Stavby 21. století - stavby ze dřeva (V)
(Příspěvek vznikl v rámci řešení Výzkumného záměru MSM 6215648902 "Les a dřevo - podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a využívání dřeva jako obnovitelné suroviny".)
Spolehlivé a bezpečné stavby ze dřeva
Ze skutečností uvedených v minulém dílu je zřejmé, že nelze navrhnout ani realizovat spolehlivou a bezpečnou konstrukci, ale ani energeticky úspornou stavbu při nerespektování vztahu dřeva a stavebních konstrukcí ze dřeva k chemické sloučenině známé pod označením H2O, a to v pevném, kapalném, ale zejména v plynném skupenství. Proto také nerespektování vlivu vlhkosti na funkční vlastnosti a trvanlivost stavebních konstrukcí a staveb na bázi dřeva a neznalost principů konstrukční ochrany dřeva je jednou z hlavních příčin závažných přímých i následně vyvolaných vad a poruch dřevostaveb.
Nároky na navrhování stavebních konstrukcí a projektování staveb z hlediska ochrany tepla a úspory energie, ale i nároky na hygienu a ochranu zdraví a životního prostředí ve vztahu ke stavbám se stále zvyšují. Nedílnou součástí dosažení těchto vysokých nároků je vedle zvládnutí teorie navrhování konstrukcí a staveb ze dřeva i zvládnutí světových a evropských zkušeností z oblasti provádění těchto staveb, včetně rozhodujících stavebních detailů. Pokusíme se tedy v této a následujících kapitolách upozornit alespoň na některé rozhodující momenty při volbě vhodných materiálů a řešení stavebních konstrukcí a detailů ve vztahu k bezpečnému a spolehlivému provádění jednotlivých konstrukcí s cílem dosáhnout vysokých požadavků na funkční spolehlivost a trvanlivost, životnost konstrukcí a staveb ze dřeva.
Materiály, provádění a konstrukční detaily
Při vkládání tepelné izolace mezi sloupky obvodových stěn nebo mezi krokve střešní konstrukce je třeba dbát na to, aby izolační materiál zcela vyplňoval prostor mezi těmito konstrukčními prvky a těsně k nim přiléhal. Předpisy pro dozorování výroby stavebních konstrukcí v SRN stanoví, že přířezy tepelné izolace vkládané do panelů obvodového pláště s dřevěným rámem musí být min. o 10 mm širší a delší než je prostor mezi jednotlivými dřevěnými prvky této konstrukce. Toto pravidlo je dobré uplatňovat i při vkládání tepelné izolace do jednotlivých částí krovu. Nekvalitní dotěsnění tepelné izolace k nosným konstrukcím a vzniklé i milimetrové mezery mezi konstrukčním prvkem a tepelnou izolací vytváří nevhodné tepelné mosty, které mohou způsobit při současném zafukování chladného vzduchu do této spáry pokles vnitřní povrchové teploty konstrukce v daném místě až pod rosný bod. Při nedokonalém a netěsném provedení parozábrany pak do těchto spár vlivem infiltrace vniká nedefinované množství vlhkého vzduchu z interiéru, který negativně ovlivní vlhkost tepelné izolace, ale i dřevěných konstrukčních prvků. O vzduchotěsnosti konstrukce obvodového pláště rozhoduje nejen kvalita a neporušenost parozábrany, ale hlavně její kvalitní a spolehlivé napojování navzájem. Dále pak napojení na konstrukci štítové stěny, napojení v místě vaznic a prostupů různých prvků dřevěné konstrukce krovu a v místech prostupů komínových těles a větrání kanalizačního potrubí.
Potřeba těsného vyplnění prostoru mezi nosnou konstrukcí ze dřeva a příslušnou tepelnou izolací je také jeden z důvodů, proč renomované firmy nepoužívají jako tepelnou izolaci do těchto rámových konstrukcí pěnový polystyrén. Při rozměrových tolerancích jednotlivých polí mezi nosnými prvky ze dřeva a tolerancích vlastních dřevěných konstrukčních prvků by přesné zařezávání desek z polystyrénu bylo velmi problematické.
Nedílnou podmínkou vzduchotěsnosti stavby a současně zamezení možnosti kondenzace vodní páry ve spárách je zatažení parozábrany pod ostěním až do drážky rámu např. střešního okna, případně překrytí spár mezi okny a ostěním na rámu oken ve stěnách i ve vikýřích parozábranou a její dotěsnění samolepicí těsnicí páskou pod obložením ostění.
Důležité také je, aby rozvody elektrické instalace byly v maximální míře situovány do vnitřních příček, a pokud je třeba některé rozvody a krabice zásuvek a vypínačů instalovat do obvodového pláště, aby konstrukční řešení a skladba obvodového pláště umožňovalo uložení kabelů a instalaci těchto krabic bez porušení parozábrany, nebo s dokonalým utěsněním příslušných prostupů. Většina renomovaných firem dodávajících na trh stavby ze dřeva používá v tomto případě vzduchotěsných elektroinstalačních krabic.
Další nezbytnou součástí kvalitní, funkčně spolehlivé konstrukce např. střešního pláště ze dřeva je také vhodná volba a správné provedení pojistné hydroizolace pod střešní krytinou. Výhodnější je použití kontaktní difúzní folie, která spolehlivě při správném provedení zabraňuje zatékání srážkové vody do konstrukce při náhodném porušení celistvosti skládané krytiny. Zároveň také brání vnikání chladného vzduchu proudícího pod krytinou do povrchových vrstev vláknitých izolací a tím snižování jejich účinné tloušťky. Tyto folie díky svému složení a specifickým vlastnostem, zejména velmi nízkému difúznímu odporu, umožňují vkládání tepelné izolace na celou výšku krokví. Tím se snižuje potřebná tloušťka tepelné izolace, kterou je pro dosažení požadovaného součinitele prostupu tepla nutno umístit pod krokve. S výhodou se také tyto kontaktní difúzní folie použijí u členitých střech s valbami a vikýři, kde je problematické vyřešit odvětrání střešní konstrukce v úžlabích a na nárožích i v prostoru mezi tepelnou izolací a bezkontaktní pojistnou hydroizolací. Vzhledem k tomu, že kontaktní pojistná hydroizolace se díky svým specifickým vlastnostem pokládá přímo na tepelnou izolaci, mluví někteří dovozci a výrobci těchto materiálů o tak zvaných neodvětraných střechách. Nízký difúzní odpor při vysoké nepropustnosti folie pro vodu je daný materiálovým složením a provedením jednotlivých vrstev a umožňuje snadný prostup vodní páry touto folií do prostoru pod krytinu. Důležité je, aby nedošlo k záměně horního a spodního líce folie při jejím pokládání. Vlastní střešní plášť pak musí být v prostoru mezi difúzní folií a krytinou kvalitně a spolehlivě odvětrán, aby nedocházelo k namrzání vodní páry ve skládané krytině a k jejímu popraskání, nebo za určitých klimatických podmínek i k odtávání sněhu na prohřáté krytině nad římsou v místě zateplení a k zatékání do střechy. Provedení tohoto odvětrání je ale snazší a technicky jednodušší, zejména v oblasti nároží u valbových střech a úžlabí v místě vikýřů. Odvětranou mezeru v tomto případě vymezují kontralatě připevněné ve spádu střechy na krokve. Velkou pozornost je potřeba věnovat zejména odvětrání prostoru pod krytinou v sekcích, kde střešním pláštěm prochází komínová tělesa a kde jsou osazena střešní okna. Nesprávné provedení odvětrání se v zimních měsících projeví právě rychlejším odtáváním sněhového poprašku nad nedostatečně odvětranými částmi střechy se všemi již uvedenými důsledky. Na kontralatě, vymezující odvětranou mezeru, se teprve připevní střešní latě a položí krytina. Zcela nevhodné je, pokud některé stavební firmy podlehnou iluzi, že při použití tohoto druhu folie se jedná o neodvětranou střechu a přímo na folii umístí střešní latě a položí krytinu.
O tom, zda je možno použít pojistnou hydroizolaci jako kontaktní, nebo je nutno prostor mezi bezkontaktní folií a tepelnou izolací také odvětrat, nerozhoduje název folie, ale její difúzní parametry. U tohoto typu folií je obvykle uváděna takzvaná ekvivalentní difúzní tloušťka vzduchové vrstvy, označovaná jako Sd (m). Jedná se o součin tloušťky folie d a jejího faktoru difúzního odporu μ. Tato hodnota vyjadřuje tloušťku vzduchové vrstvy, která má shodný difúzní odpor s deklarovanou folií. Podle odborníků v oboru stavební tepelné techniky lze za difúzní folii, tedy kontaktní pojistnou hydroizolaci, kterou je možno ukládat přímo na tepelnou izolaci bez odvětrání prostoru mezi touto folií a izolací, považovat pouze folie s hodnotou Sd menší než 0,1 m (viz například článek v časopise STAVBA 4/2000 Dr. Ing. Zdeňka Svobody z Katedry konstrukcí pozemních staveb FSv ČVUT v Praze).
V současné době jsou na trhu i kvalitní difúzní folie s hodnotou Sd = 0,02 m. Přesto řada dovozců a prodejců, ale i projektantů doporučuje pro kontaktní pojistnou hydroizolaci difúzní folie s hodnotou Sd = 2 m.
Při rozhodování o vhodnosti použití příslušného materiálu v konstrukci je však nutno připomenout, že k volbě vhodné difúzní folie nestačí stanovisko obchodníka nebo obchodní název. O použití určitého druhu kontaktní pojistné hydroizolace by měl projektant nebo prováděcí firma rozhodovat pouze na základě vyváženého návrhu a posouzení celé skladby konstrukce včetně určení vhodné parozábrany. Rozhodnutí by vždy mělo být podloženo výpočtovým ověřením difúze a kondenzace vodní páry a teplotně vlhkostních poměrů v konstrukci. V posouzení skladby konstrukce se zároveň doporučuje uvažovat s degradací difúzního odporu použitého materiálu parozábrany přibližně o jeden řád, což více odpovídá skutečnému difúznímu odporu vrstvy parozábrany porušené prostupy spojovacích prvků, hřebíků, vrutů apod. Pak teprve lze posoudit vhodnost volby příslušných materiálů pro zhotovení parozábrany a pojistné hydroizolace, difúzní folie.
Použití takzvaných bezkontaktních pojistných hydroizolací s sebou přináší některé problémy, které se u střešního pláště těžko řeší. Zajištění dostatečného odvětrání prostoru mezi pojistnou hydroizolací a tepelnou izolací má za následek nutnost snížení tloušťky tepelné izolace vkládané mezi krokve. Při běžném profilu krokví šířka/výška = 100/140 mm je možno vložit mezi krokve podle doporučení výrobců těchto hydroizolačních folií maximálně 120 mm tepelné izolace. Některé odborné prameny uvádějí, že účinná výška odvětrané vzduchové mezery je min. 40 mm. Při vkládání tepelné izolace mezi krokve zespodu z interiéru je prakticky nemožné kontrolovat výšku odvětrané mezery. Pokud není nejprve provedeno spolehlivé vymezení odvětrané mezery, dochází při vtlačení tepelné izolace mezi krokve k jejímu přitisknutí až k pojistné hydroizolaci. U tohoto druhu folií z polyetylénu je zvýšená difúze vodních par zajištěna perforací drobnými vpichy, kterými srážková voda neproteče. Při dotyku tepelně izolačních pásů nebo desek z minerálních nebo skelných vláken a jejich oděru dojde k ucpání těchto vpichů ulomenými minerálními nebo skelnými vlákny a celá vlhkostní bilance střešního pláště se jenom zhorší. Stejně problematické je pak řešení odvětrání mezery pod touto folií v nárožích valbových střech, v úžlabích vikýřů a v okolí střešních oken. V jednotlivých polích v části zkrácených námětkových krokví lípnutých do nárožní vaznice by se musely nejprve vyříznout zářezy tvořící jakýsi sběrný kanál pro odvětrání této části střešního pláště. Tím se však námětkové krokve oslabí a sníží se jejich únosnost (viz obr. 1).
Obr. 1
Podobné výřezy by bylo nutno zhotovit i nad a pod střešními okny, aby mohl vzduch z prostoru mezi krokvemi, kde je střešní okno osazeno, proudit do sousedního pole a ke hřebeni. U kontaktní difúzní folie, pojistné hydroizolace se jednoduše tento problém dá vyřešit potřebným zkrácením kontralatí v inkriminovaných místech, nebo osazením speciálních odvětrávacích tvarovek střešní krytiny v těch polích, kde není zajištěn volný průchod vzduchu až k odvětrání ve hřebeni. Navíc u skládaných krytin uložených na střešních latích je odvětrávaný prostor nad folií u jednotlivých sousedních krokvových polí propojen.
Rizikové detaily konstrukcí a staveb ze dřeva
Prvním velmi důležitým detailem je styková spára mezi spodní stavbou nebo základovou deskou a obvodovou stěnou dřevostavby. Podle platných předpisů musí být podlahová konstrukce v prvním nadzemním podlaží (dále jen 1. NP) nejméně 0,15 m nad nejvyšším bodem přilehlého upraveného terénu nebo terasy na terénu. I toto ustanovení nebývá často v projektech rodinných, ale i bytových domů dodržováno s argumentem, že se jedná o bezbariérovou stavbu. Pokud si uvědomíme, že výška konstrukce podlahy s ohledem na minimálně požadovaný tepelný odpor podlahové konstrukce na terénu je zhruba 120 až 140 mm nad úrovní základové desky, je zřejmé, že při běžném řešení této části stavby na bázi dřeva bude styková spára mezi spodním vlysem obvodové stěny s dřevěnou nosnou kostrou prakticky těsně nad terénem. V případě nevhodného řešení bezbariérového vstupu dokonce pod úrovní okolního terénu. Obdobná situace nastane, pokud architekt navrhne řešení, kdy je před balkónovými dveřmi v 1. NP vytvořena terasa s dlažbou na betonové desce. V mnoha případech se minimálně setkáváme s tím, že při nedbalém provádění betonářských prací je nakonec dřevěný rám obvodové stěny zapuštěn pod úroveň dlažby.
Ne náhodou uvádí zahraniční odborná literatura požadovanou výšku napojení konstrukcí dřevostaveb na spodní stavbu minimálně ve výšce 300 mm (viz obr. 2).
Obr. 2
V některých případech se tato požadovaná výška nad terénem vztahuje ke spodní hraně fasádního obkladu ze dřeva. To znamená, že poloha čisté podlahy v 1. NP není pro správné a bezpečné fungování konstrukcí a staveb na bázi dřeva důležitým faktorem. Při prohlídce doporučených řešení tohoto detailu si každý uvědomí, co se například stane, pokud navátý sníh uzavře právě v zimním období nasávací otvory odvětrané fasády. Pokud si projektant zpracuje tento detail v přehledném měřítku, musí také vyřešit, kam poteče voda z odtávající sněhové pokrývky. Současně je třeba si uvědomit běžné tolerance provádění spodní stavby a montované dřevostavby a co dokáží kapilární síly v neutěsněných spárách o šířce desetin milimetrů, které mezi jednotlivými nepřesně provedenými konstrukcemi vzniknou. Stejně tak si na detailu zpracovaném v dostatečném měřítku uvědomí, kam bude zatékat voda odstřikující na fasádu dřevostavby. Doporučení uživateli nevhodně osazené dřevostavby, že musí okolo obvodových stěn pravidelně odhrnovat sníh, není proto řešením, a v případě argumentace, že se jedná o bezbariérovou stavbu, je to vůči imobilnímu uživateli i značně nehumánní.
Důležitost správného osazení dřevěné stavební konstrukce nad terénem ve vztahu k její spolehlivosti a životnosti je zřejmá i z doporučeného kotvení dřevěných sloupků venkovních konstrukcí jako jsou balkóny, pergoly a podobně (viz obr. 3).
Obr. 3
Stejně důležité je řešení detailu napojení obvodové stěny stavby ze dřeva na základovou desku i z hlediska povrchových teplot a rizika výskytu plísní. Pro bezpečnou a spolehlivou funkci prakticky všech styků konstrukcí nestačí jen zabezpečit, aby povrchové teploty v místě příslušného styku či koutu byly vyšší než je hodnota rosného bodu. Zejména u dřevostaveb je potřeba dbát na to, aby minimální povrchová teplota byla bezpečně mimo riziko vzniku plísní. To znamená, že povrchová teplota v příslušném koutě musí zabezpečit, aby podíl částečného tlaku vodní páry k částečnému tlaku nasycené vodní páry, který odpovídá této povrchové teplotě a příslušné relativní vlhkosti vnitřního prostředí vyšetřované místnosti, byl menší než 0,8. (Tabulka minimálních povrchových teplot pro vyloučení povrchové kondenzace vodní páry a vyloučení rizika vzniku plísní byla například publikována v článku Ivana Chmúrného, SF STU, Bratislava v Tepelné ochraně budov č. 1/2001.)
Proto se doporučuje, aby byl základový pás do hloubky alespoň 1 m obložen přídavnou tepelnou izolací. I zde by si měl ale každý projektant a dodavatel staveb na bázi dřeva uvědomit, že není únosné na každé stavbě tento detail řešit znovu a že by měl být součástí řešení celého nabízeného konstrukčního systému. Konkrétní řešení ve vztahu ke konstrukci obvodové stěny a tloušťce přídavné tepelné izolace základových pasů by mělo být vždy doloženo posouzením jeho spolehlivosti z výše uvedených hledisek pomocí dvourozměrného teplotního pole.
