Střecha je klíčovým prvkem každé stavby, který nejenže tvoří estetiku domu, ale také hraje zásadní roli v jeho energetické účinnosti a ochraně před vnějšími klimatickými vlivy, jako jsou srážková voda, sníh a vítr. V případě dřevostaveb má výběr a provedení střešní konstrukce ještě větší význam. V tomto článku se podrobněji podíváme na dřevěné vodorovné konstrukce střech, jejich historii, typy, materiály a současné výzvy.
Historie a současný stav dřevěných střešních konstrukcí
V architektuře 20. století i v současné moderní architektuře sledujeme vysokou popularitu konstrukcí plochých střech u masivních zděných a monolitických konstrukcí. Konstrukce plochých střech získaly svoji vysokou popularitu již na počátku 20. století v období secese a následně i v období funkcionalismu.
První projekty v alpských zemích změnily v některých regionech tradiční ráz domů se šikmými střechami na domy se střechami plochými. Dobrým příkladem je kanton Graubünden ve Švýcarsku, kde ve městě Davos vznikly první projekty domů, které až do dnešní doby změnily ráz tohoto světově známého města. Projekty jako Sanatorium Schatzalp (stavba 1898 až 1900), kde se snoubí krása na svou dobu revoluční železobetonové konstrukce s dvouplášťovou plochou střechou s dřevěnou konstrukcí navrženou architekty O. Pfleghard a M. Haefeli, nebo projekty arch. R. Gaberela, jako např. přestavba radnice města Davos z roku 1926, potvrzují dlouhou tradici a funkčnost těchto konstrukcí. V tuzemsku jsme nebyli pozadu, už mezi lety 1914 až 1918 vznikl projekt Baureovy vily od A. Loose (1914-1918), který je považován za první objekt na území bývalého Československa s plochou střechou.
U konstrukcí plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách se v českých a slovenských zemích nevyskytuje tolik technických pravidel a doporučení z důvodu ztráty tradic pro tento materiál a detaily v období socialismu. Poptávka po nízké ceně v nedávné minulosti umožnila realizaci projektů plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách, které jak z důvodu nesprávného návrhu, tak i kvůli chybám v realizaci vedly ke vzniku škod na konstrukcích.
V rámci dynamicky rozvíjejícího se realitního trhu došlo v posledních letech k rozvoji výstavby rodinných a bytových domů v okolí velkých měst na Slovensku, převážně pak v Bratislavě. V rámci tlaku požadavku nízké ceny a rychlosti realizace došlo k výběru jednoplášťové neprovětrávané ploché střechy s tepelnou izolací v oblasti nosné konstrukce bez tepelné izolace nad nosnou konstrukcí. Právě u této konstrukce došlo k chybám jak při jejím výběru v době plánování projektu, tak i při realizaci samotné. Především v podobě chyb ve vytvoření dokonalé vzduchotěsné obálky budovy, tak i k opomenutí několika detailů, které způsobily konvekci vodní páry do konstrukce. Dalším z významných faktorů pro škody u těchto konstrukcí bylo zanesení vlhkosti do konstrukce během fáze stavby v podobě srážkové vody. Znamením tedy byly průhyby svrchního pláště a tvorba kaluží, a i kolapsy svrchního dřevěného záklopu v rámci dřevěné konstrukce ploché střechy.
Čtěte také: Trendy v tesařství: Dřevěné ploty
Slovenský Cech strechárov Slovensko (CSS) proto sestavil odborně technickou komisi s cílem sestavit doplňující pravidla CSS pro konstrukce plochých střech ze dřeva a v dřevostavbách. Inspirací jsou aktuálně platné STN normy, doplněné příklady skladeb konstrukcí a detailů ze zemí D-A-CH, které mají dlouholetou tradici s dřevem jako materiálem ve stavbách.
Typy dřevěných střešních konstrukcí
Dřevostavba nemá žádná konstrukční omezení, tedy střechy lze navrhovat v obvyklých tvarech a konstrukcích. Střechy je možné rozdělit podle několika kritérií, které hrají roli v celkovém tvaru stavby, rychlosti odvodu srážkové vody nebo pořizovací ceně střechy. Dřevostavbám nedává hezký tvar jenom jejich prostorové řešení formou stěn, ale vše dolaďuje střešní konstrukce. Tvar střechy se odvíjí nejen od územního plánu jednotlivých měst a obcí, ale je dán také umístěním stavby podle nadmořské výšky. Výběrem tvaru střechy se dá také docílit potřebné velikosti podstřešního prostoru.
Rozdělení střech podle tvaru
- Pultová střecha: Dřevostavby s pultovou střechou mají jednu střešní rovinu s pultovou a okapní hranou a dvěma štíty.
- Sedlová střecha: Konstrukce tohoto tvaru má dvě střešní roviny s přímočarým hřebenem, dvěma okapními a štítovými hranami. Sedlová střecha je velmi populární volbou pro dřevostavby. Pro domy patrové je sedlová střecha ideální volbou, protože umožňuje využít prostor pod střechou pro bydlení.
- Valbová střecha: Střechy tohoto typu mají na obou koncích místo štítů šikmé střešní roviny nazývané valby. Okapy těchto rovin jsou ve stejné výšce jako okapy sedlové střechy. Pro bungalovy jsou nejčastější střechy valbové, které nezvětšují zbytečně hmotu a dobře kopírují členitější půdorys.
- Polovalbová střecha: Od valbové střechy se odlišuje tím, že okapy valby jsou v jiné výškové úrovni, než jsou okapy sedlové střechy.
- Mansardová střecha: U tohoto typu střechy jsou čtyři střešní roviny. Dvě roviny jsou mezi hřebenem a okapem z každé strany a mají zpravidla jiný sklon.
- Stanová střecha: Jedná se o střechu, která má čtyři střešní roviny a leží na čtvercovém půdorysu stavby. Jednotlivé roviny se sbíhají do středového vrcholu. Taková střecha pak má připomínat tvar čtyřbokého jehlanu.
- Pilová střecha: Jedná se o soustavu opakujících se pultových nebo sedlových střech.
- Plochá střecha: Dřevostavby s rovnou střechou jsou stále populárnější volbou při stavbě nových domů. Jedním z hlavních důvodů, proč se lidé rozhodují pro dřevostavby s rovnou střechou, je možnost využití střechy jako terasy nebo zahrady.
- Zelené střechy: Ve skladbách střechy jsou umístěné vrstvy zeminy nebo substrátu, které umožňují vysázet zeleň na povrchu střechy. Zelené střechy můžeme dělit na střechy se zelení intenzivní (květiny, keře, tráva...), které potřebují pravidelnou péči a závlahu (a v drtivé většině případů potřebují násyp zeminy minimálně 200 mm a více) a střechy se zelení extenzivní, která nepotřebuje takovou péči ani výšku zeminy (netřesky a jiné sukulentní rostliny, další rostliny nevyžadující pravidelnou závlahu). Pro tyto střechy je povětšinou typická ve skladbě přítomnost vrstvy hydroakumulační (většinou v kombinaci s vrstvou drenážní), která má za úkol zadržet alespoň minimální množství vody na období sucha.
Rozdělení střech podle počtu plášťů
- Jednoplášťová střecha: Jedná se o střechu, která ve své skladbě neobsahuje větranou vzduchovou mezeru. Proto musí být konstrukčně a zejména materiálově navržena tak, aby byla funkční nejen z hlediska hydroizolačního, ale zejména z hlediska tepelně-technického (zjednodušeně řečeno, aby nezavlhala vlivem kondenzace a nesnižovala se tak účinnost tepelné izolace nebo se neprojevovaly defekty jako například plísně a tepelné mosty ze strany interiéru). Jednoplášťová plochá střecha tedy musí obsahovat velmi účinnou parozábranu, která zabrání pronikání vodních par do tepelné izolace. Síla tepelné izolace by měla být určena výpočtem, ale jako minimum počítejte alespoň 160 mm tepelné izolace z pěnového polystyrenu (typu EPS 100S stabil - polystyren určený právě pro tento typ střechy) nebo tepelné izolace z minerální vlny (například Isover S - opět tepelná izolace určená pro jednoplášťové střechy). Velmi vhodným typem parozábrany pro tento typ střechy je asfaltový SBS modifikovaný pás s hliníkovou vložkou. Celkový princip tohoto typu konstrukce je možné shrnout následovně - propustí-li parozábrana do skladby méně vodních par, než je schopno se ze skladby dostat přes hydroizolaci ven, bude střecha v běžných podmínkách funkční.
- Dvouplášťová střecha: Je střecha, která někde ve své skladbě (tradičně pod horním pláštěm) obsahuje větranou vzduchovou mezeru. Mezera má primární účel odvádět ze skladby vlhkost (strhává ji s sebou proudící vzduch) a proto u těchto skladeb nemusí být kladen takový důraz na použití špičkových parozábran, ale mohou být užity parozábrany s nižší účinností. Aby tedy mohla tato konstrukce fungovat, musí mít střecha nasávací a odváděcí otvory proudícího vzduchu. Častou chybou je, že otvory navržené podle požadavku normy jsou kryty mřížkami omezujícími nasávání vzduchu z 50 i více procent. Výška větrané mezery je rovněž velmi důležitá. Čím nižší sklon, tím vyšší mezera je potřebná, aby vzduch proudil. Není bez zajímavosti, že větraná mezera snižuje účinnost tepelné izolace (dochází k jakémusi "vytahování tepla" z izolace). Jako tepelné izolace se pro dvouplášťové střechy užívá minerální vlny, která je schopna dobře předávat vlhkost do mezery.
- Víceplášťová střecha: Tyto konstrukce se používají méně často a zahrnují kombinace různých vrstev pro dosažení specifických vlastností.
Krov a jeho součásti
Krov je definován jako nosná konstrukce, jejímž hlavním úkolem je vynášet střešní krytinu včetně systému laťování a eventuálních konstrukcí souvisejících se zateplením. Nejdůležitějšími součástmi krovu jsou pozednice, systém vaznic, sloupků, krokví, kleštin, pásků a různých způsobů zavětrování. V podélném i příčném směru musí být krov stabilní, což zajišťují právě zavětrovací konstrukce a štítové stěny.
- Vrcholová vaznice: Slouží ke statickému propojení krokví.
- Krokev: Základní nosný prvek střechy.
- Ztužení krokví: Slouží k zamezení pohybu krokví.
- Montážní lať: Pomocí této latě připevníme parozábranu k vnitřní straně krokví. Na tuto lať následně uchytíme interiérové obložení.
- Interiérové obložení: Palubkové obložení uchytíme na montážní latě.
- Parozábrana: Zamezí průniku interiérové vlhkosti do tepelné izolace. Opačným směrem vlhkost naopak propustí.
- Pojistná hydroizolace / paropropustná folie: Zamezí průniku exteriérové vlhkosti dovnitř konstrukce, naopak vlhkost z konstrukce do exteriéru propustí.
- Kontralatě: Pomocí těchto latí vytvoříme provětrávanou mezeru mezi střešními latěmi a pojistnou hydroizolací.
Krovové systémy lehkých dřevostaveb
Krovové systémy lehkých dřevostaveb (tiny houses) mají trochu odlišnou podobu od těch, které známe u klasických evropských zděných domů. Vyznačují se především krátkými osovými vzdálenostmi mezi jednotlivými krokvami a jejich profily, které jsou zpravidla stejné jako profily sloupků u obvodových stěn.
Bednění střechy
Bednění střechy je poměrně velká částka v rozpočtu a v některých případech se bez něj i obejdete. Určující je zejména sklon střechy a typ krytiny. Celoplošné bednění je možné realizovat z prken, případně ze stavebních desek z aglomerovaného dřeva. Tloušťku prken či stavebních desek z aglomerovaného dřeva je nutné volit v závislosti na světlé vzdálenosti krokví. Bednění musí nejen přenést působící zatížení, ale u některých krytin, např. břidlice, musí být dostatečně tuhé. Vlivem vysychání dřeva dochází ke kroucení dřeva, z tohoto důvodu se omezuje šířka prken. Obvyklá šířka prken je 80-150 mm. U hřebene a okapu vždy náleží prkno s plnou šířkou. U zvláštních tvarů střechy a střešních detailů, např. kuželovitá či cibulová střešní plocha nebo u vikýřů „volské oko“, je nutná stejná montáž bednění jako u střešních ploch. Je vhodné zmenšit vzdálenost krokví, anebo použít silnější bednění. Pro bednění se často používají desky z OSB/4, které jsou zvlášť zatížitelné a vhodné pro použití ve vlhkém prostředí. Mezi deskami se ponechávají spáry min 2 mm/m x délka(šířka) desky z důvodu cyklické změny délky desek, která může činit až 2 mm na metr.
Čtěte také: Dřevěné ploty Hornbach: Co byste měli vědět
Materiály a vlastnosti dřeva
Lehká opracovatelnost, malá objemová váha, pevnost v tlaku a ohybu, tyto vynikající vlastnosti jsou důvodem, proč právě dřevo je výhradním materiálem při zpracování střešních konstrukcí. Při realizaci platí, že čím je stavba dřeva poctivější s menším množstvím vad, tím je pevnost vyšší. Životnost smrkového dřeva může být i více jak 200 let (samozřejmě dle podmínek, kde je dřevo uloženo).
Klíčové vlastnosti dřeva
- Součinitel tepelné vodivosti: Udává schopnost vést teplo, přesněji rychlost šíření tepla ze zahřáté části konstrukce do chladnější oblasti.
- Měrná tepelná kapacita: Udává množství tepla, potřebného k ohřátí 1 kg látky o 1 stupeň teploty v Kelvinech (případně stupních Celsia).
- Vlhkost: Nejzásadnější posuzovanou vlastností dřeva je vlhkost. Je obecně známo, že čím vyšší je vlhkost materiálu, tím lépe vede teplo. Tento fakt bohužel platí i pro prvky ze dřeva. Před zabudováním by měla být elektrickým vlhkoměrem změřena vlhkost dřeva a v případě vysokých hodnot je nutno dřevěné prvky vhodným způsobem vysušit.
Tabulka: Vlhkost a tepelná vodivost vybraných dřevěných materiálů
| Materiál | Vlhkost | Tepelná vodivost |
|---|---|---|
| Dřevo (smrk) | 12% | 0.13 W/mK |
| Dřevovláknitá deska | 8% | 0.05 W/mK |
Vlhnutí dřevěných konstrukcí
Vlhnutí dřevěných konstrukcí způsobuje také kondenzace vody, k níž může docházet na povrchu stavebních konstrukcí při nedostatečné tepelné izolaci, klesne-li povrchová teplota konstrukce pod teplotu rosného bodu okolního vzduchu. Uvnitř stavebních konstrukcí dochází ke kondenzaci vody, jestliže difuze vodních par jednotlivými vrstvami konstrukce není dostatečná. Ke srážení vody dochází také na tepelných mostech, například na ocelových nosnících či kovových úchytech. V takovém případě je třeba zabránit srážení vody vhodnou tepelnou izolací. Je nezbytné zabránit také dodatečnému zvlhnutí zabudovaných dřevěných konstrukcí dešťovou vodou. Zde je namístě odpovídající konstrukční řešení.
Moderní dřevěné nosné konstrukce
V polovině minulého století se pro nosnou konstrukci střech začaly vyvíjet plnostěnné nosníky vyráběné z lepeného lamelového dřeva (LLD, používá se i německá zkratka BSH - Brettsperrholz). Nosníky tak mají délku omezenou jen přepravními možnosti. Pro svoji estetickou hodnotu se ponechávají viditelné v podhledu konstrukcí. Používají se na velkorozponové halové konstrukce nejrůznějších tvarů. Rozměry jsou u jednotlivých výrobců různé, každopádně jde rovněž o materiál rozměrově přesný a hlavně pevný (dvojnásobně více než řezivo), proto se používá na nosníky, průvlaky, případně na sloupy a pruty příhradových konstrukcí. Jedná se o přířezy napojované zubovitým spojem, takže lze délku variabilně přizpůsobit, standardně až do 13 metrů. Jednotlivé lamely mohou být před lepením ohýbány, takže lze vyrobit nosníky zakřivené, vyklenuté nebo obloukové.
Postupně se vyvinuly různé typy a tvary nosníků ze dřeva. Stojina je tvořena různými deskovými materiály na bázi dřeva, například tvrdou dřevovláknitou deskou. Pro konstrukci nosné části střechy se v ČR často používají příhradové vazníky/nosníky, které jsou moderní alternativou klasických vázaných krovů. Mohou být tvaru trojúhelníkového, sedlového, lichoběžníkového i dalších. Příhradové vazníky se styčníkovými deskami se používají od roku 1955, na trhu se objevily pod názvem „gang nail".
Panely NOVATOP OPEN
Efektivní a bezpečné řešením pro difuzně otevřené konstrukce střech a stěn představují panely NOVATOP OPEN. Konstrukce je tvořena nosnou spodní vícevrstvou deskou (SWP), na kterou jsou nalepeny hranoly (KVH, DUO, TRIO, BSH, I-nosníky) v základní osové vzdálenosti 625 mm, plnící nosnou funkci. K vyztužení po obvodu a kolem stavebních otvorů se vkládají příčná ztužující žebra.
Čtěte také: Venkovní dřevěné žaluzie
Tesařské spoje
Pokud jde o tesařské spoje, v praxi jsou dodržována dvě základní pravidla, jež zabezpečí správné chování a přípustné zatížení nosné konstrukce šikmé střechy. Ve většině případů se napojují vaznice v místech sloupu, což ze statického hlediska není správné (tento spoj je povolen pouze tehdy, je-li zajištěn prvek proti působení ohybového momentu). Druhým základním pravidlem je maximální znalost vlastností dřeva z hlediska sesychání a bobtnání. Dřevo v podélném směru sesychá zhruba desetkrát více než v příčném, což může způsobit nemalé problémy. Pokud máme čep dlouhý 100 mm a dlab také 100 mm, pak dojde k vyzvednutí čepu z dlabu z důvodu sesychání, proto musíme kvůli rozdílnému sedání vnést do konstrukce rezervu. Ta se uvádí jako minimálně deset procent délky (případně hloubky) prvku.
Údržba střechy
Střecha není jen krytina, ale systém, který vyžaduje pravidelnou údržbu - ať už jde o kontrolu komínu, solárních panelů nebo odklízení nečistot. Střecha je, podobně jako u člověka vlasy, pomyslnou korunou krásy domu, a vyžaduje tak patřičnou péči.
tags: #drevene #vodorovne #konstrukce #strechy