Jak projektovat vápenopískové domy Kalksandstein
V naší praxi se velmi často setkáváme se zažitými stereotypy při projektování zděných staveb. Vápenopískové zdivo Kalksandstein je určené zejména pro zděné stěnové systémy, proto bychom chtěli přinášet zejména projektantům praktické návody „jak na to“.
Jednou z hlavních výhod vápenopískových cihel Kalksandstein je to, že při jejich aplikaci dojde k výrazné úspoře obestavěného prostoru, a to v rozsahu 5 – 10 % oproti klasickým zděným systémům, které používají širší konstrukce. To také znamená úsporu veškerých nákladů na výstavbu v rozmezí 5 – 10 %. Menší mohu mít základy, střechu, obvodovou obálku (čímž se také zmenší energetická náročnost) , stropní konstrukce atd. a to všechno při stále stejné podlahové ploše . To je také koneckonců ta jediná hodnota, která investora zajímá, pokud dům či byt chce prodávat. Metr čtvereční užitné plochy je klíčovou hodnotou při určení ceny nemovitosti.
Vysoká únosnost KS umožňuje konstruovat stěny velmi štíhlé, nosná stěna lze již od 115 mm! Proto klíčovým bodem projektování a návrhu domů z Kalksandsteinu je volba statického schématu.
To je nutné provést také u rodinného domu, nebo u menších staveb, protože právě zde se setkáváme s častými chybami. Jednou z takových velmi častých chyb v projektech bývá, že veškeré zatížení stavby spočívá pouze na obvodové stěně a uvnitř domu nejsou pak vůbec žádné nosné ani ztužující stěny. Přitom samozřejmě v objektu je stěn mnoho, nicméně s žádnou z nich se nepočítá jako s nosnou stěnou. To vede k neřešitelným problémům z hlediska statiky – rozpony stropních konstrukcí často také 8 - 10m – rozpětí, která se běžně nepoužívají ani u bytové výstavby. To pak v podstatě vylučuje použití štíhlých nosných konstrukcí z důvodů momentů stropních konstrukcí ve zhlaví stěny, případně stability celého domu. Vápenopískové zdivo Kalksandstein je však v tlakové únosnosti využito třeba jen z 20 %!
Hlavním principem návrhu vápenopískového domu jsou tedy tyto zásady:
- Co nejvíce nosných stěn, a to i příček od tl. 115 mm, které již mohou plnit nosnou funkci pro uvolnění prostoru se pak hojně využívají vodorovné prvky v rámci stropních desek – průvlaky, překlady, ale také stěnové pilíře apod.
- Co nejštíhlejší nosné konstrukce, které jsou namáhány pokud možno pouze svislým tlakem – u rodinných domů není problémem použití nosných konstrukcí tl. 175 nebo 150 mm (zde je pak jediným omezením zemětřesná oblast dle příslušné normy)
- Co nejmenší rozpětí stropních konstrukcí – v jakýchkoliv obytných budovách je obvykle možné použít rozpětí stropních konstrukcí max. 4-5 m, místo toho se ale setkáváme s dvojnásobkem, což má obrovské finanční dopady pro investora
- Co největší prostorová tuhost dosahovaná zejména tuhými stropními konstrukcemi (železobetonové filigránové nebo monolitické desky)
Příklad optimalizace nosných konstrukcí BD
Před optimalizací - tloušťka ŽB stropní desky 22 cm a vyztužení 27 kg/m2 stropní desky
Po optimalizaci - tloušťka ŽB stropní desky 16 cm a vyztužení 7,1 kg/m2 stropní desky.
Před optimalizací je tloušťka ŽB stropní desky 22 cm a vyztužení 27 kg/m2 stropní desky.
Po optimalizaci je tloušťka ŽB stropní desky 16 cm a vyztužení 7,1 kg/m2 stropní desky.
To má tyto důsledky: úspora 6800 kg betonářské oceli á 30 Kč/kg = úspora 204.000 Kč na oceli. Úspora 19 m3 betonu= cca 40.000 Kč a úspora cca 40 tun hmotnosti.
U třípodlažní budovy je to tedy úspora celkem 732.000 Kč a cca 120 tun hmotnosti. Další úspory jsou samozřejmě spojené s dopravou a prací na těchto materiálech, případně se to promítá do základů apod. V objektu se nezměnilo nic kromě toho, že se stanovily některé další stěny (které v projektu stejně byly) jako nosné – je to přímý vliv volby statického schématu na investiční náklady. U menších objektů – rodinných domů – je situace obdobná. Nejedná se o tak velké částky v řádu milionů, ale o statisícové částky jde vždy.
Prostorová tuhost objektu je jedním z dalších hlavních problémů při návrhu vápenopískových domů Kalksandstein.
- Při použití štíhlých nosných stěn je nutné použít co nejtužší stropní konstrukce železobetonové nebo filigránové spojité desky, zde odpadají problémy s věnci, případně překlady, průvlaky je možné řešit v rámci stropních desek.
- Dále jsou pak vhodné všechny typy betonových skládaných stropů, které se pak zmonolitňují, problémem u některých typů může být opět potřeba uložení nosníčků.
- Betonové panely jsou méně vhodné – většinou se jedná o prosté nosníky, nevytvářející zcela tuhou stropní desku, také potřebují nějaké uložení, ne každý výrobce ŽB panelů je ochoten akceptovat např. na stěně KS tl. 175 mm uložení panelu na obě strany.
- Předpjaté panely – jejich použití je pro štíhlé nosné konstrukce méně vhodné Předpětí vnáší excentricitu zatížení do hlavy štíhlé stěny a může vést ke zbytečně masivním nosným konstrukcím pouze z tohoto důvodu – únosnost zdiva pak není využitá, narůstá obestavěný prostor a opět – investor to zaplatí.
Na prostorovou tuhost mají také velký vliv krovové konstrukci.
Zde platí dvojnásob, že boční síly vyvozované od šikmé střechy, od větru či sněhu se mohou velmi výrazně promítat do návrhu zdiva zejména svým vlivem na stabilitu nadezdívek v podkrovních prostorách. Štíhlá nadezdívka tl. 175 mm, ještě k tomu vysoká, na které je umístěná pozednice většinou hambalkového krovu – to bývá častá a opět zcela nesmyslná kombinace konstrukcí.
Štíhlé nadezdívky vyžadují bezpodmínečné posouzení na boční síly a velmi často to vede k použití táhel, ŽB sloupků nebo jiných opatření u nadezdívek RD v podkroví. Řešením může být také použití masivnější zdi, řešení ač sice možná neobvyklé, tak pokud půdorys 1.NP je proveden kompletně v tl. nosných konstrukcí 175 mm ztužen betonovým stropem, může být nadezdívka pod pozednicí tl. 240 mm. Ale i toto řešení musí vyplývat z konkrétního posouzení bočních sil od střešní konstrukce.
Typický příklad vysoké štíhlé nadezdívky, která je zatěžována bočními silami od krovu, to je bezpodmínečně nutné staticky řešit.
Typický příklad stavby, kde na poslední podlaží je umístěn místo tuhého stropu pouze dřevěný vazník. V takovémto případě, kde rozpětí je 8 m a často i více mohou být problémy se stabilitou celého posledního nadzemního podlaží.
V nejvyšším podlaží (nebo také v prvním u přízemních staveb) se na štíhlé stěny často místo tuhé stropní desky umisťují dřevěné vazníky, které mají oproti betonové desce menší tuhost, nutné je vždy pod vazníkem vytvořit ŽB věnec. Lehká konstrukce má také podstatně nižší tepelně akumulační schopnost, což může vést k letnímu přehřívání, náročnější je provedení všech detailů vzduchotěsné roviny atd... Všechny tyto konstrukce vč. věnce jsou pak mnohdy dražší než samotná ŽB deska, která zajistí všechny věci naráz:
- není nutné konstruovat věnce
- zajištěná letní a zimní stabilita
- zajištěná vzduchotěsnost
- zajištěná prostorová statická stabilita
To je velká škoda, protože za stejné investiční náklady je možné mít úplně jiný komfort vnitřního prostředí.
Nejrychlejší způsob výstavby Kalksandstein
Celý půdorys se zdí strojně v systému KS-QUADRO, vč. nenosných příček. Použito je více minijeřábů na celé podlaží. Poté se osadí filigránové stropy, zalije se betonová deska a dále je možné pokračovat s dalším podlažím. Rychlost výstavby je pak opravdu vysoká, nepoužívá se žádné lešení, žádná staveništní doprava nenosných příček, strojní zdění 4x rychlejší než ruční, jedno v jaké tloušťce zdiva.
Kalksandstein CZ s.r.o. - výroba a prodej vápenopískových cihel. Jejím hlavním cílem je poskytovat odborné poradenství v oblasti stavebních hmot a technologií pro nejstaršího výrobce vápenopískových cihel Zapf Daigfuss. Naši odborníci Vám poradí se všemi ...