Rekonstrukce dřevěných trámových stropů
Článek shrnuje hlavní vady a poruchy historických dřevěných stropů, uvádí možnosti jak zvýšit únosnost a tuhost těchto stropů, definuje postup rekonstrukce stropů a charakterizuje problémy, které je třeba v průběhu stavby řešit. V článku jsou uvedeny důvody pro rekonstrukci historických dřevěných stropů „suchou metodou“ – spřažením historických dřevěných trámů s deskovými materiály na bázi dřeva. Součástí článku jsou i zkušenosti autorů s dokončenými stropy v centru města Brna a odkaz na navazující experimentální výzkum těchto konstrukcí.
Rekonstrukce dřevěných trámových stropů
1. Úvod
Historické dřevěné trámové stropy jsou nedílnou součástí starších obytných staveb (obr. 1). Dřevěné stropní konstrukce mohou mít hodnotu historickou, estetickou a majitelé k nim mohou mít i citový vztah. Je proto obvyklé, že i když vykazují jistý diskomfort (někdy i určité poruchy), je požadavkem investora zachovat je v původním stavu, nebo pokud možno citlivě rekonstruovat. Nejčastějšími požadavky při rekonstrukcích je redukce zvýšených vibrací, průhybů či akustických reakcí na zatížení – ať už se jedná o celý strop, nebo jen o jeho části. Vzhledem k již ověřené dlouhé životnosti těchto stropních konstrukcí lze předpokládat, že tyto vady nejsou způsobeny špatným návrhem nebo provedením před mnohdy více než 100 lety.
2. Vady a poruchy dřevěných trámových stropů
Důvodů, proč vady a poruchy vznikly je mnoho, nejvýznamnější jsou:
- změna způsobu užívání stropní konstrukce (přetížení prvků stropní konstrukce, změna teplotně vlhkostního režimu v okolním prostředí stropní konstrukce)
- následky havárií či mimořádných situací, které v průběhu dlouhé životnosti obvykle nastanou (vytopení vodou z koupelny či WC, netěsnící potrubí rozvodů vody, poruchy odpadů a kanalizace, poruchy v systému vytápění)
- následky nešetrných a mnohdy i nevhodných stavebních úprav včetně necitlivého použití nových podlahových krytin; významné je správné navrhování podlah v rámci sanace vlhkého zdiva [3]
- vlivy degradace materiálů vyměnitelných plášťů, eventuálně dotvarování násypů a na nich položených konstrukcí
- změna chování navazujících konstrukcí v souvislosti se změnami v okolí stavby (otřesy z tramvajové dopravy, poklesy základů vlivem změn podzemních vod či nových domů v okolí).
Obr. 1 – Jedna z mnoha oblastí s častým výskytem dřevěných trámových stropů v Brně, okolí náměstí 28. října.
V některých případech může dojít i ke smíření se investora s daným stavem věcí v konfrontaci s očekávanou nákladností oprav. V případě, že se jedná o závažné poruchy, nebo o změnu majitele spojenou se změnou užívání s obvykle vyššími nároky na zvýšené účinky zatížení a kvalitu podlah a konstrukce stropu (rovinnost podlahové plochy, vibrace, akustické požadavky), bývá kompletní rekonstrukce stropu po všech stránkách výhodné řešení. Vysoce kvalitní podlahové krytiny jsou obvykle nákladnější než kompletní rekonstrukce podlahy, nestabilní podklad by měl nepříznivý vliv na jejich správné fungování. Také z ekonomického hlediska nedává smysl zachovat nejistotu s možnou nutností opravy konstrukce pod novou nákladnou podlahou, nemluvě o výrazném zlepšení všech užitných vlastností podlahy (hlavně rovinnost, únosnost, kročejový útlum a zvuková neprůzvučnost). Rekonstrukce podlahy je navíc často spojena i s kompletní výměnou rozvodů a dispozičními změnami v objektu, což vnáší nové požadavky na původní stropní konstrukci.
3. Zvyšování únosnosti a tuhosti dřevěných trámových stropů
Řešení výše uvedených vad a poruch není obvykle možné pouze snížením zatížení stropu, ale je nutné zvýšit únosnost a tuhost konstrukce stropu jako celku.
Zvyšování únosnosti a tuhosti dřevěných trámových stropů lze provést více způsoby, nejobvyklejší jsou tyto:
- kompletní náhrada degradovaných nebo neúnosných trámů novými, únosnějšími
- protézování nebo plátování degradovaných částí prvků a následné posílení těchto prvků některou z níže uvedených metod, pokud je toto potřeba:
- posílení nedostatečně únosných trámů přidáním nových prvků stejných rozměrů (zmenšení zatěžovací šířky)
- příložkování stávajících nedostatečně únosných trámů
- spřažení stávajících dřevěných trámů s novou konstrukcí vytvořenou z deskových materiálů na bázi dřeva nebo z betonové vrstvy
Kompletní náhradou degradovaných nebo neúnosných trámů lze docílit investorem požadované únosnosti a tuhosti výsledného stropu. U stropů s historickou hodnotou toto řešení však nepřipadá v úvahu. Další problém nastává s obtížnou manipulací s dlouhými a těžkými prvky v centrech měst. Finanční náklady na manipulaci s těmito prvky mohou tento postup značně prodražit. Vzhledem k nákladnosti montáže nosníku složeného z několika částí na místě a problémy s dostatečnou tuhostí složených průřezů nosníků se obvykle přistupuje k opravě degradovaných částí protézováním nebo plátováním.
Obr. 2 – Degradované zhlaví trámů (synergické působení dřevokazných hub a hmyzu) uložených na uskakující zdi. Zde je prostor pro vložení nových prvků do rozšířených kapes.
Posilování stávajících prvků vkládáním nových prvků je velmi efektivní metoda (obr. 2), nicméně obvykle naráží na problémy vytvářet nové, nebo výrazně zvětšovat stávající kapsy ve zdivu. Tyto práce spolu se zajišťujícími pracemi mohou být ve výsledku velmi nákladné, nemluvě o nutnosti zajistit dostatečnou únosnost zdiva v místě bodového uložení nových prvků. Za takové situace lze použít metodu spřažení stávajících nedostatečně únosných trámů s novou konstrukcí. Pokud vyloučíme dlouhé tyčové prvky z důvodu obtížné manipulace a také vyloučíme vlepování moderních materiálů jako pro rekonstrukce historických konstrukcí nevhodné, zůstává možnost spřáhnout stávající průřez s nově zbudovanou horní deskou. Roznášecí prvek nad trámy je ve skladbě stropu vždy potřeba, takže jeho využití pro zvýšení únosnosti stávajícího stropu je i ekonomicky výhodné.
Horní desku je dle výše zmíněných požadavků třeba provést z prvků, které se relativně snadno dopraví do místa určení běžným schodištěm nebo okny. Tuto desku je možné provést jako na stavbě vytvářený monolit (obvykle železobeton nebo slabě vyztužený beton), z liniových prvků (obvykle křížem kladené fošny), nebo z plošných prvků (obvykle desky na bázi dřeva).
Provedení železobetonové desky nebo desky ze slabě vyztuženého betonu je efektivní a vysoce únosný způsob zvyšování únosnosti stávajících dřevěných stropů. Vzhledem však ke zkušenostem s dřevěnými prvky umístěnými různě v celé stavbě a nezřídka napadenými biologickými škůdci dřeva je vhodné eliminovat nebezpečné zvyšování vlhkosti ve stavbě [3], což umožňují metody suché výstavby. Výrazným negativem provádění monolitické desky je obvykle provoz pod rekonstruovaným patrem a nemožnost při provádění betonové vrstvy zaručit neprotečení cementového mléka do podhledu a s tím spojené i právní řešení následků (obvykle s třetí osobou). Nezanedbatelný je i bezpečnostní aspekt při přitížení stropu betonovou deskou (jak ve fázi montážní, tak i po zatvrdnutí betonu), čímž dochází k zvýšení hmotnosti stropu jako celku.
Z výše zmíněného se pro velmi specifickou oblast rekonstrukcí historických dřevěných stropů jeví jako nejméně konfliktní provést spřažení s deskami na bázi dřeva (obvykle se jedná o desky OSB3, OSB4, překližku, LVL, X-lam, CLT). Je to z toho důvodu, že se jedná o suchou výstavbu s relativně snadnou dopravou materiálu až na místo určení při dostatečné únosnosti finálního průřezu. Velikost desek je možno v kladečském plánu optimalizovat tak, aby je bylo možno bezpečně a levně přepravovat. Kladením desek napříč a podél lze vytvořit velmi tuhé stropní diafragma. Spodní příčné desky jsou kladeny na rozpětí 1 až 3 polí podle vzdálenosti stropních trámů, horní spřahující desky kladené podél posilovaných trámů je vzhledem k rozložení smykové síly možné bezpečně rozdělit ve středu rozpětí. Spřažení je obvykle prováděno mechanickými spojovacími prostředky kolíkového typu (zpravidla vruty, hřebíky, případně i jinými spojovacími prostředky). Pro historicky cenné objekty lze spřahující desku provést i z jednotlivých fošen přímo na stavbě. Stanovení únosnosti stropu však závisí na způsobu provedení a použití typu a množství použitých spojovacích prostředků v daném konkrétním případě.
4. Postup rekonstrukce
4.1 Průzkum
Obr. 3 – Sonda v místě stropní výměny kolem komínového tělesa
Metody průzkumu historických staveb jsou v odborné literatuře dobře popsány (např. [1]). Pravidlem je, aby se sondy prováděly v místech s nejpravděpodobnějším výskytem degradace dřeva (rohy obvodových zdí, výstupy na balkóny, vedení vody a kanalizace u WC, vany a sprchového koutu apod.). Rozmístění stropních trámů bývá obvykle pravidelné, ale rozptyl roztečí i rozptyl velikosti profilů může být významný (námi zjištěný extrém v roztečích a průřezových rozměrech trámů činil až 20 %). Mohou se objevit i vynucené nepravidelnosti, například v uložení trámů na zdivo (obr. 3).
Nutno počítat i s tím, že starší domy mají často trámy plně hraněné jen na jedné straně, přirozená konicita kmene se obvykle projevuje pouze částečně hraněným průřezem a často i menšími rozměry průřezu. Z těchto důvodů je vždy nutno závěry z průzkumu ověřit po odkrytí celé konstrukce stropu. Bez průzkumu však není možné dostatečně přesně rozhodnout o vhodném způsobu sanace a po odkrytí obvykle není dostatek času na kompletní projekční práci. Průzkumem je možné lépe odhadnout čas, technologii, rozsah vad a poruch a tedy i finanční náročnost a předběžný časový harmonogram postupu prací. Nedílnou součástí předběžného průzkumu je tzv. Heel drop test, kdy testující osoba v místě největšího průhybu prvku (obvykle polovina rozpětí), výskokem a dopadem na paty rozvibruje stropní nosníky a dle odezvy se usuzuje na míru překročení očekávané tuhosti stropu. Průzkum je orientační a nenahrazuje exaktní výpočet s objektivními vstupy, získanými po odkrytí celé stropní konstrukce.
4.2 Návrh zvýšení únosnosti a tuhosti konstrukce stropu
Návrh zvýšení únosnosti a tuhosti konstrukce stropu vychází ze zjištěného stavu z průzkumu. Dle tloušťky vrstev a požadavků na nové nášlapné vrstvy je obvykle možné modifikovat stávající skladbu podlahy a tím snížit zatížení stropu. Toto má samozřejmě vliv i na užitné vlastnosti podlah, proto je vždy nutné specifikovat jak akustické, tak i mechanické požadavky na hotovou podlahu.
Pokud strop vyhovuje na únosnost (I. MS) a nevyhovuje na průhyb nebo kmitání (II. MS), lze navrhnout úspornější variantu spřažení nebo v rámci kmitání i pouze roznášející konstrukci ve skladbě podlahy. Pro tento případ je nutno zmínit i variantu, kdy investor s vědomím jistého diskomfortu či možných vad akceptuje zvýšené průhyby či kmitání, tedy po domluvě s projektantem upraví jejich normativně doporučené hodnoty. Pokud ale strop nevyhovuje na únosnost (I. MS), je vždy nutné provést patřičné úpravy.
Nejdříve je nutno sanovat degradované části trámů. Pokud se jedná o památkově chráněné stropní konstrukce, lze s výhodou využít již zpracovanou metodiku pro návrh a výrobu celodřevěných tesařských spojů [2]. Stropní trámy, které nejsou památkově chráněné lze buď vyměnit (pokud je možno se s novým trámem na místo určení dostat), nebo protézovat. Protéza nahrazuje degradované dřevo a je obvykle také ze dřeva, ale může být i ocelová. Přípoj protézy je obvykle mechanický buď vruty, nebo svorníky, výpočet dle [4], [5]. Spoj je možno posílit lepením, spoj pouze lepením se nedoporučuje vzhledem k obtížnému zajištění požadovaných technologických předpisů, obtížné garanci únosnosti hotového spoje a v neposlední řadě i možnosti opětovné degradace dřeva (spoj je pouze plošný). Natírání dřeva chemickými prostředky proti houbám a hmyzu je z pohledu zvýšení životnosti výhodné, z pohledu vnášení chemikálií do budovy sporné (v Německu a Rakousku se od tohoto upouští a preferuje se konstrukční ochrana dřeva). Z našeho pohledu doporučujeme ochranu pouze u zhlaví trámu ve zdi, trvanlivou podložku pod trám a dodržet přiměřený odstup trámu ode zdí, tedy v podstatě dodržet požadavky dnes již zrušené ČSN 73 1701 [6].
Po zajištění degradovaných částí stropních trámů je možno přistoupit ke zvyšování tuhosti stropní konstrukce. Návrh spřažení s deskami na bázi dřeva souvisí s požadovanou únosností hotového stropu. Pro malé zvýšení tuhosti jsou vhodné desky OSB3 a OSB4, které jsou lehké a relativně levné. Problematické pro zvyšování únosnosti jsou jejich rozdílné vlastnosti podél a napříč hlavní roviny desky, výrazné reologické chování (součinitel dotvarování) a také ztráta únosnosti při možném namočení (obzvláště v kontaktu s mechanickými spojovacími prostředky – zpravidla vruty). Z tohoto důvodu pro konstrukce, kde by v případě snížení únosnosti spřažení hrozilo výrazné snížení únosnosti konstrukce, doporučujeme použít desky, které tyto nepříznivé vlastnosti nemají, nebo je mají ve sníženém množství – překližka, desky LVL, X-lam, CLT. Pro spřažení je vhodné s výhodou využít speciální dvouzávitové vruty WT-T firmy SFS Intec. Tyto vruty zajistí jak spřažení svojí smykovou tuhostí, tak i přitažení obou vrstev k sobě (zvýšení koeficientu tření). Další výhodou je vysoká protikorozní ochrana těchto vrutů a speciální geometrie, díky níž vruty přenášejí tahové účinky závitem a nikoli otlačením na hlavě vrutu, což zajišťuje dlouhodobý účinek spřažení bez pozdějšího vlivu možné degradace povrchové vrstvy desky.
4.3 Odkrytí konstrukce
Obr. 4 – Odkrytá konstrukce stropu připravena ke kontrole
Při provádění rekonstrukce nejdříve dojde k odebrání stávajících vrstev podlahy a následně ke kompletnímu obnažení nosných dřevěných trámů (Obr. 4). Po odkrytí musí být provedena kompletní kontrola všech dřevěných prvků s ohledem na biologickou degradaci dřeva, ale i na možné mechanické poškození (zářezy, vývrty, rozštípnutí), kvalitu dřeva (trhliny, suky apod.), geometrii (rovinnost, vytočení) a stálost průřezu (konicita kmene / průřezu, polohraněné průřezy). Zvláštní zřetel musí být kladen na potenciálně nebezpečná místa s nejpravděpodobnějším výskytem degradace dřeva. Obvykle je třeba upravit uložení zhlaví stropních trámů, protože jsou často zazděny „natěsno“ a bez podložky, což zvyšuje pravděpodobnost biologického napadení v budoucnosti. Pokud je to možné, upravujeme velikost kapsy ve zdivu tak, aby splnila výše zmíněné požadavky. V případě nedostatečné izolace z exteriéru je možno provést kontaktní zateplení z interiéru kapsy, toto řešení ale musí být z pohledu možné kondenzace ověřeno a k tomuto účelu použit adekvátní materiál (např. dřevovláknitá deska Pavadentro z certifikované skladby firmy INSOWOOL s.r.o.). Ověření spočívá v posouzení kondenzace vodní páry jak uvnitř nové konstrukce stropu, tak také na jeho povrchu v rizikových místech v souladu s ČSN 73 0540-2 (2011). Zateplení by nemělo zasahovat do 50mm široké vzduchové mezery kolem zhlaví trámu. V případě zjištění biologického napadení trámu ve zhlaví je nutné provést adekvátní opravy také ve zdivu kapsy pro likvidaci nákazy (vyčištění veškerého rozpadlého materiálu, vyškrábání spár, tepelná či chemická sterilizace). Všechny tyto úpravy lze relativně snadno řešit za situace, kdy podhled je nesen vlastní konstrukcí, tzv. rákosníky. V případě, že je podhled přímo přichycen do nosné konstrukce stropu je nutno postupovat opatrně a volit méně invazivní metody - např. posílení z boku trámu do rozšířené kapsy a poté teprve úpravy zhlaví).
Odkrytou konstrukci je nutno přesně zaměřit, zakreslit reálné rozměry jednotlivých trámů a znovu ověřit výpočtem. Často se stává, že některé z průřezů mají sice menší profil, ale také mají i menší zatěžovací šířku, což může ve výsledku dávat stejnou únosnost jako u zbytku prvků. V odkrytém stavu je obvykle možné také přiměřeně upravit pozici trámů a tak snížit zatížení jinak přetížených prvků. Tyto úpravy zvažuje statik ve výpočtu, bez přesných informací o pozici a rozměrech prvků však tuto možnost nemá. Přesná pozice a rozměry prvků jsou zásadní i v případě, že jako deskový materiál používáme velmi drahou desku (např. LVL) a snažíme se v kladečském plánu eliminovat prořez nebo z časových či jiných montážních důvodů musíme desky předpřipravit mimo rekonstruovanou místnost dle kladečského plánu.
Při odkrytí konstrukce je možné také diagnostikovat stav zdiva, do dokumentace skutečného stavu zanést různé kaverny či sendvičové zdivo. Odkrytá konstrukce umožňuje zkontrolovat rozvody kanalizace a stav podhledu.
4.4 Vlastní provádění rekonstrukce a úloha autorského dozoru
Obr. 5 – Vyříznuté degradované zhlaví dřevěných trámů
Při provádění sanace degradovaných zhlaví dřevěných prvků je nutná kooperace mezi stavbou (stavbyvedoucí a provádějící tesař) a projekcí (hlavní projektant budovy, specialista na degradaci dřeva a statik). Obvykle je dřevo napadeno jen ve zhlaví a do volného rozpětí přechází jen povrchově a jednostranně. Tento způsob degradace je výhodný pro plátování. Z ekonomického a časového hlediska je vhodné finální rozsah degradovaného dřeva přesně určit až během jeho fyzického odstraňování a přípravy na plát. Proto je výhodné, určit projekčně dopředu několik možných (akceptovatelných) typů detailů a tesař sám vybere ten, který je pro dané poškození nejvhodnější (Obr. 5). Stavbyvedoucí, nebo přímo provádějící tesař kontaktuje dozor až v případě, že se rozsah napadení neshoduje s žádnou z naprojektovaných možností.
Během provádění spřažení je nutné sledovat provedení jednotlivých vrstev. Nejprve je nutné správně rozmístit a zakotvit vyztužující dřevěné profily na okrajích desek (kolem zdí). Poté následuje první roznášecí vrstva, která musí na trámech ležet bez možnosti pohybu (kolébání, vrzání, apod.). Pro zajištění tohoto může být nutné vypodložit, nebo zbrousit některé části trámů – toto je vždy nutno ověřit se statikem. Tato vrstva se dočasně připojí k trámům. Následuje hlavní nosná vrstva spřažení podél trámů. Ani tato vrstva nesmí při volném uložení vykazovat pohyb. Je nutno zkontrolovat kladení desek dle kladečského plánu, protože se nejedná o běžný záklop, nýbrž o výztužnou, staticky silně namáhanou vrstvu. Základním předpokladem je stykování příčných desek první vrstvy na dřevěných trámech a druhé vrstvy podélných desek tak, aby každá z desek byla dostatečně připojena. Pro obě vrstvy platí, že prvky spřažení musí dodržovat minimální vzdálenosti od okrajů a konců dřevěných prvků podle ustanovení norem [4], respektive [5]. Pro zvýšení tuhosti je možné spoje desek k sobě lepit vhodným lepidlem pro použití v interiéru. Rozmístění vrutů je nutné na stavbě prodiskutovat a provedení zkontrolovat.
Ačkoliv se může zdát, že komplexní výkresová a textová průvodní dokumentace je pro stavbu dostatečná, zkušenosti nás bohužel nutí k obezřetnosti a důsledné kontrole reálného provedení na stavbě. Osvědčila se prvotní kontrola zakoupeného materiálu a hlavně spojovacích prostředků. Při vlastním předvedení zakoupených spojovacích prostředků se často setkáváme s jinými něž projektovanými průměry, délkami a nezřídka i typy vrutů/svorníků. V této fázi je výměna za vyprojektované relativně snadná, během provádění je již obvykle obtížné závady vyřešit bezkonfliktně. Vzhledem k často nepřehlednému systému subdodávek se nezřídka stává, že na stavbě v kritické chvíli chybí odpovědná osoba a mnohdy i projektová dokumentace. Tuto skutečnost lze eliminovat jen důslednou kontrolou stavby spolu s osobní diskusí nad platnou dokumentací nejen se stavebním dozorem, ale i se stavbyvedoucím a provádějícím tesařem (lze provést projektantem v rámci první návštěvy autorského dozoru na stavbě).
Vlastní provedení je nutné zkontrolovat z hlediska kvality použitého materiálu, přesnosti rozměrů jednotlivých prvků, správného rozmístění spojovacích prostředků a dodržení předepsané technologie. Provedení prvního typického prvku a první spřažené desky by mělo být vždy ověřeno autorským dozorem.
4.5 Konstrukce podlahy
Na provedenou posílenou konstrukci stropu navazuje skladba podlahy. Tato skladba má stěžejní vliv na užitné vlastnosti stropu jako celku. Proto je nutné, aby se jí věnoval dostatek pozornosti a i projektant rekonstrukce stropu by měl mít přehled o chystaných skladbách a detailech, neboť ovlivňují i jeho řešení.
Obr. 6 – Finální podlaha v exponovaném prostoru kuchyně
Pro konstrukci podlahy kromě jiného jsou dominující dva rozdílné požadavky – požadavek na vysokou únosnost při minimálním dotvarování a zároveň požadavek na co nejvyšší kročejový útlum a vzduchovou neprůzvučnost. Ačkoli je v odborné literatuře často zmiňováno, že tyto požadavky u lehkých dřevěných stropů bez těžké tlumící vrstvy nelze splnit, výpočtem a následným experimentálním výzkumem jsme ověřili, že požadavky normy ČSN 73 0532 (2010) i s dostatečnou rezervou splnit lze. Hlavním úskalím je nutnost kvalifikovaného návrhu s vyřešením všech detailů kolem stěn a nutnost tento návrh na stavbě pečlivě zrealizovat (Obr. 6). Zvýšenou pozornost je třeba věnovat podlahám v rámci sanace vlhkého zdiva [3].
Pro kročejový útlum je zásadní tlumící vrstva pod vrstvou nášlapnou. Tato vrstva musí absorbovat zvuk a zároveň mít dostatečnou únosnost, aby nedošlo v průběhu životnosti k jejímu dotvarování. V našem konkrétním případě jsme použili dřevovláknitou desku Pavatherm Combi tl. 40 mm z certifikované skladby firmy INSOWOOL s.r.o. (Obr. 7), která byla pod OSB4 tl. 22 mm firmy Egger. Jak horní nášlapná vrstva parket, tak i celá skladba podlahy byla důsledně oddělena od zdí dilatací ISOVER podlahový pásek N/PP tl. 15 mm a pohledově bezkontaktně přelištována. V problematických místech (kolem dveří, kolem stěn, pod těžkými nebo vibrujícími předměty) byla podlaha posílena dřevěnými hranolky 60×40 mm. Důležité bylo důsledné vyřešení všech detailů včetně dlažeb a dilatačních spár. Tato horní část podlahy byla uložena skrze vyrovnávací a roznášecí hranoly do násypu z pěnového skla (jednalo se o frakce 16–32 mm doplněné frakcí 4–16 mm, vše dodala firma REFAGLASS s.r.o., Obr. 8). Finální zarovnání bylo provedeno Liaporem frakce 0–4 mm. Pod hlavními nosnými trámy je nezávislá konstrukce podhledu na „rákosnících“, která byla doplněna o tepelnou a zvukovou izolaci vatou Knauf klasik a Dekwool G (operativně dodala brněnská pobočka Stavebniny DEK a.s.). Rozhodující fáze provádění skladby byly z pohledu akustiky experimentálně ověřovány týmem z brněnského VUT FAST pod vedením Ing. Zuzany Fišarové, Ph.D. a doc. Ing. Karla Šuhajdy, Ph.D. s velmi příznivými výsledky. Únosnost a dotvarování konstrukce podlahy byla také experimentálně ověřena (odečet deformace podlahy od bodového zatížení) a možné dotvarování v dlouhodobém časovém horizontu je předmětem navazujícího výzkumu.
Obr. 7 – Uložení dřevovláknité desky Pavatherm Combi tl. 40 mm z certifikované skladby firmy INSOWOOL s.r.o.
Obr. 8 – Násyp z pěnového skla frakce 16–32 mm, dodavatel REFAGLASS s.r.o.
5. Závěr
Opravy historických dřevěných trámových stropů jsou častým požadavkem v centrech našich měst. Postup rekonstrukce zahrnuje průzkum stavu daného stropu, rozvahu nad obvyklými poruchami stropů daného typu a výběr způsobu, jak je z pohledu únosnosti a tuhosti řešit. Po vyhodnocení kompletně odkryté konstrukce následuje návrh na dostatečné zvýšení únosnosti a tuhosti stropu jako celku a vlastní provedení opravy. V této části je pro zajištění co nejlepšího výsledku nutná kooperace mezi stavbou (stavbyvedoucí a provádějící tesař) a projekcí (hlavní projektant budovy, specialista na degradaci dřeva a statik). Během rekonstrukce může být objevena degradace dřeva (obzvláště ve známých, rizikových oblastech) a je pak nutné přistoupit k sanaci poškozených zhlaví a k posílení prvků.
Pro specifické případy rekonstrukcí památkových objektů, těžko přístupných míst a zvýšených nároků na způsob provedení je výhodné použít spřažení stávajících dřevěných stropních trámů s deskami na bázi dřeva. Tento atypický, ne příliš často užívaný způsob rekonstrukce stropu byl realizován v historickém centru Brna a při experimentálním výzkumu potvrdil teoretické předpoklady o vhodnosti zvyšování tuhosti spřažením původních historických dřevěných trámů s deskami na bázi dřeva za pomoci dvouzávitových vrutů SFS WT-T. Výsledný strop po dodržení všech projekčních požadavků splňuje jak vysoké nároky na únosnost, průhyby a kmitání, tak nároky na kročejový útlum a zvukovou neprůzvučnost. Způsob spřažení realizovaných stropů budov v Brně, jejich teoretická i reálná únosnost včetně dotvarování a kmitání je součástí navazujícího experimentálního výzkumu (obr. 9). Totéž platí i pro akustické parametry výsledné skladby stropu a podlahy s dřevovláknitou deskou Pavetherm Combi, násypem z pěnového skla a s dodatečnou zvukovou izolací volně uloženou na samonosném podhledu (obr. 10).
Obr. 9 – Přístroje na měření vibrací podlahy. Tým z brněnského VUT FAST vedli doc. Ing. Pavel Schmid, Ph.D., Ing. Petr Daněk, Ph.D. a doc. Ing. Jan Pěnčík, Ph.D.
Obr. 10 – Přístroje na měření kročejového útlumu a zvukové průzvučnosti.Tým z brněnského VUT FAST vedli Ing. Zuzana Fišarová, Ph.D. a doc. Ing. Karel Šuhajda, Ph.D.
Poděkování
Část výsledků uvedených v článku byla získána za podpory specifického výzkumu Fakulty stavební VUT v Brně, č. FAST-S-16-3772 „Výzkum a modifikace lepidel zajišťující trvanlivost FRP/dřevěného spoje při vlhkostní expozici“.
Literatura a použité materiály
- Vinař, J.: Historické krovy – Typologie, průzkum, opravy. Grada, Praha, 2010, 448 s.
- Kunecký, J.; Fajman, P.; Hasníková, H.; Kuklík, P.; Kloiber, M.; Sebera, V.; Tippner, J. Celodřevěné plátové spoje pro opravy historických konstrukcí. [Lapped scarf joints for repairs of historical structures.] (in Czech) Praha : Institute of theoretical and applied mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i, 2016. 81 p. e-ISBN: 978-80-86246-67-3, DOI: 10.21495/67-3.
- Solař, J.: Navrhování podlah v rámci sanace vlhkého zdiva. Sborník vědeckých prací VŠB-TUO, řada stavební, VŠB TU Ostrava, 2009.
- Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1 - 1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. 2006.
- ČSN 73 1702 – Navrhování, výpočet a posuzování dřevěných stavebních konstrukcí – Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby; platná od 11/2007.
- ČSN 73 1701 – Navrhovanie drevených stavebných konštrukcií (norma je zrušená).
The paper shows reasons for carrying out restoration of historic wooden ceiling using “dry method” – interaction between historic wooden beams and wood-based panels. This article summarizes the process of reconstruction of historic wooden ceilings, describes the problems to be addressed and it summarizes experience with completed ceilings in Brno,Czech Republic.
