Dřevostavby a cenové ukazatele nosných obvodových zdí

• Foto

STAVĚNÍ ZE DŘEVA
Stavění ze dřeva je známo již od nepaměti. Nejprve člověk používal dřevo pro jednoduché přístřešky a chýše, později již jako hlavní konstrukční prvek pro propracovanější konstrukce. Vedle kamene je dřevo používáno po staletí a člověk s ním má za tu dobu již bohaté zkušenosti. Na rozdíl od většiny ostatních materiálů, používaných ve stavebnictví, patří dřevo do skupiny tzv. obnovitelných a recyklovatelných zdrojů. Pokud jsou dřevu zabezpečeny vyhovující podmínky, přetrvá věky. Jako příklad lze uvést krovy, vazníky a dřevěné konstrukce, jejichž stáří se počítá již na stovky let. Ve světě (Japonsko, Čína) je možnost setkat se se stavbami ještě staršími.

POHLED DO HISTORIE
Koncem 19. století se začaly objevovat nové materiály a technologie, především ocel a beton, které otevíraly nové možnosti ve stavění. Velkou nevýhodou těchto materiálů je jejich vysoká energetická náročnost. Přelomem byla druhá světová válka, kdy bylo nutno sáhnout k tradičním zdrojům, tedy ke dřevu. Po válce byl zaznamenán rozmach využití dřeva pro konstrukce staveb, nejvíce v západní Evropě. Toto bylo způsobeno stálým nedostatkem průmyslově vyráběných materiálů.

V Komunistických zemích, tedy i v České Republice, bylo použití dřeva omezeno pouze na pomocné a provizorní konstrukce. To zapříčinilo, že se u nás na dřevěné konstrukce téměř zapomnělo, ale naštěstí ne napořád. Tato doba se podepsala i na kvalitě lesů. Nikdo se o ně příliš nestaral, roli sehrála i čistota ovzduší, která byla zhoršena výrobou oceli, cementu a jiných produktů. Proto je potřeba více používat dřevo v konstrukcích, aby byla snížena potřeba cihel, cementu a oceli a tím i snížení zátěže na životní prostředí. Dalším negativem byla ztráta odborníků, kteří uměli se dřevem pracovat, ale stále tu bylo a je z čeho se učit [2].

MÝTY KOLEM DŘEVOSTAVEB
Málokdy najdeme něco, co je buď zcela vyhovující, nebo naopak zcela špatné. Tak je tomu i ve stavebnictví. Důležité je stanovit si priority, podle kterých se následně bude hledat vyhovující řešení.

HOŘLAVOST
Není žádný pochyb o tom, že dřevo hoří, ale není možné použít tento argument proti použití dřeva. Naším zájmem je, aby v případě zasažení požárem konstrukce umožnila dostatečnou odolnost a tím i bezpečný únik a aby obnova a rekonstrukce byla co nejrychlejší a co nejméně nákladná. Prováděné zkoušky prokazují, že dřevo
často splňuje kritéria lépe než ocel nebo železový beton. A to z toho důvodu, že vlivem odhořívání vzniká na povrchu dřeva zuhelnatělá vrstva, která zpomaluje hoření. Na rozdíl ocel vlivem teploty kolabuje v okamžiku a bez varování.

AKUSTIKA
Akustický komfort je určován akustickými parametry základních konstrukcí a detaily jejich vzájemného propojení. Rovněž platí, že výsledek je závislý na nejslabším článku. Další komplikací je, že akustický komfort je každým vnímán velice individuálně. Co někdo ani nepostřehne, u jiného může vyvolat až narušení psychiky. Obecně lze připustit, že u lehkých staveb, jako jsou dřevostavby, je přenos hluku konstrukcí vyšší než u staveb z cihel a betonu. Proto tedy, správným konstrukčním návrhem a vhodně zvolenými opatřeními lze však i tuto negativní vlastnost eliminovat.

ŽIVOTNOST
Pro přehlednost nejdříve definujeme dva pojmy: 

• Fyzická životnost – doba, po kterou je stavba nebo její části schopny fyzicky plnit očekávané funkce. Musíme rozlišovat, zda se jedná o konstrukci nosnou nebo doplňkovou, kdy perioda obnovy je určena konstrukcemi doplňkovými a pohybuje se okolo 20 – 50 let. Životnost nosné konstrukce je podstatně vyšší a pohybuje se okolo 100 – 150 let a více [2].
• Morální životnost – doba, pro kterou nám stavba vyhovuje z hlediska provozu. Většinou je požadovaná perioda obnovy asi 15 – 30 let.

Z toho vyplývá, že během sto padesáti let by bylo potřeba dům až desetkrát přestavět, aby vyhovoval všem generacím. Z tohoto důvodu jsou hledány konstrukce, u kterých bude adaptace rychlá, co nejméně nákladná a minimálně narušující provoz domu. Dále je požadováno, aby byla likvidace stavby co nejméně finančně a časově nákladná a aby co nejméně zatěžovala životní prostředí. Všechny tyto požadavky konstrukce ze dřeva velice dobře splňuje.

DŘEVOSTAVBY A POVODNĚ
Zde hledáme konstrukci, která si zachová svoji nosnost, po opadnutí vody umožní co nejrychlejší obnovu s co nejnižšími náklady. Opět je možné říci, že dřevostavby tyto potřeby nejlépe splňují. Dřevu krátkodobé zvýšení vlhkosti vůbec nevadí, tato vlhkost se po odstranění zdroje vyrovná řádově ve dnech. V povodňových oblastech je nutné dbát zvýšené pozornosti kotvení stavby do základů a případné zvětšení prostorové tuhosti konstrukce. Po opadnutí vody se odstraní sádrokartony do výšky zaplavení a vyjme se tepelná izolace. Následně se nechá konstrukce vyschnout a ošetří nástřikem proti plísni. Celé to může trvat jen několik málo týdnů.

SOUČASNÁ DŘEVOSTAVBA
V současné době představuje pojem dřevostavba celkem rozsáhlou oblast, ve které můžeme najít stavby různého druhu pro různé účely. V posledních letech zaznamenáváme zvýšený zájem o dřevostavby a jejich využívání pro stavby, kde dominovaly jiné technologie.

VÝHODY A PŘEDNOSTI DŘEVOSTAVEB

• chytře navržená, správně provedená, rozumně provozovaná a udržovaná a po skončení životního cyklu dobře likvidovaná dřevostavba potřebuje v celém tomto cyklu podstatně méně energie než jiné druhy staveb,
• dřevo je zcela obnovitelný zdroj a jeho využití je bezodpadové,
• dřevostavby poskytují vyšší kvalitu vnitřního prostředí,
• příznivější rozložení teplot v prostoru,
• v návaznosti na řízené větrání a možnost kontroly kvality vzduchu v místnostech, poskytují dřevostavby při stejném obestavěném prostoru více užitné plochy než zděné stavby ještě s lepšími tepelně izolačními vlastnostmi. Například u domu se zastavěnou plochou 100 m² můžeme získat až 10 m² využitelné plochy navíc,
• dřevostavby lze postavit podstatně rychleji než „klasické“ zděné stavby,
• životnost dřevostaveb je srovnatelná se zděnými stavbami, 
• dřevostavby je možné lépe, snadněji, rychleji a levněji adaptovat a upravovat,
• „suchý“ způsob výstavby, z toho vyplývá, že jsou vyloučeny technologické přestávky,
• dřevostavby je možné z velké části recyklovat a dále použít,
• dřevostavby jsou vhodné do oblastí ohrožených povodněmi a do seizmických oblastí.

NEVÝHODY

• lehké dřevěné konstrukce mají nižší tepelně akumulační schopnosti, takže v zimě bezprostředně po vypnutí topidla začne v domě rychleji klesat teplota než v objektech např. z cihel,
• životnost staveb na bázi dřeva je nižší než u kamene nebo cihel. I tak se ale pohybuje v desítkách let. Otázkou je zda je nutné na tak dlouho dobu dimenzovat životnost obytných nebo jiných budov, jejichž doba morálního opotřebení je přibližně 50 let,
• nižší protipožární odolnost proti cihelným a betonovým materiálům,
• akustické vlastnosti, zejména z hlediska kročejové neprůzvučnosti stropních konstrukcí dřevostaveb, jsou nízké a vyžadují náročnější řešení. Z tohoto důvodu se dřevostavby staví často jako bungalovy,
• nižší životnost vlivem omezené trvanlivosti dřevního materiálu v náročných expozicích a s tím související náročnější údržba,
• objemové a tvarové změny vlivem vlhkosti.

PODÍL DŘEVOSTAVEB U NÁS A VE SVĚTĚ
I přes vysokou zalesněnost je využití dřeva pro nosné konstrukce minimální na rozdíl od ostatních států. V ČR se podíl dřevostaveb na trhu pohybuje okolo cca 10 %, za to USA a Kanada se může chlubit 80 %. Velká Británie 20 %. V okolních státech jako je Německo a Rakousko dosahuje poměr dřevostaveb hodnoty 10 – 15 % [3].

SYSTÉMY DŘEVOSTAVEB
V současné době jsou známy asi dvě desítky základních konstrukčních systémů dřevostaveb, které se z části inspirují historií a z části stavějí na nejnovějších poznatcích. Vytvořit jediný správný a přehledný systém je stejně nemožné jako určit, která z technologií je nejlepší.

SKELETOVÉ STAVBY
Skeletové stavby se dnes dělí na dva základní druhy: hrázděné konstrukce (historický skelet) a novodobé skeletové konstrukce.

RÁMOVÉ DŘEVOSTAVBY
V dnešní době je to nejrozšířenější konstrukce nosných obvodových stěn. Konstrukce obvodových stěn rámových je tvořena nosnou dřevěnou kostrou z opracovaného řeziva opláštěnou deskovými materiály. Jednotlivé typy staveb v této skupině se liší pouze ve stupni předvýroby, případně v konstrukčních detailech. Tento systém pronikl do Evropy z Ameriky, kde je oblíben především pro rychlou a suchou montáž. Výsledkem je stavba s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi při zachování vysoké variability dispozičního a architektonického řešení. Často se také můžeme setkat se systémem „Two by Four“ (dva × čtyři. Jde o průřez 2 × 4 palce, tedy cca 50 × 100 mm, dnes se používá průřez o něco menší, ale název zůstal nezměněn.

Konstrukce je sestavena ze sloupků postavených v malých vzdálenostech, které se vyztužují deskami na bázi dřeva. Dělí se na dva typy Balloon Frame a Platform Frame. U systému Balloon Frame procházejí sloupky průběžně přes více podlaží. Naproti tomu u Platform Frame je charakteristickým znakem poschoďová skladba. Počátky systému Two by Four spadají po poloviny 19. století [4].

Z hlediska realizace stavby lze montovanou stavbu s nosným dřevěným rámem provést několika způsoby. Systém spočívající ve stavění z jednotlivých průřezů řeziva a z deskových materiálů přímo na staveništi. Rychlejší je realizace dřevostaveb panelových, kdy je celá stěna ve formě panelu předem připravena ve výrobě a dovezena na stavbu, kde se pomocí těžké techniky smontuje.

MASIVNÍ DŘEVOSTAVBY
Pro masivní dřevostavby jsou typické stěny, ve kterých nosnou funkci plní masivní dřevěné plné profily nebo panelové konstrukce z masivního dřeva.

SRUBOVÉ DŘEVOSTAVBY
Jedná se o jednovrstvou konstrukci, kde základním prvkem jsou masivní dřevěné bloky kulatého průřezu. Prvky musejí být pečlivě zbaveny kůry a ošetřeny proti plísním a škůdcům. Sruby jsou většinou sestaveni již ve výrobně, poté označeny a rozebrány a následně převezeny a sestaveny přímo na stavbě. Jednotlivé prvky jsou vzájemně spojovány sedlovým spojem, kdy klády vyčnívají ven ze stěny. Veškeré rozvody elektřiny jsou vedeny uvnitř klád, tzv. husími krky.

ROUBENKY
Roubené dřevěné domy jsou opět jednovrstvé konstrukce sestavené z masivních profilů opracovaných do tvaru trámu. Spojování prvků se provádí roubením tj. zatesáváním na tzv. rybinu. Rovněž u tohoto typu staveb je dům předpřipraven ve výrobně a až následně ván na stavbě. Vodorovné mezery se vyplňují tmelem nebo izolací krytou dřevěnou lištou [5].

KONSTRUKCE Z VRSTVENÉHO MASIVNÍHO DŘEVA
U tohoto typu staveb jsou pro nosnou konstrukci použity prefabrikované velkoplošné dílce. Tyto dílce vznikají lepením dřeva, kdy jednotlivé vrstvy jsou vzájemně otočeny vždy o 90 stupňů, pro zajištění tvarové stability. Nosné prvky jsou používány jako stavebnice pro stěnové, stropní i střešní konstrukce. Vzhledem k tomu, že další vrstvy pláště jsou aplikovány z vnější strany, je možné a atraktivní přiznání konstrukce v interiéru. Výhodou tohoto typu staveb je rychlost výstavby a jednoduchost spojování.

SW APLIKACE CENOVÝCH UKAZATELŮ NOSNÝCH OBVODOVÝCH KONSTRUKCÍ DŘEVOSTAVEB
Při rozhodování, kterou lze materiálovou variantu u dřevostavby zvolit, hrají ve většině případů náklady na pořízení stavby a následné provozní náklady.

SW aplikace cenových ukazatelů nosných obvodových konstrukcí by měla pomoci těm, kteří si vybrali dřevostavbu a dále se rozhodují, který konstrukční systém si mají pro svoji stavbu, jak z cenového hlediska, tak i z hlediska součinitele prostupu tepla, vybrat.

Vlastní řešení je realizované jako webová aplikace. Výhodou je snazší správa a aktualizace datové základny a větší dostupnost pro koncové uživatele. Aplikace byla vyvinuta v rámci vědy a výzkumu na Katedře ekonomiky a řízení ve stavebnictví, Fakulty stavební, ČVUT v Praze.

Pro přístup do aplikace je potřeba mít v systému registrované uživatelské jméno a přidělené přístupové heslo. Registraci zřizuje správce systému, kterého je možné kontaktovat na emailové adrese daniel. macek@fsv.cvut.cz. Webové rozhraní je umístěno na adrese http://eko.fsv.cvut.cz/buildpass/CUNOKD/.

Přihlašovací okno s úvodními informacemi je zobrazeno na obrázku 6. Datová základna pro stanovení cenových ukazatelů je postavena na rozpočtovém programu KROS plus v cenové úrovni 2012.

Po úspěšném přihlášení do systému se zobrazí formulář (obr. 7) pro zadání parametrů, které uživatel od nosných obvodových konstrukcí dřevostaveb očekává. Nejdříve se volí typ skladby konstrukce – difuzně otevřená nebo difuzně uzavřená. Dalšími parametry pro volbu konstrukce jsou rozpočtové náklady, součinitel prostupu tepla a tloušťka konstrukce. Vždy se volí interval, ve kterém se mají požadované hodnoty pohybovat. Zároveň jsou informativně uvedeny maximální a minimální hodnoty, které  má smysl u příslušných parametrů zadávat.

Pro nalezení možných variantních řešení, která splňují požadované parametry, je potřeba kliknout na tlačítko Vyhledat.

Výsledek hledání vhodné konstrukce je zobrazen na obr. 8. Na výstupu jsou uvedeny možná řešení nosných obvodových konstrukcí dřevostaveb, která splňují zadané parametry. Jednotlivé variantní návrhy jsou přehledně uspořádány do tabulky. Varianty jsou seřazeny od nejnižších rozpočtových nákladů na m² po nejdražší.

Přehled obsahuje informace o rozpočtových nákladech na m², součiniteli prostupu tepla, celkové tloušťce stěny, typu skladby a jeho detailu. Skladba konstrukce je schematicky vyobrazena a k tomu jsou uvedeny její jednotlivé části včetně tloušťky jednotlivých prvků.

ZÁVĚR
Ačkoliv stavební trh postihla krize, domů ze dřeva se příliš nedotkla, ba naopak. Potenciál pro růst výstavby v oblasti dřevostaveb je nepopiratelný a veškeré podpůrné nástroje mohou naplnit vyvolané potřeby. Uvedená aplikace může usnadnit především předinvestiční fázi projektu. Cenové ukazatele však můžou být využity i projektanty nebo rozpočtáři, jako výchozího předpokladu ceny projektu respektive propočtu. Obdobně, jako je řešen přístup k cenovým ukazatelům nosných obvodových stěn dřevostaveb, se připravuje databáze k problematice střešních nosných konstrukcí včetně podhledů a stropů. Spojením informací z obou informačních zdrojů vznikne nástroj, který pokryje problematiku cenových ukazatelů dřevostaveb pro celou hrubou stavbu.

LITERATURA:
[1] http://www.penatus.cz/article/drevostavby, 28. 9. 2011
[2] Růžička, M.: Stavíme dům ze dřeva. 1. vydání Praha: Grada, 2006. 120 s. ISBN 80-247-1461-2.
[3] Klíma, J.: Výstavba rodinných a bytových domů („dřevostaveb“) v České republice v letech 1997 až 2010, URL: http://www.dvs.cz/clanek.asp?id=6505642, 28. 9. 2011
[4] Kolb, J.: Dřevostavby: systémy nosných konstrukcí, obvodové pláště. 1. vydání. Praha: Grada, 2008. ISBN 978-80-247-2275-7. Kapitola 2.5: Ballon-Frame
[5] Adresář výrobců a dodavatelů dřevostaveb. Praha: PRO VOBIS, 2011. 120 s.

Wooden Houses and Price Indicators of External Load-bearing Walls
“A wooden house” has not yet been precisely defined as a concept. It should be understood as a structure whose load-bearing construction is made of wood and wood based materials. Although the civil engineering market is suffering from a crisis, it has not much effected wooden houses, quite the other way. Potential for growth of construction in the field of wooden houses is undeniable and all supportive tools can fulfil aroused requirements. The introduced application can make mainly the pre-investment phase of a project easier. However, price indicators can be used also by project architects or estimators as an initial draft of a project price or recalculation.
Similarly as access to price indicators of external load-bearing walls of wooden houses is solved, a database for the field of roof load-bearing constructions, including soffits and ceilings is being prepared. By connection of information from both information sources, a tool focusing on an issue of the price indicators of wooden houses for a whole rough construction can be created.

Autoři

• doc. Ing. Macek Daniel Ph.D.
• Ing. Střelcová Iveta

Dřevostavby a cenové ukazatele nosných obvodových zdí