Rámová konstrukce je v současné době nejrozšířenějším typem stavebního systému dřevostaveb a je klasickým typem, který se stále zdokonaluje. V dnešní době se využívá několik systémů tvorby dřevostaveb a nejběžnějším typem je právě rámová konstrukce. I když se předpokládá, že ji časem nové stavební systémy díky vývoji materiálů a technologií vytěsní, momentálně je poměrně častou volbou. Osvědčenou a rychlou metodu stavby volí především stavební firmy, nabízející různé typy dřevostaveb rodinných domů.
Princip a základní prvky rámové konstrukce
Rámová konstrukce je statický systém, který se skládá alespoň z jednoho vodorovného a jednoho svislého prutu, který je namáhán ohybem. Tvoří ji nosné prvky (stojky) ze dřeva, umístěné ve vzdálenosti 60 až 62 cm od sebe, které se velkoplošným materiálem opláští z jedné nebo z obou stran. Nosná konstrukce montované dřevostavby je sestavena z dřevěných nosných prvků, tzv. stojek, které jsou vertikálně umístěné v rozmezí 600 - 625 mm. Zespodu a shora jsou připevněny na horní a spodní pas, přičemž vznikne jakýsi rám, a odtud i název tohoto typu konstrukce. Stojky a pas se vyrábí z vysušeného hoblovaného řeziva. Tyto prvky jsou v dolní i horní části zapuštěny do vodorovného dolního a horního pasu. Dolní vodorovný trám se také nazývá prahový, horní pak okapní. Kompaktní dřevěný celek tvoří stabilní rám. Na horní část se poté napojuje trámová konstrukce stropu, jehož záklop tvoří u nových dřevostaveb nejčastěji velkoplošné OSB desky.
Kompaktní dřevěný celek tvoří stabilní rám. Opláštění rámové konstrukce je provedeno velkoplošnými deskami na bázi dřeva, které plní statickou funkci v horizontálním směru a zamezují klopení stojek do stran. Touto technologií dochází k velké tuhosti rámových konstrukcí ve všech směrech. Konstrukce dřevostavby je tvořena jednotlivými rámovými stěnovými konstrukcemi, stropními trámy se záklopem z velkoplošných desek, dřevěnými průvlaky a vaznicovým, případně vazníkovým typem krovu.
Materiály pro rámové konstrukce
Ke stavbě rámových nosných konstrukcí dřevostaveb se nejčastěji používá smrkové ostrohranné řezivo. Aby byla zvýšena odolnost smrkového řeziva a bylo zamezeno napadení dřeva různými parazity, je nutné dřevo nejprve vysušit a poté ošetřit vhodnou impregnací. Jako druhý typ materiálu na rámový skelet dřevostavby lze použít masivní konstrukční dřevo, které na trhu najdeme pod označením KVH profily. KVH profily jsou oproti řezivu z pily odolnější a mají mnoho výhod, jako např. tvarovou stálost, to znamená, že se nekroutí a nepraskají. Jedná se o vysušené a ohoblované hranoly, na kterých jsou z čela vyfrézovány zubové spoje, do nichž je naneseno lepidlo a hranoly jsou k sobě tlakem slepeny.
Opláštění se tvoří velkoplošnými materiály, jako jsou OSB desky nebo sádrovláknité desky. Na vnější opláštění jsou nejvíce používané sádrovláknité desky v případě difuzně uzavřené konstrukce dřevostavby nebo dřevovláknité desky v případě difuzně otevřené konstrukce dřevostavby. Vnější strana stěny je tvořena nosnými prvky fasády včetně finální omítkoviny. Mezi stojkami a deskami je prostor, který se vyplňuje izolací, především minerální vatou. Volný prostor v rámové konstrukci dřevostavby je vyplněný tepelnou izolací, nejčastěji na bázi minerální vaty. Vnější stranu konstrukce tvoří termofasáda z polystyrenu (minerální vaty) a omítky.
Čtěte také: Vše o montáži pomocí Fischer N-S
Zapomenout nesmíme na „instalační předstěnu“ z vnitřní strany konstrukce, tedy prostor pro veškeré potřebné rozvody, vyplněný tepelnou izolací. Vnitřní stranu konstrukce lze také opláštit OSB deskami, případně opatřit nosnými prvky pro sádrokarton nebo palubky.
Difuzně otevřené a difuzně uzavřené konstrukce
Dřevěné konstrukce se dělí na difuzně otevřené a difuzně uzavřené konstrukce. V posledních letech se stále více prosazuje difuzně otevřená konstrukce. Hlavním cílem difuzně otevřené konstrukce dřevostavby je, aby byl dům zhotoven tak, že umožní volný prostup plynů a vodních par v podobě molekulárního přenosu z interiéru do exteriéru, to znamená, že je dům opatřen tepelnou izolací s nízkým difuzním odporem (není zde použita parozábrana). U tohoto typu domu se na rámovou konstrukci kotví dřevovláknitá deska, následuje lepidlo a finální silikátová fasáda. Konstrukce dřevostavby je vyplněna speciální minerální tepelnou izolací, která splňuje podmínky certifikovaných difúzně otevřených konstrukcí. Dřevo dokáže vlhkost z okolního prostředí pojmout, nebo ji v opačném případě do prostředí uvolnit - a díky těmto svým vlastnostem vnitřní prostředí příznivě ovlivňuje. U rámových dřevostaveb musí být jednotlivé materiály (vrstvy) v konstrukci správně poskládány, aby zvýšené množství vodní páry nebylo příčinou znehodnocení dřeva.
V difuzně uzavřené konstrukci se využívá parobrzdná folie, která se může při montáži, popřípadě během užívání stavby poškodit. Taková konstrukce je zpravidla o něco levnější a nepoužívají se v ní v takové míře přírodní materiály. V případě difúzně uzavřené konstrukce se používá sádrovláknitá deska a na ní se kotví fasádní polystyren. Po polystyrenu je naneseno lepidlo a následně finální fasádní omítka. Princip funkčnosti této uzavřené skladby je závislý na použitých materiálech, především pak na zvolené parozábraně, která by měla být vhodně umístěna co nejblíže k interiéru.
Porovnání difuzně otevřené a uzavřené konstrukce
| Vlastnost | Difuzně otevřená konstrukce | Difuzně uzavřená konstrukce |
|---|---|---|
| Prostup plynů a par | Volný prostup molekulárním přenosem | Omezen parozábranou (folie) |
| Parozábrana | Nepoužívá se (nebo vrstva s nízkým difuzním odporem) | Používá se parobrzdná folie |
| Vnější opláštění | Dřevovláknitá deska | Sádrovláknitá deska |
| Izolace | Speciální minerální izolace s nízkým difuzním odporem | Minerální vata |
| Přírodní materiály | Větší využití (dřevovláknité desky, konopné izolace) | Méně využívané |
| Cena | Vyšší | Nižší |
| Riziko poškození | Nižší (bez rizika poškození parobrzdné folie) | Vyšší (možné poškození parobrzdné folie) |
Výhody rámových konstrukcí
Mezi největší výhody rámových konstrukcí patří mimořádná variabilita, která umožňuje vytvořit jakýkoliv interiér dle přání investora. Dřevostavby představují zdravější styl bydlení s ideální vzdušnou vlhkostí. Dřevo je přírodní materiál a navíc díky skvělé izolaci se spotřebuje méně topiva. Kvalitní izolace je tedy nesmírně důležitá, úniky tepla je třeba se snažit vyeliminovat také odstraněním netěsností a tepelných mostů.
Rámové dřevěné konstrukce představují rychlý a efektivní způsob stavby bez nutné mechanizace a „mokrého“ zdění. Životnost dřevostaveb vytvořených rámovou konstrukcí je delší, než si mnoho lidí myslí. Funkční životnost může být u kvalitního provedení okolo 100 let, problémem bývá u staveb morální životnost, jelikož každá další generace má trochu jiné nároky na bydlení, než ta předchozí. Mezi hlavní výhody rámových konstrukcí dřevostaveb patří velká variabilita v tvarech a složitých detailech domů, odolnost vůči zatížení - hodí se tedy i pro vícepodlažní domy, vynikající tepelně izolační vlastnosti při malé tloušťce stěn.
Čtěte také: jak správně kotvit s hmoždinkami Fischer FUR-T
Moderní inovace a výzkum
Moderní spojovací prostředky otevírají nové možnosti v navrhování dřevěných nosných konstrukcí. Tradiční kloubové působení přípojů při navrhování dřevěných konstrukcí je postupně nahrazováno polotuhým působením přípojů. Autoři článku se rozhodli odzkoušet jeden přípoj a porovnat s výpočtovými modely. Článek představuje experimentální ověření přípoje rámového rohu, ve kterém se kombinací hliníkové koncovky od firmy Sherpa a celozávitových šroubů Rothoblaas vytvořil polotuhý přípoj. Při snaze o vytvoření tuhých přípojů v dřevěných konstrukcích se donedávna často argumentovalo ekonomickou stránkou.
Celozávitové šrouby se širokým závitem mají výbornou odolnost při namáhání ve směru osy dříku. Tato vlastnost přispívá i k odolnosti při namáhání kolmo na osu šroubu, i navzdory malému průměru jádra dříku šroubu, která vychází z lanového efektu působení spojovacího prostředku. Přenos tlakové síly, která vznikla při spodním povrchu nosníku, měla zabezpečit hliníková koncovka. Experimentální ověřování přípoje bylo realizováno v zrekonstruovaném laboratoři Katedry kovových a dřevěných konstrukcí Stavební fakulty STU v Bratislavě. Přípoj rámového rohu byl dimenzován na přenos vertikální síly 33 kN na rameni 1,3 m, tedy na ohybový moment 42,9 kNm. Postup zatěžování byl určen v souladu s normou STN EN 380.
Při dosažení navrhované odolnosti 33 kN byly pozorovány průhyby 55,8; 53,9 a 41,2 mm, tedy průměrně 50,3 mm. Při zkouškách byly dosaženy maximální síly 44,3 kN; 45,5 kN a 43,3 kN, tedy průměrně 44,4 kN. Počas zkoušky se konzola chovala velmi pružně. Po porušení a následném odlehčení vzorku se cca 60 % deformací vrátilo. V přípoji byly pozorovány stlačení při spodním okraji nosníku a rozevření při horním povrchu, které vykazovaly velmi podobné hodnoty. Po rozebrání vzorků nebylo pozorováno poškození celozávitových šroubů. Při velkých deformacích konzoly došlo k ohnutí tlustého plechu v tažené zóně. Porucha přípoje nastala v dřevě, hlavně působením příčného tahu.
Při testování vzorků rámového rohu byla pozorována velká pružnost a duktilita přípoje (duktilita představuje poměr mezi deformací na mezi porušení a deformací pružnou). Vhodnou duktilitou je možné zabezpečit rovnoměrné prerozdělení zatížení na jednotlivé spojovací prostředky a zabránit náhlým, křehkým porušením přípojů na mezi odolnosti. Získaná odolnost přípoje s 30procentní rezervou splnila očekávání. Realizované zkoušky je možné považovat za jeden z prvních kroků ve vývoji novodobých polotuhých přípojů.
Čtěte také: Elektrická řezačka polystyrenu Dedra
tags: #ramova #konstrukce #staveb #informace