 v ČSN 73 1701. Před několika lety zavedené Eurokódy používající také teorii mezních stavů pro nás tedy byly přijatelnější než v jiných zemích.

Dnes platné normy: ČSN EN 1995 (z roku 2006), ČSN 73 1705 (z roku 2007).

Cílem evropské komise je unikátní soubor norem pro navrhování stavebních konstrukcí platný pro celou EU. (Přináší to své výhody i nevýhody - možnost českých projektantů pracovat i pro zahraniční investory, ale naopak i umožnění práce zahraničním projektantům u nás. Tato nevýhoda se však pro cenu práce u nás zatím neprojevuje.)

Tyto normy definují pravidla pro návrh, ne však požadavky. Ty jsou stanoveny státními předpisy.

Pro dřevěné konstrukce je třeba celý soubor norem, jeho problematika je složitější než například u oceli. Normy: Zkušební, výrobkové, hodnotové, zastřešující, dodatkové aplikační, návrhové. Je třeba si uvědomit vazbu mezi zkušební a návrhovou normou. Je nezbytné je měnit ve vzájemné souvislosti.

Dřevo má mnoho svých specifik (sukovitost, směr vláken, vliv rozměru prvku, vlhkost) ovlivňujících zásadně jeho mechanické vlastnosti. V případě, že materiál začneme zkoušet jiným způsobem, dostaneme jiné hodnoty a dle toho je třeba upravit návrhové normy.

Návrh dřevěných prvků a spojů

ČSN EN 1995-1-1 (73 1701), mezní stavy únosnosti a použitelnosti (především průhyby a kmitání), návrhové situace (dočasná - během montáže, trvalá, mimořádná - požár, náraz).

Příklady situací, jaké norma řeší:

• Tah rovnoběžně s vlákny

Obr. 1 - Skutečný tvar porušení, skutečný tvar spoje, tvar spoje pro výpočet - průřez
oslabený otvory (zdroj: autor, dle Doc. Ing. Petra Kuklíka)

• Tah kolmo na vlákna - velmi choulostivé na rozvrstvení vláken

Obr. 2 - Spoj a chování dřeva (zdroj: autor, dle Doc. Ing. Petra Kuklíka)

• Tlak rovnoběžně s vlákny - dřevěný prvek funguje jako více sloupků vedle sebe, v případě snahy jednoho o vybočení vyvolá tento smyk v celém prvku.

Obr. 3 - Smyková plocha a sloupková analogie letních a zimních vláken (zdroj: autor,
dle Doc. Ing. Petra Kuklíka)

• Tlak kolmo k vláknům - V EC lépe podchyceno, účinná plocha není dosedací ale + 30 mm na každou stranu.

Obr. 4 - Chování dřeva v tlaku kolmo na vlákna (zdroj: autor, dle Doc. Ing. Petra Kuklíka)

• Tlak šikmo k vláknům
• Smyk za ohybu - největším problémem jsou zúžená místa pro osazení prvku.

Obr. 5 - Zúžená dosedací plocha nosíku (zdroj: autor, dle Doc. Ing. Petra Kuklíka)

• Kroucení - vzniká nebezpečí rozvrstvení vláken prvku, popřípadě kombinace se smykem.
• Ohyb s klopením - v EC ošetřeno součinitelem
• Nosníky proměnného průřezu - pozor, přestože největší moment je uprostřed, kritický průřez nikoli. Při použití ohýbaných prvků může vzniknout tah kolmo k vláknům.
• Pevnost soustavy
• Mezní stav použitelnosti - pro zamezení kmitání je třeba omezit průhyb pod 6 mm.
• Spoje - norma řeší inženýrské spoje (kolíkové, hmoždíky...) ne však tesařské spoje. Jejich posuzování je velmi složité.

NÁVRH DŘEVOSTAVEB - ARCHITEKTURA A VAZBA NA BEZCHYBNÉ TECHNICKÉ ŘEŠENÍ

(přednášeli: Doc. Ing. Šárka Šilarová, CSc., Ing. Arch. Pavel Horák)

Přednáška byla rozdělena na dvě části. V té první rozebrala docentka Šilarová dva objekty, na kterých představila poruchy. Architekt Horák potom představil projekty dřevostaveb svého ateliéru Domesi. Šlo o projekty objektů pro bydlení, ale představeny byly i dřevěné občanské stavby.

Stručný výčet přestavených poruch v dřevostavbách (Kompletační konstrukce mají zásadní vliv na kvalitu dřevostaveb):

• Špatně zabudované výplně (okna, dveře) - rosení v blízkosti konstrukce, degradace dřeva
• Podkladní desky podlahy pro suchou výstavbu: Je nutné tvořit velké plochy nepoužívat malé přířezy, zvláště v namáhaných místech (například u dveří), podkladní desky klást ve dvou vrstvách s přesahy, aby nedocházelo k prohýbání.
• V koupelnách je nutno počítat s několika stupni odolnosti proti vodě (stékající voda, ostřik, vyšší relativní vlhkost - min 80%)
• Vlivem křivé nosné konstrukce střechy byla provětrávaná mezera 20 - 0 mm, přiváděcí i odváděcí otvory byly nedostatečné (20 - 0 mm), pojistná hydroizolace nebyla místy ochráněná proti UV záření.
• Zatékání vlivem špatně provedených klempířských prací.

VÝROBKY ZE DŘEVA A NA BÁZI DŘEVA - POŽADAVKY NA STAVBĚ

(přednášel: Ing. Jiří Ptáček, Ph.D.)

Přednáška byla zaměřena především na problematiku ochrany dřeva proti vlhkosti a jiným činitelům a na problematiků difúzních fólií.

Zákonné požadavky:

• Posouzení shody "národní" a prohlášení o shodě NV 163/2003 Sb. ve znění NV 312/2005 Sb. (týká se veškerých konstrukcí z masivního dřeva - schodiště, krovy...)
• Posouzení shody CE a prohlášení o shodě NV 190/2002 Sb. (týká se konečných výrobků na bázi dřeva; existují však i běžně užívané výrobky bez této shody, které nebyly do NV zahrnuty, nemohou tak získat)

Je nutné si uvědomit, že dřevo je přírodní materiál a dřevo, které již neroste, je pro přírodu mrtvé a jako takového se ho snaží zbavit, rozložit, využít jako potravu a vrátit zpět do systému koloběhu živin.

Základní podmínkou pro dřevo a výrobky z něj je ochrana proti vlhkosti. Vlhkost umožňuje vstup jak biotickým tak abiotickým činitelům. Přirozená trvanlivost dřeva vlivem vlhkosti značně klesá. Různé druhy dřevin mají odlišnou odolnost proti vlhkosti. (například buk špatně ve vlhku odolává napadení houbami)

Jak tedy dřevo chránit?

• Základem pro všechny projektanty a architekty musí být konstrukční ochrana dřeva. O tom, že bude dům ze dřeva, je třeba uvažovat již ve fázi studie a dřevěné konstrukce navrhnout tak, aby byly chráněny před stékající, odstřikující a stojící vodou. (oplechováním, změnou tvaru aby voda odtékala, vytvoření soklů...)
• Používání vhodného dřeva. Zvolit vhodně vysušené dřevo (interiér, exteriér).
• Obklady, zvětšením průřezu prvku
• Tepelně upravené dřevo
• Impregnací (tato varianta by však měla být jako doplňková, nikoli primární ochrana)
• Ochránit dřevo již při výstavbě, vhodné skladování dřeva na stavbě, nezabudovávat mokré dřevo.

Impregnace dřeva může mít degradující vliv na difúzní fólii používanou jako pojistná hydroizolace (např. při impregnovaných latích) Nevhodné jsou impregnace s obsahem kyseliny borité, kterou však obsahují všechny běžné přípravky. Stékající pak reaguje s difúzní fólií, dochází k její degradaci a následnému zatékání. Řešením je neimpregnovat latě, v případě dodržení dostatečné větrané mezery by to neměl být problém.

Na stávajících stavbách je tento problém "vyřešen" většinou nekvalitně provedenou impregnací latí. Výrobci často latě impregnují nevysušené, impregnace je tím zředěna a pouze povrchová a degradace fólie není tolik zřetelná.

ZÁVĚR:

Dřevo a dřevěné konstrukce či celé stavby jsou samostatný a velice široký technický obor. Zabývá se jimi celý souhrn norem. Pro jejich správný návrh je třeba pochopit rozdílné chování tohoto přírodního materiálu, který má spoustu pozitivních vlastností a možností, ale stejně jako kterýkoli jiný materiál má také své požadavky. Pro dřevostavby je zásadní správný návrh a provedení kompletačních konstrukcí. Důležitá je konstrukční ochrana dřeva. Architektonické působení dřevostaveb může být velice kreativní.

Zdroje: Zápisky z návštěvy přednášek