Inovativní kombinace materiálů, jako je sklo a dřevo na fasádách, je a bude v dlouhodobém horizontu silným impulsem pro budoucnost architektury a designu dřevostaveb. Funkční a spolehlivá inovace materiálů jako je sklo a dřevo poskytuje moderní alternativu k tradičním ocelovým a skleněným fasádám. Tento trend kopíruje postupnou tendenci využívání ekologicky pozitivních materiálů a tendenci výstavby posledních let, která směřuje ke snižování celkové energetické náročnosti budov.
Projekt HGV a výzkum dřevohliníkových konstrukcí
Na funkční spojení skla a dřeva se dlouhodobě zaměřuje projekt HGV (Holz-Glas-Verbund), jehož cílem je vyvinout stabilní, extrémně tenké a velkoplošné skleněné fasády na objektech se dřevem jako konstrukčním materiálem. Výzkumnou spolupráci s dalšími partnery rozvíjí rakouská společnost Haas Fertigbau Holzbauwerk GmbH & Co KG. Cílem intenzivního výzkumu je optimální spojení dřeva a skla jako konstrukčního materiálu pro fasády. Prosklené fasádní systémy slouží ke konstrukci prosklených plášťů budov. Fasádní systém se zakládá na kombinaci dřeva a hliníku. Statická nosná konstrukce je vyrobena z lepených nosných hranolů EURODECK®, které poskytují výbornou tvarovou stálost. Pohled na dřevo v interiéru pak přináší pocit pohodlí a tepla, vyzařovaného přírodním materiálem.
Na dřevěné hranoly je z venkovní strany za pomoci hliníkových profilů připevněna prosklená fasáda. Hliníkový profil je k oknu připevněn speciálními úchyty, takže se rámu a křídla nedotýká a přerušuje se tak tepelný most, což je důležité pro zachování dobrých izolačních vlastností celého okna. Elegantní a moderní vzhled hliníkových profilů udělá dobrý dojem na první pohled. Omezená není ani barevnost. Můžete se obklopit tlumenými barvami přírody nebo naopak vsadit na moderní zářivou koncepci a ani na chvíli přitom neslevit ze svých požadavků na bezpečnost, odolnost a snadnou údržbu. U prosklených fasád můžete počítat s úsporou drahocenných energií a snížením vysokých nákladů, a to nejen v zimním, ale také v letním období. Velkoplošné dřevohliníkové konstrukce bourají hranice mezi tím, co je uvnitř a co venku.
Fasádní systémy a jejich vlastnosti
Fasádní konstrukce JANSEN VISS®-TV s přerušeným tepelným mostem je založena na principu sloupů a příček s beztmelným zasklením a je určena pro velkoplošné vertikální prosklené fasády. Nosná konstrukce fasády je tvořena ocelovými profily v pohledové šířce 50 mm s různou stavební hloubkou dle statické náročnosti stěn vzhledem k její výšce. Profily se mohou spojovat spojkami nebo svařováním. Přerušení tepelného mostu je dosaženo osazenými plastovými izolačními sponami. Pro vnější opláštění konstrukce jsou k dispozici hliníkové profily v různých hloubkách a tvarech. Konstrukci VISS®-TV lze vyplnit izolačními dvojskly v různých tloušťkách nebo tepelně izolační plnou výplní. Do fasádních stěn lze vkládat jak dveře, tak i okna ze systému JANISOL.
Mezi vlastnosti současných hliníkových fasádních systémů patří také filigránský vzhled, vysoce kvalitní provedení a dokonalá integrace funkčních prvků s optimálními vlastnostmi, např. u vkládacích prvků. Společnost Schüco nabízí ve svých standardních fasádách systémy, které kombinují svobodu designu s nejlepšími výkonovými vlastnostmi z hlediska energetické účinnosti, automatizace a bezpečnosti. Designové fasády kombinují téměř bezrámovou průhlednost s optimálními hodnotami výkonu. Tyto fasádní systémy s klasickými závěsovými stěnami i s okenními pásy od podlahy ke stropu zaujmou minimální šířkou fasády. Díky speciální technice zasklívání nevyžadují strukturální zasklené fasády přítlačné profily a krycí skořepiny.
Čtěte také: Výhody betonových plotů s dřevěnou výplní
Efektivita a komfort jako odpověď na rostoucí urbanizaci: Rostoucí tlak na racionalizaci a současně zvyšující se nároky na kvalitu provedení staveb v posledních letech silně ovlivňují výstavbu obvodových stěn. Tvorba hodnoty se stále více přesouvá ze staveniště do výrobní haly. Přístavby na ocelových nebo dřevěných podkonstrukcích kombinují energeticky úspornou výstavbu s racionální výrobou a montáží. Technické požadavky nebo speciální přání na určitý design jsou individuálně posuzovány.
Použití lepeného lamelového dřeva ve fasádních systémech
Příspěvek popisuje použití lepeného lamelového dřeva ve fasádních systémech moderních staveb. První část se zabývá konstrukcí dřevěné fasády rodinného domu, kdy je použito netradičních technických řešení a lepeného lamelového dřeva ze sibiřského modřínu. Druhá část příspěvku popisuje dřevěnou nosnou konstrukci opláštění u univerzitní auly ve Švédsku.
Rodinný dům „Schattenbox“
Objekt domu s krovem měl být obestavěn architektonickým prvkem, tedy dřevěnou fasádou nazývanou pracovně trochu nadneseně „superkonstrukce“. Šlo o sedlovou střechu s výsledným přesahem u štítů 1030 mm a dvěma bočními pergolami. Dřevěná konstrukce fasády byla realizována z rámů tvořených profilem 100 × 200 mm se světlou mezerou 100 mm, které kopírují po odsazení dům ve vzdálenosti 185 mm. Kvůli cyklickému smršťování a bobtnání vlivem proměnlivé vlhkosti byla navýšena šířka profilu, aby se prvek méně kroutil. Rámy jsou vynášeny přes nerezové zámečnické prvky, které jsou opřeny o střechu a přikotveny pomocí chemických kotev do železobetonových věnců ve svislých stěnách nosné konstrukce, případně betonových kvádrů dodatečně vytvořených ve zdivu. Hlavní nosná konstrukce: přímé nosníky v 5 výškových úrovních z trubek TR-76,1/3 - nerez ocel, které jsou součástí kování, staticky působí jako spojité nosníky. Rozděleny jsou na dilatační celky po maximálně 6 m. Na hlavní nosné konstrukci jsou uloženy lepené přímé nosníky 100 × 200, GL24h s mezerou 100 mm. Fasáda je vystavena všem účinkům povětrnostních vlivů, dřevo použité na jednotlivé rámy je ze sibiřského modřínu, lepené pro 3. třídu použití, bezbarvě impregnované. Díky netypickému užití je doporučeno, aby bylo dřevo trvale odvětráváno - jedná se o základní konstrukční ochranu dřeva, je totiž nutné udržovat prostor mezi dřevěnými prvky průchodný (riziko zvýšeného bobtnání dřeva a následně vad při rychlém sesychání povrchových vrstev dřeva - důsledkem je vznik výsušných trhlin a tvarové změny).
Aula Karolinska Institutet
U některých významnějších staveb se v poslední době začíná dřevo používat i jako nosný prvek obvodových plášťů, kde nahrazuje doposud tradiční ocel. Obzvláště v severských zemích tento směr nabývá na intenzitě a dřevo se začíná využívat pro čím dál více účelů. Jednou z nejvýznamnějších staveb, u které je použito lepené lamelové dřevo jako nosný prvek fasádního systému, je novostavba auly švédské univerzity Karolinska Institutet. Nachází se ve městě Solna, které je součástí aglomerace kolem hlavního města Stockholmu. Architektonický návrh byl zpracován významným švédským architektem Gertem Wingardhem. Jednalo se o velmi atypickou konstrukci, která si vyžádala spolupráci odborníků z několika evropských zemí. Základní tvar celé budovy lze popsat jako trojboký hranol se zaoblenými rohy. Jedno nároží se silně vyklání do exteriéru a v nejvíce vykloněném místě je přesah atiky nad terénem téměř 18 m. Mezi svislou a vykloněnou částí dochází k postupnému odklonu sloupů od svislice jak ve směru radiálním, tak tangenciálním vzhledem k rovině pláště. V této části má budova tvar zborcené přímkové plochy. Obvod budovy v místě terénu je 180 m, kvůli vyklonění se v nejvyšším bodě atiky obvod zvětšuje až na 200 m. Výška celé osmipatrové budovy dosahuje 32,5 m. Konstrukce budovy je ocelová s betonovým ztužujícím jádrem.
Nosná konstrukce fasády je navržena jako samonosný dřevěný rošt, který tvoří prostorovou skořepinu po celém obvodu budovy. Tato skořepina je tvořena lineárními prvky - vertikálními sloupy, vodorovnými paždíky a šikmými diagonálami. V nejvíce otevřených prostorách jsou sloupy uchyceny do vodorovného nosníku. Pro spojení jednotlivých částí sloupů jsou použity svorníkové a kolíkové spoje s vnitřním ocelovým plechem. Upevnění paždíku a diagonál je řešeno pomocí vrutů. V místě výskytu velkých tlakových sil jsou použity ocelové pásky. Kotvení do hlavní konstrukce je provedeno pomocí několika typů rektifikovatelných kotev. V celé konstrukci je použito téměř 400 m3 lepeného lamelového dřeva pevnostních tříd GL24h a GL28c. Celkem je obsaženo 7200 kusů dřevěných prvků, z čehož je téměř 3000 kusů jedinečných.
Čtěte také: Dřevěná podlaha na beton
Na dřevěnou konstrukci obvodového pláště byly kladeny vysoké požadavky na přesnost montáže, protože tvoří podkladní rastr pro fasádní systém z hliníkových profilů, izolačních trojskel a vakuových panelů. Ty byly předem vyráběny a bylo nutné dodržet odchylky mezi jednotlivými prvky do 5 mm. Muselo se také uvažovat s teplotními změnami během montáže a s objemovými změnami způsobenými změnou vlhkosti v průběhu životnosti konstrukce. Po ukončení montáže dílčího segmentu byly prvky zevnitř obaleny ochranným materiálem, aby se omezilo poškození od ostatních profesí. Z vnější strany se prvky před povětrností chránily plachtou. Dokončení podstatné části dřevěné konstrukce proběhlo v polovině května 2012, v srpnu byly namontovány poslední části, v místě kde byl dříve umístěn stavební výtah. Na podzim roku 2012 se dokončilo zasklívání budovy a je možno konstatovat, že i v nejvíce zakřivené části se podařilo dodržet přísné tolerance. V současné době probíhají v budově dokončovací práce v interiérech.
Příklady realizací s velkoplošnými skleněnými fasádami
Danube House
Danube House, nová dominanta pražského Karlína, je první stavbou nově vznikající městské čtvrti River City na Rohanském ostrově v Praze. Objekt svým celkovým řešením předjímá charakter této části města a vzhledem ke své exponované poloze je navržen jako dominanta. Na první pohled zaujme svým výrazným tvarem trojúhelníka v půdorysu i v řezu, s ostrým břitem obráceným směrem k městu, a řešením fasád, které tvoří obklad z červeného čínského pískovce a velké prosklené plochy a atypické okenní konstrukce výrazně vertikálního formátu. Na severní a východní straně budovy jsou umístěny kancelářské trakty, které od jihozápadu propojuje hlavní prosklená fasáda monumentálního atria, které je srdcem jak prostorového konceptu, tak nízkoenergetického konceptu tohoto domu. Firma SIPRAL a.s., dodávala pro stavbu Danube House veškeré prosklené fasády, okenní konstrukce, střechu atria, vnitřní interiérovou fasádu kanceláří, konstrukce dveří ad.
Z konstrukčního hlediska stojí za pozornost především tři celoprosklené fasády: hlavní jihozápadní, severní a východní fasáda. Všechny mají společné konstrukční i statické principy. Jedná se o fasády zavěšené na systému nerezových tyčových táhel, na nichž jsou vodorovně umístěny nerezové T-profily, které podpírají skleněné tabule ve vodorovných spárách. Pro zasklení všech fasád byla použita izolační, vysoce transparentní low-iron skla. Proti silám větru jsou fasády ztuženy systémem skleněných žeber, která zde fungují jako plnohodnotné nosné prvky. Toto řešení je zcela unikátní a v ČR bylo použito poprvé. Hlavní jihozápadní fasáda atria je nejzajímavější částí celého obvodového pláště budovy. Je zavěšena na konzolách hlavní a sekundární nosné ocelové konstrukce atria, ve vodorovném směru přímo spolupůsobí s ocelovými lávkami a schodišti atria. Skleněná žebra šířky 1 m a délek 3,5-9,6 m dle sklonu střechy svírají s hlavní fasádní plochou úhel cca 114° a jsou přímo součástí fasádní plochy. Vzniká tak 70 m dlouhá a téměř 35 m vysoká prolamovaná skleněná plocha, která se výrazně odráží od klidných ploch okolního pískovcového obkladu. U severní a východní fasády vystupují skleněná žebra z roviny fasády kolmo směrem do interiéru.
Nejnáročnější částí projektu bylo vyřešení nezávislých dilatačních pohybů jednotlivých částí konstrukce hlavní fasády, které jsou navíc z různých materiálů. Pro tyto účely firma SIPRAL a.s., navrhla a zrealizovala poměrně složitý systém pevných a posuvných spojů. Z montážního i výrobního hlediska bylo rovněž velmi obtížným úkolem dodržení požadovaných vysokých přesností nerezových i skleněných prvků fasády, které jsou přímo kotveny do atypických styčníků ocelové konstrukce. Vzhledem k zavěšení fasády na pružných konzolách byl pro montáž použit speciální systém předpínání, při kterém došlo k ohnutí konzol a protažení táhel do konečných poloh. V několika cyklech pak byla za použití mnoha speciálně vyvinutých měřicích přípravků upravována poloha všech prvků a teprve takto celkově vyrovnaná a zafixovaná konstrukce byla zasklena. Pro použití skleněných žeber na tomto projektu vyvinula firma SIPRAL a.s., vlastní patentovaný systém, který mimo jiné umožňuje „svrtávat“ skla žeber s okolní konstrukcí přímo na stavbě. Z dalších částí stojí za zmínku především prosklená střecha atria, provedená z typových profilů Schüco FW 60+, připevněných na sekundární nosnou konstrukci střechy. Elegantní konstrukcí je rovněž interiérová fasáda, oddělující vlastní prostor atria od prostoru kanceláří. Zhotovena je ze systému Schüco FW 50+ v barvě stejného odstínu jako venkovní okenní profily. Zajímavostí fasády je použití akustických panelů jako fasádních výplní. Značnou část dodávky firmy SIPRAL a.s., na tuto stavbu představovaly veškeré okenní konstrukce. Vyrobeny jsou ze systémových hliníkových materiálů Schüco Royal S 70 s povrchovou úpravou z práškové vypalované šedočerné barvy. Po celém obvodu jsou okenní konstrukce dotěsněny tepelnou izolací a vodotěsnou fólií. Na oknech jsou osazeny vnější horizontální lamelové žaluzie ovládané elektropohonem s napojením na centrální řídicí systém. Celý mechanismus včetně schránky na žaluzie je ukryt pod kamenným obkladem fasády.
Rodinný dům „Schattenbox“ v blízkosti Vídně
Rodinný dům „Schattenbox“ v blízkosti Vídně zvítězil v roce 2009 v soutěži Cena dřevostaveb Dolního Rakouska. Zvláštností této dvoupatrové dřevěné budovy byla jižní fasáda z kompozitních prvků dřevo-sklo. Velkoformátová okna, která také pomáhají poskytovat výztuhu pro budovu a rychle se montují, otevírají nové příležitosti pro stavitele. Tyto skleněné prvky, obvykle v plné výšce, jsou přilepeny k obvodovým spojovacím páskům z březové překližky, které se pak jednoduše přišroubují k předem sestavené tzv. post-and-beam konstrukci (česky sloupek a nosník). Tyto konstrukce, známé jako kompozity dřevo-sklo, berou na sebe funkci statické zátěže a umožňují rychlou realizaci stavebních prací. V důsledku toho mohou stavaři vytvářet fasádní návrhy, které by ve většině případů dříve vyžadovaly ocelovou konstrukci. Systém „Fasáda“ německé společnosti Uniglas obdržel schválení stavebního úřadu pro nenosné fasády z Německého institutu pro stavebnictví (DiBt - Deutsches Institut für Bautechnik).
Čtěte také: Jak postavit zděný plot s dřevěnou výplní?
Školící a logistické centrum Otto Chemie
Školící a logistické centrum Otto Chemie ve Fridolfingu bylo osazeno dřevěnou skleněnou kompozitní fasádou z Uniglas o délce 45 m a výšce 10 m. Používá střídavě bílé fasádní panely a tabule ze skla pro řízení slunečního záření, každá 1,25 m široká a 2,5 m vysoká. Kromě pevného zasklení má také křídla, která lze otevřít. Se vstupem výzkumného institutu Holzforschung Austria (HFA) ve Vídni a německého výrobce lepidel Otto Chemie byla rozšířena otázka lepení tak, aby bylo možné zjistit, do jaké míry lze zvýšit statické zatížení dřevěných oken. Výzkum kompozitů dřevo-sklo pokračuje v Ústavu architektonických věd, konstrukčního designu a dřevařského inženýrství na Vídeňské technické univerzitě. Peter Schober poznamenal: „S kompozity dřevo-sklo jsme původně vyvinuli systém, ve kterém byly skleněné tabule nalepeny na místě a působící síly byly odkloněny pouze pomocí smykové adheze. Čelíme omezení, že při relativně malých zatíženích dochází k silným deformacím a my nemůžeme využít výkonnost adheze k jeho plné výhodě. Omezujícím faktorem pro nás byla proto deformace stávajícího kompozitního prvku dřevo-sklo. Mohli bychom však změnit návrh tak, aby bylo možné přenášet vyšší zatížení. Kromě dosud používaného lepidla by mělo být aplikováno efektivní lepení, jako je například tekuté vyplňování, které umožní, aby se sklo posadilo proti rámu nebo spojovacímu pásku. To, jak to funguje v praxi, bylo prokázáno pevnostní zkouškou na Vídeňské technické univerzitě v roce 2016. Osmimetrový I-nosník se skleněným středovým pásem byl vystaven 30tunovému zatížení. Profesor Winter shrnuje: „Argumenty ve prospěch nového a vysoce pružného kompozitního systému dřevo-sklo jsou přesvědčivé: je efektivnější a proto ekonomičtější, potřebuje méně materiálu a proces výstavby lze učinit štíhlejším.
Sídlo firmy Lasvit na Palackého náměstí v Novém Boru
Palackého náměstí v Novém Boru nese atmosféru rozmachu města a sklářského řemesla v 19. století. Dva historické domy nedávno doplnily dvě nové stavby tak, aby vznikl ucelený areál pro sídlo firmy. Plášť i střechu jedné z nich pokrývají skleněné tvarovky. Architektonický návrh vycházel z tvaru a proporcí obou historických domů, novostavby se skleněnou fasádou abstrahují podstávkový sklářský dům se dvěma nadzemními podlažími a proporčně převýšenou střechou. Všechny domy propojují krčky, vnitřní dvůr se tak stal uzavřenou „rajskou“ zahradou pro relaxaci i práci. V zadní části pozemku stojí kolmo k ulici tmavý provozní dům, jeho střecha i plášť jsou z černých vláknocementových šablon.
Skleněný dům
Nosné konstrukce této průsvitné stavby jsou ze železobetonu, skelet tvoří šestice sloupů v rozích dispozice a u krčků. Sloupy jsou vetknuté do základové konstrukce, v úrovni stropů jsou spojeny průvlaky. Nosnou konstrukci vnějšího obvodového pláště tvoří ocelové sloupy z uzavřených profilů. V úrovni základové desy a obou stropních desek jsou k nosnému zdivu připevněné kotvami s přerušeným tepelným mostem. V úrovni stropů byla konstrukce doplněna vodorovným ztužením ve tvaru příhradoviny. Strop nad 1. NP tvoří železobetonová roštová konstrukce skládající se ze stropní desky a žeber. Železobetonové desky pnuté mezi trámy mají dvě rozdílné tloušťky, po obvodě je deska nesena průvlaky uloženými na sloupech. Pro fasádní a střešní plášť byly vyrobeny atypické skleněné šablony, které se pak osadily na ocelovou konstrukci. Vnitřní fasáda je systémová sloupovo-paždíková, kotvená k nosné dřevěné vnitřní konstrukci systémovým profilem zavěšených plášťů. Nosnou funkci fasádních paždíků a sloupků tvoří dřevěné lepené nosníky o rozměru 50/350 mm. Jejich kotvení je atypické: ve svislém směru dřevěné rámy podepírají podložky, jež mají rektifikační funkci, ve vodorovném atypické kotvy, které umožňují vertikální dilataci. Součástí konstrukce rámů jsou i vyjímatelné prvky, sloužící jako police. Soklová podezdívka je železo be tonová monolitická, vnitřní opláštění železobetonového monolitického skeletu na pohledových plochách mezi prosklenými fasádami bylo řešeno jako kontaktní zateplovací systém. Střecha má dvě vrstvy, které navazují na dvojité uspořádání fasády. Horní vrstva odpovídá fasádě ze skleněných šablon, její nosnou konstrukci tvoří ocelová příhradová konstrukce.
Typy fasádních systémů
| Typ fasády | Popis | Výhody |
|---|---|---|
| Sloupkovo-příčníková fasáda | Systém určený k výrobě lehkých obvodových plášťů závěsného nebo výplňového typu, střech, světlíků a ostatních prostorových konstrukcí. Sklo je upevněno přišroubováním přítlačné hliníkové lišty k prvku z tvrzeného plastu. | Všestrannost, stabilita, snadná montáž. |
| Strukturální fasáda | Fasádní sklo je upevněné ke sloupkům a příčníkům bez viditelných krycích lišt. Sklo je lepené na hliníkový rám strukturálním silikonovým lepidlem. | Opticky působivý celoskleněný vzhled, moderní design. |
| Semi-strukturální fasáda | Hybridní systém, kombinace klasické a strukturální fasády. Fasáda je upevněná k profilům přítlačnou krycí lištou (např. horizontálně) a bez viditelných krycích lišt (vertikálně). | Flexibilita designu, kombinace výhod obou systémů. |
| Fotovoltaická fasáda | Víceúčelový systém, který proměňuje sluneční energii prostřednictvím solárních panelů, které jsou součástí fasádní konstrukce, na elektrickou energii. Fasádní sklo a panely jsou upevněné k profilům přítlačnou krycí lištou nebo bodovými prvky. | Energetická účinnost, výroba elektrické energie, udržitelný design. |
tags: #drevenou #konstrukci #s #velkoplosnou #sklenenou #fasadou