Stavby 21. století - stavby ze dřeva (VII)

O spolehlivosti a životnosti staveb ze dřeva rozhoduje obvykle už architektonický návrh budoucího objektu. Pokud není autor architektonické studie dostatečně seznámen s problematikou navrhování staveb ze dřeva a s možnostmi příslušného konstrukčního systému z kterého má být stavba realizována, vzniknou obvykle těžko řešitelné vazby mezi jednotlivými dřevěnými konstrukcemi. Pokusíme se na schématických řezech rodinných domků ukázat jaké problémové detaily nejčastěji vznikají u vzájemných napojení svislých a vodorovných konstrukcí těchto staveb.

Detail napojení štítové stěny na střešní konstrukci

Velmi často je navrhováno uložení štítové stěny vnitřní plochou na střed krokví štítové vazby (viz. Obr.1, detail 1). Usnadní se tím sice připevnění podhledu v podkroví, ale vzniká zde významný tepelný most složený z masivního profilu krokve a z horního vlysu rámu štítové stěny. Znázorněné obložení krokví tepelnou izolací z vnější strany částečně tento tepelný most eliminuje. Zajistit ale, aby se z této polohy tepelná izolace během provádění a následného užívání stavby neuvolnila, není zcela jednoduché. Pokud je štítová stěna z prefabrikovaných předem vyrobených dílců, je s ohledem na přesnost výroby a přípustné výrobní tolerance prakticky nemožné zajistit, aby horní hrany dílce byly vyrobeny ve stejném sklonu, jako je sklon krokví. Kromě tepelného mostu vznikne v napojení štítové stěny a střešního pláště i podélná spára mezi krokvemi a rámem této stěny, kterou lze jen problematicky utěsnit. Vzhledem ke specifickým vlastnostem dřeva a technologickým možnostem jeho obrábění (ať už ve výrobě dílců, nebo přímo na stavbě) by se architekti a projektanti měli vyvarovat takovým detailům kde prvky a dílce ze dřeva vzájemně lícují. Každý stavební prvek ze dřeva má svoji určitou křivost a navíc se jeho tvar při změně vlhkosti i po zabudování do stavby stále mění. Vzduchotěsné a parotěsné slícování, respektive spojení na sraz dvou dřevěných konstrukčních prvků, nebo dílců, bez jejich vzájemného slepení není tedy prakticky možné. Těsnost takovéto spáry je nutno dodatečně řešit jiným způsobem.

Obr. 1

Představa že spáru mezi stavebními dílci a prvky ze dřeva, která má šířku řádově 1 až 2 mm utěsníme trvale pružným tmelem je mylná. U většiny trvale pružných tmelů uvádí jejich výrobce doporučenou šířku a provedení spáry, ve které je příslušný tmel schopen fungovat jako trvale pružný. Obvykle je doporučována spára o šířce cca 5 mm. Pokud se doporučení výrobce nedodrží, musíme počítat s tím, že i trvale pružný tmel v celém průřezu ztvrdne. V tomto stavu pak nedokáže dlouhodobě odolávat tvarovým změnám a pnutím, ke kterým v dřevěných konstrukcích při změně rovnovážné vlhkosti dřeva v průběhu roku dochází. Vždy je proto důležité vytvořit v napojení jednotlivých dílců a prvků ze dřeva takovou spáru, kterou je možno dodatečně utěsnit.

Mnohem výhodnější je osazení štítové stěny mezi dvě štítové vazby, a její zapuštění do úrovně horní hrany krokví. Vzduchotěsné a parotěsné napojení střešního pláště a štítové stěny pak zajistíme pomocí parozábrany umístěné pod krokvemi, kterou můžeme spolehlivě nalepit na vnitřní konstrukční desku štítové stěny nebo spojit v přesahu s parozábranou této stěny.

Hlavní zásady řešení spár a styků konstrukcí ze dřeva

Spáry a styky mezi jednotlivými konstrukcemi by měly být řešeny a provedeny tak, aby v nich nemohlo v těchto spárách a stycích docházet k proudění vzduchu. Pokud chápeme vzduch jako směs suchého vzduchu a vodní páry, může při nedostatečné vzduchotěsnosti spár prouděním vnitřního teplého a vlhkého vzduchu vnikat do konstrukce řádově několikanásobně větší množství vodní páry, než prostupem vodní páry jednotlivými vrstvami, vyvolaným rozdíly parciálního tlaku vodní páry ve vnitřním a vnějším prostředí. Vnikání vlhkého vnitřního vzduchu do styků mezi konstrukcemi lze zamezit kvalitně provedenou parozábranou. Tu nemusí vždy tvořit nějaká polyetylénová folie, účinné mohou být i jiné konstrukční materiály s vysokým difúzním odporem, například desky OSB. Musí však být správně vyřešeno jejich vzduchotěsné a parotěsné napojení. Při nedostatečném vzájemném napojení sebeúčinnější parozábrany může klesnout difúzní odpor této vrstvy nekvalitně provedené z kvalitního materiálu na 10 i méně %. Stejně důležité je zabránit pronikání venkovního chladného vzduchu do styků a spár mezi jednotlivými konstrukcemi, aby nedocházelo k prochlazování vnitřních vrstev konstrukcí, a tím k nadměrné kondenzaci vodní páry na těchto místech. Pro kvalitní a spolehlivou stavbu ze dřeva proto nestačí navrhnout skladby jednotlivých konstrukcí, je třeba současně navrhnout i jejich spolehlivé napojení a vyřešit provádění těchto spojů.

Důležité je rovněž řešení všech detailů 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 oblast rizika 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.)

Detail napojení obvodových stěn 1 a 2 podlaží a stropní konstrukce

Dalším důležitým detailem, který může být příčinou různých poruch dřevěných staveb, je napojení stropní konstrukce a obvodových stěn 1 a 2 podlaží (viz. Obr.1, detail 2). I zde tvoří stropní trámy spolu s vodorovnými vlysy rámů obvodových stěn významný tepelný most. Jejich uložení a dodatečné zateplení je proto nutno řešit tak, aby nedocházelo ve vodorovných koutech 1 a 2 podlaží k poklesu povrchových teplot pod oblast rizika vzniku plísní. Pokud si uvědomíme přesnost opracování a drsnost povrchu například řezaného trámu, je zřejmé, že i zde musíme učinit taková opatření, aby nedocházelo k pronikání vnitřního teplého a vlhkého vzduchu, k exfiltarci netěsnostmi mezi stěnou a trámy, případně stěnou a uzávěry trámů, do příslušné části obvodového pláště. Nesprávné řešení, nebo nekvalitní provedení tohoto složitého detailu zpravidla způsobí velké změny vlhkosti všech dřevěných prvků procházejících tímto průnikem konstrukcí. Vlivem nadměrných změn vlhkosti dojde i k rozměrovým a tvarovým změnám trámů a trámových uzávěrů. Dochází k nabobtnání konstrukčních prvků ze dřeva v zimních a k jejich sesychání v letních měsících. Zpravidla se to projeví v průběhu poměrně krátké doby (asi jednoho roku) například v podobě trhlin v omítce vnějšího kontaktního zateplení a praskáním vodorovných spár obložení stěn a stropu v interiéru. Pokud je stavba opatřena fasádním obkladem ze dřeva na odvětrané mezeře, může naopak docházet k vnikání vnějšího chladného vzduchu, k infiltraci do prostoru stropní konstrukce. To se může projevit zvýšeným výskytem plísní ve vodorovných koutech místností.

Ani řešení balkónu před štítovou stěnou není zpravidla jednoduché. Balkóny se u staveb ze dřeva zpravidla řeší tak, že na trámech jsou uloženy klíny. Na nich je záklop v příslušném spádu a oplechování. Teprve na plechovou krytinu se klade dřevěný rošt pochůzí podlahy, který je připevněn ke klínům s opačným sklonem. Pokud potřebujeme podlahu balkónu vyspádovat směrem od štítové stěny, může dojít k tomu, že podlaha balkónu u stěny je výš než spodní vlys rámu balkónových dveří. Takto provedený detail pak nejde spolehlivě vyřešit z hlediska zatékání větrem hnaného deště na fasádu a do balkónových dveří. Proto je potřeba nejprve vyřešit spolehlivé napojení na štítovou stěnu a do okapové drážky spodního vlysu rámu dveří a pak teprve zvolit pod balkónem nižší trámy. Některé zahraniční firmy doporučují mezi fasádou štítové stěny a podlahou balkónu vytvořit dilatační spáru, kterou větrem hnaná srážková voda proteče. To však není příjemné, pokud pod balkónem je vstup do objektu. Spolehlivým řešením tohoto detailu je například vyspádování balkónu ke štítové stěně s odsazením záklopu od stěny tak, aby do spáry mezi balkónem a štítovou stěnou mohl být uložen okapový žlábek. Do tohoto žlábku se pak spolehlivě odvodní jak podlaha balkónu, tak i vnější parapet balkónových dveří.

Obr. 2

Detail napojení obvodové stěny na základovou desku

Osazení stavby ze dřeva na základovou desku jsme již probírali v minulých příspěvcích. Zde se nám však jedná o osazení obvodové stěny na základovou desku, kde je před rodinným domkem projektována betonová terasa s dlažbou (viz. Obr.1, detail 3). Obvykle u tohoto detailu dochází k tomu, že spodní rám - základový dřevěný práh, je po položení dlažby na terasu zapuštěn pod úroveň dlažby. Styková spára vzhledem ke zcela odlišné teplotní a vlhkostní dilataci materiálů na bázi dřeva a dlažby nemůže být spolehlivě a bezpečně utěsněna ani trvale pružným silikonovým tmelem, natož běžnou spárovací hmotou na bázi cementu. Vzniklými mikrotrhlinami pak prakticky v průběhu celého roku do stykové spáry dlouhodobě zatéká se všemi negativními důsledky této běžné poruchy.

Vytmelení spáry mezi dlažbou a základovým prahem stavby trvale pružným tmelem tedy nemůžeme z již uvedených důvodů považovat za spolehlivé řešení tohoto detailu. Pokud si současně uvědomíme, že dříve používané tlakově impregnované dřevěné sloupy telegrafního vedení vydržely v zemi maximálně 30 až 40 let, nelze ani natření základového prahu impregnační látkou považovat za dostatečně spolehlivé řešení. Navíc u tohoto detailu dochází k promrzání základové desky ze strany terasy. Podle současně platné ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky, je pro podlahu přilehlou k zemině do vzdálenosti 1 m od rozhraní zeminy a vnějšího vzduchu, měřeno podle systémové hranice budovy požadován součinitel prostupu tepla U_N ≤ 0,3 W/m².K. Tato hodnota odpovídá požadovanému součiniteli prostupu tepla obvodové stěny, a je poloviční oproti hodnotě požadované pro podlahu přilehlou k zemině za hranicí 1 m od obvodu budovy. Při takto řešené terase před domem by pak musela být řešena celé podlahová konstrukce na základové desce se součinitelem prostupu tepla 0,3 W/m².K.

Mnohem bezpečnější je řešit betonovou desku terasy oddělenou od základové desky stavby. Celý obvod základové desky pak může být podle již publikovaného řešení opatřen zateplením z extrudovaného polystyrénu. V desce terasy je pak vhodné podél obvodové stěny stavby vytvořit odtokový žlab krytý mřížkou. Zamezí se tím i nadměrnému ostřiku vchodových nebo balkónových dveří srážkovou vodou. Tento detail je pak shodný s již publikovaným řešením bezbariérového vstupu do budovy pro tělesně postižené.

Detail stropní konstrukce nad zapuštěným vstupem, zvětřím

Jedním z hlavních rizikových detailů je rovněž detail stropní konstrukce nad zapuštěným vstupem, respektive závětřím, (viz Obr. 2, detail 1). Stropní, respektive podlahová konstrukce nad zapuštěným vstupem, by měla mít vždy parametry stropu, respektive (podlahy) nad venkovním prostorem, což znamená shodný součinitel prostupu tepla jako střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně, (viz. ČSN 73 0540-2).

Při řešení a provádění této části stavby však musíme počítat s tím, že se zde jedná o tepelný a difúzní tok shora dolu. Skladba konstrukce tedy musí být řešena prakticky obráceně oproti např. skladbě stropní konstrukce mezi vytápěným podlažím 1.NP a nevytápěným půdním prostorem. To znamená, že vrstva o vysokém odporu proti difúzi vodní páry musí být umístěna co nejblíže k podlaze 2.NP. Pokud je zapuštěna například celá štítová stěna 1. NP, lze to řešit odlišnou skladbou stropních dílců tak, aby bylo možno napojit parozábranu vnější obvodové stěny 1 NP ve styku stropních dílců na parozábranu podlahy nad nevytápěným prostředím. Pokud je ale zapuštěný vstup jen v části štítové stěny, tedy vymezen i obvodovými stěnami ve směru kolmém na dveřní křídlo, bude třeba pomocí stropních uzávěrů přerušit v tomto místě stropní konstrukci mezi vytápěnými prostory a nad zapuštěným vstupem. Stropní uzávěry musí být řešeny a provedeny vzdocho a parotěsně, aby nedocházelo k nadměrné difúzi vodní páry a k proudění teplého a vlhkého vzduchu z prostoru stropní konstrukce mezi vytápěnými místnostmi do vodorovné konstrukce nad zapuštěným vstupem.

Příspěvek vznikl v rámci řešení Výzkumného záměru MSM 6215648902 "Les a dřevo - podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a využívání dřeva jako obnovitelné suroviny".